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        EPO緩沖材料性能分析及其在洗滌產(chǎn)品包裝運(yùn)輸中的應(yīng)用

        2018-05-16 06:04:42劉炫池,呂佩師,楊龍
        家電科技 2018年5期
        關(guān)鍵詞:包裝材料沖擊運(yùn)輸

        1 洗滌產(chǎn)品運(yùn)輸流通現(xiàn)狀分析

        產(chǎn)品運(yùn)輸流通渠道主要包括產(chǎn)品生產(chǎn)單位送達(dá)銷售工貿(mào)和銷售工貿(mào)運(yùn)送至用戶指定地點(diǎn)。實(shí)際的運(yùn)輸流通中,銷售渠道又根據(jù)等級(jí)關(guān)系分為多個(gè)環(huán)節(jié),這導(dǎo)致產(chǎn)品重復(fù)搬運(yùn)、甚至跌落的情況不可避免。

        重復(fù)性過(guò)程對(duì)包裝結(jié)構(gòu)所采用的緩沖材料提出了更高的性能要求,這一要求主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面:

        (1)包裝材料緩沖性能的穩(wěn)定性;

        (2)包裝方案結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

        在流通環(huán)節(jié)中,采用傳統(tǒng)EPS緩沖材料設(shè)計(jì)生產(chǎn)的包裝運(yùn)輸結(jié)構(gòu),經(jīng)常由于碎裂及過(guò)大的壓縮硬化問(wèn)題,引起包裝結(jié)構(gòu)的緩沖性能失效,導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)損傷發(fā)生,造成大量損失。傳統(tǒng)緩沖材料的失效形式如圖1所示。

        2 EPO與傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料物性對(duì)比

        2.1 EPO包裝緩沖材料

        EPO包裝材料是一種新型聚合物,屬于70%PS和30%PE的可發(fā)泡共聚物,融合了EPS與EPE兩種材料特點(diǎn),兼具良好的韌性、抗剪切力以及強(qiáng)度和抗壓縮性能,主要用于高端電子產(chǎn)品的緩沖包裝,在國(guó)內(nèi)洗滌產(chǎn)品的包裝運(yùn)輸方案設(shè)計(jì)中應(yīng)用較少。

        2.2 EPO與傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料融結(jié)率對(duì)比

        在生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝相同條件下,對(duì)比成本相近的兩種緩沖材料融結(jié)率,EPO明顯優(yōu)于傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料EPS,這也保證了EPO在抗沖擊、抗彎性能方面優(yōu)于傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料EPS。

        2.3 EPO與傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料機(jī)械性能對(duì)比

        材料機(jī)械性能試驗(yàn)結(jié)果表明,相同密度條件下,EPO包裝緩沖材料發(fā)生撕裂、戳穿、折斷所需的載荷約為同密度EPS材料所需載荷的2倍,這表明相對(duì)于傳統(tǒng)EPS包裝材料,EPO具有更優(yōu)良的韌性和抗沖擊性能。

        靜態(tài)壓縮性能表明,厚度、密度相同的EPO、EPS包裝結(jié)構(gòu),在產(chǎn)生相同壓縮量的條件下,EPO產(chǎn)生的反作用力要小于EPS,即運(yùn)輸過(guò)程中,采用EPO包裝材料反饋到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的沖擊載荷要小于傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料EPS。

        如圖2所示,兩種包裝材料在首次跌落沖擊過(guò)程中,對(duì)于產(chǎn)品的保護(hù)效果相當(dāng),但隨著跌落次數(shù)的增加,EPS包裝結(jié)構(gòu)的沖擊加速度、結(jié)構(gòu)厚度損失量明顯增大,這表明EPS包裝材料的有效緩沖性能正逐漸喪失,最終將失去對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)效果。EPO包裝結(jié)構(gòu)的沖擊加速度在重復(fù)沖擊過(guò)程中變化較小,厚度損失量明顯小于EPS包裝結(jié)構(gòu),證明了EPO材料在多次沖擊下仍對(duì)產(chǎn)品具有良好的緩沖保護(hù)效果,沖擊加速度曲線與緩沖包裝結(jié)構(gòu)回彈性能數(shù)據(jù)如圖3、圖4所示。

        圖1傳統(tǒng)緩沖材料的失效形式

        圖3 緩沖材料重復(fù)沖擊性能對(duì)比

        圖4 緩沖材料回彈性能對(duì)比

        圖5 面跌工況下緩沖材料吸能效果對(duì)比

        表1 EPO與傳統(tǒng)EPS緩沖材料仿真對(duì)比結(jié)果

        因此,與傳統(tǒng)EPS包裝運(yùn)輸材料相比,EPO應(yīng)對(duì)嚴(yán)酷運(yùn)輸環(huán)境,解決材料碎裂、嚴(yán)重壓縮硬化所導(dǎo)致的產(chǎn)品運(yùn)輸損傷問(wèn)題具有更優(yōu)的效果。

        3 EPO材料在實(shí)際中的應(yīng)用

        采用某洗滌產(chǎn)品進(jìn)行包裝方案設(shè)計(jì)及仿真校驗(yàn),運(yùn)用仿真手段進(jìn)行跌落運(yùn)輸實(shí)驗(yàn)校核分析:

        (1)校驗(yàn)工況面跌落、棱跌落以及角跌落;

        (2)EPS與EPO包裝結(jié)構(gòu)校驗(yàn)方案的跌落高度相同;

        (3)以產(chǎn)品緩沖結(jié)構(gòu)吸能效果、易損件變形分布情況作為評(píng)定判據(jù)。

        整機(jī)跌落仿真模型中,洗滌產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件采用殼體單元仿真模型構(gòu)建構(gòu)建,包裝方案結(jié)構(gòu)仿真模型采用六面體單元構(gòu)建。使用接觸阻尼避免結(jié)構(gòu)件之間的接觸震蕩所產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng),同時(shí)對(duì)實(shí)體單元進(jìn)行沙漏控制及負(fù)體積控制,保證計(jì)算過(guò)程穩(wěn)定且能力量符合守恒定律。

        仿真結(jié)果如圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10所示。

        如表1所示的仿真結(jié)果表明:

        (1)相同運(yùn)輸條件下,EPO緩沖材料吸收的沖擊能量均優(yōu)于EPS;

        (2)對(duì)易損件的保護(hù)效果,EPO緩沖材料優(yōu)于EPS。

        經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證后,在保證成本不變的條件下,優(yōu)化設(shè)計(jì)包裝方案結(jié)構(gòu),并在某銷售區(qū)域采用EPO緩沖材料包裝進(jìn)行小批量試運(yùn)輸,且進(jìn)行了抽查,抽查結(jié)果為產(chǎn)品運(yùn)輸合格率100%。

        材料性能測(cè)試、仿真校驗(yàn)及包裝結(jié)構(gòu)小批量跟蹤反饋結(jié)果表明,EPO緩沖材料較傳統(tǒng)包裝運(yùn)輸材料具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)。以解決在從復(fù)雜運(yùn)輸流通過(guò)程中,由于底襯碎裂所導(dǎo)致的緩沖性能失效,從而引起的產(chǎn)品外損問(wèn)題為目的,切換EPO材料是有效的。

        圖6 面跌工況下易損結(jié)構(gòu)承受沖擊效果對(duì)比

        圖7 棱跌工況下緩沖材料吸能效果對(duì)比

        圖8 棱跌工況下易損結(jié)構(gòu)承受沖擊效果對(duì)比

        圖9 角跌工況下緩沖材料吸能效果對(duì)比

        4 結(jié)論

        在應(yīng)對(duì)嚴(yán)酷的實(shí)際運(yùn)輸狀況,尤其是多通道、重復(fù)跌落程度不可預(yù)測(cè)的產(chǎn)品流通過(guò)程,EPO包裝材料具有明顯優(yōu)勢(shì)。使用EPO包裝材料,是洗滌產(chǎn)品包裝運(yùn)輸技術(shù)的一次突破。充分利用這種性價(jià)比優(yōu)良的包裝緩沖材料,可以在保證產(chǎn)品安全運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí),有效降低運(yùn)輸成本,提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

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