一, Ba ý tưởng chính đằng sau thiết kế kết cấu
1. Exact fit: Điều chỉnh theo hình dạng của vật thể với dung sai đến từng milimet
Tai nghe Bluetooth chứa rất nhiều bộ phận khác nhau khiến chúng trông phức tạp. Ví dụ: chúng bao gồm các móc tai không giống nhau ở mọi phía, ngăn sạc cong và dây sạc mỏng. Để có được sự tiếp xúc "không có khe hở" giữa khay và sản phẩm, chúng cần được mô hình hóa ở dạng 3D. Ví dụ, Cleer Arc5 sử dụng khuôn có độ chính xác rất cao để duy trì dung sai trong khoảng ± 0,3mm. Công nghệ tạo hình ướt biến phần đỡ bên trong thành cấu trúc lưới ba chiều-sao chép hoàn hảo bề mặt phức tạp của móc tai bất đối xứng của tai nghe. Điều này giúp cho tai nghe không bị trầy xước hay bể vỡ khi di chuyển. Để thực hiện thiết kế này, bạn cần kết hợp dữ liệu CAD của sản phẩm, sử dụng kỹ thuật đảo ngược để tạo mô hình khay và thực hiện một số thay đổi đối với khuôn trong giai đoạn phát triển khuôn.
2. Hệ thống đệm phân lớp: cách hấp thụ năng lượng ở các mức độ khác nhau
Cần xây dựng cấu trúc đệm hai lớp gồm "khoang đỡ chính+ngăn phụ kiện" cho các bộ phận yếu của tai nghe Bluetooth, bao gồm cả nút bịt tai và cổng sạc. Ví dụ: Cleer Arc5:
Buồng chịu lực chính: Phía dưới có các gân gia cố tổ ong giúp phân tán ứng suất tác động thẳng đứng thông qua cấu trúc tổ ong mô phỏng sinh học. Cường độ nén tĩnh đo được ít nhất là 80 kg và nó có thể chịu được trọng lượng của một người trưởng thành đứng trên đó mà không bị cong.
Ngăn đựng phụ kiện: Các ngăn riêng biệt để đựng cáp sạc và miếng đệm tai, được giữ với nhau bằng thẻ giấy gấp thay vì hộp vỉ nhựa. Điều này làm giảm lượng chất độn bị vứt đi.
3. Khả năng mở rộng mô-đun: Hoạt động với một số mô hình để thay đổi nhanh chóng
Thiết kế khay cần chứa các yếu tố mô-đun để giảm chi phí phát triển khuôn. Ví dụ: bạn có thể thay đổi cấu trúc cục bộ của cùng một khuôn để phù hợp với các loại tai nghe khác nhau của cùng một thương hiệu. Ví dụ: bạn có thể thay đổi độ sâu của khe đỡ móc tai và chiều cao của trụ định vị hộp sạc. Bạn có thể sử dụng Cleer Arc5 với các sản phẩm dòng Arc khác bằng cách thực hiện những thay đổi nhỏ đối với khuôn bên trong thông qua thiết kế giao diện được tiêu chuẩn hóa. Điều này giúp cắt giảm hơn 40% chi phí nghiên cứu và phát triển.
2, Phân tích các module kết cấu chính
1. Kết cấu đỡ chính
Cấu trúc không viền: phù hợp với tai nghe nhẹ (dưới 50g), giúp phân tán lực tác động từ các bên bằng các thành bên nghiêng. Ví dụ: một loại khay đựng tai nghe AirPods nhất định không có cạnh, kích thước cạnh nhỏ hơn 2mm và thành bên tạo một góc 15 độ với hướng tải. Tỷ lệ thiệt hại từ thử nghiệm thả rơi chỉ là 0,15%.
Structure of the flip edge: For high-end headphones (weight >80g), cấu trúc lật ra ngoài của váy mở rộng ra bên ngoài có thể làm cho toàn bộ vật ổn định hơn. Khi đánh giá theo tiêu chuẩn ISTA 3A, 70% năng lượng va chạm được hấp thụ bởi khay tai nghe khử tiếng ồn-của một thương hiệu nhất định có thiết kế cạnh lật rộng 15 mm ở mép và các gân gia cố phía dưới. Điều này giống như bông ngọc trai EPE dày 3mm.
2. Thiết kế ngăn hơi ẩm và tĩnh điện
Sợi dẫn điện pha tạp: Để đáp ứng-yêu cầu chống tĩnh điện của linh kiện điện tử, hãy thêm 1% đến 2% sợi carbon vào bột giấy. Điều này sẽ làm giảm điện trở bề mặt của khay xuống 10 ⁶ đến 10 ⁹ Ω. Thiết kế này cho phép khay đựng tai nghe thể thao của một thương hiệu nào đó loại bỏ tĩnh điện ở nơi khô ráo trong vòng chưa đầy hai giây.
Lớp phủ rào cản gốc nước-: Sử dụng lớp phủ gốc nước-làm từ tinh bột ngô thay vì lớp phủ màng nhựa tiêu chuẩn giúp tăng khả năng chống ẩm lên hơn 60%. Lớp phủ khay Cleer Arc5 chỉ dày 0,1mm giúp hơi nước không lọt qua. Nó cũng có thể được tái chế bằng cách đập cùng với giấy.
3. Các tính năng bổ sung để bảo vệ môi trường
Hộp bảo vệ có thể chuyển đổi: Cạnh của khay có cơ chế kẹp giúp người dùng biến nó thành hộp đựng tai nghe. Ví dụ: việc thêm hai khe đặt vào khay đựng tai nghe của một thương hiệu nhất định có thể biến nó từ bao bì thành vỏ bảo vệ và kéo dài tuổi thọ của sản phẩm.
Tùy chỉnh họa tiết để phù hợp với nhu cầu của bạn: Sử dụng công nghệ ép ướt để thể hiện các họa tiết tự nhiên như đá và vân gỗ. Bằng cách thay đổi độ nhám của bề mặt khuôn, khay đựng tai nghe của một thương hiệu nào đó đã làm cho cả cảm giác chạm và hình thức của sản phẩm trở nên tốt hơn, khiến người dùng hài lòng hơn 30%.
3, Lộ trình đưa quy trình vào hoạt động
1. Lựa chọn nguyên liệu phù hợp và làm công thức tốt hơn
Tỷ lệ nguyên liệu thô: 60% giấy vụn, 30% bã mía và 10% sợi tre được sử dụng để tạo ra bột giấy có độ bền-cao bằng quy trình tạo hình ướt. Dữ liệu thử nghiệm từ một thương hiệu cụ thể cho thấy độ bền kéo của khay đựng sữa công thức này đạt 12MPa, với độ giãn dài khi đứt là 8%, vượt qua độ giãn của khay đựng giấy thải nguyên chất.
Thêm 0,5% chất dẻo (như rượu polyvinyl) để tăng khả năng chống va đập và 0,3% chất chống thấm (như chất liên kết silane) để làm cho nó có khả năng chống ẩm tốt hơn. Ví dụ: khay đựng tai nghe của một thương hiệu nào đó đã cải tiến công thức phụ gia và có tỷ lệ thay đổi kích thước dưới 0,5% sau khi ở trong môi trường có độ ẩm 85% trong 72 giờ.
2. Chế tạo và thiết kế khuôn mẫu
Cấu trúc khuôn: Bề mặt chia khuôn nằm ở mép sản phẩm nên dễ tháo khuôn hơn. Ví dụ: một loại khuôn khay tai nghe có cấu trúc ba{1}}mảnh được tạo thành từ "khuôn trên", "khuôn dưới" và "lõi". Lõi có thể được thay đổi nhanh chóng để phù hợp với các mô hình khác nhau.
Điều khiển chính xác: Gia công CNC với độ nhám bề mặt Ra<0.8 μm is used to make important components of the mold, like the headphone placement slots and charging interface holes. The real test of a certain brand's mold demonstrates that after making 10,000 pieces in a row, the size difference of the pallet is still kept to within ± 0.2mm.
3. Cài đặt cho quy trình đúc
Nồng độ bùn cho khuôn nén ướt được giữ ở mức từ 8% đến 10%, độ chân không là -0,08MPa, áp suất đúc là 1,5MPa và thời gian giữ áp suất là 15 giây. Theo thử nghiệm của một thương hiệu, mật độ khay là 0,35g/cm³ và hiệu suất đệm vượt trội so với xốp EPS dày 2mm.
Quá trình sấy khô: Nhiệt độ là 80 độ và thời gian là 40 phút. Điều này làm giảm độ ẩm xuống 8% đến 10%. Để giữ cho sản phẩm không bị mất ổn định do biến dạng, tỷ lệ co ngót của một khay nhãn hiệu nhất định sau khi sấy là dưới 1%.
4, Ví dụ về cách sử dụng ngành
1. Bao bì của tai nghe Beats được làm hoàn toàn bằng bột giấy.
Cách xây dựng mới: Hộp bên ngoài có cường độ nén ít nhất 800N và được làm bằng hai lớp: “hộp các tông sóng” và “khay bên trong bằng sợi đúc”. Khay bên trong được giữ cố định giữa tai nghe và ngăn sạc bằng các khuôn-có độ chính xác cao.
Lợi ích cho môi trường: Một bộ bao bì giúp giảm lượng nhựa sử dụng 15 tấn mỗi năm, giảm 40% lượng khí thải carbon và đã được EU REACH và FDA Hoa Kỳ chứng nhận.
2. Khay làm bằng vật liệu composite sinh học từ Cleer Arc5
Đột phá về vật liệu: Cấu trúc mạng ba chiều-được tạo ra bằng cách trộn 60% sợi tre với 40% bã mía. Cấu trúc có độ bền kéo 15MPa.
Tích hợp chức năng: Trải nghiệm mở hộp tốt hơn 50% với tay cầm ẩn, tấm bìa tự khóa và cửa sổ mã QR. Tỷ lệ tái chế là 92%.
