1. Processament de matèries primeres: convertir les escombraries en pasta de fibra
Els envasos de polpa modelada es fabriquen a partir de moltes coses diferents, com ara bagatge de canya de sucre, palla de blat, bambú, diaris rebutjats i restes de caixes de cartró. El bagaix de canya de sucre és un bon exemple d'un material bo per a la fabricació d'envasos-de gamma alta, ja que té una longitud de fibra raonable i una gran resistència. Per processar les matèries primeres, heu de fer el següent:
Trituració i trituració: les matèries primeres s'introdueixen en una trituradora hidràulica després d'haver estat cribatades manualment o mecànicament i netejades de contaminants com plàstics i metalls. Aquesta màquina utilitza aigua en moviment ràpid-i la força d'un impulsor per descompondre el cartró en una pasta mescla fibrosa en 5 a 8 minuts. Quan es treballa amb un tauler de pasta seca de 60 kg, per exemple, és important mantenir el període de remull entre 5 i 10 minuts perquè les fibres quedin completament separades.
Cribratge i neteja: s'utilitza un tamís per cribar els purins triturats per eliminar la sorra i altres peces grans que no han estat triturades. Alguns procediments utilitzaran equips de purificació centrífuga per extreure contaminants amb una densitat més alta i fer que el purí sigui més net.
Combinació i barreja: s'afegeixen additius de grau alimentari-a la purina en funció del bon funcionament del producte, com ara ser impermeable, resistent a l'oli i resistent a les flames-. Per exemple, els additius impermeabilitzants poden fer que els envasos siguin més estables en condicions humides, i els agents repel·lents d'oli són bons per a situacions de contacte amb aliments. Per obtenir el millor efecte d'emmotllament, la concentració de purins ha d'estar entre el 0,5% i el 2% després de la barreja i el valor de pH ha d'estar entre 4,5 i 5,0.
2. El procés de conformació consisteix a dipositar fibres en tres dimensions i donar forma a la seva estructura.
El pas més important en la fabricació d'envasos de pasta és la formació, que és quan les fibres es col·loquen a la superfície del motlle mitjançant adsorció física o pressió mecànica per donar la forma requerida. La formació al buit, la formació d'aire comprimit i la formació de rejuntat són maneres habituals de fer-ho.
Per formar el buit, poseu un motlle de malla metàl·lica porosa en un purí i utilitzeu una bomba de buit per aspirar l'aire de la cavitat del motlle. Això repartirà igualment les fibres del purí per la superfície del motlle de malla. Porta el motlle a l'estació d'assecat quan la capa de fibra tingui un gruix de 2 a 3 mm. Aquest enfocament funciona bé per a articles de-paret fines i d'alta-precisió, com ara folres de telèfon i fundes d'auriculars.
Com fer coses amb aire comprimit: utilitza aire comprimit com a font d'energia per accelerar la deposició i l'assecat de fibres a la superfície del motlle, que és diferent de la formació al buit. Aquest mètode és més eficient per fer coses, però per evitar una distribució desigual de la fibra, cal tenir molta cura amb la pressió de l'aire i el cabal de purins.
Com modelar amb lletada: per a articles amb formes complicades o lots estandarditzats (com la vaixella), una bomba quantitativa envia el purí a la cavitat del motlle segellada i les fibres es col·loquen per pressió i gravetat del motlle. Aquest mètode pot reduir els residus de purins, però el motlle és bastant car.
3. Formació i assecat: convertir una palangana humida en una estructura resistent
La palangana humida creada té molta humitat, fins a un 70% a un 80%. Per desfer-se de la humitat i fer que les fibres s'enganxin millor, cal assecar-la i premsar-la amb calor. Hi ha dos tipus d'assecat: assecat en motlle i assecat fora d'un motlle.
Quan s'utilitza el mètode de premsat humit, la palangana humida es posa directament al motlle de premsat en calent, on s'asseca i es forma alhora a una temperatura de 180-220 graus i una pressió de 0,4-0,6 MPa. Aquesta tecnologia s'utilitza habitualment per a l'embalatge d'electrònica-de gamma alta, ja que té un cicle de producció ràpid (uns 30-50 segons per peça), una superfície plana i una gran precisió dimensional. Per exemple, la sèrie Lenovo ThinkPad X1 té un revestiment de pasta-emmotllat que utilitza el mètode de premsat humit, cosa que el fa un 30% més resistent que el mètode de premsat en sec.
Assecat extern (mètode de premsat en sec): els blancs humits s'assequen fins a un contingut d'humitat del 15% al 20% mitjançant un forn d'assecat o energia solar. Després, es donen forma mitjançant premsat en calent. Aquest enfocament no requereix molts equips, però la taxa de contracció del producte és bastant significativa (fins a un 5% a un 10%), per la qual cosa és millor per a articles de gamma baixa-com ara safates d'ous i safates de fruita.
4. Després del processament: ajustos finals per millorar la precisió i la usabilitat
Per assegurar-se que el producte compleix els estàndards de qualitat, ha de passar per etapes que inclouen el tall, la inspecció, la desinfecció i l'envasat un cop s'ha assecat i donat forma.
Tall i conformació de vores: utilitzant làsers o màquines per tallar les rebaves dels articles i motlles de premsat en calent per arreglar la distorsió. Per exemple, la precisió de tall de l'embalatge d'auriculars-de gamma alta s'ha de mantenir entre ± 0,1 mm per minimitzar els buits en el conjunt.
Tractament superficial: impressió, laminació o tenyit segons sigui necessari. La impressió de tinta-a base d'aigua pot proporcionar patrons bonics en molts colors, i el recobriment de pel·lícula PLA pot fer que els envasos siguin més resistents a la humitat. Alguns productes també utilitzaran la impressió de transferència per imprimir logotips complicats en superfícies que no estan ni tan sols.
Control de qualitat: s'utilitzen màquines per comprovar la mida, la resistència i la neteja dels productes. Per exemple, podeu utilitzar una màquina de prova de compressió per veure si l'embalatge pot suportar una caiguda d'1,5 metres o una cromatografia de gasos per trobar residus de materials perillosos.
5. Innovació de processos: el principal que millora les indústries
Amb la nova tecnologia, el procés d'elaboració d'envasos de pasta modelada és cada cop més intel·ligent i eficient:
Sistema de circulació de circuit tancat: algunes empreses utilitzen la tecnologia de circulació d'aigua i recuperació de polpa per netejar les aigües residuals de producció i tornar-les a utilitzar per fer pasta. Això redueix el consum d'aigua en més d'un 30%.
Disseny de motlles digitals: utilitzant la tecnologia CAD/CAM per millorar l'estructura dels motlles de manera que es necessiten menys proves. Per exemple, ara només triguen 18 dies a fer motlles d'embalatge per al Huawei Mate 60 Pro en lloc de 45 dies.
Afegir nanocel·lulosa als envasos pot fer-lo un 40% més fort i utilitzar menys matèria primera. Mitjançant aquesta tecnologia, l'embalatge de fibra de bambú de Sony a la presentació del CES 2025 pot suportar 120 kPa de pressió.
