王艷 沈正翠

(1.滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車(chē)工程系，安徽 滁州 239000;2.中國(guó)揚(yáng)子集團(tuán)滁州揚(yáng)子空調(diào)器有限公司，安徽 滁州 239000)

隨著現(xiàn)代物流技術(shù)及供應(yīng)鏈的發(fā)展，現(xiàn)代包裝設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)突破了傳統(tǒng)包裝設(shè)計(jì)技術(shù)的概念，除了保護(hù)產(chǎn)品在運(yùn)輸途中不受損壞外，還與物流及供應(yīng)鏈成本管理及產(chǎn)品設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系起來(lái)。隨著我國(guó)及世界各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的提高，包裝在向著綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的方向發(fā)展。

產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)密切相關(guān)，包裝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一部分，產(chǎn)品的包裝是對(duì)產(chǎn)品的必要防護(hù)，沒(méi)有一定的包裝防護(hù)，再好的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)運(yùn)輸?shù)缴碳液陀脩羰种袝r(shí)或多或少會(huì)受到損壞，這將影響產(chǎn)品形象和公司的聲譽(yù)。本文對(duì)主要包裝材料進(jìn)行性能及成本分析，選擇適合的包裝材料，通過(guò)對(duì)平臺(tái)化產(chǎn)品的分析來(lái)設(shè)計(jì)通用的包裝結(jié)構(gòu)，一方面避免包裝不足而造成產(chǎn)品損壞或包裝過(guò)度而導(dǎo)致包裝成本的升高，另一方面，通用化包裝設(shè)計(jì)在降低包裝成本的同時(shí)，提高企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及包裝設(shè)計(jì)能力，并使設(shè)計(jì)出的包裝方案符合企業(yè)和用戶的要求。

1 內(nèi)部包裝泡沫設(shè)計(jì)

1.1 材料選擇

所設(shè)計(jì)的空調(diào)掛機(jī)產(chǎn)品主要銷(xiāo)售渠道為3、4級(jí)市場(chǎng)，大部分產(chǎn)品的運(yùn)輸路途較遠(yuǎn)，路況較差。這就要求產(chǎn)品的包裝防護(hù)既要結(jié)實(shí)又不要過(guò)度包裝。

內(nèi)部包裝材料屬于緩沖材料，緩沖材料在產(chǎn)品包裝中的作用:提供對(duì)產(chǎn)品的沖擊、振動(dòng)的緩沖保護(hù)，并起到分隔產(chǎn)品的作用。

行業(yè)上空調(diào)產(chǎn)品的內(nèi)部包裝材料有以下幾種:泡沫(EPS發(fā)泡)、珍珠棉(EPE)、珍珠棉加紙護(hù)角、蜂窩紙板加珍珠棉等等。各種材料的成本和人工成本，環(huán)境沖擊及其適合的包裝方式分析如下:

(1)EPS泡沫:緩沖性能差，抗壓性好，成本低，難降解，適合箱式包裝和套筒或平板包裹式包裝。

(2)珍珠棉(EPE):緩沖性能好，抗壓性差，成本高，可降解，適合箱式包裝。

(3)珍珠棉加紙護(hù)角和蜂窩紙板加珍珠棉:緩沖性和抗壓性較好，但材料和人工成本較高，易降解，適合箱式包裝。

包裝材料的選擇同時(shí)還要綜合考慮適合的外部包裝方式。產(chǎn)品包裝在滿足必須的抗壓、抗沖擊防護(hù)性能外，同時(shí)還要簡(jiǎn)便、節(jié)材。

1.2 新平臺(tái)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和尺寸分析

根據(jù)產(chǎn)品的尺寸、結(jié)構(gòu)、脆值等相關(guān)參數(shù)、包裝要求及物流運(yùn)輸環(huán)境等信息，設(shè)計(jì)包裝方案，并據(jù)此制造出首件包裝材料，然后進(jìn)行包裝測(cè)試并根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)包裝方案作適當(dāng)修改及優(yōu)化。必要時(shí)再次測(cè)試包裝件以確保包裝方案對(duì)產(chǎn)品保護(hù)的可靠性。

本次所設(shè)計(jì)的空調(diào)新掛機(jī)項(xiàng)目產(chǎn)品共有6款造型(081、082、083、084、085、086)，每款造型各有特色。

(1)結(jié)構(gòu):6款機(jī)型采用通用的底座和中框，利用不同的端板和面板改變?cè)煨?。其?81、082、083這3款端部相同，只是面板造型差異，可考慮通用的包裝內(nèi)腔結(jié)構(gòu)方案;084結(jié)構(gòu)獨(dú)特，總體外形尺寸較大，弧線變化較大，包裝結(jié)構(gòu)與其他機(jī)型差異較大，需單獨(dú)設(shè)計(jì)包裝;085和086端部不同，面板平面化差異不大，因此可考慮通用的包裝內(nèi)腔結(jié)構(gòu)。

(2)產(chǎn)品尺寸:(081)803 mm*287 mm*209 mm;(082)827 mm*295 mm*209 mm;(083)803 mm*287 mm*213 mm;(084)933 mm*301 mm*233 mm;(085)865 mm*294 mm*210 mm;(086)865 mm*294 mm*209 mm。6款產(chǎn)品寬度和高度相差不大，只是長(zhǎng)度尺寸變化大，因此包裝泡沫可設(shè)計(jì)相同的寬度尺寸(內(nèi)腔寬度:290 mm，加上兩邊厚度各25～30 mm)設(shè)計(jì)為345 mm;高度尺寸設(shè)計(jì)為275 mm。

新平臺(tái)6款機(jī)型只需要3套泡沫包裝(左、右對(duì)稱(chēng))，可節(jié)約開(kāi)模成本，減少物料編號(hào)，方便采購(gòu)倉(cāng)儲(chǔ)，降低了管理成本。由尺寸進(jìn)行的UG建模見(jiàn)圖1～圖3。

圖1 泡沫組件(一)的UG模型

圖2 泡沫組件(二)的UG模型

圖3 泡沫組件(三)的UG模型

1.3 包裝泡沫的密度選擇

聚苯乙烯泡沫塑料按密度分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ類(lèi)，其密度范圍見(jiàn)表1。

表1 聚苯乙烯泡沫塑料密度范圍 kg/m3

根據(jù)目前產(chǎn)品實(shí)際包裝的泡沫使用情況及6款新掛機(jī)的產(chǎn)品實(shí)際重量，新平臺(tái)包裝泡沫密度選Ⅱ類(lèi)，密度為20 kg/m3，這既能滿足抗壓、抗沖擊能力，又節(jié)約成本。

1.4 包裝泡沫的厚度選擇

根據(jù)產(chǎn)品重量及泡沫實(shí)際承受壓力的受力面，泡沫最薄處厚度不小于20 mm。

2 外部包裝箱設(shè)計(jì)

2.1 包裝材料選擇

(1)包裝容器

包裝容器在產(chǎn)品包裝中的作用:容裝、保護(hù)、堆碼、搬運(yùn)。

(2)膠合板木箱

膠合板木箱空箱抗壓能力強(qiáng)，耐破性及耐戳破性能好，對(duì)溫濕度變化不敏感，對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)性能較好，可以循環(huán)使用。但由于其自身較重，因此包裝所占的運(yùn)費(fèi)較高。同時(shí)因木材可降解性能差，對(duì)環(huán)境有一定影響，包裝材料成本相對(duì)較高。

(3)瓦楞紙箱

瓦楞紙箱空箱抗壓比木箱差，耐破性及耐戳破性沒(méi)有木箱好，對(duì)溫濕度變化敏感，對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)性能沒(méi)有木箱好，較難循環(huán)使用，但由于其自身較輕，因此包裝所占的運(yùn)費(fèi)較低。同時(shí)因紙質(zhì)包裝箱可降解性能好，對(duì)環(huán)境影響較小，包裝材料成本相對(duì)較低。

(4)塑料周轉(zhuǎn)箱

塑料周轉(zhuǎn)箱空箱抗壓能力強(qiáng)，耐破性及耐戳破性能好，對(duì)溫濕度變化不敏感，對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)性能較好，主要在供應(yīng)鏈中循環(huán)使用，一次性投資較高。但經(jīng)過(guò)多次循環(huán)使用后，分?jǐn)偟陌b成本低。

通過(guò)上述分析可知包裝材料應(yīng)選擇瓦楞紙箱。

2.2 包裝方式選擇

目前行業(yè)上大部分空調(diào)廠家都采用上下?lián)u蓋箱式包裝，這種包裝方式用材較多，成本高，且裝訂不便。

經(jīng)過(guò)論證和堆碼驗(yàn)證:產(chǎn)品臥式自然平放狀態(tài)包裝堆碼時(shí)受壓面積大，產(chǎn)品重心低，相對(duì)平穩(wěn)，相比側(cè)式包裝時(shí)對(duì)包裝箱的損害小;另外，包裝箱采用平板紙箱包扎式包裝，節(jié)約了兩端的紙板和4片搖蓋紙板，節(jié)省材料，廠家版面印刷不需換版，一次印刷。成品不需裝訂，方便運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)，節(jié)約時(shí)間和人工費(fèi)用，生產(chǎn)效率高，同時(shí)大大降低了采購(gòu)成本，且這種包裝方式同樣起到包裝防護(hù)效果。因此，包裝方式選擇臥式包扎式包裝。

2.3 包裝箱物理性能指標(biāo)制定

(1)包裝箱物理性能指標(biāo)

根據(jù)國(guó)標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的包裝箱物理性能指標(biāo)規(guī)定如下:

分體掛機(jī)內(nèi)機(jī)瓦楞紙箱的各項(xiàng)物理性能指標(biāo)(型式試驗(yàn))需符合表2中所列的指標(biāo)要求;分體掛機(jī)內(nèi)箱雙瓦楞紙板物理性能指標(biāo)(進(jìn)貨檢驗(yàn))需符合表3中所列的指標(biāo)要求。

表2 分體掛機(jī)內(nèi)機(jī)瓦楞紙箱的物理性能指標(biāo)

表3 分體掛機(jī)內(nèi)機(jī)內(nèi)箱雙瓦楞紙板物理性能指標(biāo)

(2)原紙材料選擇

要達(dá)到如上指標(biāo)，瓦楞紙板的原紙配料應(yīng)科學(xué)合理，瓦楞紙板各層分別使用:面紙-瓦紙-芯紙-瓦紙 -里紙，各層原紙用量搭配后性能必須最優(yōu)。

(3)包裝箱抗壓強(qiáng)度

抗壓強(qiáng)度往往是各紙箱用戶對(duì)紙箱要求的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)日益激烈的今天，如何在保持或降低原材料成本的同時(shí)保證紙箱的抗壓強(qiáng)度，是各紙箱生產(chǎn)企業(yè)管理過(guò)程中的難點(diǎn)與重點(diǎn)。

事實(shí)上，瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，因?yàn)闃?gòu)成瓦楞紙板的箱板原紙和瓦楞原紙是各向異性的，不均勻的，而且纖維材料還具有黏彈性質(zhì)，在制成箱板的過(guò)程中，原紙受到不同溫度、黏合劑和外力的作用，自身已經(jīng)發(fā)生了很多變化，所以從原紙到瓦楞紙板，以及到瓦楞紙箱的物理性能之間的變化是不定向的，而如何從原紙物理性能計(jì)算紙板以及紙箱的物理性能，一直是紙箱研究和制造行業(yè)探討的課題。

2.4 包裝箱的尺寸計(jì)算

(1)尺寸定義

包裝箱的尺寸通常包括內(nèi)徑尺寸和外徑尺寸。通常用紙箱的內(nèi)徑尺寸(長(zhǎng)×寬×高)表示紙箱的規(guī)格，單位用mm。外徑尺寸供產(chǎn)品運(yùn)輸時(shí)計(jì)算貨運(yùn)能力和集裝箱容積大小時(shí)參考。

長(zhǎng)度(L):是指當(dāng)包裝紙箱成型后，相鄰面成直角時(shí)，箱內(nèi)底面或頂面長(zhǎng)邊尺寸。

寬度(B):是指當(dāng)包裝紙箱成型后，相鄰面成直角時(shí)，箱內(nèi)底面或頂面短邊尺寸。

高度(H):是指當(dāng)包裝紙箱成型后，相鄰面成直角時(shí)，箱內(nèi)頂面到底面的垂直距離。

應(yīng)注意瓦楞紙箱成型后頂部對(duì)角線之差不得大于5 mm。

(2)尺寸計(jì)算

根據(jù)平臺(tái)產(chǎn)品及包裝泡沫的結(jié)構(gòu)和尺寸分析，包裝箱的內(nèi)徑尺寸理論設(shè)計(jì)為產(chǎn)品尺寸加上泡沫厚度尺寸。因此本設(shè)計(jì)新平臺(tái)掛機(jī)6款機(jī)型包裝箱可設(shè)計(jì)為3種內(nèi)徑尺寸:

081、082和083:863 mm*345 mm*275 mm

084:993mm*345 mm*275 mm

085和086:923mm*345 mm*275 mm

3種包裝尺寸只是長(zhǎng)度不同(長(zhǎng)度相差60 mm)，寬度和高度尺寸完全相同，通用性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高。

(3)包裝箱材料面積計(jì)算

以081、082、083 通用箱863 mm*345 mm*275 mm尺寸為例計(jì)算原材料用紙面積:

863 mm ×(345+275)mm ×2×10-6=1.07 m2

相比采用搖蓋箱式包裝可節(jié)約材料:

345 mm × 275 mm × 3=0.285 m2，即材料節(jié)約 26.6%。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)平臺(tái)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和尺寸分析，設(shè)計(jì)出通用的內(nèi)外包裝結(jié)構(gòu)，節(jié)材降耗，綠色環(huán)保。降低了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本，提高了生產(chǎn)效率。

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