一, Výber materiálu: fyzikálny základný kameň odolnosti proti nárazu
1. Obmedzenia tradičných materiálov
Plasty ako PC a ABS už dlho dominujú na trhu so spotrebnou elektronikou vďaka ich nízkej hmotnosti, ľahkej spracovateľnosti a cenovým výhodám. Existujú však zjavné nedostatky v odolnosti bežných plastov proti nárazu: laboratórne údaje ukazujú, že polykarbonátové (PC) škrupiny majú mieru poškodenia až 32 %, keď sa rohy dotýkajú zeme počas testu pádom z výšky 1,5- metra. Hlavným dôvodom je, že plasty sú náchylné na krehkosť v prostredí s nízkou teplotou a sú náchylné na starnutie a zmenu farby po dlhodobom používaní. Hoci kovové materiály, ako sú hliníkové zliatiny a zliatiny horčíka, majú vysoké pevnostné charakteristiky, sú ťažké a môžu ovplyvniť prenos signálu. Napríklad niektoré kovové puzdrá na telefóny môžu spôsobiť zoslabenie signálu o viac ako 15 %.
2. Prelomové aplikácie nových materiálov
Aby sa vyrovnali nedostatky tradičných materiálov, priemysel urýchľuje podporu materiálových inovácií:
Kompozitné materiály: Plast vystužený uhlíkovými vláknami (CFRP) a plast vystužený sklenenými vláknami (GFRP) zvyšujú odolnosť proti nárazu 2-3 krát pri zachovaní nízkej hmotnosti vďaka synergickému účinku vlákien a matrice. Napríklad po tom, čo určitá značka prenosných počítačov prijala CFRP plášť, miera poškodenia vnútorného pevného disku sa znížila z 18 % na 3 % pri teste pádom z 2 metrov.
Inteligentné materiály: Zliatina s tvarovou pamäťou (SMA) dokáže obnoviť svoj pôvodný tvar zmenami teploty po náraze. Kompozitný plášť SMA-PC vyvinutý v laboratóriu preukázal schopnosť samoliečenia{2}}v simulovanom páde, čím sa rýchlosť šírenia trhlín znížila o 60 %.
Materiály na biologickej báze: Rozložiteľné plasty, ako je kyselina polymliečna (PLA), dosiahli vďaka technológii nano modifikácie rázovú húževnatosť blízku tradičným technickým plastom, pričom spĺňajú požiadavky na ochranu životného prostredia.
3. Synergický efekt kombinácie materiálov
Jediný materiál je ťažké splniť všetky požiadavky na výkon, takže návrh vrstvenej štruktúry sa stal hlavným prúdom. Napríklad patent dvojvrstvového ochranného obalu technológie Shenzhen Qidian Technology používa na vonkajšej vrstve tvrdé PC, aby odolalo počiatočným nárazom, a silikón na vnútornej vrstve na absorbovanie zvyškovej energie. Testy ukázali, že tento dizajn znižuje mieru poškodenia obrazovky mobilných telefónov z 28 % na 5 %. Táto kombinovaná stratégia „spájania tuhosti a flexibility“ sa stáva štandardom pre-vyššie vybavenie.
2, Konštrukčný dizajn: Umenie mechaniky disperzie energie
1. Optimalizačná logika rozloženia napätia
Prenos energie padajúceho nárazu sa riadi difúznym zákonom "plochy bodovej čiary". Experimenty ukázali, že keď sa roh dotkne zeme, nárazová sila sa prenesie cez štruktúru škrupiny na všetky strany. Ak návrh nie je primeraný, lokálne napätie môže presiahnuť medzu klzu materiálu. „Viacnásobná vyrovnávacia štruktúra“ podniku na výrobu presných prístrojov rozptyľuje nárazovú silu na celý povrch plášťa prostredníctvom presného výpočtu rozloženia výstužných rebier, čím sa znižuje miera poškodenia produktu o 70 % pri teste pádom z 1,2 metra.
2. Inovatívne formy nárazníkových štruktúr
Voštinová štruktúra: Vnútorná voštinová štruktúra dosiahnutá technológiou 3D tlače môže znížiť hmotnosť o 15% a zároveň zlepšiť odolnosť proti nárazu o 40%. Po prijatí tohto dizajnu pre plášť určitého dronu sa miera poškodenia motora počas testu pádu z 3 metrov znížila z 22 % na 4 %.
Štruktúra vzduchového vankúša: Puzdrá na mobilný telefón určitej značky sú v štyroch rohoch zabudované mikro vzduchovými vankúšikmi. Pri páde sa čas nárazu predlžuje o zmeny tlaku vzduchu. Aktuálne merania ukazujú, že maximálne zrýchlenie pri pristávaní v zákrutách je znížené o 55 %.
Zakrivený dizajn: Zakrivený plášť znižuje koncentráciu napätia zväčšením kontaktnej plochy. Po použití oblúkového-zadného panela sa miera poškriabania zadnej časti určitého tabletového počítača znížila o 40 %, zatiaľ čo pohodlie uchopenia sa zvýšilo o 30 %.
3. Revolúcia spoľahlivosti spôsobov pripojenia
Tradičná štruktúra pracky je náchylná na uvoľnenie po opakovanej demontáži a montáži, zatiaľ čo nová technológia pripojenia túto situáciu mení:
Magnetický neviditeľný dizajn: Vloženie magnetického listu do vyrovnávacej vrstvy nielenže zabráni magnetickým krúžkom prerezať štruktúru, ale tiež dosiahne rýchlu demontáž a montáž. Po prijatí tohto dizajnu sa miera oddeľovania komponentov pri pádovom teste určitých okuliarov AR znížila z 18 % na 2 %.
Laserové zváranie: Plášť určitého zdravotníckeho zariadenia je zváraný pomocou technológie laserového zvárania, aby sa zvýšila pevnosť švu na 2,3-násobok oproti tradičným procesom, pričom sa dosahuje vodotesnosť IP68.
3, Výrobný proces: Zabezpečenie kvality prostredníctvom precíznej kontroly
1. Rozmerová revolúcia v presnom vstrekovaní
Presnosť formy priamo ovplyvňuje výkon škrupiny. Istý výrobca mobilných telefónov optimalizoval parametre vstrekovania na kontrolu tolerancie hrúbky steny škrupiny v rozmedzí ± 0,05 mm, čím sa pri skúške pádom z výšky 2- metrov znížila štrukturálna deformácia produktu o 35 %. Okrem toho môže technológia viacfarebného vstrekovania dosiahnuť bezproblémovú integráciu tvrdej kostry a mäkkej vyrovnávacej vrstvy. Po prijatí tohto procesu sa odolnosť určitého krytu športovej kamery proti nárazu zlepší o 25 %.
2. Zvýšenie ochrany povrchovej úpravy
Nano povlak: Vonkajší plášť vonkajšieho zariadenia je ošetrený nano hydrofóbnym povlakom, ktorý vo vlhkom prostredí trojnásobne zvyšuje jeho odolnosť proti korózii, pričom dosahuje povrchovú tvrdosť 6H (tvrdosť ceruzky).
Eloxovanie: Po anodizácii sa odolnosť plášťa hliníkovej zliatiny proti opotrebeniu zvýši 5-krát. Po prijatí tohto procesu sa miera poškriabania plášťa určitého prenosného počítača znížila o 80 %.
3. Prispôsobené objavy v 3D tlači
Technológia kovovej 3D tlače umožňuje vyrábať zložité konštrukcie. Určitý plášť leteckého prístroja bol navrhnutý optimalizáciou topológie, znížením hmotnosti o 40% pri zachovaní pevnosti a skrátením výrobného cyklu z tradičného procesu 6 týždňov na 2 týždne.
