2009年4月9日星期四

纸浆模塑

通过这些日子的阅读,我的好奇心渐渐由产品本身的设计转向了产品材质和产品的加工工艺。因为在为那些贫穷的人做设计的时候,首先要考虑的就是产品成本。为了要让那些穷苦的人们负担得起,设计者们必须在兼顾产品的使用价值和材料成本以及加工工艺。任何一项指标都直接影响着最终产品的造价,从而决定了它是否可以存在于“穷苦人的市场”。
在《design in other 90%》中我们看到,很多产品都是利用天然的材料,无需做反复的加工,并且很多设计材料都是对环境不造成负担的,崇尚绿色设计的精神。为此,我也收集了一些产品加工工艺的资料,找到了一些可能适用于为穷人做设计的加工工艺。

纸浆模塑(包括粗纸浆成型和热成型)
纸张是现代社会最容易获得和回收的材料之一。很多重新回收的纸张都被加工成纸浆,并被制造成新产品,而这些产品也大多是普通的片材或者包装。不过,接下来要介绍的纸浆模塑工艺则是利用不同寻常的技术来制造纸制品的,因此特别值得注意。
生产纸质产品的基本原理有两点:常规的粗纸浆处理和热成型处理。这两种处理方式都是现将收集来的纸张浸泡在大的水缸中,纸和水的比例是基于特定产品的需求而定的,一般来说,纸的比例只有1%。混合后灰色的混合物需要经过刀具搅拌,才能制造出用于塑模的“纸糊”。
与其他塑膜工艺不同的是,纸浆模塑的模具并不是固定的,被用来加工纸浆的铝制或塑料制阴模具是浸入纸浆缸中的。模具被纱布或者绿网覆盖,以滤除水分,因此就留下了产品表面的材质,比如普通的鸡蛋和材质。阳模具在这里被用来压缩纸浆,在将水分抽出时,纤维牢固的被抽到模具壁上。到这一阶段,整个产品已经是干燥的,而最终产品也就成型了。
热成型工艺就是利用热能进行加工,变形和碾压。在模塑之后,制品被传送器吊起---传送器的形状就是制品的负形,并被送到加热的碾压即形成最终的形态。经过加热工序后,产品表面质量较好,但是设备安装备用相对较高。

标准产量
由于高昂的设备投资和较慢的生产速度,粗纸浆成型和热成型两种工艺都需要很高的产量才能保本。最小的产量大约50,000件大概需要两天时间完成。

单件价格与资金投入
设备投资很高而且设备安装时间也很长。两种工艺都需要不同的设备:热成型工艺的投资大概是粗纸浆成型的两倍。

生产速度
生产速度取决于产品器壁的厚度和需要干燥的纸量。大概来说,需要4个模具机器参与工作的手机和加工大概需要一分钟,也就是说加工可以通过4个不同的模具同时进行。二这个模具可以在一个小时里生产960件产品。

加工后的表面
正如纸质的鸡蛋盒一样,产品表面大概就是类似饼干的表面。粗纸浆加工制造出粗糙的、有网纹的表面,而光滑的表面则是由抛光或者塑料模具制成的。

种类/加工形状的复杂程度
有些比较复杂的形状是可以被铸造出来的,但是较大的弯曲角度则需要慎重考虑;因此请忘记任何复杂的立体细节。

产品尺寸
标准产品的大小是1,500毫米×400毫米,不过有些厂商可以生产2.4米长的产品。

容差
容差视具体工艺而定。使用热成型加工,其容差可以达到正负0.5至1毫米。而粗纸浆模塑的容差则在正负2至正负3毫米。

相关材料
纸质材料的来源主要有两个;报纸和纸箱,而材料的选择要看最终产品的强度需要。对坚固的外包装来说,需要通过跌落实验(一般是用在移动电话、PDA和数码相机上),而纸箱中的长纤维则是最好的原料选择。

典型产品
普通的粗纸浆一般用来制造就包装和工业用包装。而热成型工艺则被用来生产比较复杂的包装,比如手机包装盒。

上述的制造工艺无论是从低成本还是大产量上都比较符合为穷人做设计的标准。所以结合了这几周的阅读,更能有机结合资料上的信息,更深入了解这项特殊的课题。