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1、1,包装设计基础,邵忱,Mobile:13174865141Email:,2,主要内容,包装设计概述包装成本分析包装设计基本方法包装设计验证,3,包装的基本功能,容装交流装饰保护,为什么需要包装？产品是根据其使用环境进行的设计，不需要考虑在物流过程中遇到的各种危险因素。,4,包装设计 挑战,物流过程全面优化产品制造完成到达最终用户达致最佳的成本利用率（经济效益）考虑的内容包装类型包装形式包装材料数量适当的保护能力,5,合理包装,6,ISTA,“尽可能使产品包装达到合理水平”,7,包装成本,8,包装综合成本,综合成本,包装材料成本,可接受的成本,9,包装的实际成本,包装材料费用包装试验费用运输费
2、用产品/包装损坏费用替换/维修费用环境友好费用,NT￥,10,包装设计方法,根据经验设计容易造成一定的损失容易造成过度包装采用科学的方法系统的方法合理的选材优化设计,科学的包装设计是一种现代理念的体现科学的包装设计是先进的多边缘学科技术的体现；科学的包装设计是理论与实际相结合的最优结果的体现。,11,改善运输包装,数据积累应用定性分析定量分析,12,包装设计流程,危害,产品,材料,设计,测试,数据,13,试验水平推动包装改进,14,运输包装设计,15,包装设计要考虑的内容,材料用量，尺寸相关因素成本物流环境实用性,16,包装设计六步法,确定流通环境确定产品特性产品改进设计选择缓冲材料包装系统设
3、计包装系统测试,17,运输包装的 物流危害,18,物流中的相关因素,后勤学 综合时间和空间的变化运输仓储搬运,物流过程会随着各种因素不断变化,19,物流变化对包装的影响,20,主要的危险因素,冲击振动温度湿度堆码其他,一般会经历搬运装卸、仓储堆码、运输、再次搬运装卸等过程。在物流过程中同时存在气候环境的影响。在物流过程中还存在人为性危险因素的影响。,21,举 例,生产企业,分销商,消费者,22,物流危害 振动,总是在移动过程中产生根据运输途径来划分公路、铁路、空运、水运独立考察不同的运输途径受车辆结构的影响危害原因=振动,23,振动危害特征1,宽频域范围1-3 Hz 低限100-300 Hz
4、高限低振动强度平均水平 0.04-1.20 Grms特定频率上可达到 1.5 G最高水平不会超过基础水平的4x随机振动谱,24,振动危害特征2,时域上的振动记录曲线,25,振动危害特征3,频域上的振动记录曲线,26,物流危害 仓储,总是受时间的直接影响存货的周转速度存在较大的变数利用直方体的排列效率包装件的堆码减少空气环境的影响极端的温湿度危害原因=载荷+时间+温湿度,27,仓储危害特征1,载荷堆码高度 1m-4.5 m相同的包装件时间天/月温度(inside/outside)一般仓储条件 4-44C相对湿度最大达至 100%,28,仓储危害特征2,数据来源：INDUSTRY SOURCES,
5、29,仓储危害特征3,数据来源：瓦楞纸箱强度研究项目,30,物流危害 搬运,总是在位置变化过程中载荷的大小有直接影响单一包装件 集装载荷搬运方式影响人工搬运，机械辅助，自动搬运有意或意外的跌落，冲击通常在较低或中等强度水平高强度冲击的几率较小，但后果严重危害原因=包装件的跌落,31,搬 运 装 卸 环 节,跌落可能出现在运输过程中任何一个环节上，最严重的跌落冲击一般出现在搬运装卸环节上；机械搬运；跌落的高度；跌落的次数；跌落的部位。,32,搬运危害特征1,33,搬运危害特征2,危害的强度,产生危害的可能,34,关于包装件跌落的结论,一个包装件从很高处跌落的可能性很小；大多数包装件会经历许多低位
6、置的跌落，相应地很难经历一次从高度的跌落；大多数包装件跌落在底面，根据统计底面跌落占整个跌落方式的50%；组合包装件相对于独立包装件来说，他们的跌落次数少，跌落高度低；,35,关于包装件跌落的结论,包装件越重，跌落高度越低；包装件越大，跌落高度越低；在搬运中，提把能相对的降低包装箱与地面的相对高度；包装上的易碎或小心搬运标识能起到一定的保护作用，但影响很小。,36,搬运装卸方式与跌落高度,37,其他物流危害,大气压力温湿度循环物流危害的组和堆码运输负载冲击振动冲击,38,测量危害水平,技术增强的工具随包装件记录物流环境记录温湿度变化记录振动、跌落的所有情况,39,产品特性,脆值,40,产品特性
7、说明,体现产品自身的安全水平产品脆值冲击破损边界曲线振动响应,41,产品脆值,定义产品所能经受的，不会产生不可接受损害的，最大冲击（通常以冲击加速度Gs表示）。同一产品在不同的方向上通常会有不同的脆值。破损边界曲线临界速度变化 vs 临界冲击加速度,42,产品破损边界曲线,43,脆值试验,可控冲击试验机分别测试每个轴向和方向的临界冲击加速度和临界冲击速度变化,X,Y,Z,44,冲击试验机,控制器,样品,冲击台面,冲击程控器,45,冲击机工作原理,产品固定到台面上,台面冲击到程控器上,2种冲击 High G 半正弦波 Low G 矩形波,46,振动脆值,用振动台进行产品测试查找导致产品损坏的频率
8、(响应)扫频试验 1-100Hz or more检查“临界”临界意味着在运输过程中可能的输入会导致产品损坏。,47,包装材料,性能评价及选择,48,选择材料性能,包装设计师掌控缓冲材料“缓冲特性曲线”瓦楞纸箱抗压强度其他所有的包装材料,49,运输包装系统及常用材料,木、胶合板托盘、木箱、胶合板箱瓦楞纸纸箱、托盘、格衬、集 合浅盘硬纸板格衬、纸盒塑料膜袋子、缠绕膜、收缩膜泡沫塑料缓冲材料其他 纸浆模塑，支撑，等,50,典型的缓冲曲线,数据来源：蜂窝纸板缓冲研究项目,51,冲击缓冲曲线的意义,图释缓冲材料的冲击性能说明不同静应力条件下缓冲材料的减震效果每一条曲线表现出不同冲击高度和不同材料厚度条件
9、下的冲击特性,52,面积变化时，重量保持不变重量变化时，面积保持不变,如何确定静应力,53,缓冲特性曲线的“区域”,A区域，冲击加速度较高，缓冲材料太硬，载荷太轻，不易是材料变形B区域，冲击加速度较低，材料在最适宜的形变区域C区域，冲击加速度较高，载荷过高使材料触底,54,A,B,C,55,防护包装设计,振动、冲击,56,包装设计的基础,合理包装,产品+包装=危害,57,缓冲设计,理论上，设计保护产品的缓冲系统要考虑冲击和振动两个方面实际上，产品振动评估很少出现问题因此，根据冲击条件来进行产品缓冲包装设计，用振动来对包装设计进行校核,58,检查、了解产品,测量尺寸重量重心突出部件旋钮、把手等结
10、构薄弱环节确定脆值很少包括振动,59,确定流通环境,产品如何运输预计的冲击高度是多少每个纸箱、托盘的容装量仓储堆码的要求是什么需要几段倒转运输,产品信息综述,产品：尺寸：L15”W10”H5”重量：35 lbs方式：单一运输脆值：45 Gs突出物：一个旋钮（前面）薄弱部位：顶/底中心跌落高度：30 Inches,运输：运输方式：小包裹运送包装数量：一个运输段落：3段堆码层数：3层设计限制：必须使用现有的纸箱尺寸/类型 L:19”W:14”D:9”,61,选择缓冲材料1,依据缓冲曲线低于产品脆值数据比较分析,例如产品脆值 90G选择曲线计算材料用量,62,选择缓冲材料2,没有数据，估算材料厚度例
11、如跌落高度60cm，产品脆值90G。压缩变形量1.33cm通常，材料变形时被压缩至厚度的40%-60%时比较适宜的。如果材料的压缩变形量是50%，应使用2.66cm厚的材料。,H跌落高度G产品脆值,63,选择缓冲材料3,根据跌落高度选择确定抵御冲击的次数确定垂直方向的脆值确定低于脆值水平的曲线选择可接受的材料厚度,必须低于脆值根据最小厚度决定静应力范围选择较高的静应力会节省材料，但是：材料蠕变会造成影响多次冲击的影响较好的经验：优化10%,64,需要多少缓冲材料,用产品重量和静应力来确定所需要的缓冲材料面积检查产品是否满足最小的承载面积避开突出物、薄钢板等边角等部位是常见的支撑点,65,全面保
12、护,需要对产品的六个面均衡的进行保护每个面重复上述过程很多时候不能预知哪一个面会受到冲击或跌落,66,脆值与缓冲曲线,67,选择缓冲材料4,弹性材料成本加工成本存储空间供应商的合作能力生产线的综合分析,订货量易于使用环境友好度区域适用性企业形象,68,创造性地设计,最困难的工作是缓冲设计已知材料的种类、厚度、总量如何将材料分布在六个面上,69,通用的关键点,顶底方式端面方式角垫分散载荷避让突出物注意门、盖等,易于取放泡沫与瓦楞纸结合粘贴锁定模压成型加强筋,70,缓冲衬垫结构设计,常见的结构形式平垫、角垫和棱垫（见图）不规则产品，结构设计时采取适当措施,71,缓冲衬垫结构设计（续）,受压面积的调
13、查（图）,72,缓冲衬垫结构设计（续）,形状不规则物品的缓冲包装（图）Td/(1-E)T缓冲材料厚度；E变形量%；d突出物高度,带突出物的缓冲结构,预留变形量的结构,73,缓冲衬垫结构设计（续）,缓冲结构设计的其它要求使用硬质材料固定，使其全体承受冲击；防止位移，缓冲材料作成长的凸筋；在跨度较大的产品中部设置受压的缓冲块或两端缓冲块向中央延伸；受压面积要根据重心位置按比例进行分配；,74,缓冲衬垫结构设计（续）,缓冲结构设计的其它要求不规则形状的产品可用模制衬垫缓冲，或将产品固定或支承在内包装容器内再用缓冲材料保护；大型产品，对较为脆弱有可拆卸的部件，可另行包装；当运输中产品的各方向受到的载荷
14、不同时，或产品各方向的脆值不同时，各方向可以采用不同程度的缓冲包装。,75,缓冲衬垫结构设计（续）,产品固定法,76,缓冲衬垫结构设计（续）,产品防移法,77,缓冲衬垫结构设计（续）,外侧突筋结构,78,缓冲衬垫结构设计（续）,长形产品缓冲结构,79,缓冲衬垫结构设计（续）,偏心产品重心测定法,80,缓冲衬垫结构设计（续）,有突出部分产品的缓冲设计,原型/校验/应用,制作包装件样品尽量与所设计的包装保持一致通过试验来校核设计试验强度在第一步时已经确定在需要时重复前述步骤前期数据的准确性会缩短修改的次数,82,瓦楞纸箱设计,仓储堆码,83,纸箱的抗压,BCT纸箱抗压强度ECT纸箱边亚强度,Def
15、lection,Force,84,计算纸板边压强度,McKee公式BCT纸箱抗压强度kNECT纸板边压强度kN/mBP纸箱综合尺寸（纸箱内周长），mT纸板厚度，m,85,纸箱尺寸与强度,数据来源：AUSTRALIAN PAPER MANUFACTURERS LIMITED,86,如何开始设计纸箱,计算载重量例如：每个包装重35kg，纸箱的BCT是500kg堆码层数？,14个包装重490kg15个包装重525kg总共堆码15层,87,影响纸箱强度的因素,现在的条件以及先前的经历影响实际性能温度、湿度堆码方式托盘条件其他,88,环境条件的影响,参考条件：23C,rh 50%,数据来源：INDUST
16、RY SOURCES,89,适用系数*,实验室测试在 50%RH条件90%RH=0.4545%是相对 50%RH条件下抗压强度Lab test=500 kg,Actual=500 x.45=225 kg70%RH=0.65依此类推,90,修正设计,重新计算前一个例子500 x.45=225225/35=6.429 high在最底下纸箱上堆6层,14,91,堆码方式的影响,平齐堆码瓦形堆码交错堆码,平齐堆码,瓦形堆码,交错堆码,92,堆码偏差的影响,10mm-18%=10mm-25%,堆码偏差导致强度下降,93,托盘对纸箱的影响1,托盘使用不当 纸箱强度下降,94,托盘对纸箱的影响2,箱角位置
17、A25mm 32%,A,B,托盘板间距 B70mm 100%B125mm 8%B180mm 15%,95,纸箱箱型的影响,96,纸箱开孔的影响,越大，强度越低越近棱角，强度越低越近中心线，强度下降小越近中心点，强度下降小切断瓦楞越少，强度下降小分散开孔强于集中开孔,97,印刷的影响,印刷面积越大，强度下降越大端面影响大于侧面,40%,37%,30%,5%,98,Almost forgot about time.,99,时间的影响,数据来源：瓦楞纸箱强度研究项目,100,综合影响因素,90 days=.5590%RH=.45Both=.45 x.55=.2745需要注意或者很普通1/.2475=4.04500 kg/4=125 kg(or 500 x.2745=125 kg)125/35=3.57 boxes.,101,提高空间利用率,102,包装件尺寸:600 x 450 x 300 mm 20集装箱=336个包装,103,包装件尺寸:620 x 570 x 320 mm20 集装箱=270 个包装,相差66个包装箱,104,运输包装试验,105,邵忱TEL:022 66231627Mobile:13174865141Email:,谢谢！,
