一, Otimização estrutural: a principal maneira de melhorar a resistência e a precisão
1. Projeto da armadura oca e vertical: Encontrando o equilíbrio certo entre flexibilidade e resistência
A embalagem que protege os itens elétricos precisa ser capaz de resistir a impactos e distorções. No projeto do molde, a estrutura oca pode tornar o produto mais elástico e absorver a energia vibratória durante o transporte. As barras de reforço tornam o produto mais rígido e espalham as tensões, tornando o arranjo das fibras mais denso. Por exemplo, os computadores Lenovo vêm em caixas com nervuras verticais onduladas que tornam cada caixa 20% mais resistente no que diz respeito à resistência à compressão. A transição-em forma de arco da cavidade também ajuda a distribuir a tensão, o que reduz a taxa de dano no teste de queda de 8% para 0,3%.
2. Inclinação de desmoldagem e transição de cantos arredondados: uma dupla garantia de precisão e rendimento
A inclinação da desmoldagem impacta diretamente no tamanho do produto e na qualidade da superfície. Muita inclinação pode dificultar a desmoldagem, o que pode deixar cicatrizes ou rachaduras. Muita inclinação também pode tornar o empacotamento menos útil. Para garantir que os pedaços de papel que retêm umidade saiam suavemente e que as fibras não quebrem devido às bordas retas e ângulos retos, os moldes de embalagem de produtos eletrônicos geralmente têm uma inclinação de desmoldagem de 1 grau a 3 graus e transições arredondadas de R0,5 a R2 mm. Por exemplo, o molde da embalagem dos fones de ouvido Apple Beats Studio Pro tornou as bordas do produto 15% mais resistentes e reduziu o desperdício ao tornar os cantos mais arredondados.
3. Controlar a espessura da parede: a habilidade de encontrar o equilíbrio certo entre resistência e custo
A resistência de um produto depende muito da espessura das paredes, mas torná-las muito espessas pode exigir mais matéria-prima e energia para secar. A maioria dos moldes de embalagem de dispositivos eletrônicos tem paredes com 0,5 a 6 mm de espessura (método de formação por adsorção) e tornam as porções fracas mais fortes adicionando espessura extra a elas. Por exemplo, o molde da embalagem do telefone Xiaomi tornou as paredes 0,3 mm mais espessas na área do módulo da câmera, o que tornou a resistência à compressão local 30% mais forte, enquanto o uso geral do material aumentou apenas 5%.
2, Adaptação do processo: um salto tecnológico da prensagem úmida para a prensagem a seco
1. Processo de molde de prensagem úmida: fazer qualquer coisa com muitos detalhes e precisão
O método de prensagem úmida usa moldagem de alta-pressão para tornar as fibras mais densas, o que o torna excelente para embalar produtos-eletrônicos de alta tecnologia. Existem dois problemas principais que o projeto de moldes precisa resolver:
Arranjo-orientado de fibra: a direção do fluxo das fibras no campo de pressão é regulada pela combinação cuidadosa de moldes convexos e côncavos. O molde da embalagem do telefone Sony Xperia 1 V, por exemplo, utiliza tecnologia de controle de pressão de zona para alinhar as fibras com a direção do impacto. Isto aumenta a taxa de absorção de energia em 40% em testes de queda.
Fazendo uma estrutura micro porosa: O molde deve fabricar uma matriz micro porosa de 0,1–0,5 mm para atender às necessidades de buffer de instrumentos de precisão. Uma empresa produziu um molde de embalagem para equipamentos médicos eletrônicos que utiliza tecnologia de gravação a laser para distribuir uniformemente microporos de 0,2 mm, mantendo a imprecisão da densidade do produto em ± 2%.
2. Moldes de processo a seco: analisando-prototipagem rápida e de baixo custo
A moldagem por prensagem a quente faz parte do processo a seco, o que reduz a necessidade de umidade, o uso de energia e os custos de produção. Existem dois grandes problemas que o projeto de moldes precisa resolver:
Otimizando a condução de calor: O processo seco precisa aquecer as fibras rapidamente para torná-las sólidas, e o molde precisa empregar materiais com alta condutividade térmica (como liga de alumínio) e construir um circuito de água de resfriamento adequado. Por exemplo, uma certa empresa fez um molde de moldagem de celulose seca que reduziu o ciclo de moldagem de 120 segundos para 80 segundos, reorganizando o circuito de água de resfriamento.
Melhor qualidade de superfície: A tecnologia de processo a seco geralmente deixa rebarbas nas superfícies, portanto, o molde precisa usar a tecnologia de nanorrevestimento. Um revestimento de titânio foi colocado em um determinado molde de embalagem de laptop para tornar a superfície do produto menos áspera, passando de Ra3,2 μm a Ra0,8 μm. Isso atendeu aos padrões de aparência para eletrônicos-de última geração.
3,Conformidade Ambiental: Tendências em Design Sustentável no Mundo dos Negócios
1. Design modular: a melhor maneira de fazer com que mais pessoas reciclem
A regra REEE da UE diz que os equipamentos eletrónicos devem ter uma taxa de reciclagem de plástico de pelo menos 85%. No entanto, as peças clássicas de embalagens com design de molde integrado são difíceis de desmontar e têm uma taxa de reciclagem de apenas 55%. Os fechos de pressão unem moldes modulares em vez de cola, o que facilita a desmontagem das peças da embalagem. Por exemplo, um fabricante de laptop alterou o molde da estrutura central de integrado para modular. Isto aumentou a taxa de reciclagem de plástico para 82% e reduziu as despesas com moldes em 10%.
2. Alterar materiais de base biológica para diminuir o seu impacto no ambiente
Existem dois grandes problemas que precisam ser resolvidos ao transformar materiais de base biológica como PLA e PHA em moldes:
Resistência à temperatura: A temperatura da injeção deve ser mantida entre 180 e 220 graus Celsius, e o molde deve ser revestido com cromo para evitar que o PLA grude nele. Uma empresa fez um molde de embalagem PLA para celular que dura 200.000 vezes mais do que antes, cromando-o.
Otimizando a liquidez: O material PHA é muito espesso, o que pode tornar o enchimento irregular. Canais de fluxo gradiente devem ser usados no projeto do molde. Ao otimizar a seção do canal de fluxo, um determinado molde de embalagem eletrônica médica tornou a distribuição de fibra dos produtos PHA 30% mais uniforme.
4, Prática da Indústria: De um grande avanço tecnológico a uma ampla utilização
Caso 1: Proposta da Lenovo para substituir o plástico
A Lenovo mudará lentamente do amortecimento plástico nas embalagens de laptop para a moldagem de celulose a partir de 2022. Isso tornará a embalagem mais forte e precisa usando novos designs de molde.
Aumentar a quantidade de fibras longas em 30% para construir uma estrutura de esqueleto e utilizar polpa mecânica de alta vassoura (TMP) para melhorar o grau de entrelaçamento das fibras;
Usando o Enhancer: Adicionar 0,2% de solução PAM para criar uma estrutura de membrana de rede reduz a perda de chips em 86%.
Melhoria no processo de prensagem a quente: O produto é 20% mais apertado com uma combinação de 180 graus, 0,5 MPa e 40 segundos, e o erro de planicidade da superfície é menor que 0,08 mm.
A Lenovo substituiu completamente as embalagens moldadas em celulose até 2024. Isso reduziu o custo de envio de um único laptop em 15% e aumentou a satisfação do cliente em 12%.
Caso 2: Inovação estética de fibra da Apple
A embalagem dos fones de ouvido Apple Beats Studio Pro é construída com materiais 100% à base de-fibra (fibra de bambu e fibra de bagaço de cana-de-açúcar). O seguinte projeto de molde estabelece um compromisso entre resistência e precisão:
A adição de nanocelulose (50–100 nm de diâmetro) ao material torna-o 50% mais resistente, que é o que os equipamentos de precisão precisam para funcionar corretamente.
Projeto de uma estrutura micro porosa: células em favo de mel de 0,3 mm são usadas para particionar a região, o que reduz a taxa de danos de 8% para 0,3% durante o teste de queda.
Fabricação modular: Os moldes de usinagem de precisão CNC garantem que o tamanho da embalagem tenha uma precisão de ± 0,05 mm, o que facilita a montagem com o produto.
