一, Prinsip Reka Bentuk Struktur: Peralihan daripada Model Mekanikal kepada Integrasi Fungsian
1. Struktur sarang lebah-tiga dimensi: cara utama tenaga hilang
Cip dan kanta optik ialah dua contoh produk elektronik-ketepatan tinggi yang sangat sensitif kepada tenaga impak. Seni bina struktur sarang lebah biomimetik daripada pulpa acuan menyebarkan tenaga impak kepada banyak unit berasingan. Sebagai contoh, jenama pembungkusan lidar mempunyai sel sarang lebah heksagon yang panjangnya 8mm pada setiap sisi dan tebal 0.5mm pada dinding. Pecutan puncak berkurangan daripada 1200g buih EPS biasa kepada 380g dalam ujian penurunan 1.2m, yang melindungi struktur ketepatan dalaman.
Titik reka bentuk:
Mengoptimumkan saiz unit: Sebaik-baiknya pastikan panjang sisi unit sarang lebah kepada nisbah aspek produk antara 1:5 dan 1:8 berdasarkan berat dan saiz item.
Reka bentuk untuk kecerunan ketebalan dinding: Untuk menjadikan dinding lebih tegar di kawasan itu, jadikan ia setebal 0.8mm di bahagian tepi produk. Untuk menjadikannya lebih baik dalam menyerap tenaga, jadikan ia setebal 0.3mm di bahagian luar.
Pengesahan simulasi dinamik: Gunakan perisian LS-DYNA untuk mensimulasikan penurunan 1.5 meter dan cari sudut terbaik untuk reka letak sarang lebah (biasanya 45 darjah ke arah hentaman).
2. Pengukuhan bahan komposit: melampaui had prestasi pulpa
Modulus anjal pengacuan pulpa biasa hanya 0.2–0.5 GPa, yang menyukarkan peralatan berat seperti pelayan dan pengawal industri untuk menahan. Menambah bahan tetulang nanoselulosa (NCC) atau gentian karbon (CF) boleh meningkatkan modulus kepada antara 2 dan 5 GPa. Sebagai contoh, pembungkusan bateri untuk Huawei Mate 60 diperbuat daripada pulpa komposit yang 30% gentian kaca. Herotan dalam ujian susun 50kg hanya 1.2mm, iaitu 76% kurang daripada pulpa tulen.
Mereka bentuk formula untuk bahan:
Kesan penambahan kelas bahan kepada nisbah peningkatan prestasi
Kekuatan tegangan nano selulosa (NCC) meningkat sebanyak 5-10% dan kadar penyerapan air turun sebanyak 30%.
Gentian karbon (CF) mempunyai modulus keanjalan 15–20% lebih tinggi dan kekonduksian 300% lebih tinggi.
Resin berasaskan bio-dengan rintangan suhu 5–8% dinaikkan kepada 120 darjah sementara masih boleh terbiodegradasi.
3. Penyepaduan salutan berfungsi: Membuat beberapa halangan untuk dilindungi
Elektrik statik, gangguan elektromagnet (EMI) dan pencemaran mikrobiologi semuanya boleh menyebabkan masalah dengan-produk elektronik berketepatan tinggi. Menggunakan teknologi salutan permukaan, anda boleh mendapatkan kesan "anti-statik+pelindung+antibakteria":
Tambahkan 2–5% karbon hitam atau graphene pada permukaan untuk menjadikannya kurang tahan terhadap elektrik (10 ⁶–10 ⁹ Ω/sq), yang memenuhi piawaian IEC 61340–5–1.
Salutan untuk perisai elektromagnet: Penutup komposit gentian-nikel (5 μm) yang mengurangkan berat sebanyak 60% berbanding perisai logam biasa dan menyekat 40dB bunyi dalam julat frekuensi 1-18GHz.
Salutan antibakteria: Apabila dirawat dengan ion perak nano (Ag + kepekatan 50ppm), ia menghalang lebih daripada 99% Escherichia coli dan Staphylococcus aureus daripada berkembang.
2, Parameter teknologi utama: kawalan tepat dari makmal hingga pengeluaran besar-besaran
1. Membuat tetapan untuk proses pengacuan berfungsi dengan lebih baik
Sifat mekanikal pulpa acuan dipengaruhi secara langsung oleh ketumpatannya (0.4–0.8g/cm³). Anda boleh mendapatkan kawalan ketumpatan yang sangat tepat dengan menukar suhu (180–250 darjah ), tekanan (5–10 MPa), dan masa penahanan (10–30 saat) semasa proses menekan panas.
Ketumpatan rendah (0.4–0.5g/cm ³): bagus untuk pakej kusyen ringan seperti telefon bimbit dan fon kepala. Ia boleh menyerap sehingga 85% daripada impak.
Ketumpatan tinggi (0.6–0.8g/cm ³): digunakan untuk menyokong jentera besar seperti pelayan dan robot industri. Ia boleh menahan sehingga 15–20MPa tekanan.
Pembungkusan untuk komputer riba Dell XPS 13 mempunyai reka bentuk ketumpatan kecerunan, dengan ketumpatan 0.7g/cm³ di kawasan sokongan bawah dan 0.45g/cm³ di kawasan penimbal atas. Kadar kerosakan skrin turun daripada 18% kepada 3% apabila ujian jatuh adalah 1.5 meter.
2. Jejari cerun dan fillet demoulding: Peranti elektronik yang perlu sangat jitu memerlukan pembungkusan yang sangat jitu (toleransi ± 0.1mm), dan jejari cerun demoulding dan jejari fillet mesti dikawal dengan ketat.
Cerun demoulding: Cerun rongga dalam ialah 1–3 darjah , manakala cerun dinding luar ialah 0.5–1 darjah . Ini menghalang produk daripada tersekat atau bungkusan daripada berubah bentuk.
Jejari pembulatan: R3-R5mm sudut bulat digunakan dalam peralihan struktur kepada kepekatan tegasan yang lebih rendah (faktor kepekatan tekanan diturunkan sebanyak 40%).
Pengesahan simulasi: Menggunakan ANSYS Workbench untuk memodelkan proses pembongkaran dan mencari gabungan cerun dan fillet terbaik, hayat acuan dilanjutkan daripada 50,000 penggunaan kepada 200,000 penggunaan.
3. Reka bentuk kolaboratif dengan beberapa rongga
Reka bentuk berbilang-rongga diperlukan untuk peranti elektronik dengan berbilang bahagian (seperti dron dan peralatan perubatan) untuk mempunyai lokasi dan perlindungan yang betul sendiri:
Ruang bebas: Setiap bahagian teras, seperti cip atau motor, mempunyai ruangnya sendiri yang bersaiz ± 0.05mm untuk mengelakkannya daripada terkena satu sama lain semasa dialihkan.
Saluran penyambung: Untuk memastikan tekanan udara sekata dan memudahkan untuk membuka kotak, letakkan bukaan pernafasan selebar 0.5mm di antara ruang.
Drone DJI Mavic 3 didatangkan dalam bekas dengan 12 rongga, masing-masing dengan slot sendiri untuk bateri, gimbal dan bilah. Kadar kerosakan semasa membongkar telah turun daripada 3% kepada 0.2%.
3, Kes penggunaan biasa adalah untuk elektronik pengguna dan peralatan industri.
1. Pembungkusan cip berketepatan tinggi-tinggi: penyelesaian yang melindungi pada tahap mikrometer
Pembungkusan untuk cip proses 5nm daripada jenama tertentu mesti sepadan dengan piawaian ini:
Tidak statik: Kerintangan permukaan kurang daripada atau sama dengan 10 ΩΩ/sq.
Rintangan lembapan: kadar ia menyerap lembapan mestilah kurang daripada 2% (dalam suasana dengan kelembapan 85% selama 48 jam).
Penampan: Penurunan 1 meter: pecutan puncak 500g
Jawapan:
Nanocellulose Reinforced Pulp (NCC 8%+Fiberglass 15%) ialah bahannya.
Struktur: Reka bentuk sarang lebah-berlapis dua dengan panjang sisi 6mm pada sarang lebah atas dan panjang sisi 10mm pada sarang lebah bawah.
Salutan: Salutan anti-grafina graf (tebal 2 μ m) + Salutan kalis tanah diatom-(tebal 5 μ m)
Keputusan ujian:
Ujian jatuh: 1.2 meter ke bawah, pecutan maksimum 420g
Ujian untuk rintangan lembapan: 85% kelembapan, 1.8% kadar penyerapan lembapan dalam 48 jam
Ujian untuk tenaga elektrostatik: Kerintangan permukaan: 6.2 × 10 ΩΩ/sq
2. Pembungkusan untuk peralatan perubatan: dua masalah untuk diselesaikan: memastikan ia bersih dan selamat
Pembungkusan untuk instrumen diagnostik ultrasound mudah alih daripada jenama tertentu mesti sepadan dengan piawaian ini:
Keperluan aseptik: Memenuhi standard gred perubatan ISO 11737-1
Prestasi penimbal: Penurunan 1.5 meter tidak menjejaskannya.
Pematuhan alam sekitar: T Ü V Austria telah mengesahkan bahawa ia 100% boleh dikitar semula dan terbiodegradasi.
Gentian buluh (60%), resin berasaskan bio-(20%) dan agen antibakteria perak nano (0.5%) membentuk bahan.
Struktur: sokongan mesh 3D dan lokasi rongga bebas
penutup: PLA lembapan biodegradasi-penutup kalis setebal 8 μm
Keputusan ujian:
Ujian mikrob: 99.9% Escherichia coli dan Staphylococcus aureus telah dihentikan.
Ujian jatuh: penurunan 1.5 meter, pergerakan kuar 0.3 mm
Ujian degradasi: Selepas 180 hari, kompos industri mempunyai kadar degradasi sebanyak 92%.
