Prodotti stampati in polpasono materiali di imballaggio sostenibili derivati da carta basate su carta -. Mostrano resistenza, rigidità e flessibilità favorevoli. Usando la tecnologia di stampaggio, possono essere fabbricati in diverse forme complesse su misura per varie applicazioni. La loro shock - la capacità di assorbimento si basa non solo sulle proprietà dei materiali ma, più criticamente, sulla progettazione strutturale. Ciò è particolarmente importante negli imballaggi protettivi.
Per singoli - usa elementi come gli stoviglie, la struttura è generalmente semplice, con richieste meccaniche minime. Al contrario, le applicazioni di imballaggio industriale richiedono progetti più sofisticati che soddisfino tre criteri essenziali: posizionamento accurato, ammortizzazione affidabile e supporto di carico adeguato.
I. Richieste funzionali e considerazioni di progettazione
In ambienti industriali, l'imballaggio stampato a polpa deve svolgere tre funzioni principali:
Innanzitutto, deve posizionare correttamente il prodotto. L'imballaggio dovrebbe fissare saldamente l'oggetto, impedendo qualsiasi movimento durante il transito. Ciò richiede una corrispondenza dimensionale precisa tra l'interno dell'imballaggio e l'esterno del prodotto.
In secondo luogo, l'imballaggio deve fornire ammortizzazione. Il materiale dovrebbe possedere una resilienza sufficiente per evitare danni superficiali causati da un duro contatto. Inoltre, la struttura deve assorbire energia da impatti e vibrazioni durante la spedizione e la manipolazione.
In terzo luogo, la struttura deve sopportare carichi. Richiede abbastanza resistenza e rigidità per supportare il peso del prodotto e resistere alle pressioni di impilamento.
Allo stato attuale, la modanatura della polpa è un campo emergente in cui il design dipende ancora considerevolmente dall'esperienza pratica. Un quadro teorico standardizzato o una metodologia di progettazione non è stato ancora ampiamente stabilito. Questa mancanza di sistematizzazione presenta sfide per ottenere una qualità costante nella produzione di massa.
Ii. Caratteristiche fisiche e limiti di produzione
Le parti stampate a polpa presentano due superfici distinte. Lo stampo - il lato rivolto è liscio e replica accuratamente la superficie degli utensili. È progettato per abbinare attentamente il contorno esterno del prodotto. Il lato opposto è strutturato - un risultato della formazione - libera durante l'aspirazione. Questa superficie strutturata può essere progettata per migliorare il supporto strutturale e la conservazione delle parti.
Questi componenti sono generalmente fabbricati utilizzando il vuoto - modellatura di aspirazione assistita. Lo spessore della parete varia generalmente da 2 mm a 5 mm. Le variazioni di spessore possono essere controllate regolando i modelli di perforazione in diverse sezioni dello stampo. Tuttavia, differenze significative nello spessore della parete possono portare a difetti durante la formazione e l'asciugatura.
Nella fase di formazione - Wet -, la polpa contiene circa il 90% di acqua. La mobilità delle fibre rimane relativamente elevata, il che può causare migrazione verticale e raggruppamento localizzato. Ciò influisce sull'uniformità, in particolare in gran parte. Per mitigare questo, si raccomanda un angolo di bozza tra 2 gradi e 5 gradi lungo la direzione del demolding. Ciò facilita sia la distribuzione delle fibre che il rilascio delle parti. Inoltre, gli angoli affilati e gli angoli retti dovrebbero essere evitati per prevenire la concentrazione di stress. I raggi sono preferiti per migliorare le prestazioni meccaniche.
Il design del bordo è un'altra considerazione importante. Le configurazioni comuni includono bordi piatti, flangiati o raddoppiati. I bordi piatti sono utilizzati in applicazioni di resistenza - basse come i servizi usa e getta. I bordi flangiati e rinforzati sono preferiti negli imballaggi industriali per una rigidità migliorata, assorbimento e aspetto dell'impatto.
Iii. Progettazione del sistema di muffe e considerazioni chiave
Gli stampi sono strumenti critici nello stampaggio della polpa. Il loro design deve allinearsi con i requisiti del prodotto, la fattibilità del processo e la praticità di produzione.
Lo stampaggio di aspirazione sotto vuoto è il processo più comune. Implica spesso più set di stampi che operano in sequenza. Lo stampo di formazione e lo stampo di impostazione sono i componenti più importanti.
Uno stampo di formato tipico è costituito da uno strumento maschile, uno strumento femminile, uno schermo a rete, una piastra di base, una cavità posteriore e una camera d'aria. Lo schermo a rete, solitamente realizzato in metallo o plastica con diametri di filo di circa 0,15 mm, è montato sulla superficie dello stampo. I conteggi delle maglie in genere vanno da 40 a 65. La cavità posteriore è lo spazio tra la superficie dello stampo e la base. È collegato alla faccia dello stampo attraverso piccoli fori distribuiti uniformemente. Il gruppo stampo è attaccato alla piastra della macchina. Una camera d'aria dietro la piastra regola il flusso d'aria di aspirazione.
Una grande sfida di progettazione è prevedere e compensare il restringimento. I prodotti a base di polpa si riducono durante l'asciugatura e il tasso di restringimento possono variare imprevedibilmente attraverso diverse parti della geometria. Ciò complica il controllo dimensionale e il dimensionamento della muffa.
La formazione di stampi sono spesso costruiti con materiali come riempimento di poliestere, resina epossidica, agenti di indurimento e alluminio. Per le parti con requisiti di tolleranza a bassa dimensione, gli stampi possono essere prodotti mediante fusione. Applicazioni di precisione più elevate richiedono strumenti lavorati. Gli stampi maschi sono comunemente CNC - lavorati dall'alluminio. Gli stampi femminili possono essere lanciati dalla resina usando lo strumento maschile come motivo per garantire l'accuratezza.
Alcune applicazioni richiedono tolleranze esterne strette. Poiché gli spazi vuoti a polpa bagnata possono deformare durante l'essiccazione, uno stampo sagomatico viene spesso usato per calibrare la geometria finale. Gli stampi modellati sono spesso realizzati in ottone, alluminio o acciaio inossidabile. Possono includere elementi di riscaldamento e in genere non utilizzare uno schermo a maglie. Invece, lavorano facendo pressione per riformare la parte essiccata.
Nel formare il design dello stampo, lo strumento maschile è dimensionato in base alla forma esterna del prodotto. Lo strumento femminile è dimensionato per ospitare lo strumento maschile più lo spessore del materiale previsto. Ciò garantisce una qualità adeguata e costante della parte.