1. El principio-de carga de la pulpa moldeada es la intersección de la mecánica estructural y la ciencia de los materiales.
La capacidad de carga-de la pulpa moldeada no solo depende de la resistencia inherente del material; más bien, mejora sus propiedades mecánicas a través de una "estructura tridimensional entretejida de fibras" y un "mecanismo de dispersión de tensiones".
Tejido tridimensional-de fibras para formar una estructura
El papel usado y la pulpa de bambú son dos ejemplos de fibras vegetales que pueden utilizarse para generar pulpa moldeada. El método de moldeo por succión al vacío lo convierte en una estructura de red tridimensional-. El molde consta de fibras que se tejen juntas de forma aleatoria para formar un sistema de soporte tridimensional que parece un panal. Este método puede distribuir las presiones externas de manera uniforme y minimizar los niveles de estrés en algunos lugares. Por ejemplo, una bandeja para huevos normal pesa sólo 65 gramos pero puede soportar 80 kilos de peso estático sin romperse. Esto se debe a que el diseño de panal distribuye la fuerza del golpe.
Mejorando la forma
El diseño del molde puede proporcionar cámaras de pulpa moldeadas y nervaduras de refuerzo en su interior, como las nervaduras verticales en los moldes tipo percha. Esto hace que sea mucho menos probable que se doble. Por ejemplo, el revestimiento de pulpa que un fabricante desarrolló para la unidad exterior de un acondicionador de aire tiene un patrón de celdas hexagonales en forma de panal. La aceleración máxima del producto es un 27 % menor que la de la espuma EPS ordinaria en la prueba de caída de 1 m y la estructura no sufre daños. Utilizando alta temperatura y alta presión, la construcción compuesta multi-capa también combina tableros de pulpa multi-capa. El vínculo entre las capas de fibra es más fuerte y la resistencia a la compresión es entre un 30% y un 50% más fuerte. En lugar de palés de madera, puede transportar 500 kg de productos.
Cómo lidiar con el estrés
La forma en que la estructura se dobla y se estira, no cómo se comprime la sustancia, es lo que confiere a la pulpa moldeada sus propiedades amortiguadoras. Por ejemplo, las rejillas alveolares rompen el embalaje de cosas que no son regulares en pedazos más pequeños. Cuando algo toca el exterior de la unidad, cambia de forma y absorbe energía. Esto evita que todo se desmorone. Este diseño ayuda a que la pulpa moldeada conserve su forma y al mismo tiempo la altera para dispersar la energía de un impacto cuando tiene que soportar peso.
2. Un gran paso adelante en tecnología: pasar de "ligero" a "alta-resistencia"
La pulpa moldeada antigua se usaba en gran medida para productos baratos como bandejas para huevos porque costaba mucho y cambiaba de forma cuando se mojaba. Pero las tecnologías modernas como el prensado en húmedo, los nanorrecubrimientos impermeables y la optimización de la topología estructural han hecho que funcione mucho mejor:
La capacidad de dar forma a cosas a altas temperaturas y presiones.
Una vez que se haya formado el embrión, colóquelo en un ambiente de alta-presión y alta-temperatura (5–10 MPa) a 180–250 grados para cambiar los enlaces de hidrógeno entre las fibras, hacerlo más rígido y elevar la densidad a 0,6–0,8 g/cm³. Cierta empresa fabricó una bandeja de pulpa para lavadoras que tiene solo 10 mm de espesor pero que puede soportar una carga estática de 200 kg, suficiente para electrodomésticos grandes.
Tecnología que te permite cambiar cosas agregando elementos
Puede fortalecer la unión entre las fibras un 30% agregando productos químicos impermeabilizantes como sulfato de aluminio o agentes fortalecedores como pegamento de almidón. El material seguirá siendo ligero (un 50% más ligero que la madera). Un tipo de embalaje de televisión, por ejemplo, utiliza un revestimiento de pulpa con revestimiento antiestático. Esto no sólo protege los equipos electrónicos de la electricidad estática, sino que también hace que el embalaje sea un 15 % más ligero al hacer que la estructura sea más eficiente.
Tecnología para mejorar la topología estructural.
Utilice la simulación por computadora para distribuir mejor las fibras, de modo que el material sea más denso cuando se encuentra bajo mucha tensión. Por ejemplo, una empresa utilizó la optimización de la topología para fabricar envases de pulpa para refrigeradores que aumentaron la densidad local en un 20 %. Esto redujo la posibilidad de que el producto se rompiera durante la prueba de caída del 1,2% al 0,3%.
3. Estudio de caso: Poner la teoría a prueba en el mundo real
En la industria de los electrodomésticos, la capacidad de carga-de la pulpa moldeada se ha evaluado minuciosamente y su rendimiento supera al de la espuma plástica convencional:
Embalajes para aires acondicionados que salen al exterior.
Una empresa matriz creó el revestimiento de pulpa para la unidad exterior del aire acondicionado con un diseño de panal hexagonal. La aceleración más alta del producto es un 27 % menor que la de la espuma EPS en la prueba de caída de 1 m y la estructura no sufre daños. El embalaje también se puede apilar para su transporte, lo que ahorra un 40% de espacio de almacenamiento y un 18% de los costes totales.
Papel de regalo alrededor de las lavadoras.
Algunos tipos de lavadoras vienen con un embalaje completo de papel de "pulpa moldeada+cartón corrugado". Al mejorar su estructura, esto hace que el embalaje sea un 20% más liviano y al mismo tiempo pueda sostener y proteger el peso durante el transporte. Los datos de pruebas reales muestran que este método reduce la tasa de daños en el envío del 0,8% al 0,2%, lo que ahorra más de 5 millones de yuanes al año en gastos pos-ventas.
Embalaje de TV que no produce electricidad estática
Algunas cajas de TV tienen un revestimiento compuesto de pulpa recubierta con un material anti-estático. Esto no sólo protege los equipos electrónicos de la electricidad estática, sino que también hace que el embalaje sea un 15% más ligero al mejorar su estructura. Esta propuesta ha superado la prueba ROHS de la UE, que ahora es un modelo de embalaje respetuoso con el medio ambiente.
