蔡婕 08包装结构
摘要
随着科技的不断进步，生活品质的不断提升。电压力锅已经逐步成为家用厨房中不可缺少的电器。而电压力锅这类产品对缓冲、防震、抗压性能要求极高，但其缓冲包装的方式却比较单一。本综述通过了解电压力锅包装的现状及存在的主要问题，结合当前家电产品的缓冲包装设计方法，缓冲材料的选择，设计出一款符合要求的缓冲包装。
关键词：微波炉；家电产品的缓冲包装设计；缓冲材料；缓冲包装
一．微波炉包装的现状及存在的主要问题
目前很多厂家在微波炉运输包装时，都是将其用塑料薄膜包裹，然后在包装箱底部及顶部垫上一层发泡塑料 EPS 作为缓冲材料，装入电压力锅后在箱外直接打紧包装捆带。泡沫塑料是一种回收困难、不易降解、对环境污染较大的物质，此外发泡聚乙烯的成本还很高，所以要注意生态环境的保护以及包装器具的回收与再利用而选择一种新的材料来替代泡沫塑料。然而如果采用非环保的发泡塑料作为缓冲材料，虽然具有良好的防护能力和性能价格比，但由于其废弃物体积大，难以回收利用，在自然界中不能生物分解，造成严重的“白色污染”，同时焚烧处理后会产生有害气体, 危害人体和大气层，未能达到国际绿色贸易的要求。随着人们环保意识的增强，美国和欧盟等国已对泡沫塑料的使用提出限制，取而代之的是环境相容性好的包装材料，如植物纤维类缓冲材料、瓦楞纸板、蜂窝纸板、纸浆模塑等。所以产品包装绿色化已经成为不可阻挡的趋势了。
二．家电产品的缓冲包装研究
1）缓冲衬垫的设计可选用纸垫泡沫塑料纸浆模塑蜂窝纸板等多种材料，既可使用单一的缓冲材料，也可使用组合的缓冲材料。根据产品的参数、脆值设计缓冲衬垫的结构、尺寸，可考虑在缓冲衬垫上设计孔槽式结构将电压力锅的各种附件整齐摆放在盒内部指定位置，避免运输中各种冲击对产品的破坏。最后对其计算和防振校核。
2）产品的外包装容器常见的有纸质容器、木制容器、金属容器以及塑料容器，从环保、轻质和低成本来说选择纸质容器肯定是最合理的，电压力锅作为小型家用电器在市面上的外包装是采用瓦楞纸箱。它具有环保性能好、适用温度范围广、成本低、取材便利、生产工艺成熟、加工性能好等优点采用。
张书彬、陈文朗[21]分析了蜂窝纸板的援冲性能，以电饭锅为例采用蜂窝纸板作为缓冲材料进行缓冲设计及防振设计，设计表明并蜂窝纸板用于小型家用电器的缓冲包装是可行的。
申刚[22]就有关了电视机产品设计和缓冲包装设计关系进行了探讨，分析了缓冲包装的力学模型对产品结构和包装设计的启示，并展望了有限元数值模拟在产品结构和包装设计中的应用。
金海军、张志勇[23] 针对电器产品的特点，对运用MATLAB\\Simulink动态仿真工具来仿真包装件在多种激励下及跌落过程中的动态特性,可避免不必要的破坏试验,减小实验费用,优化缓冲包装结构及尺寸。
刘嘉柱、格兰仕[24] 研究了蜂窝纸板在格兰仕空调包装上的应用，其中实际案例表明以蜂窝纸板为主、结合纸护角的结构能起到较好的缓冲作用，又能提高承托能力及堆码能力。
张克宏，杜俊娟，夏业鲍，袁燕[26]研究了液晶显示器的全瓦楞纸板缓冲包装设计，通过校核证明了全瓦楞纸板缓冲包装设计可以很好地保护产品，同时也符合环保、性能优良、价格合适的要求，适于批量生产。
华丽,钱静 [25] 利用ANSYS/LS-DYNA软件对洗衣机运输包装件进行跌落仿真试验,获得平跌落情况下洗衣机运输包装件的应力、应变的变化规律,为洗衣机运输包装结构强度理论的探讨和结构的优化设计提供了指导。
梅建平、张涛[26]研究了平板显示产品的缓冲包装设计，提出了单一材料缓冲包装方法和组合材料包装方法，解决平板产品对包装要求较高的难题的同时降低了包装成本，创造良好的经济效益。
彭国勋，张波涛[27]全面介绍了冲击响应的基本原理及其在电脑缓冲垫设计中的应用。同时该研究完善了当前冲击脆值理论，使级冲包装设计更精确、更符合实际。
四．环保型缓冲衬垫材料的研究
随着越来越多的国家立法禁止使用发泡塑料作进口商品的缓冲包装材料，泡沫塑料将逐渐被其他环保材料替代。瓦楞纸板、蜂窝纸板、纸浆模塑等都是环境相容性好缓冲包装材料，被广泛用于制作各种缓冲结构衬垫。为了更好地利用这些环境友好型包装材料，人们对它们的缓冲特性和新结构的开发进行了大量研究。在当前人们的环保意识日益增强和发达国家制定的各种“绿色贸易壁垒”条件下，开发绿色缓冲包装材料势在必行。
绿色缓冲包装材料的5R和1D原则： ★Reduce：包装材料的减量使用； ★Reuse：包装材料的再利用； ★Recycle：包装材料的循环再生； ★Recover：包装材料的流入回收体系； ★Research：包装材料的科学研究；
★Degradable：包装材料的可降解腐化。
Marcondes[28]研究了瓦楞纸板的缓冲性能及湿度对其缓冲性能的影响。
Sek和Kirkpatrick[29]基于静态和准动态压缩试验数据来分析预测瓦楞纸板衬垫的性能。 高德[30]对瓦楞纸板的平压、边压及侧压进行了测试，给出了相应的应力—应变曲线，并初步探讨了纸板非线性粘弹塑性模型的建立方法。
徐洁，王玉龙，陆晓娟，蔡丽娜[31]针对蜂窝纸板的结构特点、力学特性，确立了适合其缓冲机理的缓冲性能评价方法，并结合现行缓冲包装设计方法和现状，建立了蜂窝纸板的缓冲包装设计流程。
张业鹏[32]等探讨了利用ANSYS软件对缓冲包装结构可靠性进行分析的方法。 舒童[33]等设计出一套实用性强、用料省、折叠方便的全瓦楞纸板衬垫结构，进行了试验研究，并运用MATLAB软件对试验曲线进行了分析计算，然后对该缓冲结构件进行了仿真试验，验证其承载可靠性。
许文才，曹国荣，耿东伟[34]研究瓦楞纸板、蜂窝纸板、纸浆模塑、可降解泡沫塑料、发泡植物纤维、膨胀珍珠岩等缓冲材料特性基础上，分析比较了各种环保型缓冲衬垫的开发研究及应用现状。
黄丽飞，和克智，王大威[35]介绍了纸浆模塑的定义及生产工艺、纸浆模塑制品结构设计要素，为今后的利用纸浆模塑材料进行缓冲包装设计工作提供了理论依据。
王宏涛，骆光林，郭彦峰，付云岗[36]提出了等效面积理论，通过静态压缩试验获得了纸浆模塑制品的应力一应变动曲线、缓冲系数一最大应力曲线，统一了纸浆模塑制品的缓冲性能评价与传统缓冲包装材料的评价方法，为纸浆模塑制品缓冲特性研究提供了新思路和新方法。 总结
为保护商品在流通过程中,不因受到冲击和振动而发生破损，这对商品的缓冲包装结构提出了较高的要求。从Mindlin的缓冲包装理论到Newton的包装产品破损的边界条件理论再到美国M TS系统有限公司与密执安州立大学包装学院共同研制出的缓冲包装的六步设计法的这几十年，缓冲包装技术的研究虽然已经取得了很大进展,但是,缓冲包装设计理论与方法目前还存在大量的问题需要进一步研究和探索。
由于缓冲包装的设计受到流通环境条件、缓冲材料性能、缓冲衬垫几何参数等许多具有随机变化特性的因素的影响,难以确切表征产品缓冲包装的适合程度，因此引入可靠性概念研究受到大量不确定性因素影响的缓冲包装设计问题是十分适当和必要的。即考虑用包装产品的失效概率或可靠度指标来表征缓冲包装保护产品的能力和缓冲包装的合适程度,应用概率方法来设计缓冲包装。
其次目前产品的缓冲包装设计过程中,缓冲材料的选择和尺寸计算不仅须查找很多图、表,而且需要大量时间来计算、分析、比较,最终选出合理的缓冲包装方案。这种传统的手工
设计方式因其过程繁复、方案选择较难及较大程度地依赖设计人员的自身经验等不足之处,在一定程度制约了缓冲包装设计发展。计算机模拟及信息技术迅速渗透到包装设计领域,使得计算机辅助缓冲包装设计和分析成为可能。将计算机引入产品的设计开发可使人们从以往繁杂的手工设计中解放出来,显著缩短产品的研发周期,而且计算结果准确可靠。因此各主要工业国家都投入大量人力、物力开发各种智能包装系统[7]。计算机辅助设计技术在缓冲包装领域中,必将有更为广阔的应用前景。
随着商品经济不断发展、全球贸易的盛行，鉴于贸易壁垒当中，木材、EPS 等材料都极大限制了，唯有实现全纸化缓冲包装。以绿色包装的理念为指导，对于微波炉，采用瓦楞纸板、蜂窝纸板、纸浆模塑等材料，通过构件替代传统包装中的 EPS 部件，实现全纸化包装，这将会是一个必然的走势。
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