一, Тестовий стандарт: паралельна міжнародна та внутрішня подвійна колія
Щоб переконатися, що результати відповідають галузевим стандартам, упаковку з формованої целюлози необхідно перевірити на стиснення відповідно до міжнародних і вітчизняних стандартів.
1. Набір міжнародних стандартів
ISO 12048: описує методику статичного випробування упаковки на стиск, яка підходить для випробування міцності на стиск транспортної упаковки, коли вона складена.
ASTM D642 — це стандарт Американського товариства вимірювань і матеріалів, який охоплює вимірювання міцності на стиск пакувальних матеріалів як у статичних, так і в динамічних ситуаціях навантаження.
ISTA 3A – це стандарт Міжнародної асоціації безпечного транспорту для логістики електронної -комерції. Він імітує вібрацію, удар і тиск у штабелі під час реального транспортування.
2. Національна стандартна система GB/T 4857.4 така сама, як ISO 12048. Вона описує методику випробування на статичне стиснення для транспортної упаковки та встановлює основні параметри, включаючи швидкість випробування та метод навантаження під тиском.
GB/T 36787-2018: Загальні технічні стандарти для формованих виробів з целюлози, які пропонують максимальні значення для важливих показників, включаючи міцність на стиск і деформацію.
QB/T 4765-2014: покращити вказівки щодо підготовки зразків і оцінки результатів випробувань на стиснення певних продуктів, наприклад лотків для яєць.
3. Доповнення до Стандартів бізнесу
Деякі підприємства встановлюють власні стандарти залежно від характеристик своїх продуктів, наприклад:
Apple: під час моделювання висоти три-шарового стосу (приблизно 1,8 метра) упаковка не має бути жодним чином пошкоджена та має деформуватися не більше ніж на 3% від початкової висоти.
Lenovo Group: Для упаковки мобільного телефону зі складаним екраном необхідний пік тиску при випробуванні на динамічний удар щонайменше 1500 Н. Це робиться для того, щоб амортизуюча структура добре поглинала енергію, коли телефон падає.
2. Обладнання для тестування: налаштування всього ланцюга від базової до високої-точності
Щоб провести перевірку компресії, потрібне професійне обладнання. Одними з найважливіших з них є машини для випробування тиском, коробки для моделювання середовища та додаткові вимірювальні інструменти.
1. Машина для вимірювання тиску
Типи: електронна універсальна машина для випробування матеріалів (для статичних випробувань) і машина для випробувань на стиснення упаковки (для моделювання динамічного укладання).
Вимоги до параметрів:
Діапазон навантажень: 0–100 кН, цього достатньо, щоб перевірити все: від маленьких лотків для яєць (для яких потрібно 500 Н) до великих ящиків для побутової техніки (для яких потрібно понад 10 кН).
Швидкість завантаження: для статичного випробування зазвичай становить 10 мм/хв, але для динамічного випробування її можна змінити залежно від ситуації (наприклад, вона може досягати 50 мм/хв під час імітації швидкого керування).
Правильність: похибка в датчику тиску менше або дорівнює ± 1%, а похибка в системі вимірювання переміщення менше або дорівнює 0,1 мм.
2. Коробка, яка імітує навколишнє середовище
Функція: стежте за рівнем температури та вологості та дивіться, як поводяться матеріали в різних налаштуваннях.
Вимоги до параметрів:
Температурний діапазон становить від -40 до 120 градусів за Цельсієм, що добре підходить як для транспортування холодовим ланцюгом, так і для високотемпературного зберігання.
Рівень вологості може становити від 10% до 95% RH, що імітує те, як вологе середовище впливає на поглинання води пульпою.
Стабільність: температура може змінюватися не більше ніж на ± 1 градус, а вологість може змінюватися не більше ніж на ± 2% відносної вологості.
3. Додаткові вимірювальні прилади
Використовуйте штангенциркуль, щоб перевірити варіацію розміру зразка та переконатися, що похибки в довжині, ширині та висоті менше або дорівнюють 1 мм.
Лінійка рівня: Переконайтеся, що зразок розміщено прямо вгору та вниз, щоб уникнути нерівномірної сили, яка може призвести до низьких результатів тесту.
Вимірювач вологості: перевірте вологість у місці, де відбувається попередня-обробка, щоб переконатися, що вона відповідає прийнятним вимогам.
3. Процедура тестування: стандартизовані кроки від підготовки зразків до визначення результатів
Стрес-тестування повинно відповідати певним правилам, щоб переконатися, що дані можна відстежити, а результати надійні.
1. Підготовка зразка
Кількість: Випадково виберіть 3-5 зразків з однієї партії, щоб гарантувати відсутність пошкоджень, спотворень або дефектів склеювання.
Перед обробкою:
Контроль температури та вологості: помістіть його в кімнату з температурою 23 градуси ± 1 градус і відносною вологістю 50% ± 2% на 24 години, як зазначено у GB/T 4857.2.
Наповнення вмістом: наповніть вагові блоки (наприклад, пісок і гравій, металеві блоки) амортизуючими матеріалами (наприклад, бульбашковою плівкою та клаптиками паперу), щоб створити реальні-життєві ситуації.
2. Калібрування обладнання
Калібрування датчика тиску: використовуйте стандартні гирі, щоб перевірити правильність навантаження.
Перевірка паралельності натискної пластини: Щоб уникнути локальної концентрації тиску, переконайтеся, що контактна поверхня між натискною пластиною та зразком паралельна з точністю до 1 мм.
3. Проведення тесту
Розміщення зразка: помістіть зразок у середину натискної пластини під обладнання для випробувань на стиск і за допомогою лінійки рівня переконайтеся, що він прямий (відхилення менше або дорівнює 1 градусу).
Тест на навантаження:
Тест, який не рухається: навантажуйте зі швидкістю 10 мм/хв і записуйте значення тиску, доки перший дивний шум, злом кута та рух натискної пластини не наблизиться до 2% від початкової висоти.
Динамічне тестування: створюйте сценарії укладання, утримуйте навантаження під заданим тиском (наприклад, у 1,5 рази більше прогнозованого навантаження, встановленого вимогами компанії), або повністю знищуйте зразок.
Збір даних:-запис у реальному часі часу випробування (с), переміщення натискної пластини (мм) і значень тиску (Н або кПа).
4. Оцінка результатів
Вимоги до кваліфікації:
Деформація: ISTA 3A говорить, що висота оригінального предмета не повинна змінюватися більш ніж на 3% і що не повинно бути функціональних пошкоджень (наприклад, коробка згортається або вміст видно).
Коефіцієнт тиску руйнування - це відношення тиску в момент руйнування до прогнозованого навантаження на штабель. Для безпеки він повинен бути не менше 1,5.
аналіз даних
Міцність на стиск (F): найвище значення тиску, виміряне під час випробування, яке є середнім (F ˉ) і стандартним відхиленням (σ) кількох зразків.
Питома міцність на стиск — це відношення міцності на стиск до ваги упаковки (Н/кг), і вона використовується для порівняння того, наскільки добре працюють різні конструкції упаковки.
Крива деформації під тиском: подивіться на стадію пружності (жорсткість), межу текучості (точку, в якій найбільш вірогідне руйнування конструкції) і точку руйнування (точку, в якій конструкція більше не може витримувати вагу).
4, Приклад: замкнутий цикл від тестування до оптимізації: практика
Наприклад, у початковому дизайні упаковки смартфона певної марки використовувався лоток із 100% цукрової тростини. Під час тестування були виявлені такі проблеми:
Проблема: у змодельованому тесті на 3-шарове укладання кути піддону розпалися, деформація склала 4,5% від початкової висоти, що перевищує звичайний ліміт компанії в 3%.
Аналіз: Волокна жому цукрової тростини короткі (0,8–2,5 мм) і погано з’єднуються, що робить краї та кути слабкими під час їх стиснення.
Конструктивний рівень: піддон не має ребер посилення, тому в кутах виникає напруга.
План оптимізації:
Щоб зробити матеріал кращим, додайте 2% целюлози хвойних порід (довжина волокна 2,56–4,08 мм), щоб міцніше волокна перепліталися.
Структурна оптимізація: щоб розподілити тиск, додайте L--подібні паперові ребра до чотирьох кутів лотка.
Змініть процес: підвищте температуру форми до 180 градусів, щоб допомогти волокнам злипнутися; подовжте тривалість формування до 120 секунд, щоб переконатися, що волокна достатньо висохли.
Перевірка ефекту: після оптимізації викривлення лотка було зменшено до 2,8%, а його міцність на стиск підвищилася на 35% за тих самих умов випробування. Це відповідало стандартам компанії щодо сертифікації.
