1. ढले हुए गूदे का भार वहन करने वाला सिद्धांत संरचनात्मक यांत्रिकी और सामग्री विज्ञान का प्रतिच्छेदन है।
ढले हुए गूदे की भार वहन क्षमता न केवल सामग्री की अंतर्निहित ताकत पर निर्भर करती है; बल्कि, यह "तीन -आयामी फाइबर इंटरवॉवन संरचना" और "तनाव फैलाव तंत्र" के माध्यम से अपने यांत्रिक गुणों में सुधार करता है।
एक संरचना में तंतुओं की त्रि-आयामी बुनाई
बेकार कागज और बांस का गूदा पौधों के रेशों के दो उदाहरण हैं जिनका उपयोग ढले हुए गूदे को उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। वैक्यूम सक्शन मोल्डिंग विधि इसे तीन आयामी नेटवर्क संरचना में बदल देती है। साँचे में ऐसे रेशे होते हैं जिन्हें यादृच्छिक तरीके से एक साथ बुना जाता है ताकि एक त्रि-आयामी समर्थन प्रणाली बनाई जा सके जो एक छत्ते की तरह दिखाई देती है। यह विधि बाहरी दबावों को समान रूप से फैला सकती है और कुछ स्थानों पर तनाव के स्तर को कम कर सकती है। उदाहरण के लिए, एक नियमित अंडे की ट्रे का वजन केवल 65 ग्राम होता है, फिर भी यह बिना टूटे 80 किलो स्थिर वजन रख सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि छत्ते का डिज़ाइन हिट की शक्ति को फैलाता है।
आकृति को बेहतर बनाना
साँचे का डिज़ाइन, हैंगर साँचे में ऊर्ध्वाधर पसलियों की तरह, ढले हुए लुगदी कक्षों और अंदर मजबूत पसलियों को दे सकता है। इससे इसके झुकने की संभावना बहुत कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, एक एयर कंडीशनर की बाहरी इकाई के लिए एक निर्माता द्वारा विकसित पल्प लाइनर में हेक्सागोनल हनीकॉम्ब कोशिकाओं का एक पैटर्न होता है। 1 मीटर ड्रॉप परीक्षण में उत्पाद का अधिकतम त्वरण सामान्य ईपीएस फोम की तुलना में 27% कम है, और संरचना क्षतिग्रस्त नहीं हुई है। उच्च तापमान और उच्च दबाव का उपयोग करते हुए, बहु-परत मिश्रित निर्माण बहु{{7}परत लुगदी बोर्डों को भी जोड़ता है। फाइबर परतों के बीच की कड़ी मजबूत होती है, और संपीड़न शक्ति 30% से 50% अधिक मजबूत होती है। लकड़ी के फूस के बजाय, यह 500 किलोग्राम उत्पाद ले जा सकता है।
तनाव से कैसे निपटें
जिस तरह से संरचना झुकती और फैलती है, न कि जिस तरह से पदार्थ सिकुड़ता है, वह ढले हुए गूदे को उसके कुशनिंग गुण देता है। उदाहरण के लिए, हनीकॉम्ब ग्रिड उन चीज़ों की पैकिंग को छोटे टुकड़ों में तोड़ देते हैं जो नियमित नहीं होती हैं। जब कोई चीज इकाई के बाहरी हिस्से को छूती है, तो वह आकार बदल लेती है और ऊर्जा को अवशोषित कर लेती है। यह पूरी चीज़ को बिखरने से रोकता है। यह डिज़ाइन ढले हुए गूदे को उसके आकार को बनाए रखने में मदद करता है, साथ ही जब उसे वजन का समर्थन करना होता है तो प्रभाव की ऊर्जा को फैलाने के लिए आकार में बदलाव भी करता है।
2. प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में एक बड़ा कदम: "हल्के वजन" से "उच्च - ताकत" की ओर जाना
शुरुआती ढले हुए गूदे का उपयोग बड़े पैमाने पर अंडे की ट्रे जैसे सस्ते उत्पादों के लिए किया जाता था क्योंकि इसकी लागत बहुत अधिक होती थी और गीला होने पर इसका आकार बदल जाता था। लेकिन वेट प्रेसिंग, नैनो वॉटरप्रूफ कोटिंग्स और स्ट्रक्चरल टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन जैसी आधुनिक तकनीकों ने इसे कहीं बेहतर काम किया है:
उच्च तापमान और दबाव पर चीजों को आकार देने की क्षमता
भ्रूण बनने के बाद, इसे तंतुओं के बीच हाइड्रोजन बांड को बदलने, इसे और अधिक सख्त बनाने और घनत्व को 0.6-0.8 ग्राम/सेमी³ तक बढ़ाने के लिए 180-250 डिग्री पर उच्च {0}दबाव और उच्च - तापमान वाले वातावरण (5-10 एमपीए) में रखें। एक निश्चित कंपनी ने वॉशिंग मशीन के लिए एक पल्प ट्रे बनाई जो केवल 10 मिमी मोटी है लेकिन 200 किलोग्राम का स्थिर भार रख सकती है, जो बड़े उपकरणों के लिए पर्याप्त है।
ऐसी तकनीक जो आपको आइटम जोड़कर चीज़ों को बदलने की सुविधा देती है
आप एल्यूमीनियम सल्फेट जैसे वॉटरप्रूफिंग रसायनों या स्टार्च गोंद जैसे मजबूत एजेंटों को जोड़कर फाइबर के बीच के बंधन को 30% मजबूत बना सकते हैं। सामग्री अभी भी हल्की होगी (लकड़ी की तुलना में 50% हल्की)। उदाहरण के लिए, एक प्रकार की टीवी पैकेजिंग में एंटी-स्टेटिक लेपित पल्प लाइनर का उपयोग किया जाता है। यह न केवल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को स्थैतिक बिजली से बचाता है, बल्कि संरचना को अधिक कुशल बनाकर पैकिंग को 15% हल्का भी बनाता है।
संरचनात्मक टोपोलॉजी में सुधार के लिए प्रौद्योगिकी
तंतुओं को बेहतर ढंग से फैलाने के लिए कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करें ताकि सामग्री अधिक सघन हो जहां यह बहुत अधिक तनाव में है। उदाहरण के लिए, एक व्यवसाय ने रेफ्रिजरेटर के लिए पल्प पैकेजिंग बनाने के लिए टोपोलॉजी अनुकूलन का उपयोग किया जिससे स्थानीय घनत्व 20% बढ़ गया। इससे ड्रॉप परीक्षण के दौरान उत्पाद के टूटने की संभावना 1.2% से घटकर 0.3% हो गई।
3. केस स्टडी: सिद्धांत को वास्तविक दुनिया में परीक्षण में लाना
घरेलू उपकरण उद्योग में, ढले हुए गूदे की भार वहन क्षमता का गहन मूल्यांकन किया गया है, और इसका प्रदर्शन पारंपरिक प्लास्टिक फोम से बेहतर है:
बाहर जाने वाले एयर कंडीशनर के लिए पैकेजिंग
एक प्रमुख कंपनी ने हेक्सागोनल हनीकॉम्ब डिज़ाइन में एयर कंडीशनर की आउटडोर इकाई के लिए पल्प लाइनर बनाया। उत्पाद का उच्चतम त्वरण 1 मीटर ड्रॉप परीक्षण में ईपीएस फोम की तुलना में 27% कम है, और संरचना क्षतिग्रस्त नहीं है। पैकिंग को परिवहन के लिए ढेर में भी रखा जा सकता है, जिससे भंडारण स्थान का 40% और कुल लागत का 18% बचता है।
वाशिंग मशीन के चारों ओर कागज लपेटना
कुछ प्रकार की वाशिंग मशीनें "मोल्डेड पल्प+नालीदार कार्डबोर्ड" फुल पेपर पैकेजिंग के साथ आती हैं। इसकी संरचना में सुधार करके, यह पैकिंग को 20% हल्का बनाता है जबकि परिवहन के दौरान वजन को पकड़ने और सुरक्षित रखने में सक्षम होता है। वास्तविक परीक्षण डेटा से पता चलता है कि यह विधि शिपिंग क्षति दर को 0.8% से घटाकर 0.2% कर देती है, जिससे बिक्री के बाद के व्यय में प्रति वर्ष 5 मिलियन युआन से अधिक की बचत होती है।
टीवी पैकेजिंग जो स्थैतिक बिजली का उत्पादन नहीं करती है
कुछ टीवी बक्सों में लुगदी से बना एक अस्तर होता है जिसे एक एंटी-स्टेटिक सामग्री के साथ लेपित किया जाता है। यह न केवल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को स्थैतिक बिजली से बचाता है, बल्कि इसकी संरचना में सुधार करके पैकेजिंग को 15% हल्का भी बनाता है। इस प्रस्ताव के लिए EU ROHS परीक्षण पास हो गया है, जो अब पैकेजिंग के लिए एक मॉडल है जो पर्यावरण के लिए अच्छा है।
