(7)支撑脚的设计
支撑脚是托盘的承力部分,其结构的稳定性和坚实程度直接决定了货物静态放置时的可靠性,因此支撑脚的设计必须满足几点要求:
①符合货物静态堆载可能发生的最高限值;
②支撑脚着力部位应该在货物的重心分布区域内;
③在货物允许的流通期限(即货物从产地到用户这一期限)内,支撑脚的变形量应小于10mm;
④支撑脚间距应符合机械搬运设备的特点;
⑤支撑脚承力面积和数量根据所承载货物总重量确定。
注:对于蜂窝托盘,支撑脚的承力面积、数量和分布均一性很大程度上决定了托盘的静态极限承重值。
(8)托盘一些附加特性的实现
①集合包装
当所托载的货物为两件以上时,即称为集合包装,一个托盘所装载货物即为一个集合单元。集合包装不仅要考虑托盘的承载重量,还应考虑货物的堆码序列、整个集合单元的稳定性。
集合单元的稳定性可通过三种方式实现:其一,使用拉伸膜缠绕或热缩膜裹覆,使一个托盘的货物成为一体;其二,使用纸角钢、纸钢板,并在顶面加顶箱为盖,构成牢固的框架结构,使货物固定在内;其三,直接用打包带打包裹紧。
②托盘的防潮性
可采用三种方式实现托盘的防潮性能:其一,在托盘外表面涂覆一层防潮剂;其二,将托盘表面纸张覆一层HDPE膜;其三,提高对托盘原材料的施胶度。
③托盘的环保性
瓦楞纸托盘、蜂窝托盘的使用,其目的在于以纸代木,减少原木资源的耗费,同时实现出口产品的环保要求,满足欧美等国家对进口产品提出的种种要求。
因此,在进行托盘设计时应注意选材,在保证强度、所需实现功能和适当的成本前提下,尽可能使用全纸质材料。
2.纸蜂窝容器的设计
(1)纸蜂窝容器的特点
容器的主要材料为蜂窝纸板,辅以恰当的纸质型钢、瓦楞纸板和其它配件组构成箱。
蜂窝纸板为平板状结构,具有较高的平压强度,这在设计容器时既有有利的一面,也有不利的一面。在水平方向上抗压强度较高,但抗垂直压强的能力却不足。另一方面,蜂窝纸板本身的戳穿强度较低,在设计容器时也应注意予以弥补。
(2)明确容器物理特性
在设计容器时首先应明确容器的用途、使用环境、承载重量、内装物特点,确定容器基本物理特性,包括底层承重、是否堆码、内装物净重、流通环境等。
(3)纸蜂窝容器结构
作为容器,根据不同的用途、产品特点、使用频次、流通环境等等,纸蜂窝容器可以有不同的几何结构,也可与不同的配件配合达到不同的目的。因此笔者不想在此赘述其具体结构,但应提出的是,容器的结构形式是与产品用途、流通环境及各种特殊要求密不可分的,设计师们应锐意创新,借鉴其它材料容器实例,充分发挥纸质型材的优点,趋利避害。
(4)连接方式
用纸蜂窝板生产容器,最大的问题是棱边的连接。在选择连接方式和粘接材料时,必须保证粘接强度足以对抗容器在使用过程中各个方向的张力。
纸蜂窝板间面与面接触时亦可仅靠粘合剂实现连接,但当面与棱边、棱边与棱边连接时,则需采用其它的加固件、连接件进行连接。常用的方法是:先在蜂窝纸板上填预埋件,再用纸槽钢与蜂窝纸板楞边粘接固定,待干燥定形后即可使用木螺钉、板式家具用塑料连接件等进行连接固定。
在这一方面将会较多应用到板式家具的加工固定方式。
(5)纸型材容器弱点的弥补
①楞边加强
鉴于蜂窝纸板边角强度差,垂直抗压能力弱,在设计容器时应注意对容器楞边的保护和加强。一般采取的方式是用纸槽钢包边、加纸角钢、用瓦楞纸板包边、加纸钢板加强等方式。
②增加抗戳穿强度
蜂窝纸板的表面只有一层牛皮卡纸,当最高克度的纸张也不能满足容器的抗戳穿强度时,就应考虑增加其它材料予以弥补了。
③防潮性能的实现
实现此目的有两种方式:其一,覆膜;其二,涂刷防潮剂。
3.缓冲包装的设计
在进行该类缓冲衬垫设计时,其设计思路与EPS缓冲衬垫相似:首先,确定其各方向的缓冲厚度,在保证缓冲性能的前提下保证装箱量达到最大。其次,根据所确定的缓冲厚度、缓冲面积,草拟纸型材缓冲衬垫的大致结构,初步确定主要缓冲面积上的蜂窝纸板结构特性(厚度、蜂窝格大小及配纸方式);最后,根据材料特性来设计衬垫结构方式,并针对薄弱点增加附件,进行加强设计。
在进行方案设计及结构设计时,应注意各种纸质材料本身特性的充分发挥,必要时可根据情况与其它材料配合使用,从而实现扬长避短,节约成本的效果。蜂窝纸板作为缓冲衬垫,设计中的最大难点在于其异形加工难,边压强度低,整体性差等。零件越复杂,加工成本越高;接触面积越小,越容易压溃;一旦压溃,其二次保护性能差……这些都需要通过结构设计来弥补。另外,设计时还必须考虑零件的装配工艺、运输、仓储堆码方面的因素,使工艺实施尽可能简单,衬垫不易受损伤。
五、结束语
随着人类对可持续发展的日益重视,纸蜂窝缓冲包装制品的应用越来越广泛,但它并非是一种万能的材料,在设计中应当坚持“扬长避短”的原则,综合利用各种材料的优良之处,或许能够设计开发出更为理想的缓冲包装制品。
任何一个产品设计完成后,都不是达到完美状态,总会有改进的空间;任何一种既定的产品包装方案都不是唯一有效的,希望与同行业者进行更多地交流,共同进步。
来源: 《包装材料与容器》
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