一, Los principales elementos que afectan el diseño del espesor.
1. Requisitos de peso y caída del producto.
ISTA 3A es un estándar internacional para probar el embalaje de productos electrónicos para su envío. La altura de caída estándar está entre 0,8 y 1,2 metros. Los datos experimentales indican que cuando un dispositivo electrónico móvil, que pesa 1,6 N, desciende desde una altura de 1 metro y la aceleración de impacto requerida permanece por debajo de 25 g, se deben cumplir los siguientes requisitos:
Requisito de coeficiente elástico: el coeficiente elástico del moldeado de pulpa debe ser de 12 N/mm o superior. Esto se puede hacer aumentando el espesor o cambiando la estructura de las nervaduras de soporte.
Relación entre espesor y carga: las estructuras de pulpa moldeada que tienen un espesor de 1 a 2,5 mm pueden soportar cargas estáticas de 50 a 120 N, lo que las hace adecuadas para dispositivos electrónicos livianos como tabletas y teléfonos móviles. Para artículos más pesados, como ordenadores portátiles (de 3 a 5 kg), se deben utilizar productos fabricados con el proceso de prensado en húmedo que tengan un grosor de 2 a 3 mm, o se debe mejorar el rendimiento de la amortiguación mediante un diseño laminado.
2. Tipo de proceso y optimización de estructura
El espesor se ve muy afectado por los diferentes procesos de moldeo:
Proceso de prensado en húmedo: el moldeo a alta-presión hace que las fibras sean más densas y el producto suele tener entre 0,5 y 2 mm de espesor. El empaque del teléfono Sony Xperia 1 V, por ejemplo, está hecho de pulpa prensada en húmedo de 0,8 mm y tiene un diseño de nervaduras de soporte en forma de panal-. Esto reduce la tasa de daño a las piezas del 8% al 0,3% durante la prueba de caída.
El método de prensado en seco utiliza fibras curadas-prensadas en caliente para fabricar un producto que generalmente tiene entre 1,5 y 3 mm de espesor. El empaque de las computadoras portátiles Lenovo utiliza molduras de pulpa prensada en seco de 2 mm y canales de flujo de gradiente para mejorar la dispersión de la fibra. Esto hace que el producto sea un 20 % más ajustado y el error de planitud de la superficie sea inferior a 0,08 mm.
Para equipos electrónicos-de uso pesado, como servidores e instrumentos industriales, se necesitan molduras de pulpa con paredes de 4 a 12 mm de espesor. Una empresa ha fabricado embalajes en bandeja de 10 mm de espesor que han sido tratados con moldes de revestimiento cromado. Esto ha reducido el costo de envío de cada equipo en un 15 % y ha aumentado la satisfacción del cliente en un 12 %.
3. Equilibrio de costos y limitaciones de espacio
Al empaquetar artículos eléctricos ultra-delgados, como relojes inteligentes y auriculares, el grosor debe mantenerse dentro de los 3 mm. El embalaje de los auriculares Apple Beats Studio Pro está compuesto por una moldura de pulpa reforzada con nanocelulosa de 0,3 mm. Este diseño tiene una matriz microporosa con un tamaño de poro de 0,2 mm, lo que aumenta la tasa de absorción de energía en un 40% sin dejar de ser liviano. Además, al emplear un diseño modular (como conexiones a presión en lugar de pegamento), el espesor de las piezas del embalaje se puede reducir en un 30% y la tasa de reciclaje puede llegar hasta el 82%.
2,Estándares para espesores industriales y casos comunes.
1. Estándares y reglas de prueba que se utilizan en todo el mundo.
Estándar ISTA 3A: El paquete no debe permitir que el producto acelere más de 25 g cuando se deja caer desde una altura de 0,8 a 1,2 metros. Una empresa produjo un paquete moldeado de pulpa de 1,5 mm de espesor para cumplir con este criterio. Utilizaron simulación para mejorar la disposición de las nervaduras de soporte, lo que condujo a una tasa de aprobación del 99,7 % para el embalaje de teléfonos móviles en la prueba de caída desde 1,2 metros.
GB/T 10739 Pruebas ambientales: La muestra debe ser pre-tratada durante 24 horas en una atmósfera con una temperatura de 23 grados ± 1 grado y una humedad relativa de 50 % ± 2 %. Al controlar el nivel de humedad de la pulpa moldeada (del 4 % al 12 %), cierta empresa ha logrado que sus productos sean un 50 % más estables en circunstancias en las que cambia la humedad.
2. Práctica empresarial y nuevas ideas
La estrategia de Lenovo para reemplazar el plástico: utilizar molduras de pulpa de 1,5 a 2 mm de espesor en lugar de acolchado de plástico en el embalaje de las computadoras portátiles. Esto conducirá a avances en el rendimiento a través de los siguientes cambios:
Optimización de la proporción de fibras: agregue un 30% de fibras largas para crear la estructura del esqueleto y combine pulpa mecánica de alta velocidad (TMP) para que las fibras se entrelacen mejor.
Uso de potenciador: agregar una solución de PAM al 0,2 % para crear una estructura de membrana de red reduce el desprendimiento de chips en un 86 %;
Actualización del proceso de prensado en caliente: utilizando una combinación de 180 grados, 0,5 MPa y 40 segundos, la estanqueidad del producto aumenta en un 20 % y la imprecisión en la planitud de la superficie es inferior a 0,08 mm.
La nueva estética de fibra de Apple: el embalaje de los auriculares Beats Studio Pro está hecho íntegramente de materiales a base de fibra-(fibra de bambú y fibra de bagazo de caña de azúcar). Este diseño logra un compromiso entre robustez y precisión:
Nanocelulosa como soporte: la adición de nanocelulosa (de 50 a 100 nm de diámetro) hace que el material sea un 50 % más resistente bajo tensión.
Diseño de estructura microporosa: se emplean celdas de panal separadas por 0,3 mm para dividir la región. Esto reduce la tasa de daño del 8% al 0,3% durante la prueba de caída.
Fabricación modular: el uso de moldes mecanizados de precisión CNC garantiza que el tamaño del embalaje tenga una precisión de ± 0,05 mm, lo que facilita su montaje con el producto.
