כיצד לעצב מבני עיסת עיסת יצוקים עבור מוצרים אלקטרוניים-בדיוק גבוה?

一, עקרונות עיצוב מבני: מעבר ממודלים מכניים לאינטגרציה פונקציונלית
1. מבנה חלת דבש תלת-ממדי: הדרך העיקרית שבה אנרגיה אובדת
שבבים ועדשות אופטיות הם שתי דוגמאות למוצרים אלקטרוניים-בדיוק גבוה שרגישים מאוד לאנרגיית השפעה. ארכיטקטורת מבנה חלת הדבש הביומימטית של עיסה יצוקה מפזרת אנרגיית השפעה ליחידות נפרדות רבות. לדוגמה, מותג של אריזות לידר כולל תאי חלת דבש משושה שאורכם 8 מ"מ מכל צד ועובי 0.5 מ"מ על הקירות. תאוצת השיא ירדה מ-1200 גרם של קצף EPS רגיל ל-380 גרם במבחן הנפילה של 1.2 מטר, שהגן על מבנה הדיוק הפנימי.
נקודות עיצוב:

אופטימיזציה של גודל היחידה: עדיף לשמור על יחס אורך צד של חלת הדבש למוצר בין 1:5 ל-1:8 בהתבסס על המשקל והגודל של הפריט.
עיצוב עבור שיפוע עובי דופן: כדי להפוך את הקיר לקשיח יותר באזור זה, הפוך אותו לעובי של 0.8 מ"מ בצד המוצר. כדי לשפר אותו בספיגת אנרגיה, הפוך אותו לעובי של 0.3 מ"מ מבחוץ.
אימות של סימולציה דינמית: השתמש בתוכנת LS-DYNA כדי לדמות ירידה של 1.5 מטר ולמצוא את הזווית הטובה ביותר עבור פריסת חלת הדבש (בדרך כלל 45 מעלות לכיוון הפגיעה).
2. חיזוק חומר מרוכב: מעבר לגבולות ביצועי העיסה
מודול האלסטי של יציקת עיסת טיפוסית הוא רק 0.2-0.5 GPa, מה שמקשה על ציוד כבד כמו שרתים ובקרים תעשייתיים להחזיק מעמד. הוספת חומרים לחיזוק ננוצלולוזה (NCC) או סיבי פחמן (CF) יכולה להעלות את המודולוס בין 2 ל-5 GPa. לדוגמה, אריזת הסוללה של Huawei Mate 60 עשויה מעיסה מרוכבת שהיא 30% סיבי זכוכית. העיוות בבדיקת ערימה של 50 ק"ג הוא רק 1.2 מ"מ, שזה 76% פחות מעיסה טהורה.

עיצוב נוסחה לחומרים:

השפעת הוספת מחלקת חומר ליחס שיפור הביצועים
חוזק המתיחה של ננו תאית (NCC) עולה ב-5-10% וקצב ספיגת המים יורד ב-30%.
לסיבי פחמן (CF) מודול אלסטי גבוה ב-15-20% ומוליכות גבוהה יותר ב-300%.
שרף על בסיס ביו-עם עמידות לטמפרטורה של 5-8% הועלה ל-120 מעלות ועדיין מתכלה.
3. שילוב של ציפויים פונקציונליים: יצירת מספר מחסומים לשמירה
חשמל סטטי, הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) וזיהום מיקרוביולוגי עלולים לגרום לבעיות במוצרים אלקטרוניים-בדיוק גבוה. באמצעות טכנולוגיית ציפוי משטח, אתה יכול לקבל את האפקט "אנטי-סטטי+מגן+אנטיבקטריאלי":

הוסף 2–5% פחמן שחור או גרפן למשטח כדי להפוך אותו לפחות עמיד בפני חשמל (10 ⁶–10 ⁹ Ω/sq), העומד בתקן IEC 61340–5–1.
ציפוי למיגון אלקטרומגנטי: כיסוי מרוכב סיבים-ניקל (5 מיקרומטר) המוריד משקל ב-60% בהשוואה למיגון מתכת טיפוסי וחוסם 40dB של צליל בטווח התדרים 1-18GHz.
ציפוי אנטיבקטריאלי: כאשר הוא מטופל בננו-כסף יוני (Ag + ריכוז 50ppm), הוא עוצר יותר מ-99% מה-Escherichia coli ו-Staphylococcus aureus לגדול.
2, פרמטרים טכנולוגיים מרכזיים: שליטה מדויקת מהמעבדה ועד לייצור המוני
1. ביצוע ההגדרות של תהליך הדפוס לעבוד טוב יותר
התכונות המכניות של עיסת עיסת מושפעות ישירות מצפיפותה (0.4-0.8 גרם/ס"מ³). אתה יכול לקבל בקרת צפיפות מדויקת מאוד על ידי שינוי הטמפרטורה (180-250 מעלות), לחץ (5-10 MPa) וזמן החזקה (10-30 שניות) במהלך תהליך הכבישה החמה.

צפיפות נמוכה (0.4-0.5 גרם/ס"מ ³): טוב עבור חבילות ריפוד קלות כמו טלפונים סלולריים ואוזניות. זה יכול לספוג עד 85% מההשפעה.
צפיפות גבוהה (0.6-0.8g/cm ³): משמש לתמיכה במכונות גדולות כמו שרתים ורובוטים תעשייתיים. זה יכול להחזיק עד 15-20MPa של לחץ.
לאריזה של המחשב הנייד XPS 13 של Dell יש עיצוב צפיפות שיפוע, עם צפיפות של 0.7g/cm³ באזור התמיכה התחתון ו-0.45g/cm³ באזור החיץ העליון. שיעור הנזק למסך ירד מ-18% ל-3% כאשר מבחן הנפילה היה 1.5 מטר.

2. שיפוע פירוק ורדיוס פילה: מכשירים אלקטרוניים שצריכים להיות מדויקים מאוד צריכים אריזה מדויקת מאוד (סובלנות ± 0.1 מ"מ), ויש לשלוט בקפדנות על שיפוע הפירוק ורדיוס הפילה.

שיפוע שחרור התבנית: שיפוע החלל הפנימי הוא 1-3 מעלות, בעוד שיפוע הקיר החיצוני הוא 0.5-1 מעלות. זה מונע מהמוצר להיתקע או מהאריזה לשנות צורה.
רדיוס עיגול: פינות מעוגלות R3-R5mm משמשות במעבר של המבנה לריכוז מתח נמוך יותר (גורם ריכוז המתח ירד ב-40%).
אימות ההדמיה: באמצעות ANSYS Workbench למודל של תהליך פירוק התבנית ולמצוא את שילוב השיפוע והפילה הטובים ביותר, חיי התבנית הוארכו מ-50,000 שימושים ל-200,000 שימושים.

3. עיצוב שיתופי עם מספר חללים
יש צורך בעיצוב רב-חללים כדי שמכשירים אלקטרוניים עם חלקים מרובים (כמו מזל"טים וציוד רפואי) יקבלו את המיקום וההגנה הנכונים בעצמם:

תא עצמאי: לכל חלק ליבה, כמו שבב או מנוע, יש תא משלו שגודלו ± 0.05 מ"מ כדי למנוע מהם לפגוע זה בזה בזמן ההזזה.
ערוץ חיבור: כדי לשמור על לחץ האוויר אחיד ולהקל על פתיחת הקופסה, הכנס פתחי נשימה ברוחב 0.5 מ"מ בין החדרים.
מזל"ט DJI Mavic 3 מגיע במארז עם 12 חללים, כל אחד עם חריץ משלו עבור הסוללה, הגימבל והלהבים. שיעור הנזקים בזמן הפריקה ירד מ-3% ל-0.2%.

3, מקרה שימוש נפוץ הוא עבור מוצרי אלקטרוניקה וציוד תעשייתי.
1. אריזת שבבים-בדיוק גבוה: פתרון המגן ברמת המיקרומטר
האריזה של שבבי תהליך של 5 ננומטר ממותג נתון חייבת להתאים לסטנדרטים הבאים:

לא סטטי: התנגדות פני השטח קטנה או שווה ל-10 ΩΩ/sq.
עמידות לחות: קצב ספיגת הלחות חייב להיות פחות מ-2% (באווירה עם 85% לחות למשך 48 שעות).
מאגר: ירידה של 1 מטר: תאוצה שיא 500 גרם
תְשׁוּבָה:

עיסת ננוצלולוזה מחוזקת (NCC 8%+פיברגלס 15%) הוא החומר.
מבנה: עיצוב חלת דבש דו-שכבתי- עם אורך צד של 6 מ"מ על חלת הדבש העליונה ואורך צד של 10 מ"מ על חלת הדבש התחתונה.
ציפוי: ציפוי אנטי -סטטי גרפן (2 מיקרומטר בעובי) + ציפוי הוכחה של אדמה דיאטומית- (5 מיקרומטר בעובי)
תוצאות הבדיקה:

בדיקת נפילה: 1.2 מטר למטה, תאוצה מקסימלית של 420 גרם
בדיקת עמידות לחות: 85% לחות, 1.8% קצב ספיגת לחות תוך 48 שעות
בדיקת אנרגיה אלקטרוסטטית: התנגדות פני השטח: 6.2 × 10 ΩΩ/sq
2. אריזות לציוד רפואי: שתי בעיות לפתרון: שמירה על נקיון ובטוח
האריזה של מכשיר אבחון אולטרסאונד נייד ממותג נתון חייבת להתאים לסטנדרטים הבאים:

דרישה אספטית: עומד בתקן ISO 11737-1 בדרגה רפואית
ביצועי מאגר: ירידה של 1.5 מטר לא פוגעת בו.
תאימות לאיכות הסביבה: T Ü V אוסטריה אישרה שהוא 100% ניתן למיחזור ומתכלה.

סיבי במבוק (60%), שרף על בסיס ביו-(20%) וחומר אנטיבקטריאלי ננו כסף (0.5%) מרכיבים את החומר.
מבנה: תמיכת רשת תלת מימדית ומיקום חלל עצמאי
כיסוי: כיסוי לחות מתכלה-מתכלה של PLA בעובי של 8 מיקרומטר
תוצאות הבדיקה:

בדיקות מיקרוביאליות: 99.9% מה-Escherichia coli ו-Staphylococcus aureus הופסקו.
בדיקת נפילה: ירידה של 1.5 מטר, תנועת בדיקה 0.3 מ"מ
בדיקת פירוק: לאחר 180 יום, לקומפוסט תעשייתי היה שיעור פירוק של 92%.