一, ثلاث مشاكل فنية كبيرة مع تحديد المواقع الهيكلية المعقدة
عند تعبئة الأجهزة الإلكترونية، يجب أن تكون هناك ثلاثة أشياء صحيحة في نفس الوقت: يجب أن تكون دقيقة في موضعها، وتوفر توسيدًا جيدًا، وأن تكون قوية بما يكفي لتحمل الوزن. باستخدام تقنية القولبة بالحقن، يمكن للمواد البلاستيكية التقليدية أن تصل بسهولة إلى مستوى المليمتر-. ومع ذلك، فإن اللب المقولب سيواجه المشاكل التالية على المدى الطويل بسبب خصائص المواد وحدود العملية:
أنواع مختلفة من المواد
يتم استخدام المواد الطبيعية مثل تفل قصب السكر وألياف الخيزران لصنع اللب المصبوب. يتغير طول الألياف وقطرها وتركيبها الكيميائي بناءً على نوع المادة الخام ومن أين أتت وحتى الموسم. على سبيل المثال، يبلغ طول الألياف الموجودة في تفل قصب السكر عادة 1.0-1.8 ملم، لكن الألياف الموجودة في الخشب الصنوبري قد يصل طولها إلى 2-4 ملم. يؤدي هذا الاختلاف الطبيعي إلى تغيير فعالية ترشيح الماء في اللب، وكفاءة القولبة، والقوة الميكانيكية، مما يؤثر بشكل مباشر على استقرار الأبعاد للهياكل المعقدة.
تشوه انكماش العملية
في البداية، يكون لب القالب عبارة عن ورق مبلل فارغ قد يحتوي على ما يصل إلى 75-80٪ من الماء. عندما يجف المنتج، يتبخر الماء الموجود فيه، مما يؤدي إلى انكماشه بنسبة 2-5٪. تختلف كمية الانكماش بشكل كبير من جزء إلى آخر. قد يكون من الصعب إدارة اتجاه الانكماش بالطرق التقليدية، مما قد يؤدي بسهولة إلى التشوه أو الالتواء ويؤثر على دقة هيكل تحديد الموضع.
القوة الهيكلية التي لا معنى لها
يجب أن يتوافق هيكل تحديد الموقع بدقة مع سطح المنتج، بينما يجب أن يوفر هيكل التخزين المؤقت المرونة من خلال الفراغات والقضبان الرأسية. إذا تم رفع سمك المادة فقط لجعلها أقوى، فسوف يتأثر أداء التخزين المؤقت. إذا تم الاعتماد على تصميم التجويف أكثر من اللازم، فقد يؤدي ذلك أيضًا إلى ضعف القوة المحلية جدًا لأن الألياف ليست موزعة بالتساوي.
2، الحل المتطور: الابتكار الشامل من المواد إلى العمليات
استجابة للقضايا المذكورة أعلاه، حققت الصناعة تقدمًا تكنولوجيًا في وضع اللب المصبوب في الهياكل المعقدة من خلال ثلاث طرق رئيسية: تغيير المواد، وتحسين العملية، وتصميم الهيكل.
1. تغيير المادة: تكنولوجيا الألياف المركبة والمضافة
عن طريق تغيير نسبة الألياف وإضافة المكونات المفيدة، يتم تحسين أداء الملاط بشكل كبير.
تكنولوجيا الألياف المركبة: الجمع بين الألياف الطويلة (مثل الخشب الصنوبري) والألياف القصيرة (مثل تفل قصب السكر) لجعل الهيكل أقوى وملء الفجوات لجعل الكثافة أكثر توازناً. على سبيل المثال، تستخدم إحدى العلامات التجارية للإلكترونيات مزيجًا من 60% من ألياف الخشب الصنوبري و40% من ألياف تفل قصب السكر في عبواتها. وهذا يجعل أخدود تحديد المواقع أكثر دقة في حدود ± 0.2 مم.
كيفية استخدام المحسن: إضافة راتينج متصلد بالحرارة أو السليلوز النانوي لإنشاء شبكة -مترابطة أثناء عملية الضغط الساخن-عالية الضغط تجعل المادة أكثر صلابة. وفقًا للبيانات التجريبية، فإن إضافة 3% من السليلوز النانوي إلى اللب المصبوب يعزز قوة الانحناء بنسبة 40% مع الحفاظ على قدرة التشوه المرنة بنسبة 20%.
المعالجة المضادة للرطوبة-: إضافة كبريتات الألومنيوم أو عامل اقتران السيلاني يجعل الألياف أقل احتمالية لامتصاص الرطوبة ويمنع حجمها من التغير كثيرًا عندما تتغير الرطوبة. في إعداد رطوبة بنسبة 90%، انخفض معدل تغيير حجم العبوة المعالجة المقاومة للرطوبة- من 0.8% إلى 0.3%.
2. تحسين العملية: تحكم وأتمتة أفضل
أفكار جديدة لعملية الضغط الرطب: يتم نقلها سريعًا إلى قالب التشكيل لقذفها وتجفيفها بالضغط العالي- بعد تشكيلها. تعمل "طريقة -الخطوة الواحدة" هذه على تقليل التشوه أثناء عملية نقل الكتلة الرطبة. تقوم شركة معينة بتصنيع بطانة لتغليف الهواتف المحمولة باستخدام تقنية الضغط الرطب. يتم ضبط تسامح العمق لأخدود الموضع في حدود ± 0.15 مم.
في تقنية التجفيف بالضغط الساخن للقالب، يتم دمج عناصر التسخين في قالب الشكل لتسريع تبخر الماء عن طريق نقل الحرارة من خلال التلامس. وفي الوقت نفسه، يتم تطبيق ضغط يتراوح من 0.5 إلى 1.5 ميجا باسكال لوقف تشوه الانكماش. يقلل هذا الأسلوب من كمية الطاقة اللازمة لتجفيف الأشياء بنسبة 35% ويجعل محتوى الرطوبة في المنتجات أكثر توازنًا، إلى حدود ± 1.5%.
نظام آلي لتحديد المواقع: إضافة وحدات محرك سيرفو وأجهزة استشعار عالية الدقة -لتغيير موقع القالب في الوقت الفعلي. على سبيل المثال، تتيح لك الطريقة الحاصلة على براءة اختراع تغيير القالب الثابت إلى داخل ميكرومتر باستخدام القضبان المنزلقة وكتل تحديد المواقع القابلة للتعديل. يؤدي هذا إلى تقليل الوقت المستغرق لتثبيت القالب ومحاذاته من 10 دقائق إلى دقيقتين.
3. تصميم الهيكل: العمل معًا لتصميم السطح المجوف والتعزيز الرأسي والمنحني
يمكن استخدام تصميم المحاكاة الحيوية وتحسين الطوبولوجيا لبناء بنية متكاملة "تحدد المواقع والمخازن المؤقتة والحمل".
التنسيق بين التجويف والتسليح: في منطقة التثبيت، يتم استخدام التعزيز الكثيف لجعل الهيكل أكثر صلابة، بينما في المنطقة العازلة، يتم استخدام تجاويف على شكل قرص العسل أو تجاويف متموجة لامتصاص الصدمات. على سبيل المثال، يأتي الكمبيوتر المحمول مزودًا بقضبان رأسية بسمك 0.5 مم حول أخدود الموضع. تجعل هذه القضبان قوة الضغط المحلية أقوى ثلاث مرات وتنشر قوة التأثير عبر العبوة بأكملها من خلال التجويف.
تصميم ملائم للسطح: لإنشاء أسطح غير متماثلة، انسخ شكل سطح المنتج واستخدم القيود الهندسية للحصول على الموضع الدقيق. يستخدم نوع خاص من عبوات سماعات الأذن تقنية المسح ثلاثي الأبعاد لعمل نموذج للمنتج ومن ثم عكس تصميم سطح البطانة الداخلية لجعل سماعة الأذن والحزمة تلمسان أكثر بنسبة 50%. خطأ تحديد المواقع أقل من 0.1 مم.
التعويض الهيكلي القائم على العملية-: قم بعمل منحنيات تعويض لتشوه الانكماش، واستخدم التشوه المسبق العكسي- لتعويض تغيرات الحجم التي تحدث أثناء التجفيف. على سبيل المثال، قم بتخصيص 0.3% من قدرة تحمل الانكماش للجانب الطويل للتأكد من أن حجم المنتج النهائي يلبي مواصفات التصميم.
3، الاستخدام في الصناعة: من المختبر إلى التصنيع الضخم
جعلت الابتكارات التكنولوجية من اللب المقولب خيارًا شائعًا للتغليف الكهربائي.
يعد هاتف Huawei Mate 60 Pro-هاتفًا جوالًا متطورًا يتميز ببطانة من عجينة الورق وتصميم مجوف يحافظ على المسافة بين الشاشة والجسم بمقدار 2 مم و3 مم على التوالي. في نفس الوقت، تصل قوة الضغط الإجمالية للعبوة إلى 15 كيلو باسكال، وهو ما يكفي لاجتياز معايير اختبار النقل. وهذا بفضل هيكل الضلع العمودي.
حماية الملحقات الدقيقة: تتميز عبوة DJI بدون طيار بتصميم متعدد الطبقات. تثبت الطبقة العلوية جسم المحور في مكانه بأخاديد منحنية، بينما تحمي الطبقة السفلية المحرك والمستشعر بهيكل على شكل قرص العسل. وهذا يقلل من معدل تلف المنتج من 0.8% إلى 0.2%.
التعبئة والتغليف للأجهزة القابلة للارتداء: يحتوي صندوق التعبئة Apple Watch Series 9 على بنية لب مصبوبة ذات طبقة مزدوجة. تم تصميم الطبقة الخارجية لجعل الصندوق أقوى بتصميم مموج، والطبقة الداخلية بها تجويف صغير يحمل جسم الساعة وحزامها في مكانهما حتى لا يهتزوا أثناء الشحن.
