1. Az öntött cellulóz teherviselési elve a szerkezeti mechanika és az anyagtudomány metszéspontja.
A fröccsöntött pép teherbírása-nem csak az anyag szilárdságától függ; inkább javítja a mechanikai tulajdonságait a "háromdimenziós, szálakból álló szerkezet" és a "feszültségeloszlási mechanizmus" révén.
Szálak háromdimenziós szövése szerkezetté
A papírhulladék és a bambuszpép két példa a növényi rostokra, amelyek felhasználhatók öntött cellulóz előállítására. A vákuumos szívóformázási módszer háromdimenziós hálózati szerkezetté alakítja. Az öntőforma olyan szálakból áll, amelyeket véletlenszerűen kötnek össze, hogy egy háromdimenziós, méhsejtszerű tartórendszert alkossanak. Ezzel a módszerrel a külső nyomás egyenletesen eloszlatható, és helyenként minimálisra csökkenthető a stressz. Például egy hagyományos tojástálca mindössze 65 grammot nyom, mégis 80 kiló statikus súlyt képes elviselni anélkül, hogy eltörne. Ennek az az oka, hogy a méhsejt kialakítás szétteríti az ütés erejét.
A forma jobbá tétele
Az öntőforma kialakítása formázott cellulózkamrákat és megerősítő bordákat adhat a belsejében, mint a függesztő formák függőleges bordái. Ezáltal sokkal kisebb az elhajlás valószínűsége. Például a cellulóz bélés, amelyet egy gyártó egy légkondicionáló kültéri egységéhez fejlesztett ki, hatszögletű méhsejt alakú cellák mintázata van. A termék maximális gyorsulása 27%-kal alacsonyabb, mint a hagyományos EPS hab 1 méteres ejtési tesztben, és a szerkezet nem sérül. A magas hőmérsékletet és nagy nyomást alkalmazó több-rétegű kompozit konstrukció több-rétegű cellulózlemezeket is kombinál. A szálrétegek közötti kapcsolat erősebb, a nyomószilárdság pedig 30-50%-kal erősebb. Fa raklapok helyett 500 kg terméket tud szállítani.
Hogyan kezeljük a stresszt
A formált pép párnázó tulajdonságait az adja, ahogyan a szerkezet hajlik és nyúlik, nem pedig az, ahogyan az anyag összenyomódik. Például a méhsejthálós rácsok kisebb darabokra bontják a nem szabályos dolgok csomagolását. Ha bármi megérinti az egység külsejét, megváltozik az alakja és elnyeli az energiát. Ez megakadályozza, hogy az egész szétessen. Ez a kialakítás segít a fröccsöntött pépnek megőrizni alakját, miközben megváltoztatja az alakot, hogy eloszlassa az ütközés energiáját, amikor súlyt kell viselnie.
2. Nagy előrelépés a technológiában: a "könnyű" helyett a "nagy szilárdságú"{1}}
A korai öntött pépet nagyrészt olcsó termékekhez, például tojástartókhoz használták, mert sokba került, és megváltozott az alakja, amikor nedves lett. De az olyan modern technológiák, mint a nedves sajtolás, a nano vízálló bevonatok és a szerkezeti topológia optimalizálás, sokkal jobban működnek:
A dolgok alakításának képessége magas hőmérsékleten és nyomáson
Az embrió kialakulása után helyezze nagy-nyomású és magas-hőmérsékletű (5–10 MPa) környezetbe 180–250 fokos hőmérsékleten, hogy megváltoztassák a rostok közötti hidrogénkötéseket, merevebbé váljanak, és a sűrűséget 0,6–0,8 g/cm³-re emelje. Egy cég mosógépekhez gyártott olyan cellulóztálcát, amely mindössze 10 mm vastag, de 200 kg statikus terhelést is képes elviselni, ami nagygépekhez elegendő.
Technológia, amely lehetővé teszi a dolgok megváltoztatását elemek hozzáadásával
A szálak közötti kötést 30%-kal erősebbé teheti vízszigetelő vegyszerek, például alumínium-szulfát vagy erősítőszerek, például keményítőragasztó hozzáadásával. Az anyag továbbra is könnyű lesz (50%-kal könnyebb, mint a fa). A TV-csomagolások egyik fajtája például antisztatikus bevonatú cellulóz bélést használ. Ez nemcsak megvédi az elektronikai berendezéseket a statikus elektromosságtól, hanem a szerkezet hatékonyabbá tételével a csomagolást is 15%-kal könnyebbé teszi.
Technológia a szerkezeti topológia javítására
Használjon számítógépes szimulációt a szálak jobb szétterítésére, hogy az anyag sűrűbb legyen ott, ahol nagy igénybevételnek van kitéve. Például egy vállalkozás topológiaoptimalizálást használt a hűtőgépek cellulóz csomagolásához, amely 20%-kal növelte a helyi sűrűséget. Ez 1,2%-ról 0,3%-ra csökkentette annak esélyét, hogy a termék ejtési teszt során eltörjön.
3. Esettanulmány: Az elmélet próbára tétele a való világban
A háztartási gépiparban a fröccsöntött cellulóz teherbíró képességét{0}}alaposan értékelték, és teljesítménye meghaladja a hagyományos műanyaghabét:
Csomagolás a kültéri klímaberendezésekhez
Egy vezető cég készítette el a cellulóz bélést a légkondicionáló kültéri egységéhez hatszögletű méhsejt kialakításban. A termék legnagyobb gyorsulása 27%-kal alacsonyabb, mint az EPS hab az 1 méteres ejtési tesztben, és a szerkezet nem sérül. A csomagolás a szállításhoz egymásra is rakható, ami 40%-ot takarít meg a tárhelyből és a teljes költség 18%-át.
Csomagolópapír a mosógépek körül
Egyes mosógépekhez "öntött cellulóz+hullámkarton" teljes papírcsomagolás tartozik. A szerkezet javításával a csomagolás 20%-kal könnyebbé válik, miközben továbbra is képes megtartani és védeni a súlyt szállítás közben. Valós tesztadatok azt mutatják, hogy ez a módszer 0,8%-ról 0,2%-ra csökkenti a szállítási károk arányát, ami évente több mint 5 millió jüant takarít meg az -értékesítés utáni költségeken.
TV-csomagolás, amely nem termel statikus elektromosságot
Egyes TV-dobozok pépből készült béléssel rendelkeznek, amelyet antisztatikus anyaggal vontak be. Ez nemcsak megvédi az elektronikai berendezéseket a statikus elektromosságtól, hanem a szerkezet javításával a csomagolást is 15%-kal könnyebbé teszi. Az EU ROHS tesztje megfelelt ennek a javaslatnak, amely immár a környezetbarát csomagolás modellje.
