一, Materiāla maiņa: pilnīga ķēdes pastiprināšana no šķiedru īpašībām līdz ķīmiskām piedevām
1. Šķiedru orientācijas tehnoloģija: mikrostruktūras atjaunošana
Jūs varat ievērojami uzlabot formētās celulozes mehāniskās īpašības, manipulējot ar šķiedru izvietojumu. Piemēram, Lenovo izmanto uz šķiedru-orientētu izkārtojuma algoritmu, lai padarītu datora amortizācijas iepakojumu par 40% stingrāku, vienlaikus izmantojot par 15% mazāk materiālu. Šī metode atdarina dabisko šķiedru kristalizāciju, organizēti sakārtojot tās sprieguma virzienā, lai izveidotu "mehānisko pastiprinājuma kanālu". Samsung ir izmantojis nanomēroga šķiedru orientācijas tehnoloģiju, lai padarītu mobilo tālruņu iepakojumu par 50,6% izturīgāku un par 30% mazāku iespējamību, ka laika gaitā sabojāsies.
2. Sinerģija starp šķiedru savienošanas un pastiprināšanas līdzekļiem
Dažādas šķiedras var strādāt kopā, lai materiāls funkcionētu labāk, nekā tas varētu darboties atsevišķi. Pētījumi liecina, ka, kombinējot platlapu koksnes celulozi un drudža masu attiecībā 1:1, celulozes veidņu materiālu stiepes indekss, plīšanas indekss un stingrība palielinās attiecīgi par 22,0%, 65,8% un 12,4%. Minerālšķiedru pastiprināšanas tehnika var arī nodrošināt lielu sadzīves tehnikas iepakojuma materiālu atbalstu, piešķirot tam stiepes izturību 16,51 MPa un elastības moduli 535 MPa. Kāda firma izgatavoja celulozes paplāti saldētavām, kas tagad var turēt 220 kilogramus 150 kilogramu vietā. Tas ir tāpēc, ka tajos bija 20% minerālšķiedru.
3. Ķīmisko piedevu darbības veida maiņa
Hidroizolācijas līdzeklis: pievienojot alumīnija sulfātu vai parafīna losjonu, jūs varat izveidot hidrofobu slāni uz šķiedras virsmas, kas samazina ūdens uzsūkšanos no 15% līdz mazāk nekā 3%. Telpā ar 90% mitrumu noteikts gaisa kondicionēšanas ražotājs izmanto mikro silīcija pārklājuma tehnoloģiju, lai saglabātu 85% no iepakojuma sākotnējās stiprības.
Katjonu ciete liek šķiedrām labāk salipt kopā, veidojot ūdeņraža saites. Pievienojot 1%, stiepes izturība var palielināties par 30%. Epoksīda-pārklājuma nātrija bikarbonāta mikrokapsulas veido mikroporainu struktūru, atbrīvojot gāzi, kas padara tās vieglākas un labāk saspiežamas.
Grafēna vadošais pārklājums ir antistatisks savienojums, kas uztur virsmas pretestību no 10 ⁶ līdz 10 ⁹ Ω/kv., kas neļauj statiskajai elektrībai sabojāt elektroniskās daļas.
2, Strukturālais dizains: jauni veidi, kā darīt lietas no bionikas līdz topoloģijai, vislabāk izmantot
1. Jaunas idejas trīsdimensiju ģeometriskām formām
Šūnveida struktūra izskatās kā šūnveida sešstūra vienību izvietojums, kas var vienmērīgi izkliedēt ārējos spriegumus. Piemēram, uzņēmums izgatavoja celulozes oderējumu veļas mašīnām, kam ir šūnveida bloku izkārtojums. 1 metra kritiena testā šī odere samazina produkta maksimālo paātrinājumu par 27%, nesabojājot konstrukciju.
Dobs dobums un pastiprinošās ribas: veidnes tiek izmantotas, lai izstrādājuma iekšpusē izveidotu dobumus un vertikālas ribas, kas padara to izturīgāku pret lieci. Noteiktas pakaramās veidnes dobuma konstrukcija ir vairāk nekā divas reizes palielinājusi tās slodzes-nestspēju, un daudzslāņu kompozītmateriālu struktūras augstas-temperatūras un augsta spiediena{3}}kompozīts ir palielinājis tās spiedes izturību par 30% līdz 50%.
Gradienta blīvuma struktūra: iepakojuma virsmas blīvums ir augsts, lai izturētu triecienu, un iekšējais blīvums ir zems, lai absorbētu enerģiju. Tas tiek darīts, izmantojot blīvuma gradienta kontroles tehnoloģiju. Izmantojot šo paņēmienu, Apple ir padarījis tālruņa iepakojumu par 20% plānāku, vienlaikus saglabājot tādu pašu aizsardzības līmeni.
2. Topoloģijas optimizēšana un tādu lietu projektēšana, kas izskatās pēc dzīvām būtnēm
Biomimētisks lietojums: lai izgatavotu celulozes materiālus, kas paši var salabot, kopējiet veidu, kā hitīna šķiedras tiek adītas kopā. Šķiedras var daļēji atgūt spēku ar ūdeņraža saišu rekombināciju, kad tās tiek ievainotas noteiktā vietā.
Algoritms topoloģijas optimizēšanai: datorsimulāciju izmantošana, lai uzlabotu šķiedru sadalījumu, lai materiāls būtu blīvāks reģionos, kur ir augsts spriegums. Uzņēmums ražoja televizoru iepakojumu, kas, optimizējot topoloģiju, palielināja apgabala blīvumu par 20%. Tas samazināja kritumu un bojājumu līmeni no 1,2% līdz 0,3%.
3, procesa optimizācija: precīza kontrole pār visu, sākot no formēšanas iestatījumiem līdz žāvēšanas tehnoloģijām
1. Formēšanas procesa parametru uzlabošana
Veidnes temperatūra un spiediens: veidnes temperatūras paaugstināšana līdz vajadzīgajam līmenim (180–250 grādi) var paātrināt ūdens iztvaikošanu un veicināt ūdeņraža saiti starp šķiedrām. Paaugstinot formēšanas spiedienu (5–10 MPa), šķiedras var būt ciešāk sakārtotas. Uzlabojot procesu, konkrēts uzņēmums ir palielinājis celulozes paplāšu blīvumu no 0,4 g/cm³ līdz 0,7 g/cm³ un padarījis tās par 60% izturīgākas pret saspiešanu.
Vakuuma adsorbcijas laiks: ja palielināsiet vakuuma adsorbcijas periodu no 3 sekundēm līdz 8 sekundēm, šķiedru nogulsnēšanās būs vienmērīgāka un būs mazāk vājo vietu. Konkrētai mikroviļņu krāsnij ir mainīts iepakojums, lai tajā varētu ietilpt 18 slāņi, nevis 12.
2. Jauni veidi, kā žāvēt lietas
Žāvēšana mikroviļņu krāsnī: produkta iekšpuses un ārpuses karsēšana vienlaikus ar mikroviļņiem, kas samazina stresa koncentrāciju. Pēc tam, kad kāds uzņēmums sāka izmantot žāvēšanu mikroviļņu krāsnī, iepakojuma deformācijas ātrums samazinājās no 5% līdz 0,5%, un izturība palielinājās par 15%.
Apvienojot infrasarkano staru caurlaidību ar karstā gaisa viendabīgumu, infrasarkanā karstā gaisa kompozītmateriālu žāvēšana palielina žāvēšanas efektivitāti par 40%, vienlaikus saglabājot šķiedru elastības moduli.
4, kompozītu tehnoloģija: pāreja no atsevišķiem materiāliem uz sistēmas risinājumiem
1. Celulozes un plastmasas kompozīts
Virsmas pārklājums: lai izveidotu slāni, kas nenodilst, uz celulozes virsmas izsmidziniet poliuretāna vai akrila losjonu uz ūdens{0}}bāzes. Izmantojot šo tehnoloģiju, viens uzņēmums ir trīskāršojis iepakojuma nodilumizturību un padarījis to par pieciem gadiem ilgāku.
Iegultā iesmidzināšana: plastmasas stiegrojuma ribu ievietošana celulozes konstrukcijās, lai izveidotu hibrīda slodzes{0}}nesošo sistēmu. Iepakojums noteiktam ledusskapim ir veidots tā, lai uz vienu paplāti varētu būt lielāks svars, sākot no 200 kilogramiem līdz 350 kilogramiem.
2. Celulozes un metāla kompozīts
Kompozītmateriāla alumīnija folijas slānis virs celulozes virsmas var uzlabot gan hidroizolāciju, gan vienlaikus aizsargāt pret elektromagnētiskajiem viļņiem. Šī metode ir padarījusi augstākās klases TV IPX7 iepakojumu-ūdensizturīgu- un izturējusi EMC testu.
Tērauda karkasa pastiprināšana: tērauda rāmju ievietošana smagnējā{0}}iepakojumā, lai izveidotu "mīkstu cietu" savienojuma struktūru. Šis dizains ir samazinājis konkrētā gaisa kondicionētāja āra bloka lūzumu ātrumu transportēšanas laikā no 2,1% līdz 0,1%.
