一, 복잡한 구조 위치 결정에 따른 세 가지 큰 기술적 문제
전자 장치를 포장할 때 세 가지 사항이 동시에 충족되어야 합니다. 위치가 정확해야 하고, 쿠셔닝이 좋아야 하며, 무게를 지탱할 만큼 튼튼해야 합니다. 사출 성형 기술을 사용하면 기존 플라스틱이 쉽게 밀리미터- 수준의 위치에 도달할 수 있습니다. 그러나 성형 펄프는 재료의 특성과 공정의 한계로 인해 장기적으로 다음과 같은 문제에 직면하게 됩니다.
다양한 종류의 재료
사탕수수 사탕수수와 대나무 섬유 같은 천연 재료를 사용하여 성형 펄프를 만듭니다. 섬유의 길이, 직경, 화학적 구성은 원료의 종류, 출처, 계절에 따라 달라집니다. 예를 들어, 사탕수수 사탕수수의 섬유질은 일반적으로 길이가 1.0~1.8mm이지만 침엽수 목재의 섬유질은 길이가 2~4mm일 수 있습니다. 이러한 자연적인 변화로 인해 펄프의 수분 여과 효과, 성형 효율 및 기계적 강도가 변화하고 이는 복잡한 구조의 치수 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다.
공정수축 변형
처음에 성형 펄프는 최대 75~80%의 물을 함유할 수 있는 젖은 종이 블랭크입니다. 제품이 건조되면 내부의 수분이 증발하여 2~5% 정도 수축됩니다. 수축량은 부위마다 크게 다릅니다. 전통적인 방법으로는 수축 방향을 관리하기 어려울 수 있으며, 이로 인해 뒤틀림이나 뒤틀림 변형이 쉽게 발생하고 위치 결정 구조의 정밀도에 영향을 미칠 수 있습니다.
말도 안 되는 구조적 견고함
포지셔닝 구조는 제품 표면과 정확히 일치해야 하며, 완충 구조는 빈 공간과 수직 막대를 통해 유연성을 제공해야 합니다. 단지 재료를 더 강하게 만들기 위해 재료의 두께를 늘리면 완충 성능이 저하됩니다. 캐비티 디자인에 너무 의존하면 섬유가 고르게 분포되지 않아 국부적인 강도가 너무 약해질 수도 있습니다.
2, 획기적인 솔루션: 재료부터 프로세스까지 총체적인 혁신
위에 나열된 문제에 대응하여 업계에서는 재료 변경, 공정 개선, 구조 설계의 세 가지 주요 방법을 통해 복잡한 구조에 성형 펄프를 배치하는 기술 발전을 이루었습니다.
1. 소재 변경: 섬유 복합재 및 적층 기술
섬유 비율을 변경하고 유용한 성분을 첨가함으로써 슬러리의 성능이 크게 향상됩니다.
섬유 복합 기술: 긴 섬유(예: 침엽수 나무)와 짧은 섬유(예: 사탕수수 사탕수수 찌꺼기)를 결합하여 구조를 더 강하게 만들고 틈을 채워 밀도를 더 균일하게 만듭니다. 예를 들어, 한 전자제품 브랜드는 포장재에 침엽수 목재 섬유 60%와 사탕수수 사탕수수 섬유질 40%를 혼합하여 사용합니다. 이로 인해 포지셔닝 홈이 ± 0.2mm 이내로 더욱 정확해졌습니다.
Enhancer 사용 방법: 고압 열간 압착 공정 중에 열경화성 수지나 나노셀룰로오스를 첨가하여 교차-연결된 네트워크를 생성하면 재료가 더욱 단단해집니다. 실험 데이터에 따르면, 성형된 펄프에 나노셀룰로오스를 3% 첨가하면 굽힘 강도가 40% 향상되는 동시에 탄성 변형 능력은 20%로 유지됩니다.
방습-처리: 황산알루미늄이나 실란 커플링제를 첨가하면 섬유가 수분을 덜 흡수하게 되고 습도 변화에 따라 섬유의 크기가 크게 변하지 않게 됩니다. 습도 90% 설정에서 방습 처리된 패키지의 크기 변화율은- 0.8%에서 0.3%로 감소했습니다.
2. 프로세스 최적화: 더 나은 제어 및 자동화
습식 압축 공정에 대한 새로운 아이디어: 성형 후 고압 압출 및 건조를 위해 신속하게 성형 금형으로 이동합니다.- 이 "1{2}}단계 방법"은 습식 빌렛 이송 공정 중 변형을 줄입니다. 한 회사에서는 습식 압착 기술을 활용해 휴대폰 포장 라이너를 만들고 있습니다. 배치 홈의 깊이 공차는 ± 0.15mm 이내로 조정됩니다.
금형 열간 압착 건조 기술에서는 가열 요소가 형상 금형에 내장되어 접촉을 통해 열을 전달하여 물의 증발 속도를 높입니다. 동시에 0.5~1.5MPa의 압력을 가하여 수축 변형을 방지합니다. 이 접근 방식은 물건을 건조하는 데 필요한 에너지 양을 35% 줄이고 제품의 수분 함량을 ± 1.5% 이내로 균일하게 만듭니다.
포지셔닝 자동화 시스템: 서보 드라이브 모듈과 고정밀 센서를 추가하여{0}}금형의 위치를 실시간으로 변경합니다. 예를 들어, 특허받은 방법을 사용하면 슬라이딩 레일과 조정 가능한 위치 지정 블록을 사용하여 고정 금형을 마이크로미터 이내로 변경할 수 있습니다. 이를 통해 금형을 설치하고 정렬하는 데 걸리는 시간이 10분에서 2분으로 단축됩니다.
3. 구조물의 설계 : 중공, 수직보강, 곡면 등을 함께 설계
생체모방 설계 및 토폴로지 최적화를 사용하여 "위치 지정, 완충 및 운반"하는 통합 구조를 구축할 수 있습니다.
캐비티와 보강재 사이의 조화: 배치 영역에서는 조밀한 보강재를 사용하여 구조를 더욱 견고하게 만들고, 완충 영역에서는 벌집 모양 또는 물결 모양의 캐비티를 사용하여 충격을 흡수합니다. 예를 들어, 노트북에는 배치 홈 주위에 0.5mm 두께의 수직 막대가 있습니다. 이 바는 국부 압축 강도를 3배 더 강하게 만들고 캐비티를 통해 전체 패키지에 충격력을 분산시킵니다.
표면 맞춤을 위한 설계: 비대칭 표면을 만들려면 제품 표면의 모양을 복사하고 기하학적 구속조건을 사용하여 정확한 위치를 얻습니다. 3D 스캐닝 기술을 활용해 제품의 모형을 제작한 후 내부 안감 표면을 역설계해 이어폰과 패키지가 50% 더 밀착되는 특수형 이어폰 패키징입니다. 위치 오류는 0.1mm 미만입니다.
공정-기반 구조적 보상: 수축 변형에 대한 보상 곡선을 만들고 역방향 사전-변형을 사용하여 건조 중에 발생하는 크기 변화를 보완합니다. 예를 들어, 최종 제품 크기가 설계 사양을 충족하는지 확인하려면 긴 쪽의 수축 허용 오차를 0.3%로 남겨두세요.
3, 업계에서의 사용: 실험실에서 대량 생산까지
기술 혁신으로 인해 성형 펄프가 전기 포장 분야에서 인기 있는 선택이 되었습니다.
Huawei Mate 60 Pro는{1}}성형 종이 펄프 안감과 화면과 본체 사이의 공간을 각각 2mm와 3mm로 유지하는 중공 디자인을 갖춘 고급 휴대전화입니다. 동시에 포장의 전체 압축 강도는 15kPa에 이르며 이는 운송 테스트 기준을 통과하기에 충분합니다. 이는 수직 리브 구조 덕분이다.
정밀한 액세서리 보호: DJI 드론 짐벌의 포장은 다층 디자인으로 되어 있습니다. 상단 레이어는 곡선형 홈으로 짐벌 본체를 제자리에 고정하고, 하단 레이어는 벌집 구조로 모터와 센서를 보호합니다. 이에 따라 제품 파손율이 0.8%에서 0.2%로 낮아진다.
웨어러블 기기용 포장: Apple Watch Series 9 포장 상자에는 이중-층 성형 펄프 구조가 있습니다. 겉감은 골판지 디자인으로 박스를 더욱 튼튼하게 디자인하였으며, 내감감에는 미세 구멍이 있어 배송 시 흔들리지 않도록 시계 본체와 스트랩을 제자리에 고정해줍니다.
