王艷 沈正翠

(1.滁州職業(yè)技術學院汽車工程系，安徽 滁州 239000;2.中國揚子集團滁州揚子空調(diào)器有限公司，安徽 滁州 239000)

隨著現(xiàn)代物流技術及供應鏈的發(fā)展，現(xiàn)代包裝設計技術已經(jīng)突破了傳統(tǒng)包裝設計技術的概念，除了保護產(chǎn)品在運輸途中不受損壞外，還與物流及供應鏈成本管理及產(chǎn)品設計緊密聯(lián)系起來。隨著我國及世界各國對環(huán)境保護要求的提高，包裝在向著綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的方向發(fā)展。

產(chǎn)品的包裝設計與產(chǎn)品設計密切相關，包裝設計是產(chǎn)品設計的一部分，產(chǎn)品的包裝是對產(chǎn)品的必要防護，沒有一定的包裝防護，再好的產(chǎn)品經(jīng)過運輸?shù)缴碳液陀脩羰种袝r或多或少會受到損壞，這將影響產(chǎn)品形象和公司的聲譽。本文對主要包裝材料進行性能及成本分析，選擇適合的包裝材料，通過對平臺化產(chǎn)品的分析來設計通用的包裝結構，一方面避免包裝不足而造成產(chǎn)品損壞或包裝過度而導致包裝成本的升高，另一方面，通用化包裝設計在降低包裝成本的同時，提高企業(yè)產(chǎn)品設計及包裝設計能力，并使設計出的包裝方案符合企業(yè)和用戶的要求。

1 內(nèi)部包裝泡沫設計

1.1 材料選擇

所設計的空調(diào)掛機產(chǎn)品主要銷售渠道為3、4級市場，大部分產(chǎn)品的運輸路途較遠，路況較差。這就要求產(chǎn)品的包裝防護既要結實又不要過度包裝。

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:提供對產(chǎn)品的沖擊、振動的緩沖保護，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、抗沖擊防護性能外，同時還要簡便、節(jié)材。

1.2 新平臺產(chǎn)品結構和尺寸分析

根據(jù)產(chǎn)品的尺寸、結構、脆值等相關參數(shù)、包裝要求及物流運輸環(huán)境等信息，設計包裝方案，并據(jù)此制造出首件包裝材料，然后進行包裝測試并根據(jù)測試結果對包裝方案作適當修改及優(yōu)化。必要時再次測試包裝件以確保包裝方案對產(chǎn)品保護的可靠性。

本次所設計的空調(diào)新掛機項目產(chǎn)品共有6款造型(081、082、083、084、085、086)，每款造型各有特色。

(1)結構:6款機型采用通用的底座和中框，利用不同的端板和面板改變造型。其中081、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)腔結構方案;084結構獨特，總體外形尺寸較大，弧線變化較大，包裝結構與其他機型差異較大，需單獨設計包裝;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)腔結構。

(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，只是長度尺寸變化大，因此包裝泡沫可設計相同的寬度尺寸(內(nèi)腔寬度:290 mm，加上兩邊厚度各25～30 mm)設計為345 mm;高度尺寸設計為275 mm。

新平臺6款機型只需要3套泡沫包裝(左、右對稱)，可節(jié)約開模成本，減少物料編號，方便采購倉儲，降低了管理成本。由尺寸進行的UG建模見圖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，其密度范圍見表1。

表1 聚苯乙烯泡沫塑料密度范圍 kg/m3

根據(jù)目前產(chǎn)品實際包裝的泡沫使用情況及6款新掛機的產(chǎn)品實際重量，新平臺包裝泡沫密度選Ⅱ類，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 外部包裝箱設計

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、堆碼、搬運。

(2)膠合板木箱

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

(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有木箱好，對溫濕度變化敏感，對產(chǎn)品的保護性能沒有木箱好，較難循環(huán)使用，但由于其自身較輕，因此包裝所占的運費較低。同時因紙質(zhì)包裝箱可降解性能好，對環(huán)境影響較小，包裝材料成本相對較低。

(4)塑料周轉箱

塑料周轉箱空箱抗壓能力強，耐破性及耐戳破性能好，對溫濕度變化不敏感，對產(chǎn)品的保護性能較好，主要在供應鏈中循環(huán)使用，一次性投資較高。但經(jīng)過多次循環(huán)使用后，分攤的包裝成本低。

通過上述分析可知包裝材料應選擇瓦楞紙箱。

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)過論證和堆碼驗證:產(chǎn)品臥式自然平放狀態(tài)包裝堆碼時受壓面積大，產(chǎn)品重心低，相對平穩(wěn)，相比側式包裝時對包裝箱的損害小;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，方便運輸和倉儲，節(jié)約時間和人工費用，生產(chǎn)效率高，同時大大降低了采購成本，且這種包裝方式同樣起到包裝防護效果。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制定

(1)包裝箱物理性能指標

根據(jù)國標和行業(yè)標準，產(chǎn)品的包裝箱物理性能指標規(guī)定如下:

分體掛機內(nèi)機瓦楞紙箱的各項物理性能指標(型式試驗)需符合表2中所列的指標要求;分體掛機內(nèi)箱雙瓦楞紙板物理性能指標(進貨檢驗)需符合表3中所列的指標要求。

表2 分體掛機內(nèi)機瓦楞紙箱的物理性能指標

表3 分體掛機內(nèi)機內(nèi)箱雙瓦楞紙板物理性能指標

(2)原紙材料選擇

要達到如上指標，瓦楞紙板的原紙配料應科學合理，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)包裝箱抗壓強度

抗壓強度往往是各紙箱用戶對紙箱要求的一項重要指標。在市場經(jīng)濟日益激烈的今天，如何在保持或降低原材料成本的同時保證紙箱的抗壓強度，是各紙箱生產(chǎn)企業(yè)管理過程中的難點與重點。

事實上，瓦楞紙箱的抗壓強度是一個比較復雜的問題，因為構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×寬×高)表示紙箱的規(guī)格，單位用mm。外徑尺寸供產(chǎn)品運輸時計算貨運能力和集裝箱容積大小時參考。

長度(L):是指當包裝紙箱成型后，相鄰面成直角時，箱內(nèi)底面或頂面長邊尺寸。

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

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

應注意瓦楞紙箱成型后頂部對角線之差不得大于5 mm。

(2)尺寸計算

根據(jù)平臺產(chǎn)品及包裝泡沫的結構和尺寸分析，包裝箱的內(nèi)徑尺寸理論設計為產(chǎn)品尺寸加上泡沫厚度尺寸。因此本設計新平臺掛機6款機型包裝箱可設計為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種包裝尺寸只是長度不同(長度相差60 mm)，寬度和高度尺寸完全相同，通用性強，生產(chǎn)效率高。

(3)包裝箱材料面積計算

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

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 結語

通過平臺化產(chǎn)品的結構和尺寸分析，設計出通用的內(nèi)外包裝結構，節(jié)材降耗，綠色環(huán)保。降低了產(chǎn)品的設計成本，提高了生產(chǎn)效率。

［1］劉怡泓.包裝結構設計的可增值價值研究［J］.美術教育研究，2011(6):112.

［2］郭穎.淺談包裝設計中環(huán)保材料的運用［J］.中國商界(上半月)，2012(1):166.

［3］袁浩.UG機械設計實用教程［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2007:89-102.

［4］GB/T 6544—2008，瓦楞紙板［S］.

［5］GB/T 10801.2—2002，絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料［S］.

［6］GB6545—1998，瓦楞紙板耐破強度的測定方法［S］.