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缓冲包装设计六步法

  *声明:本篇在LANSMONT包装设计六步法英文简版基础上,保持原版设计思 路,对原版进行全面的展开及补充阐述。六步法设计主要解决产品运输损坏问 题,从产品实际物流环境入手有针对性的设计最优包装,预防产品运输损坏, 减少损失!

  过度包装没有必要而且浪费成本 欠缺包装又必将导致产品损坏 提高产品强度的成本一般远远大于包装的成本,产品强度过大甚至可以不用包装,则需要

  最优包装设计应满足:产品本身的强度再加上包装的保护 等于或适度大于运输环境中的破坏。

  经过多年来的研究和对先前理论的发展,1986年美国蓝氏Lansmont创造性的提出了包装 设计六步法,以实际的物流条件为依据,有针对性的设计一个合理的包装系统,充分考虑 强度与成本,损坏概率与可靠性之间的关系。六步法对包装设计方法的科学化、程序化、 规范化起到了积极的推动作用,被各个国家广泛采用,被美国国家标准学会列入材料与试 验学会标准,并列入美国《包装工程手册》。

  知己:对产品本身进行一系列的试验,确立产品的最大耐受 性能,损坏边界条件如最大加速度,最大速度变化量等。

  包装缓冲材料性能分析及测试,分析备用缓冲材料的冲击缓 冲特性曲线,振动传递特性曲线.原型包装设计

  综合以上的环境因素,产品脆值以及包装材料的性能,同时 综合费用和物流方面的信息对产品的包装系统加以设计。

  对设计出来的包装,联合产品在实验室进行系列的验证试验, 确认所有设计完全满足产品对包装的各项要求。

  对物流环境严酷程度的判定是缓冲设计重要的一步,也是设 计的主要依据,主要是判定存在何种运输危险和危险程度。它 包括搬运过程的偶然跌落、汽车振动、冲击、温湿度极限和堆 码压力等。

  运输过程中不经历振动是不可能的,汽车引擎的 转动、车轮的运转、路面不平、悬挂系统等都会 引起包装的振动。振动是极其复杂的,各种因素 混合在一块,有些振动是周期的,有些是随机性 的。振动可导致产品共振、变形、弯曲、产生裂 纹、疲劳、摩擦、断裂和造成部件之间的相互撞 击等危害。

  一般认为运输振动发生在较低的频率处,用功率谱密度曲线Hz 内,下图为ASTM D-4728 标准记录的各类车辆运输功率谱密度曲线(PSD)

  *由于运输振动频率较低,振动位移较大,ASTM D-4169 建议使用Lansmont液压振动台用 0.5 G 的正弦波 扫描 3 到 100 Hz,观察分析卡车在运输过程中的包装振动特性。

  跌落往往出现在搬运环节上,包装件在装卸、中转的 过程中可能的跌落概率和跌落高度,是包装设计的重 要依据。即使是同一运输工具,同一运输路线,不同 的包装也可能经历完全不同的处理方式,一些包可能 永远不会跌落,而其他包装则可能从同一高度跌落好 几次,有些可能底部触地,有些可能是侧面、顶部、 或角触地。

  如左图跌落概率曲线,一般情况下产品重量增加,跌 落概率降低;跌落高度增加,跌落概率也降低;小型 包装件跌落的概率也远大于大型包装件跌落的概率。 在选择包装强度等级时,应根据产品重量等特点,考 虑到产品与包装的成本,允许的破损率,选择设计包 装要抵抗的跌落概率和高度,而不能不计成本的选择 最高的跌落高度,选择最小的跌落概率。

  产品的等效跌落高度是包装强度设计的主要依据。假如 我们想设计的包装能抵抗99%的跌落,如左图,我们选择 的等效跌落高度是32in,如果我们想设计的包装能抵抗 96%的跌落,那么我们选择的等效跌落高度减少到20in, 在选择概率时,应考虑产品与包装成本以及允许的破损 概念等因素,不能盲目的选择破损率最小的跌落高度。

  等效高度不能确认时也可以参考各类行业标准如 ASTM D-3332。如下表:描述了产品的重 量和建议的跌落高度。

  *跌落高度也可以通过分析实际 记录的跌落波形,跌落速度变化 量来评估跌落高度和跌落概率, 参考后续步骤。

  在搬运、调装及拖动、船只靠岸、飞机着陆、机车 联接、马路颠簸、火车挂钩、启动与急刹车时容易 导致产品受冲击作用。冲击不同于振动,在瞬间内 对产品施加一定量级的作用力,冲击往往让产品或 包装发生瞬间突变而导致失效。 水平冲击关键参数:冲击加速度,冲击波形,速度 变化量,冲击频率

  不同于静止状态,运输过程中车厢的温度可能是骤 热或骤冷,包装内的温度可能高于60度;相对湿度 高时导致包装凝露、腐蚀、包装腐烂、污染,湿度 太低又导致干裂、干瘪、 失去水分;低气压可能 导致密封的壳体内漏出气体或液体、密封容器破裂 或爆炸、产品膨胀、电子器件失效等等。气候环境 对药品和食品的危害更加敏感。

  堆码损坏常表现为堆码过高使压应力过大,或上 方物体质量过大,应力不平衡,支撑不平衡,滑 落,包装变形,坍塌等