一, Elección y preparación de materias primas: el primer paso hacia la planitud
1. Encontrar el mejor tipo y proporción de fibra
Las cualidades de las fibras tienen un efecto directo sobre qué tan bien se puede formar la pulpa. Las fibras de la pulpa de madera de coníferas son relativamente largas (1,2 a 3,5 mm), lo que puede hacer que el producto sea más fuerte y menos propenso a rasgarse, pero se debe controlar la cantidad para evitar que las superficies rugosas causadas por las fibras se enreden. Las fibras de la pulpa de madera dura son relativamente cortas (0,5 a 1,5 mm), lo que puede hacer que la pulpa fluya mejor y ayudar a llenar el molde de manera uniforme. Lo mejor es mezclar pulpa de madera de coníferas y pulpa de madera de hoja ancha-en una proporción de 3:7 para uso práctico y obtener el equilibrio adecuado entre resistencia y suavidad de la superficie.
2. Control exacto del proceso de despulpado
El grado de batido (grado de golpeteo) es un factor importante que afecta la forma en que se extienden las fibras. La tecnología de molienda húmeda se puede utilizar para crear estructuras microporosas en la superficie de las fibras, lo que mejorará la capacidad de absorción de la suspensión. Por ejemplo, las empresas de la cadena de suministro de Apple utilizan un proceso de despulpado graduado. Las fibras largas (pulpa de madera de coníferas) se despulpan en una alta concentración del 10% o más para que se hinchen y se descompongan; Las fibras cortas (pulpa de madera dura) se controlan para que tengan un grado de batido entre 30 grados SR y 45 grados SR para evitar que se corten demasiado. El uso del modelo de pulpa dinámica ha hecho que el papel en una línea de fabricación sea un 15 % más resistente y ha reducido la cantidad de pulpa de madera utilizada en un 8 % por tonelada de papel.
3. El impacto combinado de las adiciones
La poliacrilamida catiónica (CPAM) es un potenciador que neutraliza las cargas para hacer que las fibras se unan más firmemente. Agregar una solución al 0,2 % puede crear una estructura de membrana de red durante la deshidratación por presión negativa, lo que reduce la pérdida de viruta en más del 86 %.
Adhesivo: Mezclar un 0,2 % de adhesivo AKD con un 1 % de almidón catiónico puede hacer que las uniones entre las capas sean un 92 % más fuertes y evitar que las fibras se desprendan de la superficie.
Agente impermeable: la loción de parafina produce una capa en la superficie de la fibra que la protege del daño del agua y mantiene su resistencia constante.
2, mejorar el proceso de moldeo para lograr el control dentro de un milímetro
1. Tecnología para el moldeo por succión al vacío.
El moldeo por succión al vacío es un método común en el negocio del envasado industrial. Utiliza adsorción por presión negativa para llenar el molde de manera uniforme con lechada. El control de parámetros clave incluye:
Nivel de vacío: manténgalo entre -0,06 MPa y -0,08 MPa para asegurarse de que la suspensión se absorba rápidamente y evitar que las fibras se esfuercen demasiado.
Cambie el tiempo de adsorción según el espesor del producto. Normalmente tarda entre 8 y 15 segundos. Si es demasiado corto, es posible que no se llene por completo y, si es demasiado largo, las fibras podrían asentarse y separarse.
Temperatura del molde: Para acelerar la evaporación del agua y fomentar los enlaces de hidrógeno entre las fibras, precaliente el molde entre 150 y 200 grados Celsius.
2. El proceso de moldeo por compresión húmeda.
Cuando el producto tiene un contenido de humedad del 50% al 75%, se trata con prensado húmedo. La estanqueidad del producto se puede aumentar en un 20% cuando la presión está entre 0,4 y 0,6 MPa y la temperatura está entre 180 y 200 grados. La rugosidad de la superficie es Ra menor o igual a 0,8 µm. Cierta empresa emplea máquinas de prensado en caliente para presionar y pulir la bandeja interior del iPhone. Esto hace que la superficie sea tan suave como un espejo y reduce el coeficiente de fricción a 0,354.
3. La tecnología de secado en microondas.
El secado por microondas puede calentar el interior y el exterior de un producto al mismo tiempo, lo que reduce la tensión del secado en comparación con el secado típico con aire caliente. Gestionando la curva de secado por tramos (con una temperatura de<90 ℃ in the front section and 120 ℃ -150 ℃ in the back section), the surface fibers may be prevented from drying out soon and becoming brittle, and the moisture content of the product can be uniformly reduced to 10% -12%.
3,Nuevas ideas para el diseño de moldes: romper los límites físicos
1. Hacer moldes con mucha precisión
Elegir el material adecuado: hecho de aleación de aluminio-de calidad aeronáutica (como 7075-T6) o acero cromado, con una dureza de HRC60 o superior y que puede soportar más de 100 000 ciclos de moldeo.
Tratamiento de superficie: se utiliza un centro de mecanizado CNC de cinco-ejes para tallar con precisión la cavidad del molde, que tiene una rugosidad superficial de Ra menor o igual a 0,4 μm. El tratamiento con cromado endurece la superficie un 30% y hace que sea menos probable que las fibras se adhieran a ella.
Sistema de escape: Para asegurarse de que el purín se absorba uniformemente y no se atasque, coloque los orificios de escape (con un diámetro de 0,5 a 1,0 mm y una separación de 15 a 20 mm) y la rejilla del filtro de 0,01 mm de la mejor manera posible.
2. Optimización de la topología estructural.
La cavidad del molde está diseñada para ser liviana mediante análisis de simulación CAE. El molde para embalaje de la serie Huawei Mate, por ejemplo, tiene una estructura de nervaduras reforzada-en forma de panal que lo hace un 30 % más ligero y un 40 % más resistente al impacto. El molde de la bandeja interior de manzana tiene 12 tamaños diferentes de celdas de panal. Utiliza la optimización de la topología para encontrar el equilibrio adecuado entre peso y resistencia.
3. Agregar una función-de autolimpieza
Se pueden incorporar dispositivos de vibración ultrasónica (20 kHz-40 kHz) en los diseños de moldes para eliminar rápidamente los restos de fibra durante el proceso de moldeo. Alternativamente, se puede utilizar un revestimiento de teflón (de 5 a 10 μm de espesor) para reducir la adherencia de las fibras y la necesidad de limpieza humana.
4, Estudio de caso típico: transición del laboratorio a la aplicación industrial
Caso 1: La bandeja interior de un iPhone de Apple
Las materias primas son pulpa de bambú (60%), pulpa de caña de azúcar (30%) y nanofibras (10%). Las fibras miden de 0,8 a 1,2 milímetros de largo.
Presión de conformación de prensado en húmedo de 0,5 MPa, temperatura de 190 grados y tiempo de 40 segundos; Potencia de secado en microondas de 5kW y tiempo de 8 minutos.
Efecto: La rugosidad de la superficie es Ra menor o igual a 0,5 μm, el error de ajuste con el contorno del teléfono es<0.1 mm, and the phone passed the 1.5-meter drop test.
Caso 2: Embalaje del Sony Xperia 1 V
Las materias primas están compuestas por un 80% de pulpa reciclada y un 20% de tinta conductora degradable. La resistividad de la superficie es 10 ⁶ -10 ⁹ Ω/sq.
El proceso implica moldeo por succión al vacío con un grado de vacío de -0,07 MPa y un período de adsorción de 12 segundos. El LOGO de la marca está grabado con láser a una profundidad de 0,03 milímetros.
Efecto: La resistencia al desgaste de la superficie ha pasado 500 pruebas de Martindale y se ha implementado la función de monitoreo de temperatura y humedad del transporte.
