一, Desain cetakan: kontrol hingga milimeter, dan struktur kecil
1. Membuat model 3D dan mencari tahu cara kerjanya
Untuk membuat cetakan-dengan presisi tinggi, Anda perlu mendapatkan bentuk objek yang tepat terlebih dahulu. Anda dapat membuat rongga cetakan yang sesuai dengan bentuk benda secara sempurna dengan menggunakan teknologi pemindaian 3D untuk mendapatkan data dimensi barang elektronik yang akurat dan perangkat lunak seperti RHINO dan UG untuk pemodelan terbalik. Kemasan Lenovo ThinkPad X1 Carbon, misalnya, menggunakan cetakan pemesinan CNC dengan kesalahan transisi permukaan kurang dari 0,05 mm. Hal ini menjaga jarak antara rongga kemasan dan aksesori seperti ponsel dan kabel pengisi daya dalam jarak 0,2 mm, sehingga tidak bergetar selama pengiriman dan mengurangi ruang ekstra.
2. Struktur yang meniru dan desain modular
Saat merancang cetakan untuk perangkat elektronik tidak beraturan seperti headphone dan pengontrol permainan, teknologi "profil negatif" harus digunakan. Teknik ini membuat alur yang pas dengan bentuk objek menggunakan pencetakan 3D atau pemrosesan tautan lima-sumbu. Misalnya, baki cetakan bubur-yang menampung sistem game Sony PS5 menggunakan desain profil untuk menyimpan host, pegangan, kabel, dan aksesori lainnya dalam modul terpisah. Total volume kemasannya 30% lebih kecil dibandingkan plastik busa biasa. Pada saat yang sama, desain modular membuatnya mudah untuk dirakit dan dibongkar dengan cepat.
3. Menemukan sudut demolding dan sudut R terbaik
Sudut pelepasan (kemiringan cetakan) dan sudut R-(jari-jari fillet) adalah dua faktor penting yang memengaruhi seberapa padat kemasannya. Untuk kemudahan pembongkaran, cetakan tradisional sering kali menggunakan sudut pembongkaran yang lebih besar (Lebih besar dari atau sama dengan 3 derajat), yang membuat sisi pengepakan miring dan membuang-buang ruang. Dengan mengoptimalkan struktur demolding (seperti penarikan inti samping dan demolding hidrolik), cetakan presisi tinggi dapat menurunkan sudut demolding hingga 1 derajat. Mereka juga dapat secara dinamis mengubah sudut elevasi R berdasarkan tinggi produk (semakin tinggi, semakin besar sudut R). Hal ini memaksimalkan penggunaan ruang vertikal namun tetap memungkinkan proses pembongkaran yang mulus. Misalnya, baki cetakan pulp dalam kotak kemasan Apple iPhone memiliki sudut cetakan mikro 0,5 derajat. Hal ini membuat kemasan menjadi 5mm lebih pendek dan 8% lebih kecil.
2, Proses pencetakan menggunakan kontrol level-mikrometer untuk menemukan keseimbangan yang tepat antara kepadatan dan akurasi.
1. Prosedur filtrasi pengepresan basah dan penghisapan vakum
Metode pengepresan basah menggunakan tekanan tinggi (Lebih besar dari atau sama dengan 10MPa) dan suhu tinggi (180–200 derajat) untuk mengemas serat pulp secara rapat. Ini adalah cara utama untuk membuat kemasan lebih padat. Penggunaan cetakan-presisi tinggi dengan sistem penyaringan vakum dapat dengan cepat menghilangkan kelembapan dan udara selama proses pencetakan, sehingga membuat bahan tidak terlalu berpori. Misalnya, kemasan Huawei MateBook X Pro menggunakan teknologi pengepresan basah, yang menurunkan kekasaran permukaan dari Ra6,3 μm menjadi Ra1,6 μm dan meningkatkan kepadatan sebesar 20%. Pada saat yang sama, hal ini menurunkan bahaya patah getas akibat terlalu banyak kompresi serat dengan memperpendek periode hisap dari 8 detik menjadi 5 detik dan mengubah derajat vakum dari -0,08MPa menjadi -0,1MPa.
2. Pengepresan panas dan perawatan permukaan
Teknik pencetakan pengepresan panas menggunakan suhu tinggi (150–170 derajat ) dan tekanan tinggi (5–8MPa) untuk melakukan pengepresan kedua pada produk setengah jadi cetakan pulp kering. Ini menghilangkan gerinda dan ketidakrataan pada permukaan. Rongga cetakan presisi tinggi-memiliki kehalusan permukaan Ra0,8 μm. Ketika dipasangkan dengan lapisan PTFE untuk mengurangi kelengketan, hal ini membuat permukaan pengepakan mendekati kerataan bagian cetakan injeksi plastik. Misalnya saja, kemasan earphone Bluetooth yang digantung di leher Xiaomi diproses dengan pengepresan panas agar permukaannya tidak terlalu kasar, mulai dari Ra3,2 μm hingga Ra0,4 μm. Pada saat yang sama, prosedur etsa menciptakan tekstur-skala mikro pada permukaan, termasuk pola pasir halus dan pola kulit. Tekstur ini tidak hanya meningkatkan gesekan agar benda tidak tergelincir, namun juga membuat hierarki visual menjadi lebih baik dengan memantulkan cahaya dan bayangan.
3. Cetakan dengan banyak stasiun dan pembuatan otomatis
Cetakan{0}}presisi tinggi harus berfungsi dengan peralatan produksi yang berfungsi dengan baik. Cetakan multi-stasiun, seperti cetakan putar dan bolak-balik, dapat melakukan beberapa langkah dalam satu siklus, seperti pengisapan, pencetakan, dan pembongkaran. Ini memotong waktu yang diperlukan untuk membuat setiap bagian menjadi 8–12 detik. Lini produksi cetakan pulp yang sepenuhnya otomatis dari Guangdong Hansen Intelligent Equipment Co., Ltd. menggunakan 12 cetakan stasiun dan lengan mekanis untuk mengambil barang secara otomatis. Itu bisa menghasilkan 50.000 buah setiap hari. Kami memastikan bahwa setiap paket memiliki ukuran yang sama dengan menggunakan kontrol loop tertutup pada suhu cetakan (kesalahan ± 1 derajat ) dan koreksi tekanan dinamis (kesalahan ± 0,1MPa). Ini membantu proses desain.
3, Memilih bahan: Komposit serat dan pelapis fungsional membuat struktur lebih kompak.
1. Meningkatkan kepadatan dan serat komposit
Sulit bagi bahan serat tunggal seperti ampas tebu dan serat bambu untuk memenuhi kebutuhan akan kekuatan, fleksibilitas, dan harga yang terjangkau pada saat yang bersamaan. Dengan mencampurkan beragam serat, seperti serat bambu, ampas tebu, dan serat kayu,-cetakan berpresisi tinggi dapat memiliki kinerja yang lebih baik. Misalnya, serat bambu cukup kuat (lebih besar dari atau sama dengan 500MPa), ampas tebu sangat fleksibel (melar saat putus lebih besar dari atau sama dengan 15%), dan struktur serat kayu sangat kaku (modulus elastisitasnya lebih besar dari atau sama dengan 10GPa). Bila Anda mencampur ketiganya dengan perbandingan 6:3:1, Anda dapat mengatur kepadatan cetakan pulp pada 0,6–0,8g/cm³, yaitu 15% lebih besar dari kepadatan satu bahan. Teknik orientasi serat cetakan juga membuat kemasan 20% lebih padat pada arah vertikal (arah kompresi) dibandingkan pada arah horizontal, sehingga memanfaatkan ruang dengan lebih baik.
2. Pelapis yang mempunyai tujuan dan membuat permukaan lebih kuat
Cetakan{0}}presisi tinggi dapat menggunakan teknologi pelapisan fungsional untuk membuat kemasan lebih tahan terhadap kelembapan dan abrasi. Misalnya, kemasan headphone Sony WH-1000XM5 memiliki lapisan kedap air berbasis bio (ketebalan kurang dari atau sama dengan 5 μm) pada permukaan cetakan pulp. Hal ini menurunkan tingkat penyerapan air kemasan dari 12% menjadi 3%. Nano silika (kekerasan pensil lebih besar atau sama dengan 3H) sekaligus membuat lapisan lebih keras agar tidak tergores saat dipindahkan. Struktur mikro cetakan (kedalaman 0,1–0,3 mm) juga dapat digunakan untuk membuat teknologi relief, seperti pencetakan logo merek 3D. Hal ini tidak hanya membuat merek lebih mudah dikenali, namun juga membuat gambar terlihat tidak terlalu besar dengan menggunakan efek cahaya dan bayangan.
4, Contoh industri: Penggunaan cetakan-presisi tinggi secara ringkas
1. Kemasan Apple iPhone 15 Series
Apple menggunakan-cetakan presisi tinggi untuk membuat desain paket "tanpa celah":
Akurasi cetakan: Menggunakan pemrosesan tautan lima{0}}sumbu, ketidakakuratan rongga cetakan kurang dari 0,03 mm.
Pengoptimalan struktural: Ponsel, pengisi daya MagSafe, dan buku petunjuk semuanya dipasang dalam modul terpisah yang terlihat seperti desain. Ini mengurangi ukuran kemasan sebesar 18% dibandingkan dengan iterasi sebelumnya.
Bahan baru: Memiliki kepadatan 0,7g/cm³ dan terbuat dari campuran 100% serat bambu daur ulang dan ampas ampas tebu. Ini 25% lebih kuat dalam kompresi.
2. Kemasan Ponsel Layar Lipat Lenovo Moto Razr 50d
Lenovo menggunakan desain cetakan modular untuk membuat efek "floating display" pada kemasannya:
Struktur cetakan: Dengan menggunakan teknologi penarik inti samping dan demoulding hidraulik, sudut demolding diturunkan menjadi 0,8 derajat, yang berarti vertikalitas dinding samping paket setidaknya 98 derajat;
Perawatan permukaan: Pengepresan panas dan stempel panas laser menciptakan tekstur optik dinamis pada permukaan kemasan yang membuatnya terlihat lebih tipis.
Struktur penyangga sarang lebah menggantikan busa lama, yang mengurangi berat kemasan sebesar 30% dan volume sebesar 25%.
