四川長虹電器股份有限公司 趙 敏
淺談新時期平板電視運輸包裝的發展與創新
四川長虹電器股份有限公司 趙 敏
目前的平板電視薄、大、無邊框的特點愈發明顯,產品強度降低,對包裝方案提出了更高的要求。要達到保護產品的目的,同時又要結合目前綠色環保、節能減排的發展方向,我們得從材料選擇、仿真分析、定量G值測試、物聯網、流通監測等多方面考慮,設計適合發展需要的包裝。本文作者就從以上方面淺談的幾點平板電視運輸包裝的發展與創新思路。
平板電視;包裝;創新;發展
電視行業從CRT發展到背投再到平板電視,平板電視也經歷了從LCD到D-LED再到超薄的E-LED、O-LED以及曲面、無邊框的過程,電視產品各時期的外形特征、內部結構設計、以及顯示原理都存在著較大的差異,結構強度越來越低。因此在設計電視運輸包裝時,就必須結合其自身發展的特點,以及外部的物流環境考慮,設計出適合新時期需要的方案。如何在包裝產品安全的同時減小產品的包裝體積、降低物流成本;如何降低包裝紙箱成本,使其符合節能減排、綠色發展的趨勢,成為更加重要的課題。
以上這些問題都是擺在電視行業面前亟待解決的,本文將提供一些電視行業包裝未來的發展趨勢和創新方案供參考。
電視朝著超薄、無邊框、曲面、大屏方向發展,產品的脆值越來越低。容易出現的運損問題包括:整機變形、OC跳出、破片、擦傷等問題,急需采取應對措施來加強保護:
1.合理選用性能合適的緩沖材料進行保護
常用的緩沖材料有EPS、EPE、EPO、EPP,現在緩沖材料家族又多了新成員:充氣襯墊。每種材料各有特點,我們要根據實際需要進行組合應用:

注:★★★表示性能:優秀,★★表示性能:良好,★表示性能:較差
從上表中可以看出,EPS緩沖性能較差,但價格低廉,適合要求較低的產品。EPE緩沖性能好,但是無法模壓成型,復雜形狀需要模切粘貼,效率低,勞動強度大。EPO性能比EPS好,比EPE和EPP差,可以模壓成型,成本較高。EPP性能好,可模壓成型,但是需要專用設備加工,成本高。充氣襯墊緩沖性能好,價格適中,但是需要單獨充氣,耐戳穿性能較差。以上每種材料都各有特性,我們在設計的時候要充分考慮各項優劣,選擇性價比最佳的方案。
2.開發前期采用仿真分析技術,模擬襯墊在跌落過程中的變形、吸能、破裂、移位等情況,分析沖擊加速度、壓力分布等情況
CAE仿真對于技術人員的能力要求較高,不僅要求能熟練地掌握軟件界面,還需要有扎實的理論基礎,能夠對仿真分析的結果做出正確的評估,以指導工程實際,此外,也還需要技術人員長時間的技術經驗積累。因此仿真分析的能力建設不是一朝一夕能夠完成,需要持續的進行。

3.采用定量測量與分析技術(G值測試)
產品設計完成后,需要進行安全測試。常規的安全測試一般通過實驗完成后對樣品進行外觀檢查、內部拆卸檢查,通過破壞情況來判斷包裝的可靠性。這種傳統方法成本高、周期長、可靠性差、存在較大的偶然性和不確定性。而定量測試能夠準確的測出每次實驗過程中的實際緩沖曲線、加速度分布情況,可以更準確的判斷緩沖可靠性,成本低、效率高、準確性高,現已廣泛的應用于包裝緩沖實驗過程中。
為實現G值的量化分析,必須配備相應的測試儀器和設備。我們選用了業內權威的丹麥B&K公司的振動、沖擊測試系統,該測試系統能夠精確的測試出產品受力時的沖擊加速度(即上述的G值)。本套系統主要由數采前端(-3050-B-060-)、各型傳感器(-4514-B--,-4504-A--)、數據處理分析軟件(-7770--N6-,-7708--N6-)、柔性電纜(AO-0531-D-100-)、計算機以及其他附件組成。主要測試框圖如下所示:

為了獲得良好的緩沖效果,將沖擊過程中最大的G值降低在產品承受能力范圍之內,避免產品損壞,就必須增加緩沖過程時間,將峰值降低。
造紙行業存在較大的環境污染,在獲取原材料時需要砍伐大量的樹木,在造紙時需要排放大量的污水并消耗大量的能源。在國家提倡環保和節能減排的大趨勢下,如何減少原紙的用量,成為擺在每一個包裝人面前必須面對的問題。
現在市面上出現了一種薄蜂窩紙箱,比起傳統的瓦楞紙箱,能減少紙張的用量:新型薄型蜂窩紙板厚度只有6mm,和B/C瓦包裝箱厚度相當。蜂窩紙板是以仿造蜂巢結構的紙蜂窩為基體,在其兩面分別粘接箱板紙和單瓦楞紙板而成的新型板材。這種多墻面的排列和一系列連續的蜂窩形的網狀結構,可以分散承擔來自各方的外力,使抗壓力大大增強。蜂窩紙板是比較傳統的包裝材料之一,厚度可以從10~80mm,是理想的緩沖填充材料,但蜂窩紙板的厚度長期停留在10mm以上難以突破,如今當蜂窩紙板厚度向下突破極限,當達到6mm的時候,已經具備替代包裝箱的優勢。
蜂窩紙箱的主要特點:
(1)用料省,重量輕。制作6mm厚的邊4或邊6的蜂窩紙板每平方米用紙是4.3-3.6平方米,如果用邊8的就會更加省,而制作同樣厚的瓦楞箱板(5層AB瓦)每平方米的耗紙量是6平方米,顯而易見,蜂窩紙板的用料要比相同厚度瓦楞紙板的用料節省30%-40%(如下表)。

(2)抗壓、抗折強度高(如下表)。

(3)無方向性限制。相比較瓦楞紙板而言,蜂窩紙板的應用是沒有方向性的,蜂窩紙板任何方向都具有很強的抗彎能力。
(4)防潮性能好。蜂窩紙板由于它自身的性能,中間是一個完全密封的空間,從而阻擋了潮氣從外面往里面滲透。而瓦楞紙板是上下通透的,潮氣自由進出。
(5)厚度調節方便。蜂窩紙板的厚度變化主要靠增加或減少蜂窩芯紙的厚度來實現,結構始終保持三層,其厚度可以在6-80mm之間變化,蜂窩增加用紙量非常有限。
蜂窩紙箱具有以上特點,將在今后的紙箱行業中占有一席之地,部分取代現有的傳統瓦楞紙箱得以推廣應用。
雖然大家在不斷的改善包裝方案,讓其適應國內惡劣的物流環境,但是在物流運輸環節,產品在到達目的地時仍然出現較多的機損,這些損壞到底發生在哪個環節?是什么因素導致的?這些細節靠傳統方式很難跟蹤監測。為解決該問題,采用一些物聯網技術,利用科技手段來進行監控將成為未來物流行業的常用手段,現在已有部分科研機構在開展物流監測實驗并提供以公路測試為主的物流監測項目。
例如某科研機構開展的項目,可以通過以下設備監測流通環節中的沖擊狀況:
Scout系列:小型綜合分析型物流安全監控儀,可對運輸過程中的隨機振動、大沖擊、貨物跌落、溫濕度變化等進行記錄,配備的分析軟件可以對數據進行分析。
Scout1600:檢測貨物在運輸過程中遭受的沖擊、跌落的加速度值,測定任何可能導致隱性損害的沖擊,以幫助貨物運輸利益相關方減少由于運輸過程所造成的損失。
GPS模塊:與其它監測設備配合使用,幫助判定各危害事件出現的具體位置。

有了這些先進的監測手段可以實現精準定位、全程監控、即時反饋,將更好的掌握流通環節讓我們了解機損發生的原因,并采取有針對性的措施。
隨著平板電視技術的發展,產品的薄、大、無邊框的特點愈發突出,要針對這些特點設計出相應的包裝方案。同時,也要緊跟新材料、新工藝、新技術、新手段,結合綠色環保、物聯網的發展趨勢,設計出更加先進的創新性包裝。
趙敏(1976—),男,四川射洪人,1999年畢業于四川大學高分子材料系機械加工專業,學士學位,現任四川長虹電器股份有限公司電視產品包裝總負責人、高級工程師、專家,中國包裝聯合會電子工業包裝技術委員會技術專家,獲授權專利十余項。研究方向:電子產品結構設計、包裝結構設計,擅長解決低脆值電子產品結構設計與包裝防護。