四、纸蜂窝包装制品的应用实例

            由于纸蜂窝板的特性，该材料被广泛用于减轻材质重量，减少不可循环再生材料用量，隔音、隔热等方面，在包装方面，则主要体现于取代木质材料和发泡塑料材料两个方面。下面列举几个比较普遍的应用实例：

                1.蜂窝托盘的设计

            最初的蜂窝托盘是针对木托盘而设计开发的，旨在减少对森林资源的耗损。对于自重较小的产品，直接使用纸蜂窝板制成蜂窝托盘即可，其结构和材料较为简单，一般为单层面板加底部支脚，能承受几十到上百公斤的重量。而对于自重较大的产品，则需要通过纸蜂窝板的叠置，以及与其它材料（如瓦楞纸板、层板、塑料零件、纸型钢类）的相互结合，进行优良的结构设计，来实现其承载能力。

                （1）确定产品流通环境

                产品流通环境按运输渠道可分为陆地、海运、空运三种方式；按运输工具可分为火车、汽车、集装箱、人工搬运。

            在实际运输过程中，上述各流通方式都有交叉的地方，比如一个产品可能既要经过陆运，又要经过空运、海运，在运输过程中，可能既使用了火车、汽车，又使用了集装箱，等等。所以包装要考虑的流通环境，是产品从生产厂到用户家里这个过程中一个普遍的情况。

                （2）确定托盘外尺寸

            托盘外尺寸必须符合国标GB/T4995-1996联运通用平托盘的性能要求，并根据货物的运输方式，所装载单个货物或单元货物的底面尺寸，计算最优的托盘外尺寸及盘体尺寸。

            对于单个产品外尺寸较大的货物，可直接根据其底面最大外形尺寸确定托盘的长、宽方向外尺寸，但对于部件、零件等需进行集合包装的货物，则需要根据国家相关标准、运输货柜（或集装箱）内容量、产品体积等计算最佳单元集装量，并由此确定托盘的最大外形尺寸。

            而高度方向的尺寸，则根据运输工具（包括货柜、运输车柜或集装箱）内高、产品整机的装箱量，在一个较小的范围内进行调整。一般托盘的外高为120～140(mm)（对于托盘盘体附带瓦楞纸盒的，外高应除去托盘瓦楞纸盒包覆货物的高度。

                （3）确定蜂窝托盘相关技术参数。

                蜂窝托盘相关技术参数及计算方法如下：

                承载重量由被包装产品总重量决定，计算公式如下：

                托盘静态承载重量＝k·N·Mmax

                托盘动态承载重量=Mmax

                其中Mmax为托盘所装载货物最大总重量；N为托盘单元堆码层数；安全系数k取2～5（参考包装纸箱）。

                （4）确定托盘设计方案

                对于整机产品，托盘的设计方案是附属于产品设计方案的，其承载重量、外形尺寸、组成部分等要素直接包含在产品设计方案中，不需另做方案。

                对于零部件等集装单元用托盘，则可单独拟订设计方案，或与整体包装一起制订。

                （5）蜂窝托盘的主要结构方式及适用环境

                托盘主要由两大部分组成：适合叉车、液压车、滑车搬运转移的支撑脚；托载货物的盘体。

                （6）托盘盘体

            托盘盘体用于容装货物，并为人工搬运或机械转运提供足够的抗弯曲挠度。在转运过程中盘体受到叉车臂向上的力值，进叉方向（即受力方式）和部位不同，决定了盘体所需挠度的方向性不同。对于需四面进叉的托盘，其挠度应为各向同性；对于对称两面进叉且货物重量不超过600Kg的托盘，则允许采取挠度趋向于各向异性的盘体，但纵、横向弯曲强度相差不应超过40%。

                蜂窝托盘的盘体主要采用蜂窝纸板构成，附加瓦楞纸板、层板、纸型钢等起到保护蜂窝纸板、增加强度之用。

                另外，当盘体受力不均匀时，或者当宽长比大于0.7时，还可采用其它材质加固的设计方案。

                蜂窝托盘盘体主要有图3中所示A、B、C、D三种结构方式，它们分别适用于的载重环境如右表所示。

（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。$分页符$

                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：深圳市麦迪广告摄影设计有限公司