一, Các yếu tố chính ảnh hưởng đến thiết kế độ dày
1. Yêu cầu về trọng lượng và tác động rơi của sản phẩm
ISTA 3A là tiêu chuẩn quốc tế để thử nghiệm việc đóng gói các sản phẩm điện tử để vận chuyển. Chiều cao thả tiêu chuẩn là từ 0,8 đến 1,2 mét. Dữ liệu thực nghiệm chỉ ra rằng khi một thiết bị điện tử di động có trọng lượng 1,6N rơi xuống từ độ cao 1 mét và gia tốc va chạm cần thiết duy trì dưới 25g thì phải đáp ứng các yêu cầu sau:
Yêu cầu về hệ số đàn hồi: Hệ số đàn hồi của quá trình đúc bột giấy phải từ 12N/mm trở lên. Điều này có thể được thực hiện bằng cách làm cho độ dày dày hơn hoặc thay đổi cấu trúc sườn đỡ.
Mối quan hệ giữa độ dày và tải trọng: Cấu trúc đúc bột giấy dày 1–2,5 mm có thể chịu tải trọng tĩnh 50–120N, phù hợp cho các thiết bị điện tử nhẹ như máy tính bảng và điện thoại di động. Đối với các mặt hàng nặng hơn như máy tính xách tay (3–5kg), nên sử dụng các sản phẩm được làm bằng quy trình ép ướt có độ dày 2–3mm hoặc hiệu suất đệm nên được cải thiện thông qua thiết kế nhiều lớp.
2. Loại quy trình và tối ưu hóa cấu trúc
Độ dày bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các quá trình đúc khác nhau:
Quy trình ép ướt: Quá trình đúc áp suất-cao làm cho sợi dày đặc hơn và sản phẩm thường dày từ 0,5 đến 2 mm. Ví dụ: bao bì của điện thoại Sony Xperia 1 V được làm bằng bột giấy ép ướt dày 0,8 mm và có thiết kế khung đỡ hình tổ ong-. Điều này làm giảm tỷ lệ hư hỏng của các bộ phận từ 8% xuống 0,3% trong quá trình thử nghiệm thả rơi.
Phương pháp ép khô sử dụng sợi đã xử lý{0}được ép nóng để tạo ra sản phẩm thường dày từ 1,5 đến 3 mm. Bao bì máy tính xách tay Lenovo sử dụng khuôn đúc bột giấy ép khô 2 mm và các kênh dòng chảy chuyển màu để cải thiện khả năng phân tán sợi. Điều này giúp sản phẩm chặt hơn 20% và sai số độ phẳng bề mặt nhỏ hơn 0,08mm.
Đối với-thiết bị điện tử hạng nặng như máy chủ và dụng cụ công nghiệp, cần phải đúc bột giấy với thành dày từ 4 đến 12 mm. Một công ty đã sản xuất bao bì dạng khay dày 10 mm đã được xử lý bằng khuôn mạ crom. Điều này đã giảm 15% chi phí vận chuyển từng thiết bị và tăng sự hài lòng của khách hàng lên 12%.
3. Cân bằng chi phí và hạn chế về không gian
Khi đóng gói các thiết bị điện siêu mỏng như đồng hồ thông minh và tai nghe, độ dày phải được giữ trong khoảng 3mm. Bao bì của tai nghe nhét tai Apple Beats Studio Pro được làm bằng bột giấy gia cố nanocellulose 0,3mm. Thiết kế này có mảng xốp siêu nhỏ với kích thước lỗ 0,2 mm, giúp tăng tỷ lệ hấp thụ năng lượng lên 40% trong khi vẫn có trọng lượng nhẹ. Ngoài ra, bằng cách sử dụng thiết kế mô-đun (như các kết nối nhanh thay vì keo), độ dày của các bộ phận đóng gói có thể giảm 30% và tỷ lệ tái chế có thể lên tới 82%.
2, Tiêu chuẩn về độ dày ngành và các trường hợp phổ biến
1. Các tiêu chuẩn và quy định thử nghiệm được áp dụng trên thế giới
Tiêu chuẩn ISTA 3A: Bao bì không được để sản phẩm tăng tốc quá 25g khi rơi từ độ cao 0,8 đến 1,2 mét. Một doanh nghiệp sản xuất bao bì bột giấy dày 1,5 mm đáp ứng tiêu chí này. Họ đã sử dụng mô phỏng để cải thiện cách bố trí các gân đỡ, dẫn đến tỷ lệ vượt qua 99,7% đối với bao bì điện thoại di động trong thử nghiệm thả rơi ở độ cao 1,2 mét.
Thử nghiệm môi trường GB/T 10739: Mẫu phải được xử lý trước trong 24 giờ trong môi trường có nhiệt độ 23 độ ± 1 độ và độ ẩm tương đối 50% ± 2%. Bằng cách quản lý độ ẩm của quá trình đúc bột giấy (4% đến 12%), một doanh nghiệp nào đó đã làm cho sản phẩm của mình ổn định hơn 50% trong điều kiện độ ẩm thay đổi.
2. Thực tiễn kinh doanh và những ý tưởng mới
Chiến lược thay thế nhựa của Lenovo: Sử dụng khuôn bột giấy dày 1,5 đến 2 mm thay vì đệm nhựa trong bao bì đựng laptop. Điều này sẽ dẫn đến những đột phá về hiệu suất thông qua những thay đổi sau:
Tối ưu hóa tỷ lệ sợi: Thêm 30% sợi dài để tạo cấu trúc khung xương, đồng thời kết hợp bột giấy cơ học tốc độ cao (TMP) để các sợi đan xen tốt hơn.
Sử dụng Chất tăng cường: Thêm dung dịch PAM 0,2% để tạo cấu trúc màng mạng giúp giảm tỷ lệ bong tróc chip xuống 86%;
Nâng cấp quy trình ép nóng: Sử dụng kết hợp 180 độ, 0,5 MPa và 40 giây, độ kín của sản phẩm tăng 20% và độ chính xác về độ phẳng bề mặt nhỏ hơn 0,08 mm.
Tính thẩm mỹ bằng sợi mới của Apple: Bao bì của tai nghe Beats Studio Pro được làm hoàn toàn bằng vật liệu làm từ sợi-(sợi tre và sợi bã mía). Thiết kế này đạt được sự thỏa hiệp giữa độ bền và độ chính xác:
Nanocellulose làm chất hỗ trợ: Thêm nanocellulose (đường kính 50–100 nm) làm cho vật liệu bền hơn 50% khi bị căng.
Thiết kế cấu trúc vi mô xốp: Các tế bào tổ ong cách nhau 0,3 mm được sử dụng để phân vùng. Điều này làm giảm tỷ lệ thiệt hại từ 8% xuống 0,3% trong quá trình thử nghiệm thả rơi.
Sản xuất mô-đun: Sử dụng khuôn gia công chính xác CNC đảm bảo kích thước đóng gói chính xác trong phạm vi ± 0,05 mm, giúp dễ dàng ghép cùng với sản phẩm.
