2019年筆記本電腦的緩沖包裝設計報告

1、計說明書運輸包裝課程設計包裝081劉娟娟06實訓時間：2010年12月20-31日指導運輸包鄺賢程設計董向歡設計說明書目錄（一）明確設計的意義 3（二）概括設計的基本內容 4（三）緩沖包裝設計 4（ 1）流通環(huán)境條件分析 4（2）緩沖結構的設計：包括產(chǎn)品的特性的結構設計及緩沖材料的防護設計 51）產(chǎn)品資料 52）跌落高度 53）產(chǎn)品脆值 54）產(chǎn)品的固有頻率 6（四）內包裝袋（袋材料選擇和認識、尺寸） 6（五）緩沖材料和緩沖特性 75）緩沖材料和緩沖特性 7（六）緩沖材料的設計 86）緩沖設計 8（ 七）附件紙盒的設計 9（ 八）瓦楞紙箱的設計 9（一）內尺寸的計算 10（二）制造尺寸計算 1

2、0（三）外包裝尺寸 11 （ 四 ） 堆 碼 性 能 （ 系 數(shù) ） 校 核 12 （九）成本分析 12 12 1 成本計算 122 運輸成本的計算 12（十）筆記本電腦裝箱單 13（十一 ）結論和建議 13（一）明確設計的意義 紙箱包裝符合世界綠色消費潮流，有利于突破國際上的綠色貿(mào)易壁壘， 同時對降低商品在流通中的破損率、提高包裝產(chǎn)品的質量都將起到積極作 用，它將面臨良好的發(fā)展機遇和巨大的市場空間。目前我國出口電子產(chǎn)品的外包裝存在的主要問題有如下幾個方面： 部分紙箱的強度、 耐壓性等物理特性達不到相關標準要求， 在經(jīng)過長 途運輸和搬運卸載后，常出現(xiàn)變形和破損；產(chǎn)品包裝的尺寸設計不盡合理其他包

3、裝， 在設計時應盡量與歐盟的托 盤、集裝箱、柜臺尺寸相匹配，比如歐洲現(xiàn)在標準的托盤尺寸為 1200mm*800mm ：瓦楞紙箱原紙的黏合強度不夠（尤其是遇水后），同時很少在瓦楞紙箱外面采用相應的防水措施，造成紙箱的防潮性能較差?，F(xiàn)代包裝是商品不可分割的組成部分。 包裝和商品的生產(chǎn)、 流通、消費 一起， 形成社會生產(chǎn)的良性循環(huán)。 商品在生產(chǎn)中采用好的包裝， 可以提高生 產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；在商品流通中采用好的包裝，可以提高運輸、裝卸 效率，減少破損，降低勞動強度和費用；在商品銷售過程中，好的商品包裝 起到了無聲推銷員的作用， 同時還可以增加商品的附加值， 從而擴大銷售和 帶來好的經(jīng)濟效益。 筆

4、記本電腦的銷售需求量很大， 但在運輸與銷售環(huán)節(jié)中 因包裝不當會對其質量和外觀造成一定的破壞。筆記本電腦屬于貴重的電子產(chǎn)品， 包裝不當造成的損害將會帶來嚴重的 經(jīng)濟損失。 因此選擇合適的材料與結構、 計算出準確的尺寸對于緩沖墊和包 裝箱的設計是非常重要的。本設計是采用一種新型筆記本電腦包裝一氣墊與瓦楞紙板復合緩沖包 裝結構。它包括氣墊、瓦楞紙板制造的緩沖結構、以及附件盒結構三部分。 采用這種新型的氣墊與瓦楞紙板復合緩沖包裝結構，具有物流包裝成本低， 重量輕、 碳排量低等優(yōu)點， 可以替代目前大量使用的環(huán)保性能差的發(fā)泡聚苯 乙烯（EPS）、成本高的發(fā)泡聚乙烯（EPE）、碳排量高的瓦楞緩沖墊等傳統(tǒng)緩沖

5、 材料。 通過溫濕度試驗、 跌落試驗表明， 本緩沖結構的各項性能都可以滿足 有關標準規(guī)定的要求； 生產(chǎn)成本低于發(fā)泡塑料和瓦楞緩沖墊； 由于氣墊與瓦 楞紙板復合緩沖包裝結構件可以折疊運輸與貯存，流通成本與能耗也很低； 氣墊與瓦楞紙板緩沖包裝結構件是容易回收再生的理想綠色包裝材料。課程設計的目的： 在環(huán)境惡劣、 資源緊缺的情況下， 本文對筆記本電腦 提出的新型復合包裝瓦楞紙板與氣墊相結合， 此結構設計中由于氣墊包裝袋 是由99%的空氣和I %的膠膜組成，所有原料皆不含有毒物質及有毒重金屬， 不管是在生產(chǎn)、 使用或放置， 原物料或產(chǎn)品都是完全干凈的， 不會造成任何 的污染。 此種包裝材料屬于可回收再

6、利用的綠色包裝， 是很符合目前的環(huán)保 消費意識。 除此之外在未充氣前完全平面化、 質輕體積小不占空間可節(jié)省大 量的運輸費用，還降低了一定的包裝成本與運輸成本。意義：氣墊和瓦楞紙板的復合包裝對筆記本電腦的包裝是一種全新的嘗試。氣墊包裝袋運用少量合成塑料薄膜及氣室觀念，開發(fā)成氣室排列的內包裝，包裝成本與運輸成本都較低、環(huán)?？苫厥?、防潮、防腐、抗震保護極佳， 是替代現(xiàn)有的 EPS、EPE、紙制類內包裝，是最經(jīng)濟、最符合環(huán)保的包裝材料。（二）概括設計的基本內容1- 內包裝袋（袋材料選擇和認識、尺寸）2- -EPE（材料特性、尺寸計算3- -瓦楞紙板4- -附件的紙盒（2個盒，瓦楞紙板、結構設計圖）、隔

7、板5- 內尺寸計算（Li X Bi X Hi）6- -紙箱設計（選擇箱型，由內尺寸一制造尺寸和外尺寸）-堆碼強度校核（2.5m,180d ） -Ps和Pc （凱里卡特公式計算瓦楞紙箱抗壓強度，原料配比）7- -成本核算。方案：由于筆記本電腦具有重量輕、體積小、隨身攜帶方便等優(yōu)點筆記 本電腦有著很大的市場潛力。但由于在銷售與運輸過程中，困包裝、運輸、 裝卸等不當常常會使其外觀及功能可能遭到不同程度的破壞，影響了筆記本電腦的使用價值。因此對筆記本電腦設計出切實可行的包裝方案，有著重要的意義。（三）緩沖包裝設計（1）流通環(huán)境條件分析包裝件在運輸流通中所經(jīng)歷的一切外部因素統(tǒng)稱為流通環(huán)境條件。流通過程以

8、生產(chǎn)工廠為起點，以消費者為終點，它包括了商品及包裝的運輸、中轉、裝卸、倉儲、陳列、銷售等環(huán)節(jié)。貨物流通環(huán)境中各種外界因素及包裝 損害原因見下表。產(chǎn)品包裝件只有經(jīng)受住一切外部危險因素（運輸條件、氣候條件、生活化學條件等）的考驗而安然抵達目的地，才能實現(xiàn)其功能，體現(xiàn)其社會經(jīng)濟 效益表：貨物流通環(huán)境中各種外界因素及包裝損害原因外界因素損害包裝的原因沖擊裝卸時跌落，在滑到、運輸帶上跌落，包裝時滾動，搬運時翻倒、 拋擲。車輛在坑洼路面上行駛振動路基上有規(guī)則的缺陷（路軌接縫、瀝青剝裂），車輪不平衡，結構振動靜壓力加固拉緊力、其他約束力、倉庫堆垛、起重運輸動壓力火車轉軌、堆垛共振、在滑到和運輸帶上受其他包裝

9、物阻擋扎刺誤用吊鉤、裝卸設備變形支撐或起吊不平衡升溫暴曬、高溫環(huán)境降溫天寒、運輸中未保暖低壓海拔高、飛機機艙未充壓光照日光直接照射、光化學作用水儲存、裝卸、運輸時雨淋、船上污水與海水濺淋、潮濕或有水烝 氣環(huán)境、有熱變冷生物微生物、真菌、霉菌、昆蟲、鼠害時間材料老化、泄露污染灰塵、沙粒等外來物，產(chǎn)品滲漏盜竊竊取、偷換放射性材料放射性污染（2）緩沖結構的設計：包括產(chǎn)品的特性的結構設計及緩沖材料的防護設計1）產(chǎn)品資料電腦外尺寸（mm）300*230*25.6電腦重量（kg）2.2附件合重量（kg）3.64長期有效堆碼咼度（m）2.5負荷時間（d）180原產(chǎn)地廣州用途主要用于國內銷售2）跌落高度根據(jù)課

10、本第四章中的經(jīng)驗公式計算得，本筆記本電腦的跌落高度為90mm3）產(chǎn)品脆值脆值的含義是產(chǎn)品經(jīng)受振動和沖擊用以表示其強度的定量指標。又稱為產(chǎn)品的易損度。此值表示產(chǎn)品對外力的承受能力，一般用重力加速的倍數(shù) G來表示。G值越大，表示產(chǎn)品對外力的承受能力越強。傳統(tǒng)的脆值理論概念是基于產(chǎn)品的破壞性跌落試驗規(guī)定的，其力學模型如圖2-8。圖中包裝產(chǎn)品被簡化成均質體 m,緩沖介質簡化為一彈簧，彈性系數(shù)為k,跌落高度為H， x為彈簧受壓的變形量。 根據(jù)能量裝換規(guī)律，從H高處跌落到彈簧受壓發(fā)生 最大變形靠，為便于討論略去外包裝和彈簧本身質量，不考慮阻尼。按能量轉換規(guī)律，從 h高度開始跌落，到彈簧受壓發(fā)生最大變形為止

11、， 產(chǎn)品具有的勢能將全部轉化為彈簧的變性能，其大小等于產(chǎn)品克服彈簧反力 所做的功，即:由于彈簧是線性的，故p(x)=kx ,由mgh=l /2k，代入上式得：P(x)=2mgh/x (2.2)，根據(jù)牛頓第二定律，產(chǎn)品在彈簧力作用下的加速度a=p (x) /m,代入(2 2)得：a=2hg/ x (2 3)，令 2h/x=G 則 a=Gg(2-4)由于 2h»x , 故G>>l ;式(2-4)表示產(chǎn)品跌落沖擊時產(chǎn)生的加速度，通常表現(xiàn)為重力加速 的的倍數(shù)；在沖擊問題上，通常用G這種倍數(shù)來表示加速度的大小。由式(2 . 2)，得：P=GW (2 . 5)，上式表明，產(chǎn)品跌落時所

12、受沖擊的大小， 等于其重量和 G的乘積。當這種沖擊超過產(chǎn)品結構所允許的極限時，產(chǎn)品 即發(fā)生破損。選擇的設計筆記本電腦，其重量為 2.2kg，尺寸300*230*25.6 mm則該 產(chǎn)品試驗脆值為 70g(測定一般有兩種方法：脆值實驗法與經(jīng)驗估算法)。其裝卸搬運環(huán)節(jié)一般以機械為主. 裝卸過程中能滿足 O. 9m的高度跌落，采用 空運方式運輸 。4 )產(chǎn)品的固有頻率產(chǎn)品的固有頻率也設緩沖包裝設計中的重要參數(shù)，應通過實 驗測得。合理的緩沖包裝應該能夠包裝件的固有頻率遠離產(chǎn)品得 固有頻率，使其免受共振。(四) 內包裝袋(袋材料選擇和認識、尺寸)PE袋是塑料袋的一種，PE袋分高密度的和低密度的。高密度的

13、更加堅韌，透明度高，手感硬挺，價格相對較貴。一般超市給的塑料袋都是高密度 PE袋。低密度 PE袋就是一般市場賣菜給的最普通的那種摸上去很軟的袋 子，品質較次，透明度差，價格便宜。聚乙烯簡稱 PE，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也 包括乙烯與少量a-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70-100 C ),化學穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸 堿的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣 性能優(yōu)良；但聚乙烯對于環(huán)境應力(化學與機械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。聚乙烯的性質因品種而異，主要取決于分子結構和密度。采用不同

14、的 生產(chǎn)方法可得不同密度(0.910.96g/cm3)的產(chǎn)物。聚乙烯可用一般熱塑性 塑料的成型方法(見塑料加工)加工。用途十分廣泛，主要用來制造薄膜、容 器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達等的高頻絕緣 材料。左圖是PE內包裝袋的示意圖。由于沒有給出確定的附件的長寬高，所以經(jīng)過假設后，確定附件紙盒的外尺寸為 L*B*H=350mm250mM 30mm（五）緩沖材料和緩沖特性5）緩沖材料和緩沖特性緩沖氣柱包裝袋是一種應用空氣緩沖原理整體包裹物品使之不被破壞的新型緩沖包裝材料，氣墊包裝襲由氣柱和熱封線加以分隔組成，在該熱封線上每問隔1015公分即開設一連通口。而一氣柱與另一氣柱之

15、間則各自 獨立，氣體無法在氣柱組之間互通。任一氣柱破裂氣體泄漏時，并不影響其它氣柱的氣密狀卷。它可以在很大程度上取代現(xiàn)有的EPS、EPE、紙制類內包裝材料，是最經(jīng)濟、最符合環(huán)保的包裝材料。a緩沖氣柱包裝袋以往倉庫需一大堆的緩沖材料庫存，但氣墊體包裝袋可以實時上線，立刻充填，要多少就充多少，完全不占空間。氣體包裝袋是由99%的空氣和1 %的膠膜組成，包裝材料未使用前完全平整，不占空問可節(jié)省大量的 運儲費。3氣體包裝袋的支撐性絕佳，單一個氣體包裝袋可承受60120kg的重壓而不破裂。氣體包裝袋能保護所包裝的產(chǎn)品，不只是填充、支撐。和傳統(tǒng)的填充物比較.不會因包裝內箱空隙大， 而在運送過程中物品經(jīng)常移

16、位造成損壞，既使遭遇外力擠壓，氣體包裝袋的貼身設計也能利用氣墊柬分 散壓力以避免損害。在一般的使用條件之下，氣體包裝袋可以節(jié)省20540 %的運送空問。氣體包裝袋不管要回收或經(jīng)完全破壞丟棄或焚化，部無環(huán)保問題的產(chǎn)生。氣體包裝袋所用原料皆不含有毒物質及有毒重金屬，不管是在生產(chǎn)、使用或放置任何狀況下，原物料（膠膜）或成品（氣墊）都是完全干凈的，不會造成任何的污染。如上圖：氣墊包裝袋氣墊結構圖b EPE緩沖包裝設計隨著環(huán)保要求的逐漸提高，無法自然分解，體積大且不易回收的緩沖材料EPS作為緩沖材料的市場將越來越小；瓦楞紙板雖有 環(huán)保、易裁切、成本低、使用范圍寬等優(yōu)點， 但由于其表面較硬，對某些產(chǎn)品表面

17、會有磨 損,難形成三維曲面，濕度影響較大，過載復原 性較差，有關瓦楞紙板的緩沖理論尚未建立 等原因，因此短期內還不能完全替代EPS;而EPE（ Expanded Polyethylene 發(fā)泡聚乙烯）不但具有回彈性好、密度低、耐候性好、耐腐蝕、阻水和易回收等優(yōu)點，而且會占有很大市場比率。所以，選用（六）緩沖材料的設計EPE作為緩沖氣柱包裝袋的材料。緩沖理論較為成熟，因此它將在今后一段時期內的出口產(chǎn)品緩沖包裝領域仍/7，丘 丘 iflil0X)10.03 0.050J70315 '6）緩沖設計緩沖材料的尺寸計算:A= WG/（ 1） T= Cmin H/G （ 2） 式中：A一緩沖襯墊

18、面積；W 一產(chǎn)品重 量；G 一產(chǎn)品脆值或 沖擊加速度；r m材料 最大應力；T 一緩沖 襯墊厚度；Cnin 一緩 沖系數(shù)；H 等效跌 落高度；如圖I所 示，為發(fā)泡聚乙烯的 緩沖系數(shù)一最大應力曲線。在本次設計中，已知參數(shù) W為2.2kg，G為70g, H為90cm。在曲線圖 中作一條水平線，那么切點的縱坐標對應最小緩沖系數(shù)值Cnin為5. 6,而橫坐標就對應最大應力值 rm為0. 17x105Pa由公式（1） （ 2）得緩沖氣墊的厚度面積為：T= Cmin H / GT= Cmin H / G = 5.6 X 90/70 = 7.2 (cm)452A= WG / r m = 2.2 X 9.8

19、X 70 X 10/0.17 X 10 = 887.8 (cm )撓度校核：當襯墊的面積與厚度之比超過一定厚度時，襯墊容易撓彎 或變彎，大大降低襯墊的負重能力。為了避免撓彎，襯墊的最小承載面積Amin與厚度之比應符合以下規(guī)定：Amin/ (1.33T ) 2> 1887.2/(1.33 X 5.6 ) 2> 1可知符合撓度要求。蠕變量校核。緩沖材料在長時間的靜壓力作用下，其塑性變形量會隨時間的增加而增加，這種蠕變使襯墊厚度變小， 緩沖能力下降，所以設計襯墊尺 寸應加一個蠕變補償值，稱為蠕變增量Cr。Tc=T(1+Cr)式中：Tc修正后的厚度cm， T原設計厚度cm，Cr蠕變系數(shù)%(

20、這里取 10%)，Tc=T(1+Cr)=7.2 ( 1+10%)=7.92cm，經(jīng)過各項較核后，且定最后襯墊尺寸為 T=8cm，A=900cm2右圖是PE內包裝袋的示意圖：(七) 附件紙盒的設計由于沒有給出確定的附件的長寬高，所以經(jīng)過假設后，確定附件紙盒的外尺寸為460*185*40mm ，右圖是附件紙盒的平面展開圖：)ZXU廠°J£卻n 金門尸久門I(八) 瓦楞紙箱的設計瓦楞紙板因無污染、可再生、具有良好的緩沖性能等優(yōu)點.在運輸包裝 中得到廣泛應用，本設計也采用此材料設計外包裝。對于筆記本電腦的包裝一般是用單體包裝的本設計選標準箱型0201型為了保持側面的印刷面不被破壞.

21、接頭設計與側面連接. 由于筆記本電腦重量輕。 故實際中可使用 膠黏劑粘合接頭。按照GBT65441999標準規(guī)定.UV形瓦楞紙板分為 A C B和E型 四種。A楞型的紙箱承受平面壓力性能比B和C楞型差，但其承受垂直壓力性能較高：B楞型的瓦楞低又密.故耐垂直壓力性能較差.但平面耐壓性能 較高；c楞型性能，介于 A和B楞型之間既具有良好的緩沖保護性能，又具 有一定的剛性：E楞型的紙板具有重雖輕、緩沖性能好、平面抗壓強度好等 特點，利于直接進行印刷， 綜合考慮，由于本設計對象筆記本電腦再流通過 程中是堆碼運輸， 因此對其紙箱要求要有較強的平面耐壓性能； 此外， 電腦 是高精密產(chǎn)品，所以對緩沖墊的要求

22、較高一般不承擔了電腦的緩沖要求。 即外包裝無須承擔緩沖功能所以綜合考慮選擇 B 單瓦楞紙板設計。考慮到產(chǎn)品的自身特點， 本設計的外包裝容器采用雙層瓦楞紙板箱， 外 層采用抗沖擊能力較強的 E 楞紙板，內層選用緩沖能力較強的 C 楞紙板； 箱型選 02 類紙箱；接頭采用強度較高的粘合劑粘接。（一）內尺寸的計算Xi = Xmax +T+ K '式中： Xi 紙箱內尺寸（ mm ）Xmax 內裝物最大外尺寸（ mm）nx 內裝物排列數(shù)目d 內裝物公差系數(shù)（ mm ）T 襯格或緩重建總厚（ mm）K'尺寸修正系數(shù)（查表得KL=5mm KB=5mm &=4mmLi=L max+T

23、+ K =300+80 X 2+5=465mmBi=Bmax+T+ K =25.6+8 0X 2+5=190.6mmHi=Hmax+T+ K'=230+80X 2+4=394mm（二）制造尺寸計算X=Xi+k式中：X瓦楞紙箱長、寬、高的制造尺寸mmXi 紙箱內尺寸 mmK制造尺寸修正系數(shù) mm（查表）L1=465+7=472mmL2=465+5=470mmB1=190.6+7=197.6mmB2=190.6+5=195.6mmH=394+10=404mm搖蓋寬度F= B i/2 +X f X f 02類紙箱搖蓋伸長系數(shù) mmF=98.8+3.5=102.3mm粘合襟片查表取 50mm開

24、槽寬度取2倍紙板厚12mm上圖為瓦楞紙箱的平面展開圖（三）外包裝尺寸3.運輸包裝外箱外尺寸的確定。由外寸公式：X0 = Xmax + K式中：Xo紙箱外尺寸，mmXmax紙箱最大制造尺寸，mmK紙箱外尺寸修正系數(shù)，mm其中修正系數(shù)根據(jù)查表14取K = 8 mm。所以外箱外尺寸為：Lo= Lmax+ K= 465 + 8 = 473mmBo= Bmax+ K= 190.6 + 8 = 198.6mmHb= Hmax+ K=394+ 8 = 402mm所以，瓦楞紙箱的外尺寸為：473mnX 198.6mmX 402mm表14瓦楞紙箱外尺寸修正系數(shù)K楞型AABBCCABACBCK10 1461081

25、2812913711（四）堆碼性能（系數(shù)）校核 公式中：SPF 堆碼性能系數(shù)Z紙箱周邊長mm Nmin-最大堆碼層數(shù)代入數(shù)據(jù)得 =4.3>2說明對于安全堆碼有足夠的強度。（九）成本分析A 5-1原有也裳成未T皐The orig/inal pack昶ing cow起外L!啟汎危面祝Cmb0” 524122 59J08擡沖盒（2牛）0.話A1686. 79Q48,0. 062713752” 03048垃托豔成本（牛/元）90共if t元、I俎A 5-2析帕也裝程本7 ah52 The new 山哄inp tcislsa 324122單價 A. 5 ( TC m2)盒 358549酣件金面積<jn?)0.0603250. J8OT75緩沖食（2>10.410418單價 3 < 7C/m2 )1.231254r塑 <2>0385M76單價 4 (jt/m2)1. 557504EPSd90挑計（元）|外331成本計算由于此品牌電腦公司的有關包裝是由其他公司負責的，所以包裝材料成本這方面給出的相關資料只有外包裝盒、緩沖盒、附件盒以及紙托盤的價格。原有的