一, Os principais elementos que afetam o projeto de espessura
1. Requisitos para peso e impacto de queda do produto
ISTA 3A é um padrão internacional para testar embalagens de produtos eletrônicos para envio. A altura de queda padrão é entre 0,8 e 1,2 metros. Dados experimentais indicam que quando um dispositivo eletrónico móvel, pesando 1,6N, desce de uma altura de 1 metro, e a aceleração de impacto necessária permanece abaixo de 25g, os seguintes requisitos devem ser satisfeitos:
Requisito de coeficiente elástico: O coeficiente elástico da moldagem da polpa deve ser 12N/mm ou superior. Isto pode ser feito aumentando a espessura ou alterando a estrutura da nervura de suporte.
Relação entre espessura e carga: Estruturas moldadas em celulose com 1 a 2,5 mm de espessura podem suportar cargas estáticas de 50 a 120 N, o que as torna adequadas para eletrônicos leves, como tablets e telefones celulares. Para itens mais pesados, como laptops (3 a 5 kg), devem ser usados produtos feitos com o processo de prensagem úmida com 2 a 3 mm de espessura, ou o desempenho do amortecimento deve ser melhorado por meio de um design laminado.
2. Tipo de processo e otimização de estrutura
A espessura é muito afetada pelos diferentes processos de moldagem:
Processo de prensagem úmida: a moldagem de alta-pressão torna as fibras mais densas, e o produto geralmente tem entre 0,5 e 2 mm de espessura. A embalagem do telefone Sony Xperia 1 V, por exemplo, é feita de polpa prensada úmida de 0,8 mm e tem um design de nervura de suporte em formato de favo de mel. Isso reduz a taxa de danos às peças de 8% para 0,3% durante o teste de queda.
O método de prensagem a seco usa fibras curadas-prensadas a quente para produzir um produto que geralmente tem 1,5 a 3 mm de espessura. A embalagem do laptop Lenovo usa moldagem de polpa prensada a seco de 2 mm e canais de fluxo gradiente para melhorar a dispersão da fibra. Isso torna o produto 20% mais apertado e o erro de planicidade da superfície é inferior a 0,08 mm.
Para equipamentos-eletrônicos pesados, como servidores e instrumentos industriais, é necessária a moldagem de polpa com paredes de 4 a 12 mm de espessura. Uma empresa fez embalagens de bandeja com 10 mm de espessura que foram tratadas com moldes de revestimento cromado. Isso reduziu o custo de envio de cada equipamento em 15% e aumentou a satisfação do cliente em 12%.
3. Equilibrar custos e limitações de espaço
Ao embalar itens elétricos ultra{0}}finos, como smartwatches e fones de ouvido, a espessura deve ser mantida dentro de 3 mm. A embalagem dos fones de ouvido Apple Beats Studio Pro é composta por moldagem de polpa reforçada com nanocelulose de 0,3 mm. Este design possui uma matriz microporosa com tamanho de poro de 0,2 mm, o que aumenta a taxa de absorção de energia em 40% e ainda é leve. Além disso, ao empregar design modular (conexões de encaixe em vez de cola), a espessura das peças da embalagem pode ser reduzida em 30% e a taxa de reciclagem pode chegar a 82%.
2,Padrões para espessura da indústria e casos comuns
1. Padrões e regras de teste usados em todo o mundo
Padrão ISTA 3A: A embalagem não deve permitir que o produto acelere mais de 25g ao cair de uma altura de 0,8 a 1,2 metros. Uma empresa produziu uma embalagem moldada de celulose com 1,5 mm de espessura para atender a esse critério. Eles usaram simulação para melhorar o layout das nervuras de suporte, o que levou a uma taxa de aprovação de 99,7% para embalagens de celulares no teste de queda de 1,2 metros.
Teste ambiental GB/T 10739: A amostra deve ser pré-tratada por 24 horas em uma atmosfera com temperatura de 23 graus ± 1 grau e umidade relativa de 50% ± 2%. Ao gerenciar o nível de umidade da moldagem da celulose (4% a 12%), uma determinada empresa tornou seus produtos 50% mais estáveis em circunstâncias onde a umidade muda.
2. Prática empresarial e novas ideias
A estratégia da Lenovo para substituir o plástico: usar moldagem de polpa de 1,5 a 2 mm de espessura em vez de amortecimento plástico na embalagem do laptop. Isso levará a avanços de desempenho por meio das seguintes alterações:
Otimização da proporção de fibras: Adicione 30% de fibras longas para formar a estrutura do esqueleto e combine polpa mecânica de alta velocidade (TMP) para fazer com que as fibras se entrelacem melhor.
Uso do Enhancer: Adicionar solução PAM de 0,2% para criar uma estrutura de membrana de rede reduz a perda de chips em 86%;
Atualizando o processo de prensagem a quente: Usando uma combinação de 180 graus, 0,5 MPa e 40 segundos, a estanqueidade do produto é aumentada em 20% e a imprecisão no nivelamento da superfície é inferior a 0,08 mm.
A nova Fiber Aesthetics da Apple: a embalagem dos fones de ouvido Beats Studio Pro é feita inteiramente de materiais-à base de fibra (fibra de bambu e fibra de bagaço de cana-de-açúcar). Este design atinge um compromisso entre robustez e precisão:
Nanocelulose como suporte: A adição de nanocelulose (50–100 nm de diâmetro) torna o material 50% mais resistente sob tensão.
Projeto de estrutura microporosa: Células em favo de mel separadas por 0,3 mm são empregadas para particionar a região. Isso reduz a taxa de dano de 8% para 0,3% durante o teste de queda.
Fabricação modular: O uso de moldes de usinagem de precisão CNC garante que o tamanho da embalagem tenha uma precisão de ± 0,05 mm, o que facilita a montagem com o produto.
