一, Principi konstrukcijskog dizajna: Prelazak sa mehaničkih modela na funkcionalnu integraciju
1. Trodimenzionalna struktura saća: glavni način na koji se energija gubi
Čipovi i optička sočiva su dva primjera visoko{0}}preciznih elektronskih proizvoda koji su vrlo osjetljivi na energiju udara. Arhitektura strukture biomimetičkog saća oblikovane pulpe širi energiju udara na mnoge odvojene jedinice. Na primjer, marka pakovanja lidara sadrži heksagonalne ćelije sa saćem koje su dugačke 8 mm sa svake strane i 0,5 mm debljine na zidovima. Maksimalno ubrzanje smanjeno je sa 1200g obične EPS pene na 380g u testu pada od 1,2m, čime je zaštićena unutrašnja precizna struktura.
Tačke dizajna:
Optimiziranje veličine jedinice: Najbolje je zadržati omjer dužine bočne strane jedinice sa saćem i proizvoda između 1:5 i 1:8 na osnovu težine i veličine predmeta.
Dizajn za gradijent debljine zida: Da bi zid bio čvršći u tom području, napravite ga debljine 0,8 mm na strani proizvoda. Da bi bolje apsorbirao energiju, napravite ga debljine 0,3 mm sa vanjske strane.
Provjera dinamičke simulacije: Koristite softver LS-DYNA da simulirate pad od 1,5 metara i pronađite najbolji ugao za raspored saća (obično 45 stepeni u smjeru udara).
2. Ojačanje kompozitnim materijalom: prelazi granice performansi pulpe
Modul elastičnosti tipičnog oblikovanja pulpe je samo 0,2–0,5 GPa, što otežava izdržavanje teške opreme poput servera i industrijskih kontrolera. Dodavanje materijala za ojačanje nanoceluloze (NCC) ili karbonskih vlakana (CF) može povećati modul na između 2 i 5 GPa. Na primjer, ambalaža baterije za Huawei Mate 60 napravljena je od kompozitne pulpe koja se sastoji od 30% staklenih vlakana. Distorzija u testu slaganja od 50 kg iznosi samo 1,2 mm, što je 76% manje od čiste pulpe.
Dizajniranje formule za materijale:
Učinak dodavanja klase materijala u omjer poboljšanja performansi
Vlačna čvrstoća nano celuloze (NCC) raste za 5-10%, a stopa apsorpcije vode pada za 30%.
Ugljična vlakna (CF) imaju 15-20% veći modul elastičnosti i 300% veću provodljivost.
Smola na bazi bio{0}}a sa temperaturnom otpornošću od 5–8% je podignuta na 120 stepeni dok je i dalje biorazgradiva.
3. Integracija funkcionalnih premaza: Pravljenje nekoliko prepreka za zaštitu
Statički elektricitet, elektromagnetne smetnje (EMI) i mikrobiološka kontaminacija mogu uzrokovati probleme s visoko{0}}preciznim elektronskim proizvodima. Koristeći tehnologiju površinskog premaza, možete postići "anti-statički+zaštitni+antibakterijski" efekat:
Dodajte 2–5% čađe ili grafena na površinu kako biste je učinili manje otpornom na električnu energiju (10 ⁶–10 ⁹ Ω/sq), što zadovoljava standard IEC 61340–5–1.
Premaz za elektromagnetnu zaštitu: niklovana -kompozitna obloga od vlakana (5 μm) koja smanjuje težinu za 60% u poređenju sa tipičnom metalnom zaštitom i blokira 40dB zvuka u frekvencijskom opsegu 1-18GHz.
Antibakterijski premaz: Kada se tretira nano srebrnim jonima (Ag + koncentracija 50ppm), zaustavlja rast više od 99% Escherichia coli i Staphylococcus aureus.
2, Ključni tehnološki parametri: tačna kontrola od laboratorije do masovne proizvodnje
1. Poboljšanje podešavanja za proces oblikovanja
Na mehanička svojstva oblikovane pulpe direktno utiče njena gustina (0,4–0,8 g/cm³). Možete dobiti vrlo preciznu kontrolu gustine promjenom temperature (180-250 stepeni), pritiska (5-10 MPa) i vremena zadržavanja (10-30 sekundi) tokom procesa vrućeg presovanja.
Mala gustina (0,4–0,5 g/cm ³): dobro za lagane pakete jastuka kao što su mobilni telefoni i slušalice. Može apsorbirati do 85% udarca.
Visoka gustina (0,6–0,8 g/cm ³): koristi se za podršku velikim mašinama kao što su serveri i industrijski roboti. Može izdržati pritisak do 15-20 MPa.
Pakovanje za prenosni računar Dell XPS 13 ima dizajn gradijenta gustine, sa gustinom od 0,7 g/cm³ u donjoj oblasti podrške i 0,45 g/cm³ u gornjoj oblasti međuspremnika. Stopa oštećenja ekrana pala je sa 18% na 3% kada je test pada bio 1,5 metara.
2. Nagib vađenja iz kalupa i radijus ugaonice: Elektronski uređaji koji moraju biti vrlo precizni zahtijevaju vrlo precizno pakovanje (tolerancija ± 0,1 mm), a nagib vađenja iz kalupa i polumjer utora moraju biti strogo kontrolirani.
Nagib deformacije: Nagib unutrašnje šupljine je 1-3 stepena, dok je nagib spoljašnjeg zida 0,5-1 stepen. To sprječava da se proizvod zaglavi ili pakiranje promijeni oblik.
Radijus zaokruživanja: R3-R5mm zaobljeni uglovi koriste se u prijelazu konstrukcije na nižu koncentraciju naprezanja (faktor koncentracije napona smanjen za 40%).
Provjera simulacije: Korištenjem ANSYS Workbench-a za modeliranje procesa vađenja iz kalupa i pronalaženje najbolje kombinacije nagiba i ugla, vijek trajanja kalupa je produžen sa 50.000 upotreba na 200.000 upotreba.
3. Kolaborativni dizajn sa nekoliko šupljina
Više-dizajn šupljina je potreban da elektronski uređaji sa više dijelova (poput dronova i medicinske opreme) sami po sebi imaju odgovarajuću lokaciju i zaštitu:
Nezavisna komora: Svaki dio jezgra, poput čipa ili motora, ima svoju komoru veličine ± 0,05 mm kako ne bi udarili jedan o drugi dok se pomiču.
Priključni kanal: Da biste održali ravnomjeran pritisak zraka i olakšali otvaranje kutije, stavite otvore za disanje širine 0,5 mm između komora.
DJI Mavic 3 dron dolazi u kućištu sa 12 šupljina, od kojih svaka ima svoj utor za bateriju, kardan i lopatice. Stopa oštećenja prilikom raspakivanja pala je sa 3% na 0,2%.
3, Uobičajeni slučaj upotrebe je za potrošačku elektroniku i industrijsku opremu.
1. Visoko{1}}pakovanje čipova: rješenje koje štiti na mikrometarskom nivou
Pakovanje za 5nm procesne čipove određene marke mora odgovarati ovim standardima:
Nije statičan: Površinska otpornost je manja ili jednaka 10 ΩΩ/sq.
Otpornost na vlagu: brzina kojom apsorbuje vlagu mora biti manja od 2% (u atmosferi sa 85% vlažnosti tokom 48 sati).
Pufer: pad od 1 metar: maksimalno ubrzanje 500g
odgovor:
Materijal je ojačana nanocelulozom pulpa (NCC 8%+fiberglass 15%).
Struktura: Dvoslojni dizajn saća sa -bočnom dužinom od 6 mm na gornjem saću i 10 mm sa bočnom dužinom na donjem saću.
Premaz: grafenski anti-statički premaz (debljine 2 μm) + dijatomejska zemlja za vlagu-otporni premaz (debljine 5 μm)
Rezultati testa:
Test pada: 1,2 metra dole, maksimalno ubrzanje 420g
Test na otpornost na vlagu: 85% vlažnost, 1,8% stopa apsorpcije vlage za 48 sati
Test za elektrostatičku energiju: Površinska otpornost: 6,2 × 10 ΩΩ/sq
2. Ambalaža za medicinsku opremu: dva problema koja treba riješiti: održavanje čistoće i sigurnosti
Pakovanje za prijenosni ultrazvučni dijagnostički instrument određene marke mora odgovarati ovim standardima:
Aseptički zahtjev: Zadovoljava medicinski standard ISO 11737-1
Performanse bafera: pad od 1,5 metara ne škodi.
Ekološka usklađenost: T Ü V Austrija je potvrdila da se može 100% reciklirati i biorazgradivo.
Bambusova vlakna (60%), smola na bazi bio-(20%) i nano srebrni antibakterijski agens (0,5%) čine materijal.
Struktura: 3D mrežasti nosač i nezavisna lokacija kaviteta
obloga: PLA biorazgradivi sloj{0}}otporan na vlagu debljine 8 μm
Rezultati testa:
Mikrobno testiranje: 99,9% Escherichia coli i Staphylococcus aureus je zaustavljeno.
Test pada: pad od 1,5 metara, kretanje sonde od 0,3 mm
Test razgradnje: Nakon 180 dana, industrijski kompost je imao stopu razgradnje od 92%.
