-
天津职业大学印刷工程系
2006
级包装技术与
设计专业毕业论文
目
录
摘要
.........................
..................................................
..................................................
..... 1
Abstract
.
.................................................
..................................................
......................... 2
前言
.........................
..................................................
..................................................
..... 3
一、
EPE
物理性能
......................................
..................................................
.................. 3
二、
EPE
p>
的相关标准
........................
..................................................
............................ 4
三、
EPE
的深加工
...............
..................................................
......................................... 4
四、
EPE
的设计
...
..................................................
..................................................
....... 4
1
、
EPE
p>
珍珠棉包装的初步设计
...................
..................................................
........ 5
2
、
EPE<
/p>
等效跌落高度
......................
..................................................
..................... 5
3
、
p>
EPE
包装的产品脆值确定
......
..................................................
......................... 5
4
、最具实用价值的
EPE
动态缓冲力学特性曲线的运用
.................................... 5
p>
5
、
EPE
包装的
校核
....................................
..................................................
........... 5
五、
EPE
结构的优化设计
.............................
..................................................
............... 5
1
、厚度选定
..........
..................................................
.................................................
5
2
、
EPE
结构设计
.................................
..................................................
.................. 6
2
.
1
刚度
.........................
..................................................
............................... 6
2
.
2
轧模
.....
..................................................
..................................................
.. 6
2
.
3
量产
..................................
..................................................
....................... 6
2
.
4
撕裂
.............
..................................................
............................................ 6
六、工艺的优化设计
..................
..................................................
.................................. 7
七、相对客户的优化
..................
..................................................
.................................. 7
八、具体实例优化设计
.................
..................................................
............................... 7
1
、摩托
FC0276
产品的制作过程及相关图片
.
...............
....................................... 7
2
、车间部分废料的利用
.....
..................................................
................................ 11
九、结语
.......................
..................................................
............................................... 12
参考文献
.......................
..................................................
............................................... 13
I
天津
职业大学印刷工程系
2006
级包装技术与设计专业毕业论文<
/p>
摘要
本文介
绍了
EPE
的相关物理性能、相关标准和
EPE
的深加工以及
EPE
设计过<
/p>
程中所需注意的跌落高度、脆值、缓冲力学特性等,
EPE
的结构优化设计过程中应
注意厚度选定,刚度,轧模等一系列问题的优
化,并论述了优化设计对生产成本
等的重要性,对目前用
EPE
做缓冲包装的公司有着重要的经济意义。目前国外已
经基本限制
了
EPs
的生产,而国内环保的呼声也在逐渐的升高,因此
p>
EPE
在将来
一段时间内的市场占有量是相
当可观的。做好
EPE
的优化设计也就等于降低了产
品的成本,将会极大地提高自身产品在市场中的竞争力,这对利用
EPE<
/p>
作缓冲包
装设计的公司经济效益的好坏有着极为重要的作用。
p>
EPE(Expanded Polyethylene
发泡聚乙烯
)
不但具有回弹性好、密度低、耐候性好、耐腐蚀、阻水和易回
收等优
点,而且缓冲理论较为成熟,因此它将在今后一段时期内的出口产品缓冲包装领<
/p>
域仍会占有很大市场比率。所以,如何对
EPE
< br>做优化设计,即降低生产成本,成
了众
EPE
商家关注的问题。
EPE
的环保特性,在世界已经
得到公认。
EPE
在生产过
程中没有其
它化学成份产生,废弃的
EPE
可回收造料再利用,对环境无污
染,符
合环保标准。而
EPS
发泡胶破
坏生态环境的现状日益显现出
EPE
在环保方面的优
势。
关键词:
EPE
;优化设计;缓冲包装;
1
天津职业大学印刷工程系
2006
级包装技术与设计专业毕业论文
Abstract
This
paper
introduces
the
relevance
of
the
physical
properties
of
EPE,
EPE-related standards
and processing, as well as the design process EPE
required
a
high
degree
of
attention
to
the
fall,
crisp
values
of
mechanical
properties, such
as buffer, EPE structural optimization of the
design
process
should
be
selected
thickness,
stiffness,
rolling
mode,
such
as
the
optimization
of
a
range
of
issues,
and
discusses
the
optimal
design
of
the
production
costs,
such
as
the
importance
of
the
current
buffer
EPE
packaging
companies do have
an
important
economic
significance. At
present, foreign
countries have basically limited the
production of EPs, and the voices of
domestic environmental protection has
also increased gradually, so EPE
period
of time in the future market share is a good job
of optimizing the design of EPE is
equivalent to reducing the cost of the
product
will
greatly
improve
their
own
products
in
the
market
competitiveness,
which is a buffer for the use of EPE packaging
design
company
with
an
extremely
cost-effective
quality
of
an
important
role.
EPE
(Expanded Polyethylene Foam
Polyethylene) not only has good elasticity,
low
density
and
good
weather
resistance,
corrosion
resistance,
water
blocking the advantages of easy
recovery, but also more mature theory of
the
buffer,
so
it
will
over
a
period
of
time
in
the
future
exports
packaging
area
of
the
buffer
will
still
account
for
a
large
market
share.
Therefore,
how
to
optimize
the
design
of
EPE
to
do,
that
is,
lower
production
costs,EPE
public business has become a concern.
EPE environmental characteristics,
have
been recognized in the world. EPE in the
production process does not
produce
other
chemical
composition,
EPE
waste
re-use
of
recyclable
building
materials, non-polluting to the
environment, comply with environmental
standards. EPS foam and the
environmental conditions become more and more
of the status quo of EPE advantages in
environmental protection.
Key words
:
EPE
;
Optimize design; Cushion
Packaging
2
天津职业大
学印刷工程系
2006
级包装技术与设计专业毕业论文
EPE
缓冲包装的优化设计
前言
随着环保要求的逐渐提高
,
无法自然分解,体积大且不易回收的缓冲材料
EPS(Expanded
Polystyrene
发泡聚
苯乙烯
)
作为缓冲材料的市场将越来越小;瓦楞
纸板虽有环保、易裁切、成本低、使用范围宽等优点,但由于其表面较硬,对某
些产品表面会有磨损,难形成三维曲面,湿度影响较大,过载复原性较差,有关
瓦楞纸板
的缓冲理论尚未建立等原因,因此短期内还不能完全替代
EPs
;而
EPE(Expanded
Polyethylene<
/p>
发泡聚乙烯
)
不但具有回弹性好、密度低
、耐候性好、
耐腐蚀、阻水和易回收等优点,而且缓冲理论较为成熟,因此它将在今后一
段时
期内的出口产品缓冲包装领域仍会占有很大市场比率。所以,如何对
EPE
做优化
设计,即降低生产成本,成了众
EPE
商家关注的问题。
一、
EPE
物理性能
EPE
(
Expand aple
poly ephylene
)即可发性聚乙烯,又称珍珠棉,它采用
< br>丁烷发泡成形并加入两种辅料,工业或医用级超细滑石料和食品级的抗缩剂
-
p>
单甘
油脂,整个生产过程为物理变化,所以
EPE
是无毒的。所有的辅料在聚乙烯中形
成独立的气泡和细密
的气泡结构,使得
EPE
具有较高的弹性,且富有韧性而不脆,
是目前世界上比较先进的保护性内装材料。
< br>EPE
表面柔和,外观洁白、悦目,由于是完全独立气泡体,因此具有质轻、隔<
/p>
热、防水、防潮、防震、隔音、耐腐蚀性;抗老化能力强,具有很好的加工性,
加入静电剂的粉红色
EPE
原料,还具有显著的防
静电功能;与
PO
薄膜、铝膜、编
织品
等材料贴合,还可以增加其撕裂强度和防紫外线功能。
因<
/p>
EPE
具有很好的加工性能,只要工艺合理,包装制品生产便于大
规模作业;
因其质轻使得包装产品运输费用大大降低;因其具有防震回弹性,使得产品包
装
有很好的抗冲击性,特别是多次冲击缓冲效果几乎保持不变。所以,
< br>EPE
在产品包
装方面得到广泛的运用,如电脑、电器、
高档傢俬、皮具、手袋及鞋业等。特别
是高档工艺品包装,
EP
E
与其它高档装饰布、绒布结合,具有高贵、豪华的气派,
又不
失其良好的抗冲击震动保护效果,也是今后包装高档化发展的趋向。
EPE
珍珠棉还被大量用于手袋箱包的弹性衬里,工业生产的
隔音、隔热材料、
农用保温材料、水产养殖的漂浮设备、体育用品的防护垫,水上作业救
生器材,
家庭、宾馆的地板装修、衬垫等等。其管材大量用于空调、童车、儿童玩具、家
私等行业。
EPE
和各种织物的粘合制品是各种车辆和居室的良好内装修材料。
EPE
和铝
箔或镀铝薄膜的复合制品具有优异的反红外线紫外
线能力,是一些化工设备冷藏
库和野营器材汽车遮阳的代用品。
EPE
(
electronic
product
engineering
)电子产品工程是一项在电子行业中,
负责新产品的新型职业
.
EPE
的环保特性,在世界已经得到公认。
EPE
在生产过程中没有其它化学成份
产生,废弃的
EPE
可回收造料再利用,对环境无污染,符合环保标准。而<
/p>
EPS
发
泡胶破坏生态环境的现状日益显
现出
EPE
在环保方面的优势。
3
天津职业大学印刷工程系
2006
级包装技术与设计专业毕业论文
<
/p>
二、
EPE
的相关标准
< br>
密度
G/cm3 0.03
泡孔结构
-
非交联封密
抗拉强度
KG/CM2 3.40
撕裂强度
KG/CM2 2.60
延伸度
%
125
吸水率
MG/CM2 0.01
< br>收缩率(
70-C
)
%
0.75
导热率
KCAL/M.H.C 0.02
使用温度
-C -60
到
+80
柔软性
-
好
剪切强度
KG/CM 1.8-3
表面电阻
欧姆
普通:无
抗静电:
10
的
9-11
次方
三、
E
PE
的深加工
EPE
珍珠棉加工成各类结构的缓冲包装制品,
需要相应的加工设备,
其特点表
现在自动化、智能化程度还不够,手工操作量大。杭州路遥包装材料有
限公司是
一家生产
EPE
珍珠棉深加工
设备的专业厂,经过几年不懈的努力,根据客户反馈
的信息,应客户之所需,其生产的设
备在自动化、智能化程度上已有很大的提高,
并且能在珍珠棉深加工过程中,给客户提供
相应的技术咨询。在
EPE
珍珠棉深加
工过程中,常用的设备及模具如下:
1
、分切设备:把
EPE
珍珠棉板料或卷料进行分切,为后续工
序作准备。
2
、冲压设备:许多<
/p>
EPE
零件需要加工成各种特异的形状,按要求设计好的刀
模在该设备上经冲压加工后完全能得到所需的
EPE
< br>零件。
3
、冲压模具:制造
成本低廉的冲压刀模,克以方便地设计制造出各种特异的
形状和尺寸。
< br>
4
、贴合设备:把加工好的
EPE
零件按图纸要求进行装配贴合,形成完整的包
装制品。其
贴合设备如下:
a.
热溶胶涂胶机
:滚筒长度
16
〞(
400mm
)
、
24
〞(
600mm
)
b.
变频涂胶机:滚筒长度
24
〞(<
/p>
600mm
)
、
32
〞
(800mm)
等
c.
热溶胶自动涂胶机:
滚筒长度
16
〞
(
400mm
)
24
〞
(
600mm
)
和
p>
32
〞
(800mm)
d.
热溶胶省胶涂胶机:
滚筒长度<
/p>
16
〞
(
400
mm
)
24
〞
(
600mm
)
和
32
〞
(800mm)
5
、补胶设备:对检验出的
EPE
产成品贴合缺
陷进行修补的设备,可根据生产实际状况配
置。
6
、风粘装置:一种运用热风贴合的
装置,缺点是使用时易出故障,设备维修工作量大,
且产品贴合效果差,报废率高。
p>
四、
EPE
的设
计
EPE
珍珠棉材料与其它材料一样
都具有阻尼,
因而也具有隔振防震的作用,
因
< br>此,
EPE
珍珠棉包装设计基本原则仍是先按缓冲要求进
行设计,
然后校核其防震能
力。
4
天津职业大学印刷工程系
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级包装技术与设计专业毕业论文
<
/p>
1
、
EPE
珍珠
棉包装的初步设计
EPE
包装设计的
基本要求是在保护产品免遭破损的前提下,
选择适当的
EPE<
/p>
材
料,确定出合理的结构形式和尺寸。初步设计时的基本参数除重
量外,还应包括
⑴代表流通环境条件的等效跌落高度;⑵代表产品特性的脆值;⑶代表产
品性能
的缓冲特性曲线。
2
、
EPE
等效跌落高度
等效跌落高度仪表包装物在流通过程中跌落冲击能量的大小,主要是在装卸
过程中由人、机械作业造成,其能量大小要根据产品重量、体积、大小、人员高
< br>度、搬运难易程度、方式等因素确定。在实际使用
EPE
包装过程中,因国内总体
流通环境条件的闭差异和技术手段的落后,大多时候使用的等效
跌落高度在
800MM-1000MM
范围内确定。若采用集合
包装运输(托盘或集装箱)
,等效跌落高度
取值要小得多。
p>
3
、
EPE<
/p>
包装的产品脆值确定
通过脆值试验,根
据价值大小、强度偏差、重要程度,考虑产品在运输中破
损的风险度,最后确定出产品的
许用脆值,这是确定产品脆值的主要方法。另外,
还可以通过脆值量值标准法和理论估算
法确定产品脆值。
4
、最具实用价值
的
EPE
动态缓冲力学特性曲线的运用
EPE
珍珠棉材料的最大加速度
-
p>
静应力曲线(
G-6S
)曲线是较准确、真
实地反
映运输包装实际的设计方法曲线,也是最常用的方法。实际使用中,可以采用全<
/p>
面缓冲法或局部缓冲法。
常用的局部
缓冲法设计,首先根据等效跌落高度确定对应的力学曲线,然后
在曲线上找出对应的许用
脆值,并作一条水平直线交与曲线并有多个交点。为节
省材料,一般取与之相交的厚度较
小的珍珠棉进行设计,在即定厚度下脆值与该
厚度
EPE
珍珠棉曲线两个交点间小于许用脆值的点都可以选来作设计使用,且最
右点是用料最省的。
5
、
EPE
包装的校核
按
基本设计做出的设计,在实际上还必须对其进行多方面的性能校核,作某
些补充调整:⑴
强度的校核,使作用在产品上的力要低与产品的许用强度;⑵挠
度校核,
EPE
包装尺寸面积与厚度之比应符合克斯特那经验公式,
即最小面积要大
于厚度
1.33
倍
的
2
次方。
综上所述,
EPE
包装设计在充分保护包装物的前提下,
仍然要考虑用最省的材
料和方式,最大限度地发挥
EPE
的力学特性。
五、
EPE
结构的优化设计
1
、厚度选定
由于
EPE
无法进行模塑,且厚度是规格固定的片材,因此其
结构的优化设计
变得较为复杂。
EP
E
是由固定厚度的片材粘贴而成的,
因此其面向的缓;
中性能与其横向的缓
5
天津职业大学印刷工程系
2006
级包装技术与设计专业毕
业论文
冲性能是有一定差异的。因此在用
EPE
设计缓冲衬垫前,须先用材料试验机测定
其性能后,
方可进行量化的设计及相应的优化设计。
缓冲垫厚度的依据公式:
t=
CH / G
(
5-1
)
式中:
t
为缓冲垫厚度,
c
为
EPE
的静态缓冲系数
,
H
和
G
分别
为产品的跌落
高度和产品的脆值。
目
前实用而比较实际的缓冲垫厚度设计方法,主要是根据
EPE
生
产厂家提供
的所选
EPE
的动态缓冲性
能曲线,经过优化设计后,绘制缓冲垫结构图,打样,
按有关标准或企业包装规范进行跌
落等试验,特别是要检验缓;中系统的冲击脉
冲的最大加速度、速度变化、脉冲宽度,冲
击响应谱的峰值及其对应频率等关键
性参数等。
假如由上述设计过程得出的
EPE
缓冲垫厚度
t=3
.
8cm
,则
在设计中可将该厚
度设定为
4cm
,而
不是
3
.
8cm
。其原因主要如下:
(1)
诸如<
/p>
3
.
8cm
等厚
度属于特殊厚度,须向供应商专门订货;
(2)
特殊厚度的
EPE
材料应用范围小,一般只能用于专
项设计的缓;中垫。因
此,无论进货多或进货少都会引起相应的后遗症。进货多,导致仓
库占用量加大,
导致无法周转;进货量少,会使每个订单都须订购特殊厚度
EPE
,会使生产周期加
大,增加成本,甚至贻误交
期等;虽然将
EPE
厚度设定为
4cm
会增加成本,但相
对进购特殊厚度
EP
E
来讲,却无疑是最好的办法。
2<
/p>
、
EPE
结构设计
2
.
1
刚度
(1)
在结构设计过程中,难免会遇到这样的情况,即根据理论推导出的
EPE
缓冲垫某处的厚度
(t=o
或者
)
是一个很小的数值,
那么如果按照该值则无法进行计
p>
算或者会引起:
(1)
< br>缓冲垫整体结构刚度不够,易弯曲变形;
(2)
无法堆码,因此也无法存放和运输。
因此,
在遇到此类情况时,则应根据相应结构的特点来确定该处
EPE
的厚度,
或者用其他方法来解决,如粘~层瓦楞纸板等等。
<
/p>
2
.
2
轧模
p>
轧模问题,即在结构设计过程中要考虑到所设计样品轧模时的排版
问题。也
就是说,在
EPE
的设计过程
中,为了尽量减少废料以节省包装成本,就必须考虑
到自己公司所购
EPE
的幅宽以及轧模机的尺寸规格。
< br>2
.
3
量产
由于
EPE
不能够模塑,因此在
EPE
的结构设计过程中,必须考虑到所设计产
品能否量产的问题。
如在包装过程中出现半圆球结构
,多次曲线结构等等。简单来讲,假设设计
人员所在公司无加热丝
(EPE
斜切设备
)
的话,
即便—个长度较大的、
横截面为梯形
的六面体也
是无法量产的。
2
.
4
撕裂
在角跌落和楞跌落时
,常常会出现
EPE
缓冲垫局部撕裂现象。除了要注意选
用撕裂强度较高的
EPE
板材外,缓冲垫尖角
部位应尽量设计带圆角,模切时要杜
绝微裂纹的产生。
6
天津职业大学印刷工程系
2006
级包装技术与设计专业毕业论文
六、工艺的优化设计
由于
EPE
是片材,因此如果要想使其成为立体的缓冲包装垫,就必须将片材<
/p>
粘合在一起。因此工艺的优化设计主要就是粘合问题。目前粘合的方法有
< br>3
种:
嵌合、电烫板粘合和热熔胶粘合。通过以下例子可
以看出不同方法的优劣。
假设
1
p>
立方米的
EPE
价格为
800
元,
1
千克热熔胶的价格为
20
元,粘合一平
方米
EPE
所用的热熔胶为
0
.<
/p>
3kg
,而电烫板所融
EPE
厚度为
0
.
005m
p>
,那么,用
热熔胶粘合
EPE
的费用为
6
元/
m2
,而用电烫板粘合的费用则为
4
元/
m2
。
另外,由于粘
合的难易性及粘合的次数会影响到粘合的速度,也就是说
2
者<
/p>
会影响到包装的成本。
据此可得几种方
法的优劣对比:热熔胶粘合,成本较高,精度控制较好;电
烫板粘合,成本较低,精度控
制较差;嵌合设计较难,不是任何缓冲结构都能实
现。具体用哪种方法
< br>(
粘合
)
要根据实际情况来定,
但根据上述例子可知,无论用
哪种方法
(
粘合
)
,在
EPE
< br>的设计过程中都必须考虑一个问题,即粘合面积的大小
以及粘合的易操作性,或嵌
合结构的可用性。
七、相对客户的优化
在设计过程中,
经常会出现这样的问题:一个设计的某个地方在理论上属于
废料区,那么该部分的删减就
要根据不同的客户来确定了。如果客户对缓冲包装
性能要求较高,喜欢保守的设计,则可
以将该废料区删除,增大缓冲面积,提高
缓冲性能;如果客户对缓;中包装性能要求不高
,对报价比较苛刻,则可按原设
计进行。
八、具体实例优化设计
公司
EPE
产品主要规格为:幅宽
1000mm
p>
—
3000mm
。片材厚度
0.5mm
—
1mm
,板
p>
厚度
3
—
100m
m
。公司拥有丰富的生产经验和雄厚的技术力量,可生产各类
E
PE
片
材、管材、木材、发泡板材及发泡网。致力于向广大用户
提供质量优良的产品,
并根据用户的要求设计和定做各类
EPE
包装材料。
1
、摩托
FC0276
产品的制作过程及相关图片
下面介绍一种公司经常做得一种摩托的产品
p>
:FC0276
它的生产过程是:
1
)
先
开领料单从原
料库领料,例如今天要做
100
套的产品我们就要根据尺寸表来
算要
领多少料,然后用直切机切出规则尺寸。这也需要认真要把料切对要保证它表面
p>
的平滑。
2
)切好的板材被工作人员带到模
切机旁,要进行模切。
3
)利用
FC0
276
的模板可以砸出各种形状来达到客户的要求。
4
)用热风枪及热贴板进行粘合成型
完成
FC02
76
的产品:
7
天津职业大学印刷工程系
2006
级包装技术与设计专业毕业论文
图
8-1-1 EPE
图
8-1-2
为直切机
能直切
各种规格的板材(除
10mm
以下的)
,一般直切为
10-100mm
的板材,切
进口
400
时推速要平缓,在高密度的板材,需用锯齿型锯
条来裁切
。
8
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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