一, Canvi de material: reforç complet de la cadena des de les propietats de la fibra fins als additius químics
1. Tecnologia d'orientació de fibra: reconstrucció de la microestructura
Podeu millorar molt les qualitats mecàniques de la polpa modelada manipulant com es disposen les fibres. Per exemple, Lenovo utilitza un algorisme de disseny orientat a la fibra-per fer que l'empaquetament d'amortiment de l'ordinador sigui un 40% més fort mentre s'utilitza un 15% menys de material. Aquest mètode imita com es cristal·litzen les fibres naturals alineant-les de manera organitzada en la direcció de l'estrès per fer un "canal de reforç mecànic". Samsung ha utilitzat la tecnologia d'orientació de fibra a nanoescala per fer que els envasos de telèfons mòbils siguin un 50,6% més duradors i un 30% menys propensos a trencar-se amb el temps.
2. La sinergia entre la composició de fibres i els agents de reforç
Diferents fibres poden treballar juntes per fer que un material funcioni millor del que podria per si sol. Els estudis indiquen que la combinació de pasta de fusta-de fulla ampla i polpa de bagaix en una proporció 1:1 millora l'índex de tracció, l'índex d'esclat i la rigidesa dels materials de modelat de pasta en un 22,0%, 65,8% i 12,4%, respectivament. La tècnica de reforç de fibra mineral també pot donar suport al material d'embalatge d'electrodomèstics grans, donant-li una resistència a la tracció de 16,51 MPa i un mòdul elàstic de 535 MPa. Una determinada empresa va fabricar una safata de polpa per a congeladors que ara pot contenir 220 quilos en comptes de 150 quilos. Això es deu al fet que incloïen un 20% de fibres minerals.
3. Canviar la manera de treballar dels additius químics
Agent impermeabilitzant: afegint sulfat d'alumini o loció de parafina, podeu fer una capa hidròfoba a la superfície de la fibra que redueixi l'absorció d'aigua del 15% a menys del 3%. En una habitació amb un 90% d'humitat, un determinat fabricant d'aire condicionat utilitza la tecnologia de recobriment de microsílice per mantenir el 85% de la resistència original de l'embalatge.
El midó catiònic fa que les fibres s'uneixin millor formant ponts d'hidrogen. Afegir un 1% pot fer que la resistència a la tracció augmenti un 30%. Les microcàpsules de bicarbonat de sodi recobertes d'epoxi-formen una estructura microporosa alliberant gas, la qual cosa les fa més lleugeres i milloren la compressió.
El recobriment conductor de grafè és un compost antiestàtic que manté la resistivitat superficial entre 10 ⁶ i 10 ⁹ Ω/sq, la qual cosa evita que l'electricitat estàtica danyi les peces electròniques.
2, Disseny estructural: noves maneres de fer les coses des de la biònica fins a la topologia Fer el millor ús de
1. Noves idees per a formes geomètriques-tridimensionals
L'estructura de niu d'abella sembla la disposició d'unitats hexagonals d'un breu d'abella, que pot estendre's les tensions exteriors de manera uniforme. Per exemple, una empresa va fer un revestiment de polpa per a rentadores que té un disseny d'unitat de bresca. En una prova de caiguda d'1 metre, aquest revestiment redueix l'acceleració màxima del producte un 27% sense danyar l'estructura.
Cavitat buit i costelles de reforç: els motlles s'utilitzen per fer cavitats i costelles verticals a l'interior del producte, la qual cosa el fa més fort contra la flexió. El disseny de la cavitat d'un cert motlle de penjador ha més que duplicat la seva capacitat de càrrega-, i el compost d'alta-temperatura i alta-pressió de l'estructura composta multi-ha millorat la seva resistència a la compressió entre un 30% i un 50%.
Estructura de la densitat del gradient: la densitat de la superfície del paquet és alta per resistir l'impacte i la densitat interior és baixa per absorbir energia. Això es fa mitjançant la tecnologia de control de gradient de densitat. Amb aquesta tècnica, Apple ha fet que l'embalatge del telèfon sigui un 20% més prim, mantenint el mateix nivell de protecció.
2. Optimitzar la topologia i dissenyar coses que semblen éssers vius
Ús biomimètic: per fer materials de polpa que es puguin reparar, copieu la manera com es teixeixen les fibres de quitina. Les fibres poden recuperar parcialment la seva força mitjançant la recombinació d'enllaços d'hidrogen quan es lesionen en una zona determinada.
Algorisme per a l'optimització de la topologia: Ús de simulacions per ordinador per millorar la distribució de la fibra de manera que el material sigui més dens a les regions on la tensió és alta. Un negoci fet d'envasos per a televisors que va millorar la densitat de la zona en un 20% mitjançant l'optimització de la topologia. Això va reduir la taxa de caiguda i dany de l'1,2% al 0,3%.
3, Optimització del procés: control exacte de tot, des de la configuració d'emmotllament fins a les tecnologies d'assecat
1. Millorar els paràmetres del procés d'emmotllament
Temperatura i pressió del motlle: augmentar la temperatura del motlle al nivell correcte (180-250 graus) pot accelerar l'evaporació de l'aigua i fomentar l'enllaç d'hidrogen entre fibres. Augmentar la pressió de modelat (5-10MPa) pot fer que les fibres estiguin més organitzades. Mitjançant la millora del procés, una empresa específica ha augmentat la densitat de les safates de pasta de 0,4 g/cm³ a 0,7 g/cm³ i les ha fet un 60% més resistents a la compressió.
Temps d'adsorció al buit: si augmenteu el període d'adsorció al buit de 3 segons a 8 segons, la deposició de fibra serà més uniforme i hi haurà menys punts febles. S'ha canviat l'embalatge d'un determinat forn de microones perquè pugui contenir 18 capes en lloc de 12.
2. Noves maneres d'assecar les coses
Assecat per microones: escalfar l'interior i l'exterior del producte alhora amb microones, la qual cosa redueix la concentració d'estrès. Després que un determinat negoci comencés a utilitzar l'assecat per microones, la taxa de deformació de l'embalatge va baixar del 5% al 0,5% i la força va augmentar un 15%.
Combinant la penetrabilitat de l'infraroig amb la uniformitat de l'aire calent, l'assecat d'aire calent per infrarojos augmenta l'eficiència de l'assecat en un 40% mentre manté el mòdul elàstic de les fibres.
4, Tecnologia composta: passar de materials únics a solucions de sistema
1. Compost de pasta i plàstic
Recobriment superficial: per fer una capa que no es desgasti, ruixeu poliuretà a base d'aigua{0} o loció acrílica a la superfície de la polpa. Amb aquesta tecnologia, una empresa ha triplicat la resistència al desgast dels seus envasos i ha fet que duri cinc anys més.
Emmotllament per injecció incrustat: col·locar nervadures de reforç de plàstic dins d'estructures de pasta per fer un sistema de càrrega-híbrid. L'embalatge d'una determinada nevera s'ha fet de manera que una safata pugui aguantar més pes, passant dels 200 quilos als 350 quilos.
2. Compost de pasta i metall
La capa de paper d'alumini compost a la part superior de la polpa pot millorar-la tant en la impermeabilització com en la protecció contra les ones electromagnètiques al mateix temps. Aquest mètode ha fet que l'embalatge d'un televisor de gamma alta-IPX7 sigui resistent a l'aigua-i hagi superat les proves EMC.
Reforç de l'esquelet d'acer: col·locar marcs d'acer en envasos resistents-per fer una estructura d'unió "dura suau". Aquest disseny ha reduït la taxa de trencament durant l'enviament de la unitat exterior d'un aparell d'aire condicionat determinada del 2,1% al 0,1%.
