《包裝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》PPT課件.ppt

1,包裝設(shè)計(jì)基礎(chǔ),邵忱,Mobile:Email: ,2,主要內(nèi)容,包裝設(shè)計(jì)概述 包裝成本分析 包裝設(shè)計(jì)基本方法 包裝設(shè)計(jì)驗(yàn)證,3,包裝的基本功能,容裝 交流 裝飾 保護(hù),為什么需要包裝？ 產(chǎn)品是根據(jù)其使用環(huán)境進(jìn)行的設(shè)計(jì)，不需要考慮在物流過(guò)程中遇到的各種危險(xiǎn)因素。,4,包裝設(shè)計(jì) 挑戰(zhàn),物流過(guò)程全面優(yōu)化 產(chǎn)品制造完成到達(dá)最終用戶 達(dá)致最佳的成本利用率（經(jīng)濟(jì)效益） 考慮的內(nèi)容 包裝類型 包裝形式 包裝材料數(shù)量 適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)能力,5,合理包裝,6, ISTA,“盡可能使產(chǎn)品包裝 達(dá)到合理水平”,7,包裝成本,8,包裝綜合成本,綜合成本,包裝材料成本,可接受的成本,9,包裝的實(shí)際成本,包裝材料費(fèi)用 包裝試驗(yàn)費(fèi)用 運(yùn)輸費(fèi)用 產(chǎn)品/包裝損壞費(fèi)用 替換/維修費(fèi)用 環(huán)境友好費(fèi)用,NT￥,10,包裝設(shè)計(jì)方法,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) 容易造成一定的損失 容易造成過(guò)度包裝 采用科學(xué)的方法 系統(tǒng)的方法 合理的選材 優(yōu)化設(shè)計(jì),科學(xué)的包裝設(shè)計(jì)是一種現(xiàn)代理念的體現(xiàn) 科學(xué)的包裝設(shè)計(jì)是先進(jìn)的多邊緣學(xué)科技術(shù)的體現(xiàn)； 科學(xué)的包裝設(shè)計(jì)是理論與實(shí)際相結(jié)合的最優(yōu)結(jié)果的體現(xiàn)。,11,改善運(yùn)輸包裝,數(shù)據(jù) 積累 應(yīng)用 定性分析 定量分析,12,包裝設(shè)計(jì)流程,危害,產(chǎn)品,材料,設(shè)計(jì),測(cè)試,數(shù)據(jù),13,試驗(yàn)水平推動(dòng)包裝改進(jìn),14,運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì),15,包裝設(shè)計(jì)要考慮的內(nèi)容,材料用量，尺寸 相關(guān)因素 成本 物流環(huán)境 實(shí)用性,16,包裝設(shè)計(jì)六步法,確定流通環(huán)境 確定產(chǎn)品特性 產(chǎn)品改進(jìn)設(shè)計(jì) 選擇緩沖材料 包裝系統(tǒng)設(shè)計(jì) 包裝系統(tǒng)測(cè)試,17,運(yùn)輸包裝的 物流危害,18,物流中的相關(guān)因素,后勤學(xué) 綜合時(shí)間和空間的變化 運(yùn)輸 倉(cāng)儲(chǔ) 搬運(yùn),物流過(guò)程會(huì)隨著各種因素不斷變化,19,物流變化對(duì)包裝的影響,20,主要的危險(xiǎn)因素,沖擊 振動(dòng) 溫度 濕度 堆碼 其他,一般會(huì)經(jīng)歷搬運(yùn)裝卸、倉(cāng)儲(chǔ)堆碼、運(yùn)輸、再次搬運(yùn)裝卸等過(guò)程。 在物流過(guò)程中同時(shí)存在氣候環(huán)境的影響。 在物流過(guò)程中還存在人為性危險(xiǎn)因素的影響。,21,舉 例,生產(chǎn)企業(yè),分銷商,消費(fèi)者,22,物流危害 振動(dòng),總是在移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生 根據(jù)運(yùn)輸途徑來(lái)劃分 公路、鐵路、空運(yùn)、水運(yùn) 獨(dú)立考察不同的運(yùn)輸途徑 受車輛結(jié)構(gòu)的影響 危害原因 = 振動(dòng),23,振動(dòng)危害特征 1,寬頻域范圍 1-3 Hz 低限 100-300 Hz 高限 低振動(dòng)強(qiáng)度 平均水平 0.04-1.20 Grms 特定頻率上可達(dá)到 1.5 G 最高水平不會(huì)超過(guò)基礎(chǔ)水平的4x 隨機(jī)振動(dòng)譜,24,振動(dòng)危害特征 2,時(shí)域上的振動(dòng)記錄曲線,25,振動(dòng)危害特征 3,頻域上的振動(dòng)記錄曲線,26,物流危害 倉(cāng)儲(chǔ),總是受時(shí)間的直接影響 存貨的周轉(zhuǎn)速度存在較大的變數(shù) 利用直方體的排列效率 包裝件的堆碼 減少空氣環(huán)境的影響 極端的溫濕度 危害原因 = 載荷+時(shí)間+溫濕度,27,倉(cāng)儲(chǔ)危害特征 1,載荷 堆碼高度 1m - 4.5 m 相同的包裝件 時(shí)間 天/月 溫度 (inside/outside) 一般倉(cāng)儲(chǔ)條件 4 - 44C 相對(duì)濕度 最大達(dá)至 100%,28,倉(cāng)儲(chǔ)危害特征 2,數(shù)據(jù)來(lái)源：INDUSTRY SOURCES,29,倉(cāng)儲(chǔ)危害特征 3,數(shù)據(jù)來(lái)源：瓦楞紙箱強(qiáng)度研究項(xiàng)目,30,物流危害 搬運(yùn),總是在位置變化過(guò)程中 載荷的大小有直接影響 單一包裝件 集裝載荷 搬運(yùn)方式影響 人工搬運(yùn)，機(jī)械輔助，自動(dòng)搬運(yùn) 有意或意外的跌落，沖擊 通常在較低或中等強(qiáng)度水平 高強(qiáng)度沖擊的幾率較小，但后果嚴(yán)重 危害原因 = 包裝件的跌落,31,搬 運(yùn) 裝 卸 環(huán) 節(jié),跌落可能出現(xiàn)在運(yùn)輸過(guò)程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)上，最嚴(yán)重的跌落沖擊一般出現(xiàn)在搬運(yùn)裝卸環(huán)節(jié)上； 機(jī)械搬運(yùn)； 跌落的高度； 跌落的次數(shù)； 跌落的部位。,32,搬運(yùn)危害特征 1,33,搬運(yùn)危害特征 2,危害的強(qiáng)度,產(chǎn)生危害的可能,34,關(guān)于包裝件跌落的結(jié)論,一個(gè)包裝件從很高處跌落的可能性很?。?大多數(shù)包裝件會(huì)經(jīng)歷許多低位置的跌落，相應(yīng)地很難經(jīng)歷一次從高度的跌落； 大多數(shù)包裝件跌落在底面，根據(jù)統(tǒng)計(jì)底面跌落占整個(gè)跌落方式的50%； 組合包裝件相對(duì)于獨(dú)立包裝件來(lái)說(shuō)，他們的跌落次數(shù)少，跌落高度低；,35,關(guān)于包裝件跌落的結(jié)論,包裝件越重，跌落高度越低； 包裝件越大，跌落高度越低； 在搬運(yùn)中，提把能相對(duì)的降低包裝箱與地面的相對(duì)高度； 包裝上的易碎或小心搬運(yùn)標(biāo)識(shí)能起到一定的保護(hù)作用，但影響很小。,36,搬運(yùn)裝卸方式與跌落高度,37,其他物流危害,大氣壓力 溫濕度循環(huán) 物流危害的組和 堆碼運(yùn)輸 負(fù)載沖擊 振動(dòng)沖擊,38,測(cè)量危害水平,技術(shù)增強(qiáng)的工具 隨包裝件記錄物流環(huán)境 記錄溫濕度變化 記錄振動(dòng)、跌落的所有情況,39,產(chǎn)品特性,脆值,40,產(chǎn)品特性說(shuō)明,體現(xiàn)產(chǎn)品自身的安全水平 產(chǎn)品脆值 沖擊 破損邊界曲線 振動(dòng) 響應(yīng),41,產(chǎn)品脆值,定義 產(chǎn)品所能經(jīng)受的，不會(huì)產(chǎn)生不可接受損害的，最大沖擊（通常以沖擊加速度Gs表示）。同一產(chǎn)品在不同的方向上通常會(huì)有不同的脆值。 破損邊界曲線 臨界速度變化 vs 臨界沖擊加速度,42,產(chǎn)品破損邊界曲線,43,脆值試驗(yàn),可控沖擊試驗(yàn)機(jī) 分別測(cè)試每個(gè)軸向和方向的臨界沖擊加速度和臨界沖擊速度變化,X,Y,Z,44,沖擊試驗(yàn)機(jī),控制器,樣品,沖擊臺(tái)面,沖擊程控器,45,沖擊機(jī)工作原理,產(chǎn)品固定到臺(tái)面上,臺(tái)面沖擊到程控器上,2種沖擊 High G 半正弦波 Low G 矩形波,46,振動(dòng)脆值,用振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試 查找導(dǎo)致產(chǎn)品損壞的頻率 (響應(yīng)) 掃頻試驗(yàn) 1-100Hz or more 檢查“臨界” 臨界意味著在運(yùn)輸過(guò)程中可能的輸入會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。,47,包裝材料,性能評(píng)價(jià)及選擇,48,選擇材料性能,包裝設(shè)計(jì)師掌控 緩沖材料 “緩沖特性曲線” 瓦楞紙箱 抗壓強(qiáng)度 其他所有的包裝材料,49,運(yùn)輸包裝系統(tǒng)及常用材料,木、膠合板 托盤、木箱、膠合板箱 瓦楞紙 紙箱、托盤、格襯、集 合淺盤 硬紙板 格襯、紙盒 塑料膜 袋子、纏繞膜、收縮膜 泡沫塑料 緩沖材料 其他 紙漿模塑，支撐，等,50,典型的緩沖曲線,數(shù)據(jù)來(lái)源：蜂窩紙板緩沖研究項(xiàng)目,51,沖擊緩沖曲線的意義,圖釋緩沖材料的沖擊性能 說(shuō)明不同靜應(yīng)力條件下緩沖材料的減震效果 每一條曲線表現(xiàn)出不同沖擊高度和不同材料厚度條件下的沖擊特性,52,面積變化時(shí)，重量保持不變 重量變化時(shí)，面積保持不變,如何確定靜應(yīng)力,53,緩沖特性曲線的“區(qū)域”,A區(qū)域，沖擊加速度較高，緩沖材料太硬，載荷太輕，不易是材料變形 B區(qū)域，沖擊加速度較低，材料在最適宜的形變區(qū)域 C區(qū)域，沖擊加速度較高，載荷過(guò)高使材料觸底,54,A,B,C,55,防護(hù)包裝設(shè)計(jì), 振動(dòng)、沖擊,56,包裝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),合理包裝,產(chǎn)品 + 包裝 = 危害,57,緩沖設(shè)計(jì),理論上，設(shè)計(jì)保護(hù)產(chǎn)品的緩沖系統(tǒng)要考慮沖擊和振動(dòng)兩個(gè)方面 實(shí)際上，產(chǎn)品振動(dòng)評(píng)估很少出現(xiàn)問(wèn)題 因此，根據(jù)沖擊條件來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品緩沖包裝設(shè)計(jì)，用振動(dòng)來(lái)對(duì)包裝設(shè)計(jì)進(jìn)行校核,58,檢查、了解產(chǎn)品,測(cè)量尺寸 重量 重心 突出部件 旋鈕、把手等 結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié) 確定脆值 很少包括振動(dòng),59,確定流通環(huán)境,產(chǎn)品如何運(yùn)輸 預(yù)計(jì)的沖擊高度是多少 每個(gè)紙箱、托盤的容裝量 倉(cāng)儲(chǔ)堆碼的要求是什么 需要幾段倒轉(zhuǎn)運(yùn)輸,產(chǎn)品信息綜述,產(chǎn)品： 尺寸：L15” W10” H5” 重量：35 lbs 方式：?jiǎn)我贿\(yùn)輸 脆值：45 Gs 突出物： 一個(gè)旋鈕（前 面） 薄弱部位：頂/底中心 跌落高度：30 Inches,運(yùn)輸： 運(yùn)輸方式： 小包裹運(yùn)送 包裝數(shù)量： 一個(gè) 運(yùn)輸段落： 3段 堆碼層數(shù)： 3層 設(shè)計(jì)限制： 必須使用現(xiàn)有的紙箱尺寸/類型 L: 19” W: 14” D: 9”,61,選擇緩沖材料 1,依據(jù)緩沖曲線 低于產(chǎn)品脆值 數(shù)據(jù)比較分析,例如 產(chǎn)品脆值 90G 選擇曲線 計(jì)算材料用量,62,選擇緩沖材料 2,沒(méi)有數(shù)據(jù)，估算材料厚度 例如 跌落高度60cm，產(chǎn)品脆值90G。壓縮變形量1.33cm 通常，材料變形時(shí)被壓縮至厚度的40%-60%時(shí)比較適宜的。 如果材料的壓縮變形量是50%，應(yīng)使用2.66cm厚的材料。,H 跌落高度 G 產(chǎn)品脆值,63,選擇緩沖材料 3,根據(jù)跌落高度選擇 確定抵御沖擊的次數(shù) 確定垂直方向的脆值 確定低于脆值水平的曲線 選擇可接受的材料厚度,必須低于脆值 根據(jù)最小厚度決定靜應(yīng)力范圍 選擇較高的靜應(yīng)力會(huì)節(jié)省材料，但是： 材料蠕變會(huì)造成影響 多次沖擊的影響 較好的經(jīng)驗(yàn)：優(yōu)化10%,64,需要多少緩沖材料,用產(chǎn)品重量和靜應(yīng)力來(lái)確定所需要的緩沖材料面積 檢查產(chǎn)品是否滿足最小的承載面積 避開(kāi)突出物、薄鋼板等 邊角等部位是常見(jiàn)的支撐點(diǎn),65,全面保護(hù),需要對(duì)產(chǎn)品的六個(gè)面均衡的進(jìn)行保護(hù) 每個(gè)面重復(fù)上述過(guò)程 很多時(shí)候不能預(yù)知哪一個(gè)面會(huì)受到?jīng)_擊或跌落,66,脆值與緩沖曲線,67,選擇緩沖材料 4,彈性 材料成本 加工成本 存儲(chǔ)空間 供應(yīng)商的合作能力 生產(chǎn)線的綜合分析,訂貨量 易于使用 環(huán)境友好度 區(qū)域適用性 企業(yè)形象,68,創(chuàng)造性地設(shè)計(jì),最困難的工作是緩沖設(shè)計(jì) 已知材料的種類、厚度、總量 如何將材料分布在六個(gè)面上,69,通用的關(guān)鍵點(diǎn),頂?shù)追绞?端面方式 角墊 分散載荷 避讓突出物 注意門、蓋等,易于取放 泡沫與瓦楞紙結(jié)合 粘貼 鎖定 模壓成型 加強(qiáng)筋,70,緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式 平墊、角墊和棱墊 （見(jiàn)圖） 不規(guī)則產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采取適當(dāng)措施,71,緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）,受壓面積的調(diào)查（圖）,72,緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）,形狀不規(guī)則物品的緩沖包裝（圖）Td/(1-E) T緩沖材料厚度；E變形量%；d突出物高度,帶突出物的緩沖結(jié)構(gòu),預(yù)留變形量的結(jié)構(gòu),73,緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）,緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其它要求 使用硬質(zhì)材料固定，使其全體承受沖擊； 防止位移，緩沖材料作成長(zhǎng)的凸筋； 在跨度較大的產(chǎn)品中部設(shè)置受壓的緩沖塊或兩端緩沖塊向中央延伸； 受壓面積要根據(jù)重心位置按比例進(jìn)行分配；,74,緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）,緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其它要求 不規(guī)則形狀的產(chǎn)品可用模制襯墊緩沖，或?qū)a(chǎn)品固定或支承在內(nèi)包裝容器內(nèi)再用緩沖材料保護(hù)； 大型產(chǎn)品，對(duì)較為脆弱有可拆卸的部件，可另行包裝； 當(dāng)運(yùn)輸中產(chǎn)品的各方向受到的載荷不同時(shí)，或產(chǎn)品各方向的脆值不同時(shí)，各方向可以采用不同程度的緩沖包裝。,75,緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）,產(chǎn)品固定法,76,緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）,產(chǎn)品防移法,77,緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）,外側(cè)突筋結(jié)構(gòu),78,緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）,長(zhǎng)形產(chǎn)品緩沖結(jié)構(gòu),79,緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）,偏心產(chǎn)品重心測(cè)定法,80,緩沖襯墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）,有突出部分產(chǎn)品的緩沖設(shè)計(jì),原型/校驗(yàn)/應(yīng)用,制作包裝件樣品 盡量與所設(shè)計(jì)的包裝保持一致 通過(guò)試驗(yàn)來(lái)校核設(shè)計(jì) 試驗(yàn)強(qiáng)度在第一步時(shí)已經(jīng)確定 在需要時(shí)重復(fù)前述步驟 前期數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會(huì)縮短修改的次數(shù),82,瓦楞紙箱設(shè)計(jì), 倉(cāng)儲(chǔ)堆碼,83,紙箱的抗壓,BCT 紙箱抗壓強(qiáng)度 ECT 紙箱邊亞強(qiáng)度,Deflection,Force,84,計(jì)算紙板邊壓強(qiáng)度,McKee公式 BCT 紙箱抗壓強(qiáng)度 kN ECT 紙板邊壓強(qiáng)度 kN/m BP 紙箱綜合尺寸（紙箱內(nèi)周長(zhǎng)），m T 紙板厚度，m,85,紙箱尺寸與強(qiáng)度,數(shù)據(jù)來(lái)源：AUSTRALIAN PAPER MANUFACTURERS LIMITED,86,如何開(kāi)始設(shè)計(jì)紙箱,計(jì)算載重量 例如： 每個(gè)包裝重35kg，紙箱的BCT是500kg 堆碼層數(shù)？,14個(gè)包裝重490kg 15個(gè)包裝重525kg 總共堆碼15層,87,影響紙箱強(qiáng)度的因素,現(xiàn)在的條件以及先前的經(jīng)歷影響實(shí)際性能 溫度、濕度 堆碼方式 托盤條件 其他,88,環(huán)境條件的影響,參考條件：23C, rh 50%,數(shù)據(jù)來(lái)源：INDUSTRY SOURCES,89,適用系數(shù) *,實(shí)驗(yàn)室測(cè)試在 50%RH條件 90% RH = 0.45 45% 是相對(duì) 50%RH條件下抗壓強(qiáng)度 Lab test = 500 kg, Actual = 500 x .45 = 225 kg 70% RH = 0.65 依此類推,90,修正設(shè)計(jì),重新計(jì)算前一個(gè)例子 500 x .45 = 225 225 / 35 = 6.429 high 在最底下紙箱上堆6層,14,91,堆碼方式的影響,平齊堆碼瓦形堆碼交錯(cuò)堆碼,平齊堆碼,瓦形堆碼,交錯(cuò)堆碼,92,堆碼偏差的影響, 10mm -18% = 10mm -25%,堆碼偏差導(dǎo)致強(qiáng)度下降,93,托盤對(duì)紙箱的影響 1,托盤使用不當(dāng) 紙箱強(qiáng)度下降,94,托盤對(duì)紙箱的影響 2,箱角位置 A25mm 32%,A,B,托盤板間距 B70mm 100% B125mm 8% B180mm 15%,95,紙箱箱型的影響,96,紙箱開(kāi)孔的影響,越大，強(qiáng)度越低 越近棱角，強(qiáng)度越低 越近中心線，強(qiáng)度下降小 越近中心點(diǎn)，強(qiáng)度下降小 切斷瓦楞越少，強(qiáng)度下降小 分散開(kāi)孔強(qiáng)于集中開(kāi)孔,97,印刷的影響,印刷面積越大，強(qiáng)度下降越大 端面影響大于側(cè)面,40%,37%,30%,5%,98,Almost forgot about time.,99,時(shí)間的影響,數(shù)據(jù)來(lái)源：瓦楞紙箱強(qiáng)度研究項(xiàng)目,100,綜合影響因素,90 days = .55 90% RH = .45 Both = .45 x .55= .2745 需要注意