方旭红 谢玉兵
合肥美菱股份有限公司 安徽 合肥 230601
摘 要：以某冰箱为例，本文对现在比较科学合理的缓冲包装设计六步法进行了分析和介绍，并且与缓冲材料测试设备以及CAD/CAE包装设计软件相结合，优化设计了包装系统。选择该方法能够有效地降低冰箱包装系统的成本，并且可以确保产品平台通用化的实现，最终能够将冰箱包装系统模块化设计平台建立起来，可以很好的指导其他的冰箱包装设计。
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关键词 ：缓冲包装；优化设计；冰箱
现在冰箱行业的竞争越来越多的呈现出白热化的状态，很多冰箱企业的发展的瓶颈就是成本，因此冰箱企业一直在采用材料替代、产品结构设计等各种方法从而对成本进行控制。现在在很多方面的技术已经变得越来越成熟，因此冰箱企业也具有了越来越少的可挖掘的降低成本的空间，然而很少有冰箱企业对如何优化设计包装系统进行深入的研究，往往是在设计完产品之后再对包装设计进行考虑，这样就将包装设计受到的结构设计的影响忽略了，导致包装和产品之间具有较高的综合成本，所以必须要采取有效的措施对包装成本进行控制。
1 冰箱包装设计六步法
①要将在流通全过程中包装件的外部环境条件确定下来，并且制定科学合理的试验标准。②要将可以承受的最大加速度的冰箱表征的脆值确定下来。③对冰箱设计中的薄弱的连接方式、工艺材料以及结构等进行改进，使其脆值得以提升。④以冰箱的缓冲材料以及脆值等综合特性为根据将最佳的尺寸确定下来，并且对缓冲结构进行设计。⑤对环保、成本、特色等多方面的因素进行综合考虑，优化设计包括包装袋、瓦楞纸箱、缓冲垫以及塑料罩在内的物流包装系统结构，同时对原型运输包装件进行制作。⑥严格地以企业的试验标准为根据对原型运输包装件进行试验和评价。一旦试验结果不符合预期的设计结果，就要对试验结果进行参考，对相关参数进行改进，并且要对上述的步骤进行不断的重复，最终到获得满意的结果位置[1]。
2 设计包装系统的步骤
2.1 制定包装系统试验标准 利用跟踪调查国内冰箱运输环境的方式，我们可以发现，卡车双层放置运输是现在国内冰箱物流的基本运输方式，而人工装卸方式则是最为主要的装卸方式，具有较低的机械化装卸程度。以我国冰箱实际的运输情况为根据，并且对国内外包装试验标准进行参照，某公司将新的企业试验标准制定了出来。标准内容主要包括按照底面、三棱以及两角的顺序开展的跌落试验、抱夹试验、斜面冲击试验以及随机振动试验等。
2.2 确定产品的脆值 可以采用下面的方法确定冰箱的脆值：首先是选择结合脆值测试系统和跌落试验机的方式将不同跌落方位的频率以及加速度峰值等确定的冲击响应谱破损边界曲线；其次是选择结合脆值测试系统和跌落试验机的方式将不同跌落方位的频率以及加速度峰值等确定的保守的矩形冲击脉冲确定的破损边界曲线；最后是对已有的类似冰箱的数据的估计进行参考[2]。
2.3 优化产品脆值 在进行试验测试之后，我们发现，某冰箱压缩机底板具有比较低的脆值，在具体的跌落实验中很容易出现变形的情况，只有将很多的缓冲材料添加进去才能够使运输过程中的底板不会发生变形，但是这样就使得运输成本和包装成本得以极大增加。后来通过对过渡结构尺寸等进行调整以及增加强筋等会结构优化设计的方法在保持成本不变的情况下使其脆值得以极大提升，因此大幅度的降低了包装成本。
2.4 设计缓冲部件参数 首先是要选择科学合理的缓冲材料：要保证材料具有较好的振动以及冲击隔离性能，从而可以将向产品传递的振动和冲击减小；要具有较小的压缩蠕变；具有较小的永久变形；与产品直接接触的材料在受到振动和冲击的时候不会对产品表面产生擦伤。
其次是确定缓冲材料技术参数：严格的以冰箱与缓冲部位的动刚度、质量、脆值等为根据对缓冲材料密度进行初选，优化设计缓冲垫的结构，将该缓冲垫的成本计算出来。
再次是确定产品的可缓冲部位：以该冰箱的外形结构为根据可以将其可缓冲的部位确定下来，要保证这些部位具有较高的刚度和强度[3]。
2.5 确定缓冲结构尺寸 要以试验标准中的跌落次数和高度以及该冰箱的脆值等为根据对缓冲的厚度进行初选，然后利用缓冲曲线将最适合的静应力优选出来，通过静应力就能够将缓冲面积求出来。以选定的跌落高度缓冲厚度以及冰箱重量等为根据，然后通过CAD/CAE包装设计软件将最佳缓冲垫缓冲面积确定下来。随后对缓冲材料的性能参数进行优化，而且对上述的优化计算进行不断的重复，就能够得出缓冲垫的结构尺寸。
2.6 验证试验以及优化措施 以上述的缓冲包装设计为根据将样件制作出来之后，就需要采用试验的方式验证包装设计关键性能，跌落试验是其中最为重要的验证试验。通过结合脆值测试系统和跌落试验机的方式将该包装件有关试验结果求出来。然后以试验结果为根据，我们可以发现，相对于脆值而言，各方位的最大冲击加速度都要小，以响应谱项目为根据开展优化设计，并且使成本得以进一步降低，最终选择反复验证的方式将优缓冲包装设计方案确定下来。
3 关于冰箱包装研究的最新进展
现在对冰箱的绿色包装系统进行积极的研究，然后以生物降解与堆肥、能量回收、循环再生、重复使用以及预先减少用量等相关的包装标准为根据，最终能够将与冰箱绿色包装相适应的新型包装系统开发出来，比如低成本的生态塑料袋、循环包装系统、可再生纸浆膜包装系统、低碳的气垫包装系统等。
4 结语
在本次研究中将新的冰箱运输包装试验企业标准建立了起来，在试验内容以及试验项目上相对原标准而言，其具有了很大的提升，并且与物流的实际运输情况更加符合，能够对由于包装而引起的运输过程质量问题进行有效的控制。采用该方式优化设计冰箱包装系统，相对原包装系统而言，其成本实现了较大幅度的降低。总之，通过研究该项目将冰箱包装系统模块设计平台建立起来，从而确保了包装系统参数化设计的实现，除了能够使包装设计的开发进度得以提升之外，还能够对包装系统结构种类进行有效控制，最终使通用化率得以全面提升。
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参考文献：
[1]武英英,许恒庭,沈燕萍,曹雪峰.耐温聚酰亚胺泡沫缓冲材料静态压缩性能研究[J].包装工程，2014(01).
[2]郭静,康勇刚.充气垫缓冲材料动态冲击性能评价[J].包装工程， 2014(01).
[3]陈景华,宗源,严美芳.电器开关包装优化设计研究[J].包装工程， 2014(01).