1. Tính chất vật liệu: Lợi ích của việc sử dụng sợi tự nhiên trong hệ thống cơ khí
Sợi thực vật bao gồm giấy thải, bột tre và bã mía được sử dụng để làm bột giấy đúc. Công nghệ hút chân không được sử dụng để định hình nó thành cấu trúc lưới ba chiều. Các sợi của cấu trúc này được dệt ngẫu nhiên với nhau để cung cấp một hệ thống hỗ trợ ba chiều trông giống như tổ ong. Nó có các tính chất cơ học sau:
Ứng suất lan truyền như thế nào: Cấu trúc của các sợi, được tạo thành từ các liên kết hydro và đan xen, cho phép hấp thụ áp suất bên ngoài bằng biến dạng đàn hồi thay vì nén vật liệu. Chẳng hạn, một khay đựng trứng chỉ nặng 65g nhưng có thể chịu được lực tĩnh thẳng đứng 80kg mà không bị gãy. Cấu trúc tổ ong giúp khay đơn không bị cong quá 3 mm, vượt trội so với các loại nhựa xốp có cùng độ dày.
Tối ưu hóa mật độ và độ bền: Khi các sợi được định hình ở nhiệt độ và áp suất cao (180–250 độ, 5–10 MPa), các liên kết hydro giữa chúng được tổ chức lại và mật độ tăng lên 0,6–0,8 g/cm³, khiến vật liệu cứng hơn nhiều. Thêm chất chống thấm nhôm sunfat hoặc hợp chất gia cố keo tinh bột giúp tăng độ bám dính của sợi lên 30% trong khi vẫn giữ cho vật liệu nhẹ (ít đặc hơn 50% so với gỗ).
Hiệu suất đệm động: Trong thử nghiệm va đập, có mối tương quan nghịch giữa khoảng cách đệm của quá trình đúc bột giấy và gia tốc truyền. Ví dụ: một loại bao bì điện thoại di động nhất định sử dụng cấu trúc hỗn hợp nhiều lớp (thiết kế khoang+gia cố theo chiều dọc) để giảm 40% tốc độ rung động truyền đi trong quá trình vận chuyển. Tỷ lệ toàn vẹn của sản phẩm trong các thử nghiệm thả rơi là 99,7%.
2. Thiết kế kết cấu: Chuyển từ giải pháp bảo vệ đơn lẻ sang giải pháp hệ thống
Nhu cầu về các loại sản phẩm điện và điện tử khác nhau đang thúc đẩy việc đúc bột giấy chuyển từ "đệm phổ quát" sang "bảo vệ hệ thống tùy chỉnh":
Tối ưu hóa hình học: Buồng và chất tăng cứng: Thiết kế khuôn tạo khoảng trống và thêm gân vào bên trong. Ví dụ: một loại bao bì máy tính xách tay nhất định sử dụng cấu trúc gia cố thẳng đứng có hình dạng "tốt" giúp tăng gấp đôi khả năng chịu tải-và có thể chịu được áp lực 100 kg khi xếp chồng lên nhau.
Composite nhiều hơn một lớp: Là hỗn hợp gồm ba đến năm lớp ván bột giấy có thể chịu được nhiệt độ và áp suất cao. Điều này làm cho liên kết giữa các lớp sợi mạnh hơn từ 30% đến 50%. Một thương hiệu bao bì TV nào đó có kết cấu composite 5 lớp, có thể chứa 500 kg sản phẩm và có cường độ nén 15MPa.
Bảo vệ theo khu vực:
Rào chắn tổ ong: Các khối tổ ong quy mô siêu nhỏ được sử dụng để phân vùng các khu vực cho các bộ phận chính xác như mô-đun máy ảnh và bảng mạch. Khi các đơn vị này bị tác động từ bên ngoài, chúng phối hợp với nhau để biến dạng và hấp thụ năng lượng. Bao bì của một thương hiệu tai nghe nhất định có dạng tổ ong dày 0,5mm và tỷ lệ hư hỏng các bộ phận trong quá trình thử nghiệm thả rơi đã giảm từ 8% xuống 0,3%.
Bộ đệm gradient: Tạo các gradient mật độ dựa trên mức độ trải rộng của trọng lượng của sản phẩm. Ví dụ: một loại bao bì bảng điều khiển trò chơi nhất định có cấu trúc-mật độ cao (0,8g/cm³) ở vùng trung tâm trọng lực và cấu trúc-mật độ thấp (0,5g/cm³) ở vùng rìa. Điều này giúp bao bì nhẹ hơn 20% và bảo vệ bảng điều khiển tốt hơn 15%.
3. Sử dụng trong kinh doanh: từ các thiết bị-cao cấp cho đến bao quát toàn cảnh
Trong lĩnh vực điện tử 3C:
Bao bì cho điện thoại di động: Huawei Mate 60 Pro có lớp lót đúc bằng bột giấy giúp giảm 12% năng lượng sử dụng trong quá trình vận chuyển nhờ cấu trúc liên kết chính xác. Thử nghiệm thả rơi đạt kết quả xuất sắc, với độ cao 1,5 mét và sáu lần thả rơi tự do ở mọi phía.
Lenovo sẽ dần dần ngừng sử dụng bao bì đệm nhựa cho máy tính xách tay bắt đầu từ năm 2022 và sẽ chuyển sang đúc 100% bột giấy vào năm 2024. Dòng Yoga bao gồm cấu trúc "buồng đôi+thanh dọc cong" đã vượt qua thử nghiệm tiêu chuẩn ISTA 3A, mô phỏng các điều kiện vận chuyển trên toàn thế giới.
Trong lĩnh vực đồ gia dụng:
Dòng Samsung QLED sử dụng kết hợp "khay đúc bằng bột giấy + dải đệm EPE" cho bao bì TV của mình. Khay có thể chứa 200 kg, giúp giảm 35% tổng trọng lượng của gói hàng và giảm 50% lượng khí thải carbon.
Bộ phận bên ngoài của máy điều hòa không khí sử dụng kết cấu nẹp góc đúc bằng bột giấy đã được cải tiến bằng mô phỏng ANSYS. Nó có thể uốn cong dưới 2 mm khi chịu tải trọng tĩnh 80kg và có giá thành thấp hơn 40% so với nẹp góc bằng gỗ thông thường.
Thiết bị bạn có thể đeo:
Đồng hồ thông minh: Bao bì của Apple Watch Series 8 được làm bằng khuôn bột giấy siêu mỏng 0,3 mm. Nó bảo vệ các bộ phận điện tử mỏng manh bằng công nghệ "thoáng khí vi mô+{5}}lớp phủ chống tĩnh điện" và ít hơn 0,1% trường hợp bị hỏng khi bạn mở.
