본문
성형 섬유 펄프는 일반적으로 재생 판지 및 신문 용지 재료로 만들어지며 광범위한 제품 범주의 포장에 널리 사용됩니다. 압축 저항, 충격 흡수 및 운송 및 보관시 단열 특성과 같은 우수한 보호 기능을 제공합니다.
환경에 대한 인식이 높아지면서 발포 폴리스티렌(EPS), 진공 성형 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC), 주름 및 발포체 대신 지속 가능한 성형 섬유 포장이 필요하게 되었습니다. 성형 섬유 펄프 포장 시장 2021에 대한 Future Market Insights 보고서 에 따르면 성형 섬유 펄프 포장의 전 세계 수요는 총 300만 톤에 도달하여 2021년까지 판매 수익에서 77억 달러를 초과할 것으로 예상됩니다. 또한 진행 중인 팬데믹으로 인해 성형 섬유 제품에 대한 수요는 소비재, 전자 제품 및 의료 부문에서 지속적으로 성장하고 있으며 향후 10년간 CAGR은 5.1%입니다.
과제:
성형 펄프 생산 공정은 캐비티 몰드를 통해 이루어지며 혼합 섬유 재료의 슬러리에 물 현탁액을 담근 다음 스크린 몰드에 침전됩니다. 다음으로 진공을 사용하여 힘을 유도합니다. 지정된 모양을 향해 일치하는 금형 본체로 섬유 슬러리에 압력을 가하여 과도한 물을 제거할 수 있습니다.
그림 1: 전통적인 가공 공정으로 만든 금속 섬유 몰드(왼쪽 위)와 섬유 성형 펄프 부품(오른쪽 위). 이미지 제공: ERI 패키징
> 복잡한 금형 제작 공정: 성형 섬유 펄프의 제조는 빠르고 경제적이며 완전히 자동화된 공정이지만 기존의 금속 툴링 자체는 여전히 비싸고 시간 소모적이며 노동 집약적인 작업입니다. 금형 기술자는 캐비티 금형과 금형 본체를 지정된 모양으로 정밀하게 가공하고 전체 금형 본체 도구에 구멍을 뚫어야 합니다. 스크린 몰드를 만드는 것도 어렵습니다. 정확히 동일한 두께의 최종 성형 섬유 제품을 형성하기 위해 손으로 절단하고 일치하는 모양으로 용접해야 합니다. 이 수동 프로세스에는 높은 수준의 기술 경험이 필요하므로 더 복잡한 설계와 관련하여 우수한 품질 관리는 여전히 더 큰 과제로 남아 있습니다.
> 비용 관리: 중간 크기의 금형 세트 생산은 선임 기술자가 최소 3일에서 일주일까지 소요되며 각 세트의 금형 비용은 $10,000-$40,000입니다. 이 무거운 투자 부담은 설계 및 프로토타이핑 반복에도 적용되고 배가될 것입니다. 한정판 제품과 맞춤형 디자인에 대한 수요가 증가하면서 소량 생산으로는 목표 가격을 달성하기가 어렵습니다.
해결책:
전통적인 제조 공정의 한계와 제품 혁신으로 인한 수요 증가로 인해 레이저 파우더 베드 퓨전 3D 프린팅 성형 툴링의 사용이 탁월한 시장 확장 전략으로 부상했습니다. 이러한 고급 기술을 사용하면 제조 작업 및 에너지 소비의 전체 비용을 줄이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 조달 기간을 크게 단축할 수 있습니다.
광동성 동관시에 위치한 ERI 패키징은 맞춤형 성형 섬유 제품을 전문으로 하는 선두 제조업체입니다. 이 프로젝트의 초점은 특히 소량 생산 주문의 경우 기존 툴링의 시간과 인건비를 줄이기 위해 신뢰할 수 있는 대체 생산 도구를 찾는 것입니다. 더 많은 틈새 시장을 확장하려면 제조 품질도 최고 수준을 충족해야 합니다.
2021년 초부터 ERI 패키징 디자인 팀은 R&D 및 제조 단계 모두에서 Farsoon Flight ® "Fiber Laser" 기술 의 평가 프로세스를 시작했습니다 . 몰드 바디, 캐비티 몰드 및 스크린 몰드를 포함하는 전자 패키징용 전체 몰드 툴링 세트가 벤치마크로 선택되었습니다 .
그림 2: Farsoon Flight® Technology에서 생산한 미세 디테일 기능이 있는 성형 섬유 펄프의 다공성 스크린 모듈. 이미지 제공: ERI 패키징
강력한 파이버 레이저 시스템이 제공하는 레이저 출력이 크게 증가하고 레이저 스폿 크기가 작기 때문에 Flight® Technology는 기능 세부 정보가 0.3mm(0.012인치) 만큼 작은 다른 플라스틱 분말 기반 기술에 비해 향상된 기능 세부 정보를 제공할 수 있습니다. . 통합 마감 표면은 표준 레이저 소결의 부품 속성 이점을 유지하면서 고품질을 달성합니다. 이는 다공성 스크린 모듈의 정확도를 높이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 금형 본체 표면을 추가로 후처리할 필요도 없애줍니다.
또한 모든 Farsoon 기계에 제공되는 개방형 매개변수 전략을 활용하여 ERI 설계 팀은 모듈 간 특정 오프셋의 미세 조정, 구멍 크기 및 다공성 등의 설계
개선된 세부 기능, 표면 품질 및 몰드 세트의 피팅 정확도가 결합되어 슬러리 혼합물이 고르게 퍼지고 더 좋고 깨끗한 성형 섬유 펄프 제품이 생성됩니다.
그림 3: Farsoon Flight® Technology 403P 생산 시스템. 이미지 제공: 파순 테크놀로지스
결과:
> 더 빠른 디자인 반복: 3D 프린팅으로 인한 디자인 유연성 덕분에 ERI 디자인 팀은 복잡한 구조와 다공성 디테일이 포함된 여러 포장 디자인 솔루션을 제공하고 Flight ® HT403P 시스템 에서 프로토타입 올인원 빌드를 신속하게 생산할 수 있습니다. 추가 도구와 세 가지 별도의 금형 제작 공정이 필요하지 않습니다. 그런 다음 ERI 엔지니어는 제품의 여러 프로토타입을 검증하고 형태, 피팅 및 기능에 필요한 빠른 조정을 수행할 수 있습니다.
> 생산 수율 향상: ERI 팀에 따르면 각 제품의 CNC 및 금형 개발은 일반적으로 기존 공정에서 3-7일이 소요됩니다. 반면 지금은 Farsoon의 초고속 Flight® SLS 기술을 사용하여 단 하루 만에 4개의 전체 금형 세트 제조를 완료할 수 있습니다. 이는 이전에 비해 생산 수율이 12배 이상 크게 향상되었습니다.
> 최고의 효율성: Farsoon Flight® 기술에 의한 성형 섬유 툴링은 소량 생산을 위한 경제적인 대안입니다. 예를 들어 ERI 는 재료, 기계 시간 및 노동력을 포함하여 전자 패키징용 몰드 툴링 세트를 사용하여 기존 툴링에 비해 전체 비용을 97% 절감했습니다 .
> 산업용 품질: 레이저 소결 품질의 고성능 Farsoon FS3300PA-F(PA1212 엔지니어링 재료)로 제조된 성형 섬유 툴링 제품은 균형 잡힌 기계적 특성을 제공하여 섬유 성형의 응력을 견딜 수 있는 높은 인성과 내마모성을 제공합니다. 프로세스.
그림 4: Farsoon Flight® Technology에서 생산한 생산 준비 섬유 몰드 세트. 이미지 제공: ERI 패키징
ERI Packaging은 또한 Farsoon Flight® 기술을 통한 미래 제품 혁신에서 더 많은 이점을 볼 수 있습니다 . 최종 금형 제작을 위한 오랜 기다림과 즉각적인 투자 없이 적층 가공 공정으로 고객의 요구에 신속하게 대응할 수 있습니다. 이 완벽한 생산 도구를 통해 우리는 섬유 성형 도구 설계 및 제조에서 다음 수준의 유연성, 생산성 및 수익성에 도달하기를 기대합니다.”
Flight® 기술 정보:
Farsoon의 Flight® 기술 또는 Fiber Light® 기술은 표준 레이저 소결 시스템에서 발견되는 표준 CO₂ 레이저 대신 강력한 파이버 레이저를 활용합니다. 화이버 시스템은 파우더 베드에 크게 증가된 전력을 전달할 수 있습니다. CO₂ 시스템에 비해 파이버 레이저 시스템의 견고하고 안정적인 특성으로 인해 Flight® Technology는 제조 응용 분야의 ROI를 고려할 때 중요한 레이저 수명을 연장합니다. 또한 향상된 전력 및 에너지 흡수 특성을 통해 Flight® Technology는 표준 레이저 소결 시스템과 비교할 때 훨씬 다양한 범위의 처리 가능 재료 및 운영 유연성에 접근할 수 있으므로 미래의 AM 재료 및 응용 분야에 대한 자유도가 높아집니다. 개발.
파순 소개:
산업을 위한 개방 – 2009년에 설립된 Farsoon Technologies는 산업용 폴리머 및 금속 레이저 소결 시스템의 글로벌 제조업체이자 공급업체입니다. Farsoon은 국제 시장에서 점점 더 성장하고 있는 중국 산업용 AM 기술의 선두 공급업체입니다. 2017년에 Farsoon은 혁신적인 CAMS(Continuous Additive Manufacturing Solution) 기반의 첫 번째 기계 시리즈를 출시하고 미국 텍사스주 오스틴에 Farsoon Technologies-Americas를 설립했습니다. 2018년에는 독일 슈투트가르트에 Farsoon Europe GmbH를 설립하여 유럽으로 직영 사업을 확장했습니다. Farsoon은 진정한 제조 잠재력을 향해 AM을 개발하고 고객에게 동급 최고의 시스템, 재료, 소프트웨어, 응용 프로그램 및 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 더 알아보기: www.farsoon.com
