包裝動力學(xué)與緩沖包裝設(shè)計(編輯修改稿)
2025-01-19 15:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。e可以用差分法求得：Δei=(Δε?Δσ)+Δε?σi1=(Δε?Δσ)+Δε(σΔσ)?m緩沖系數(shù) C?m曲線例題：產(chǎn)品質(zhì)量 m=,底面尺寸 60400cm,等效跌落高度H=80cm,產(chǎn)品脆值 Gc=50g,求 T。解： ?m＝ Gcmg/A=,對應(yīng)曲線 4的最小 C＝ ，得 T＝CH/Gc=動態(tài)緩沖系數(shù)更符合實際情況。試驗時，選定跌落高度 H，面積 A不變，改變厚度 T和重錘重量 W，測重錘最大沖擊加速度 Gm，得試驗材料的以 T為參變量的 Gm－ σ st(＝ W/A)曲線族。跌落時，位能轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥阅躓H= A?Td?=AT ?d?=eATC==Gm?st曲線例題：產(chǎn)品質(zhì)量 m=,底面尺寸 2525cm,產(chǎn)品脆值 Gm＝ 65g,求緩沖厚度 T。 解： ?st=mg10/A=,與 Gm=65g交于 A，內(nèi)插得 T＝ 蠕變過大的蠕變使緩沖墊變薄，導(dǎo)致緩沖減少和產(chǎn)品松動。設(shè)計時應(yīng)考慮此厚度減少，一般有 5－ 10％?？馆S向彎曲性緩沖墊厚度與支撐面積之比決定了緩沖墊抗軸向彎曲能力。產(chǎn)品在下一個沖擊到來之前可能回不到原位置，導(dǎo)致緩沖墊受彎曲，特別使用小支撐面積緩沖墊時更嚴(yán)重。一般可使用如下公式來避免：按克斯特拉經(jīng)驗公式 ， 最小支撐面積 ≥(緩沖墊設(shè)計厚度 )2，通常只要設(shè)計的支撐面積超過它，彎曲問題便不大?？棺冃涡跃彌_墊的壓縮強度必須作為整個包裝件的一部分來考慮，從而確定堆碼高度。蠕變％h1020200 600 1000C靜態(tài)動態(tài)?m壓縮速度的影響溫度的影響C68℃25℃－54℃?m預(yù)處理的影響C?m預(yù)處理角跌落、棱跌落的影響Gm平面 角 棱Gm平面 棱 平面角跌落與面跌落 棱跌落與面跌落最省材設(shè)計法? 例題 產(chǎn)品重 W＝ 50Kg，等效跌落高度 H＝50cm，許用 Gm＝ 40g。確定緩沖墊尺寸。? 解：（ 1）按最小緩沖系數(shù)法。 Cmin=,對應(yīng) ?m＝ 10Kpa，則緩沖面積為? A=WG/?m104＝ 5040/(10103)104＝2023cm2? T=CH/Gm=50/40=3cm? 體積 V=AT=20233＝ 6000cm3? (2)按過原點切線法。 C0＝ ，對應(yīng) ?m0＝ ，則緩沖面積為? A=WG/?m104＝ 5040/(103)104＝? T=CH/Gm=50/40=? 體積 V=AT=＝ 5652cm3CC0,?m0?m，Kpa10緩沖材料的放置角墊、粘結(jié)、成型例題 2： 棱形產(chǎn)品尺寸 19515英寸（ 481338cm），毛重.,脆值＝ 40G,臨界諧振頻率＝ 90Hz，產(chǎn)量每季度1000件，運輸公司要求經(jīng)得住 76cm高跌落 10次（ 6面、一角、 3棱）。利用前面的 Gm?st曲線內(nèi)插得 3英寸（ ）厚的曲線最低點為 40G，對應(yīng)的 ?st＝ 。選不同緩沖材料時有不同的結(jié)果。要求的支撐面積＝ 981/＝ 129cm2。最小支撐面積＝ ()2＝ cm2,表明上述支撐面積是足夠的。緩沖墊的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)考慮裝箱和拆箱方便，需留足夠空間，讓手能查入取出緩沖墊與產(chǎn)品。由于產(chǎn)品是對稱的，重心在中央，緩沖墊可放在產(chǎn)品的 4個頂角處，辦法有 4：1）批量不大，采用擠塑板材較經(jīng)濟。兩端各一塊，支撐面積要有 cm2。板材可選 4英寸厚的。最經(jīng)濟的應(yīng)是選 2英寸（ ）板材組合成梯形墊，結(jié)果是 25英寸基框外側(cè)粘 4塊厚 1英寸和長寬 2塊與 2塊 25大梯形塊，使得緩沖厚度為 3英寸。（見圖）2） 8個角，每個支撐面積為 5英寸 2。耗材，包裝時緩沖墊易搞亂。3）克服上述缺點的辦法是將最小尺寸的緩沖墊粘貼在箱板上。4）批量大時，采用模塑緩沖墊，比組合墊節(jié)省材料。泡沫塑料緩沖材料（ Foam Cushioning）性能比較擠塑后二次加工的模塑的發(fā)泡聚乙烯（ EPE） 聚氨酯 發(fā)泡聚乙烯（ EPE） 苯乙烯－丙稀腈（ SAN） 發(fā)泡聚乙烯共聚物（ EPC） 發(fā)泡聚苯乙烯（ EPS） 聚氨酯沖擊吸收性 好 極好 非常好 好 尚好 差 極好沖擊吸收性 尚好 差 尚好 好 尚好 極好 差耐多次沖擊吸收性 極好 好 極好 好 極好 差 好振動阻尼 差 差 好 好 好 尚好原料成本， $/kg 模具成本， $ 5 5 500015000 500015000 500015000 40008000 2023生產(chǎn)復(fù)雜部件的能力 差 差 好 好 好 好 好典型的勞動生產(chǎn)力水平 高 高 低 低 低 低 高模具加工時間，周 2－ 3 2－ 3 8－ 10 8－ 10 8－ 10 4－ 5修改設(shè)計的能力 好 好 差 差 差 差 尚好制品的可重復(fù)性 變化 變化 好 極好 好 極好 好表面層狀態(tài) 尚好 好 極好 好 極好 好單方向性 變化 好 好 好 好 好 好拉伸強度 好 尚好 好 差 極好 差 好韌性 好 尚好 好 尚好 極好 差 好彈性 好 好 好 好 好 差 好對熱敏感性 高 低 高 中等 高 中等 低吸水性 低 高 低 低 低 低 高耐靜壓蠕變性 尚好 差 尚好 好 尚好 極好 差永久變形 中等 高 中等 低 中等 低 高壓縮強度 中等 低 中等 高 中等 /高 高 低動態(tài)變形 低 低 低 中等 低 高 低靜電放電處理 可以 可以 可以 可以 可以 可以 可以密度， mg/cm3 35 24 30 22 19最佳負荷 Kpa， 51厚，從 762高處跌落 單次沖擊， G 45 29 40 30聚苯乙烯泡沫塑料（ EPS－ Expanded Polystyrene）可模塑、輕質(zhì)、半硬的均聚物，成本低，閉孔結(jié)構(gòu)。 1945美國開始用于緩沖包裝。 EPS原料是用不到 8％的碳氫化合物發(fā)泡劑（戊烷）浸泡小粒樹脂，加熱到 85－ 96℃ ，發(fā)泡劑產(chǎn)生內(nèi)壓，膨脹為珠粒，稱為預(yù)發(fā)泡材料。膨脹倍數(shù) 25－ 40，密度 16－26mg/cm3。預(yù)發(fā)泡材料注入模具，鎖模壓力幾噸，通蒸氣加熱和使珠粒膨脹。封閉區(qū)內(nèi)的熱量與壓力使珠粒熔合成為半硬的閉孔泡沫塑料制品。蒸氣透過率和吸水率低，絕緣良好，光滑而微彈性表面不會磨損產(chǎn)品，可模塑成復(fù)雜形狀，壓縮到 75％還有很大回復(fù)能力，靜壓蠕變低，壓縮強度高，可浸泡阻燃劑和抗靜電劑，食品相容好，耐酸、堿和脂肪族化合物，但不耐溶劑與礦物油。新模塑與模具設(shè)計技術(shù)：抽真空、縮短加工周期、正反壓密封、使用輕質(zhì)模具、模塑表面大量排氣等。計算機廠等通過使用彈性體添加劑開發(fā)出耐沖擊和耐環(huán)境應(yīng)力開裂的 ESCR等，代替高彈泡沫塑料和 ABS。扭轉(zhuǎn)、彎曲和伸長能力有限，為輕質(zhì)易碎品設(shè)計狹長筋時受限制，可精密設(shè)計解決。適合低脆值產(chǎn)品。聚乙烯泡沫塑料（ EPE－ Expanded Polyethylene）低密度、半硬、閉孔結(jié)構(gòu)、耐候的均聚物。比 EPS易壓縮，但不如開孔結(jié)構(gòu)的聚氨酯柔軟。密度 29－ 120mg/cm3?？赡Ｋ芎驮诤嫦渲泄袒＼浂鵁o磨損，耐多次沖擊，低 Tr，阻尼大，機械強度高，耐酸堿和溶劑，低吸水率（ 1％），絕熱， 51－ 85℃ 范圍內(nèi)有耐變形的高彈性，斷裂伸長約 50％，拉伸強度： 30mg/cm3時 172KPa； 80mg/cm3時
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