1. El principi de càrrega-de la pasta modelada és la intersecció de la mecànica estructural i la ciència dels materials.
La capacitat de càrrega-de la pasta modelada no només depèn de la resistència inherent del material; més aviat, millora les seves propietats mecàniques mitjançant una "estructura tridimensional entrellaçada de fibres" i un "mecanisme de dispersió de tensions".
Teixit-tridimensional de fibres en una estructura
Els residus de paper i la polpa de bambú són dos exemples de fibres vegetals que es poden utilitzar per generar pasta modelada. El mètode d'emmotllament per aspiració al buit el converteix en una estructura de xarxa en tres-dimensions. El motlle consta de fibres que es teixeixen de manera aleatòria per fer un sistema de suport tridimensional que sembla una bresca. Aquest mètode pot estendre les pressions exteriors de manera uniforme i minimitzar els nivells d'estrès en alguns llocs. Per exemple, una safata d'ous normal pesa només 65 grams però pot aguantar 80 quilos de pes estàtic sense trencar-se. Això es deu al fet que el disseny de bresca distribueix la força del cop.
Millorar la forma
El disseny del motlle pot donar cambres de pasta modelada i costelles de reforç a l'interior, com les costelles verticals dels motlles de penjador. Això fa que sigui molt menys probable que es doblegui. Per exemple, el revestiment de polpa que un fabricant va desenvolupar per a la unitat exterior d'un aparell d'aire condicionat té un patró de cèl·lules de bresca hexagonals. L'acceleració màxima del producte és un 27% inferior a la de l'escuma EPS ordinària a la prova de caiguda d'1 m, i l'estructura no està danyada. Utilitzant alta temperatura i alta pressió, la construcció composta multi-també combina taulers de pasta multi-capes. L'enllaç entre les capes de fibra és més fort i la resistència a la compressió és del 30% al 50% més forta. En lloc de palets de fusta, pot transportar 500 kg de productes.
Com afrontar l'estrès
La manera com l'estructura es doblega i s'estira, no com es comprimeix la substància, dóna a la polpa modelada les seves propietats d'amortiment. Per exemple, les reixetes de bresca trenquen l'embalatge de les coses que no són regulars en trossos més petits. Quan qualsevol cosa toca l'exterior de la unitat, canvia de forma i absorbeix energia. Això evita que tot es caigui. Aquest disseny ajuda la polpa modelada a preservar la seva forma alhora que altera la forma per dispersar l'energia d'un impacte quan ha de suportar el pes.
2. Un gran pas endavant en tecnologia: passar de "lleuger" a "-alta resistència"
La polpa modelada primerenca s'utilitzava en gran mesura per a productes barats com les safates d'ous perquè costava molt i canviava de forma quan es mullava. Però les tecnologies modernes com la premsa humida, els recobriments nano impermeables i l'optimització de la topologia estructural han fet que funcioni molt millor:
La capacitat de donar forma a coses a altes temperatures i pressions
Després que l'embrió s'hagi format, poseu-lo en un ambient d'alta-pressió i alta-temperatura (5-10 MPa) a 180-250 graus per canviar els enllaços d'hidrogen entre les fibres, fer-lo més rígid i elevar la densitat a 0,6-0,8 g/cm³. Una determinada empresa va fabricar una safata de polpa per a rentadores que només té 10 mm de gruix però que pot aguantar una càrrega estàtica de 200 kg, que és suficient per a grans electrodomèstics.
Tecnologia que et permet canviar coses afegint elements
Podeu fer que l'enllaç entre les fibres sigui un 30% més fort afegint productes químics impermeabilitzants com el sulfat d'alumini o agents de reforç com la cola de midó. El material encara serà lleuger (50% més lleuger que la fusta). Un tipus d'embalatge de televisió, per exemple, utilitza un revestiment de polpa recobert anti-estàtic. Això no només protegeix els equips electrònics de l'electricitat estàtica, sinó que també fa que l'embalatge sigui un 15% més lleuger fent que l'estructura sigui més eficient.
Tecnologia per a la millora de la topologia estructural
Utilitzeu la simulació per ordinador per estendre millor les fibres de manera que el material sigui més dens allà on es troba sota molta tensió. Per exemple, una empresa va utilitzar l'optimització de la topologia per fer envasos de polpa per a refrigeradors que van augmentar la densitat local en un 20%. Això va reduir la possibilitat que el producte es trenqués durant les proves de caiguda de l'1,2% al 0,3%.
3. Cas pràctic: posant a prova la teoria al món real
A la indústria dels electrodomèstics, la capacitat de càrrega-de la pasta modelada s'ha avaluat a fons i el seu rendiment supera el de l'escuma plàstica convencional:
Embalatge per a aparells d'aire condicionat que surten a l'exterior
Una empresa principal va crear el revestiment de polpa per a la unitat exterior de l'aire condicionat amb un disseny de bresca hexagonal. L'acceleració més alta del producte és un 27% inferior a la de l'escuma EPS a la prova de caiguda d'1 m i l'estructura no està danyada. L'embalatge també es pot apilar per al transport, la qual cosa estalvia un 40% d'espai d'emmagatzematge i un 18% dels costos totals.
Paper d'embolcall al voltant de les rentadores
Alguns tipus de rentadores inclouen envasos de paper complet "polpa modelada + cartró ondulat". En millorar la seva estructura, això fa que l'embalatge sigui un 20% més lleuger, alhora que pot aguantar i protegir el pes durant el transport. Les dades de proves reals mostren que aquest mètode redueix la taxa de danys d'enviament del 0,8% al 0,2%, la qual cosa estalvia més de 5 milions de iuans a l'any en despeses postvenda-.
Embalatge de televisió que no produeix electricitat estàtica
Algunes caixes de televisió tenen un revestiment compost de polpa que s'ha recobert amb un material anti-estàtic. Això no només protegeix els equips electrònics de l'electricitat estàtica, sinó que també fa que l'embalatge sigui un 15% més lleuger millorant la seva estructura. La prova ROHS de la UE ha superat aquesta proposta, que ara és un model d'envasos bo per al medi ambient.
