1. Hammaddelerin işlenmesi: çöpün elyaf hamuruna dönüştürülmesi
Kalıplanmış kağıt hamuru ambalajları, şeker kamışı küspesi, buğday samanı, bambu, atılmış gazeteler ve karton kutu artıkları gibi birçok farklı şeyden yapılır. Şeker kamışı küspesi, makul bir lif uzunluğuna ve yüksek bir dayanıklılığa sahip olduğundan, üst düzey ambalaj üretimi için iyi olan bir malzemeye iyi bir örnektir-. Hammaddeleri işlemek için aşağıdakileri yapmanız gerekir:
Ayırma ve kırma: Hammaddeler manuel veya mekanik olarak elendikten ve plastik, metal gibi kirletici maddelerden temizlendikten sonra hidrolik hamurlaştırıcıya konur. Bu makine, kartonu 5 ila 8 dakika içinde lifli, karışık bir bulamaç haline getirmek için hızlı-hareket eden suyu ve pervanenin gücünü kullanır. Örneğin 60 kg'lık kuru kağıt hamuruyla çalışırken, liflerin tamamen ayrılması için ıslatma süresinin 5 ila 10 dakika arasında tutulması önemlidir.
Eleme ve temizleme: Ezilmiş bulamacı eleyerek kumdan ve ezilmemiş diğer büyük parçalardan kurtulmak için bir elek kullanılır. Bazı prosedürlerde, daha yüksek yoğunluklu kirleticileri çıkarmak ve bulamacı daha temiz hale getirmek için santrifüjlü arıtma ekipmanı kullanılacaktır.
Birleştirme ve karıştırma: Su geçirmezlik, yağa dayanıklılık ve aleve dayanıklılık da dahil olmak üzere ürünün ne kadar iyi çalışması gerektiğine bağlı olarak bulamaca-gıda sınıfı katkı maddeleri-eklenir. Örneğin, su geçirmezlik katkı maddeleri ambalajı nemli koşullarda daha dayanıklı hale getirebilir ve yağ itici maddeler gıdayla temas durumları için iyidir. En iyi kalıplama etkisini elde etmek için, karıştırma sonrasında bulamaç konsantrasyonu %0,5 ile %2 arasında olmalı ve pH değeri 4,5 ile 5,0 arasında olmalıdır.
2. Şekillendirme süreci, liflerin üç boyutlu olarak biriktirilmesini ve yapılarının şekillendirilmesini içerir.
Kağıt hamuru ambalajı yapımında en önemli adım, gerekli şekli oluşturmak için liflerin fiziksel adsorpsiyon veya mekanik basınç yoluyla kalıbın yüzeyine yerleştirildiği şekillendirmedir. Vakumla şekillendirme, basınçlı havayla şekillendirme ve enjeksiyonla şekillendirme, bunu yapmanın yaygın yollarıdır.
Formu vakumlamak için, gözenekli bir metal ağ kalıbını bir bulamaca koyun ve kalıp boşluğundan havayı emmek için bir vakum pompası kullanın. Bu, bulamaçtaki lifleri ağ kalıbının yüzeyine eşit şekilde yayacaktır. Elyaf tabakası 2 ila 3 mm kalınlığa ulaştığında kalıbı kurutma istasyonuna alın. Bu yaklaşım, telefon kılıfları ve kulaklık kılıfları gibi-ince duvarlı, yüksek-hassas öğeler için iyi sonuç verir.
Basınçlı havayla işler nasıl yapılır: Vakumla şekillendirmeden farklı olarak, elyafların kalıbın yüzeyinde birikmesini ve kurumasını hızlandırmak için güç kaynağı olarak basınçlı hava kullanılır. Bu yöntem üretim açısından daha verimlidir ancak düzensiz lif dağılımını önlemek için hava basıncına ve çamur akış hızına çok dikkat etmeniz gerekir.
Harçla nasıl kalıplanır: Karmaşık şekillere veya standartlaştırılmış partilere (yemek takımı gibi) sahip öğeler için, niceliksel bir pompa bulamacı kapalı kalıp boşluğuna gönderir ve elyaflar kalıp basıncı ve yerçekimi ile yerine yerleştirilir. Bu yöntem çamur atıklarını azaltabilir ancak kalıp oldukça pahalıdır.
3. Şekillendirme ve kurutma: Nemli kütüğün güçlü bir yapıya dönüştürülmesi
Oluşturulan ıslak kütüğün içinde %70 ila %80'e kadar çok miktarda nem bulunur. Nemden kurtulmak ve liflerin daha iyi yapışmasını sağlamak için kurutulması ve ısıyla preslenmesi gerekir. İki tür kurutma vardır: kalıpta kurutma ve kalıbın dışında kurutma.
Islak presleme yöntemini kullanırken, ıslak kütük doğrudan sıcak presleme kalıbına konur, burada kurutulur ve aynı anda 180-220 derece sıcaklıkta ve 0,4-0,6 MPa basınçta şekillendirilir. Bu teknoloji, hızlı bir üretim döngüsüne (parça başına yaklaşık 30-50 saniye), düz bir yüzeye ve mükemmel boyutsal hassasiyete sahip olduğundan- ileri teknoloji ürünü elektroniklerin paketlenmesinde yaygın olarak kullanılır. Örneğin, Lenovo ThinkPad X1 serisi, ıslak presleme yöntemini kullanan kağıt hamurundan{10}}kalıplanmış bir astara sahiptir, bu da onu kuru presleme yönteminden %30 daha güçlü kılar.
Harici kurutma (kuru presleme yöntemi): Islak ham parçalar, bir kurutma fırını veya güneş enerjisi kullanılarak %15 ila %20 nem içeriğine kadar kurutulur. Daha sonra sıcak preslenerek şekillendirilir. Bu yaklaşım çok fazla ekipman gerektirmez, ancak ürün küçülme oranı oldukça yüksektir (%5 ila %10'a kadar), dolayısıyla yumurta tepsileri ve meyve tepsileri gibi düşük-son ürünler için en iyisidir.
4. İşleme sonrası: Doğruluğu ve kullanılabilirliği artırmak için son ayarlamalar
Ürünün kalite standartlarını karşıladığından emin olmak için kuruyup şekillendirildikten sonra kesme, inceleme, dezenfekte etme ve paketleme gibi aşamalardan geçmesi gerekiyor.
Kenar kesme ve şekillendirme: Parçalardaki çapakları kesmek için lazerler veya makineler kullanmak ve distorsiyonu düzeltmek için sıcak presleme kalıpları kullanmak. Örneğin, üst düzey kulaklık ambalajının kesim doğruluğunun, düzenekteki boşlukları en aza indirmek için ± 0,1 mm arasında tutulması gerekir.
Yüzey işleme: Gerektiğinde baskı, laminasyon veya boyama. Su-bazlı mürekkepli baskı, birçok renkte güzel desenler sağlayabilir ve PLA film kaplama, ambalajı neme karşı daha dayanıklı hale getirebilir. Bazı ürünler, düz olmayan yüzeylere karmaşık logolar basmak için transfer baskıyı da kullanır.
Kalite kontrol: Makineler, ürünlerin boyutunu, sağlamlığını ve temizliğini kontrol etmek için kullanılır. Örneğin, salmastranın 1,5 metreden düşmeye dayanıp dayanamayacağını görmek için bir sıkıştırma test makinesi veya tehlikeli madde kalıntılarını bulmak için gaz kromatografisi kullanabilirsiniz.
5. Süreç yeniliği: Endüstrileri daha iyi hale getiren temel şey
Yeni teknolojiyle kalıplanmış kağıt hamuru ambalajı yapma süreci daha akıllı ve daha verimli hale geliyor:
Kapalı döngü sirkülasyon sistemi: Bazı şirketler üretim atık sularını temizlemek için su sirkülasyonu ve kağıt hamuru geri kazanım teknolojisini kullanıyor ve bunu kağıt hamuru yapmak için tekrar kullanıyor. Bu, su kullanımını %30'dan fazla azaltır.
Dijital kalıp tasarımı: Daha az denemeye ihtiyaç duyulacak şekilde kalıpların yapısını iyileştirmek için CAD/CAM teknolojisinin kullanılması. Örneğin Huawei Mate 60 Pro'nun ambalaj kalıplarının yapımı artık 45 gün yerine yalnızca 18 gün sürüyor.
Ambalajlara nanoselüloz eklenmesi onu %40 daha güçlü hale getirebilir ve daha az hammadde kullanılmasını sağlayabilir. Bu teknoloji sayesinde Sony'nin 2025 CES sunumundaki bambu elyaf ambalajı 120 kPa basınca dayanabiliyor.
