一, Selecció de material: la pedra angular física del rendiment de resistència a l'impacte
1. Limitacions dels materials tradicionals
Els plàstics com els PC i l'ABS han dominat durant molt de temps el mercat d'habitatges d'electrònica de consum a causa dels seus avantatges lleugers, fàcils de processar i de costos. Tanmateix, hi ha deficiències evidents en la resistència a l'impacte dels plàstics habituals: les dades de laboratori mostren que les carcassas de policarbonat (PC) tenen una taxa de dany de fins a un 32% quan les cantonades toquen el terra durant una prova de caiguda d'1,5-metre. El motiu principal és que els plàstics són propensos a la fragilitat en entorns de baixa temperatura i són propensos a l'envelliment i la decoloració després d'un ús a llarg termini. Tot i que els materials metàl·lics com els aliatges d'alumini i els aliatges de magnesi tenen característiques d'alta resistència, són pesats i poden afectar la transmissió del senyal. Per exemple, algunes fundes de telèfon metàl·liques poden provocar una atenuació del senyal superior al 15%.
2. Aplicacions innovadores de nous materials
Per compensar les deficiències dels materials tradicionals, la indústria està accelerant la promoció de la innovació material:
Materials compostos: el plàstic reforçat amb fibra de carboni (CFRP) i el plàstic reforçat amb fibra de vidre (GFRP) milloren la resistència a l'impacte 2-3 vegades mentre mantenen la lleugeresa gràcies a l'efecte sinèrgic de les fibres i la matriu. Per exemple, després que una determinada marca d'ordinadors portàtils adoptés una carcassa de CFRP, la taxa de dany del disc dur intern va disminuir del 18% al 3% en una prova de caiguda de 2 metres.
Materials intel·ligents: l'aliatge amb memòria de forma (SMA) pot restaurar la seva forma original mitjançant els canvis de temperatura després de l'impacte. La carcassa composta SMA-PC desenvolupada per un laboratori va demostrar la capacitat d'auto-curació en proves de caiguda simulada, reduint la velocitat de propagació de les esquerdes en un 60%.
Materials de base biològica: els plàstics degradables com l'àcid polilàctic (PLA) han aconseguit una resistència a l'impacte propera als plàstics d'enginyeria tradicionals mitjançant la tecnologia de nanomodificació, alhora que compleixen els requisits de protecció del medi ambient.
3. L'efecte sinèrgic de la combinació de materials
El material únic és difícil de complir amb tots els requisits de rendiment, de manera que el disseny d'estructura en capes s'ha convertit en corrent. Per exemple, la patent de carcassa protectora de doble-capa de Shenzhen Qidian Technology utilitza PC dur a la capa exterior per resistir l'impacte inicial i silicona a la capa interior per absorbir l'energia residual. Les proves han demostrat que aquest disseny redueix la taxa de dany a la pantalla dels telèfons mòbils del 28% al 5%. Aquesta estratègia combinada de "combinar rigidesa i flexibilitat" s'està convertint en un estàndard per a equips-de gamma alta.
2, Disseny estructural: l'art de la mecànica de dispersió d'energia
1. Lògica d'optimització de la distribució de tensions
La transferència d'energia de l'impacte en caiguda segueix la llei de difusió de la "superfície de la línia puntual". Els experiments han demostrat que quan una cantonada toca el terra, la força d'impacte es transmetrà a través de l'estructura de la closca cap a tots els costats. Si el disseny no és raonable, la tensió local pot superar el límit elàstic del material. L'"estructura d'amortiment múltiple" d'una empresa d'instruments de precisió dispersa la força d'impacte a tota la superfície de la carcassa mitjançant el càlcul precís de la disposició de les costelles de reforç, reduint la taxa de dany del producte en un 70% en la prova de caiguda d'1,2 metres.
2. Formes innovadores d'estructures amortidors
Estructura de niu d'abella: l'estructura de niu d'abella interna aconseguida per la tecnologia d'impressió 3D pot reduir el pes un 15% alhora que millora la resistència a l'impacte en un 40%. Després d'adoptar aquest disseny per a la carcassa d'un determinat drone, la taxa de dany del motor va disminuir del 22% al 4% durant una prova de caiguda de 3 metres.
Estructura del coixí d'aire: una determinada marca de funda de telèfon mòbil està incrustada amb micro coixins d'aire a les quatre cantonades. Quan es deixa caure, el temps d'impacte s'allarga pels canvis de pressió de l'aire. Les mesures reals mostren que l'acceleració màxima quan les cantonades aterren es redueix un 55%.
Disseny corbat: la carcassa corba redueix la concentració d'estrès augmentant l'àrea de contacte. Després d'adoptar un panell posterior en forma d'arc-, la taxa de rascades posterior d'una tauleta determinada va disminuir un 40%, mentre que la comoditat de l'adherència va augmentar un 30%.
3. La revolució de la fiabilitat dels mètodes de connexió
L'estructura tradicional de la sivella és propensa a afluixar-se després d'un desmuntatge i muntatge repetits, mentre que la nova tecnologia de connexió està canviant aquesta situació:
Disseny magnètic invisible: incrustar la làmina magnètica dins de la capa d'amortiment no només evita que l'anell magnètic talli l'estructura, sinó que també aconsegueix un desmuntatge i un muntatge ràpids. Després d'adoptar aquest disseny, la taxa de despreniment de components a la prova de caiguda d'unes determinades ulleres AR va disminuir del 18% al 2%.
Soldadura per làser: la carcassa d'un determinat equip mèdic es solda mitjançant la tecnologia de soldadura per làser per augmentar la força de la costura fins a 2,3 vegades la dels processos tradicionals, alhora que s'aconsegueix la qualificació d'impermeabilitat IP68.
3, Procés de fabricació: garantia de qualitat mitjançant control de precisió
1. Revolució dimensional en l'emmotllament per injecció de precisió
La precisió del motlle afecta directament el rendiment de la closca. Un cert fabricant de telèfons mòbils va optimitzar els paràmetres d'emmotllament per injecció per controlar la tolerància del gruix de la paret de la carcassa dins de ± 0,05 mm, reduint la deformació estructural del producte en un 35% en una prova de caiguda de 2-metres. A més, la tecnologia d'emmotllament per injecció multicolor pot aconseguir una integració perfecta de l'esquelet dur i la capa tampó suau. Després d'adoptar aquest procés, la resistència a l'impacte d'una determinada carcassa de la càmera esportiva es millora un 25%.
2. Millorar la protecció del tractament superficial
Nano recobriment: la carcassa exterior d'un dispositiu exterior està tractada amb un recobriment nanohidròfob, que augmenta la seva resistència a la corrosió tres vegades en ambients humits, alhora que aconsegueix una duresa superficial de 6H (duresa del llapis).
Anodització: després del tractament d'anodització, la resistència al desgast de la carcassa d'aliatge d'alumini augmenta 5 vegades. Després d'adoptar aquest procés, la taxa de ratllat de la carcassa d'un determinat ordinador portàtil va disminuir un 80%.
3. Avenços personalitzats en la impressió 3D
La tecnologia d'impressió 3D de metall permet fabricar estructures complexes. S'ha dissenyat una determinada carcassa d'instruments d'aviació mitjançant l'optimització de la topologia, reduint el pes en un 40% mantenint la força i escurçant el cicle de producció del procés tradicional de 6 setmanes a 2 setmanes.
