四、紙蜂窩包裝制品的應(yīng)用實(shí)例
由于紙蜂窩板的特性，該材料被廣泛用于減輕材質(zhì)重量，減少不可循環(huán)再生材料用量，隔音、隔熱等方面，在包裝方面，則主要體現(xiàn)于取代木質(zhì)材料和發(fā)泡塑料材料兩個(gè)方面。下面列舉幾個(gè)比較普遍的應(yīng)用實(shí)例：
1.蜂窩托盤的設(shè)計(jì)
最初的蜂窩托盤是針對(duì)木托盤而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，旨在減少對(duì)森林資源的耗損。對(duì)于自重較小的產(chǎn)品，直接使用紙蜂窩板制成蜂窩托盤即可，其結(jié)構(gòu)和材料較為簡(jiǎn)單，一般為單層面板加底部支腳，能承受幾十到上百公斤的重量。而對(duì)于自重較大的產(chǎn)品，則需要通過(guò)紙蜂窩板的疊置，以及與其它材料（如瓦楞紙板、層板、塑料零件、紙型鋼類）的相互結(jié)合，進(jìn)行優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)其承載能力。
（1）確定產(chǎn)品流通環(huán)境
產(chǎn)品流通環(huán)境按運(yùn)輸渠道可分為陸地、海運(yùn)、空運(yùn)三種方式；按運(yùn)輸工具可分為火車、汽車、集裝箱、人工搬運(yùn)。
在實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中，上述各流通方式都有交叉的地方，比如一個(gè)產(chǎn)品可能既要經(jīng)過(guò)陸運(yùn)，又要經(jīng)過(guò)空運(yùn)、海運(yùn)，在運(yùn)輸過(guò)程中，可能既使用了火車、汽車，又使用了集裝箱，等等。所以包裝要考慮的流通環(huán)境，是產(chǎn)品從生產(chǎn)廠到用戶家里這個(gè)過(guò)程中一個(gè)普遍的情況。
（2）確定托盤外尺寸
托盤外尺寸必須符合國(guó)標(biāo)GB/T4995-1996聯(lián)運(yùn)通用平托盤的性能要求，并根據(jù)貨物的運(yùn)輸方式，所裝載單個(gè)貨物或單元貨物的底面尺寸，計(jì)算最優(yōu)的托盤外尺寸及盤體尺寸。
對(duì)于單個(gè)產(chǎn)品外尺寸較大的貨物，可直接根據(jù)其底面最大外形尺寸確定托盤的長(zhǎng)、寬方向外尺寸，但對(duì)于部件、零件等需進(jìn)行集合包裝的貨物，則需要根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)輸貨柜（或集裝箱）內(nèi)容量、產(chǎn)品體積等計(jì)算最佳單元集裝量，并由此確定托盤的最大外形尺寸。
而高度方向的尺寸，則根據(jù)運(yùn)輸工具（包括貨柜、運(yùn)輸車柜或集裝箱）內(nèi)高、產(chǎn)品整機(jī)的裝箱量，在一個(gè)較小的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。一般托盤的外高為120～140(mm)（對(duì)于托盤盤體附帶瓦楞紙盒的，外高應(yīng)除去托盤瓦楞紙盒包覆貨物的高度。
（3）確定蜂窩托盤相關(guān)技術(shù)參數(shù)。
蜂窩托盤相關(guān)技術(shù)參數(shù)及計(jì)算方法如下：
承載重量由被包裝產(chǎn)品總重量決定，計(jì)算公式如下：
托盤靜態(tài)承載重量＝k·N·Mmax
托盤動(dòng)態(tài)承載重量=Mmax
其中Mmax為托盤所裝載貨物最大總重量；N為托盤單元堆碼層數(shù)；安全系數(shù)k取2～5（參考包裝紙箱）。
（4）確定托盤設(shè)計(jì)方案
對(duì)于整機(jī)產(chǎn)品，托盤的設(shè)計(jì)方案是附屬于產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的，其承載重量、外形尺寸、組成部分等要素直接包含在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案中，不需另做方案。
對(duì)于零部件等集裝單元用托盤，則可單獨(dú)擬訂設(shè)計(jì)方案，或與整體包裝一起制訂。
（5）蜂窩托盤的主要結(jié)構(gòu)方式及適用環(huán)境
托盤主要由兩大部分組成：適合叉車、液壓車、滑車搬運(yùn)轉(zhuǎn)移的支撐腳；托載貨物的盤體。
（6）托盤盤體
托盤盤體用于容裝貨物，并為人工搬運(yùn)或機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)提供足夠的抗彎曲撓度。在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中盤體受到叉車臂向上的力值，進(jìn)叉方向（即受力方式）和部位不同，決定了盤體所需撓度的方向性不同。對(duì)于需四面進(jìn)叉的托盤，其撓度應(yīng)為各向同性；對(duì)于對(duì)稱兩面進(jìn)叉且貨物重量不超過(guò)600Kg的托盤，則允許采取撓度趨向于各向異性的盤體，但縱、橫向彎曲強(qiáng)度相差不應(yīng)超過(guò)40%。
蜂窩托盤的盤體主要采用蜂窩紙板構(gòu)成，附加瓦楞紙板、層板、紙型鋼等起到保護(hù)蜂窩紙板、增加強(qiáng)度之用。
另外，當(dāng)盤體受力不均勻時(shí)，或者當(dāng)寬長(zhǎng)比大于0.7時(shí)，還可采用其它材質(zhì)加固的設(shè)計(jì)方案。
蜂窩托盤盤體主要有圖3中所示A、B、C、D三種結(jié)構(gòu)方式，它們分別適用于的載重環(huán)境如右表所示。
（7）支撐腳的設(shè)計(jì)
支撐腳是托盤的承力部分，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和堅(jiān)實(shí)程度直接決定了貨物靜態(tài)放置時(shí)的可靠性，因此支撐腳的設(shè)計(jì)必須滿足幾點(diǎn)要求：
①符合貨物靜態(tài)堆載可能發(fā)生的最高限值；
②支撐腳著力部位應(yīng)該在貨物的重心分布區(qū)域內(nèi)；
③在貨物允許的流通期限（即貨物從產(chǎn)地到用戶這一期限）內(nèi)，支撐腳的變形量應(yīng)小于10mm；
④支撐腳間距應(yīng)符合機(jī)械搬運(yùn)設(shè)備的特點(diǎn)；
⑤支撐腳承力面積和數(shù)量根據(jù)所承載貨物總重量確定。
注：對(duì)于蜂窩托盤，支撐腳的承力面積、數(shù)量和分布均一性很大程度上決定了托盤的靜態(tài)極限承重值。
（8）托盤一些附加特性的實(shí)現(xiàn)
①集合包裝
當(dāng)所托載的貨物為兩件以上時(shí)，即稱為集合包裝，一個(gè)托盤所裝載貨物即為一個(gè)集合單元。集合包裝不僅要考慮托盤的承載重量，還應(yīng)考慮貨物的堆碼序列、整個(gè)集合單元的穩(wěn)定性。
集合單元的穩(wěn)定性可通過(guò)三種方式實(shí)現(xiàn)：其一，使用拉伸膜纏繞或熱縮膜裹覆，使一個(gè)托盤的貨物成為一體；其二，使用紙角鋼、紙鋼板，并在頂面加頂箱為蓋，構(gòu)成牢固的框架結(jié)構(gòu)，使貨物固定在內(nèi)；其三，直接用打包帶打包裹緊。
②托盤的防潮性
可采用三種方式實(shí)現(xiàn)托盤的防潮性能：其一，在托盤外表面涂覆一層防潮劑；其二，將托盤表面紙張覆一層HDPE膜；其三，提高對(duì)托盤原材料的施膠度。
③托盤的環(huán)保性
瓦楞紙托盤、蜂窩托盤的使用，其目的在于以紙代木，減少原木資源的耗費(fèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)出口產(chǎn)品的環(huán)保要求，滿足歐美等國(guó)家對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品提出的種種要求。
因此，在進(jìn)行托盤設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意選材，在保證強(qiáng)度、所需實(shí)現(xiàn)功能和適當(dāng)?shù)某杀厩疤嵯?，盡可能使用全紙質(zhì)材料。$分頁(yè)符$
2.紙蜂窩容器的設(shè)計(jì)
（1）紙蜂窩容器的特點(diǎn)
容器的主要材料為蜂窩紙板，輔以恰當(dāng)?shù)募堎|(zhì)型鋼、瓦楞紙板和其它配件組構(gòu)成箱。
蜂窩紙板為平板狀結(jié)構(gòu)，具有較高的平壓強(qiáng)度，這在設(shè)計(jì)容器時(shí)既有有利的一面，也有不利的一面。在水平方向上抗壓強(qiáng)度較高，但抗垂直壓強(qiáng)的能力卻不足。另一方面，蜂窩紙板本身的戳穿強(qiáng)度較低，在設(shè)計(jì)容器時(shí)也應(yīng)注意予以彌補(bǔ)。
（2）明確容器物理特性
在設(shè)計(jì)容器時(shí)首先應(yīng)明確容器的用途、使用環(huán)境、承載重量、內(nèi)裝物特點(diǎn)，確定容器基本物理特性，包括底層承重、是否堆碼、內(nèi)裝物凈重、流通環(huán)境等。
（3）紙蜂窩容器結(jié)構(gòu)
作為容器，根據(jù)不同的用途、產(chǎn)品特點(diǎn)、使用頻次、流通環(huán)境等等，紙蜂窩容器可以有不同的幾何結(jié)構(gòu)，也可與不同的配件配合達(dá)到不同的目的。因此筆者不想在此贅述其具體結(jié)構(gòu)，但應(yīng)提出的是，容器的結(jié)構(gòu)形式是與產(chǎn)品用途、流通環(huán)境及各種特殊要求密不可分的，設(shè)計(jì)師們應(yīng)銳意創(chuàng)新，借鑒其它材料容器實(shí)例，充分發(fā)揮紙質(zhì)型材的優(yōu)點(diǎn)，趨利避害。
（4）連接方式
用紙蜂窩板生產(chǎn)容器，最大的問(wèn)題是棱邊的連接。在選擇連接方式和粘接材料時(shí)，必須保證粘接強(qiáng)度足以對(duì)抗容器在使用過(guò)程中各個(gè)方向的張力。
紙蜂窩板間面與面接觸時(shí)亦可僅靠粘合劑實(shí)現(xiàn)連接，但當(dāng)面與棱邊、棱邊與棱邊連接時(shí)，則需采用其它的加固件、連接件進(jìn)行連接。常用的方法是：先在蜂窩紙板上填預(yù)埋件，再用紙槽鋼與蜂窩紙板楞邊粘接固定，待干燥定形后即可使用木螺釘、板式家具用塑料連接件等進(jìn)行連接固定。
在這一方面將會(huì)較多應(yīng)用到板式家具的加工固定方式。
（5）紙型材容器弱點(diǎn)的彌補(bǔ)
①楞邊加強(qiáng)
鑒于蜂窩紙板邊角強(qiáng)度差，垂直抗壓能力弱，在設(shè)計(jì)容器時(shí)應(yīng)注意對(duì)容器楞邊的保護(hù)和加強(qiáng)。一般采取的方式是用紙槽鋼包邊、加紙角鋼、用瓦楞紙板包邊、加紙鋼板加強(qiáng)等方式。
②增加抗戳穿強(qiáng)度
蜂窩紙板的表面只有一層牛皮卡紙，當(dāng)最高克度的紙張也不能滿足容器的抗戳穿強(qiáng)度時(shí)，就應(yīng)考慮增加其它材料予以彌補(bǔ)了。
③防潮性能的實(shí)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn)此目的有兩種方式：其一，覆膜；其二，涂刷防潮劑。
3．緩沖包裝的設(shè)計(jì)
在進(jìn)行該類緩沖襯墊設(shè)計(jì)時(shí)，其設(shè)計(jì)思路與EPS緩沖襯墊相似：首先，確定其各方向的緩沖厚度，在保證緩沖性能的前提下保證裝箱量達(dá)到最大。其次，根據(jù)所確定的緩沖厚度、緩沖面積，草擬紙型材緩沖襯墊的大致結(jié)構(gòu)，初步確定主要緩沖面積上的蜂窩紙板結(jié)構(gòu)特性（厚度、蜂窩格大小及配紙方式）；最后，根據(jù)材料特性來(lái)設(shè)計(jì)襯墊結(jié)構(gòu)方式，并針對(duì)薄弱點(diǎn)增加附件，進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)。
在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意各種紙質(zhì)材料本身特性的充分發(fā)揮，必要時(shí)可根據(jù)情況與其它材料配合使用，從而實(shí)現(xiàn)揚(yáng)長(zhǎng)避短，節(jié)約成本的效果。蜂窩紙板作為緩沖襯墊，設(shè)計(jì)中的最大難點(diǎn)在于其異形加工難，邊壓強(qiáng)度低，整體性差等。零件越復(fù)雜，加工成本越高；接觸面積越小，越容易壓潰；一旦壓潰，其二次保護(hù)性能差……這些都需要通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)彌補(bǔ)。另外，設(shè)計(jì)時(shí)還必須考慮零件的裝配工藝、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)堆碼方面的因素，使工藝實(shí)施盡可能簡(jiǎn)單，襯墊不易受損傷。
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著人類對(duì)可持續(xù)發(fā)展的日益重視，紙蜂窩緩沖包裝制品的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但它并非是一種萬(wàn)能的材料，在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“揚(yáng)長(zhǎng)避短”的原則，綜合利用各種材料的優(yōu)良之處，或許能夠設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出更為理想的緩沖包裝制品。
任何一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，都不是達(dá)到完美狀態(tài)，總會(huì)有改進(jìn)的空間；任何一種既定的產(chǎn)品包裝方案都不是唯一有效的，希望與同行業(yè)者進(jìn)行更多地交流，共同進(jìn)步。
來(lái)源：深圳市麥迪廣告攝影設(shè)計(jì)有限公司
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