陳偉雄

深圳創(chuàng)維-RGB電子有限公司研究院 廣東 深圳 518108

1 常用包裝材料簡(jiǎn)介

EPS全稱(chēng)聚苯乙烯泡沫塑料（Expanded Polystyrene，簡(jiǎn)稱(chēng)EPS），是一種由含有揮發(fā)性液體發(fā)泡劑的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒材料，經(jīng)加熱預(yù)發(fā)后在模具中加熱成型白色物質(zhì)，其有微細(xì)閉孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[1]。由于其質(zhì)輕、堅(jiān)固、吸震、低吸潮、易成型及良好的耐水性、絕熱性、價(jià)格低等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于包裝、保溫、防水、隔熱、減震等領(lǐng)域，如電器、儀器儀表、工藝品和其他易損貴重物品的防震包裝以及快餐食品的包裝等方面。是當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛的塑料之一。

EPE是可發(fā)性聚乙烯珍珠棉（Expandable Polyethylene，簡(jiǎn)稱(chēng)EPE），又稱(chēng)珍珠棉，是非交聯(lián)閉孔結(jié)構(gòu)，是一種由低密度聚乙烯脂經(jīng)物理發(fā)泡產(chǎn)生無(wú)數(shù)的獨(dú)立氣泡構(gòu)成的新型環(huán)保包裝材料[2]?？朔似胀òl(fā)泡膠易碎、變形、恢復(fù)性差的缺點(diǎn)，有隔水防潮、防震、隔音、保溫、可塑性能佳、韌性強(qiáng)、循環(huán)再造、環(huán)保、抗撞力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，亦具有很好的抗化學(xué)性能，是傳統(tǒng)包裝材料的理想代替品。

兩者材料對(duì)比，EPS具有成型加工簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)，但是緩存性能稍差且易破；EPE成型需切割黏合，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，韌性好不易破，但價(jià)格相比EPS要貴很多[3]。

圖1 EPS材料

圖2 EPE材料

2 電梯及電視尺寸分析

2.1 住宅類(lèi)電梯標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)我國(guó)對(duì)住宅類(lèi)電梯的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，小區(qū)內(nèi)的住宅電梯基本可以分為以下4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表1。

表1 住宅類(lèi)電梯尺寸標(biāo)準(zhǔn)

2.2 大尺寸電視尺寸

目前市面主流大尺寸電視及其包裝尺寸，見(jiàn)表2（常見(jiàn)大尺寸電視），因電視背光方式（主要為直下式、測(cè)光、OLED等）和一體、分體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裸機(jī)尺寸存在差異。

表2 大尺寸電視及其包裝尺寸

3 包裝方案設(shè)計(jì)

3.1 進(jìn)電梯方案

按照傳統(tǒng)正向進(jìn)入電梯，以90寸為例，電視裸機(jī)長(zhǎng)2.02m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電梯轎廂內(nèi)寬度和深度形成的任何尺寸，按最小標(biāo)準(zhǔn)630kg電梯形成的最大對(duì)角線(xiàn)尺寸為1.78m，加上電視寬度影響，裸機(jī)都無(wú)法進(jìn)入電梯。

因此，需要改變電視進(jìn)電梯的方式，將其側(cè)向立起，轉(zhuǎn)換長(zhǎng)度和高度以適配電梯的轎廂尺寸，包裝也可稍微傾斜形成對(duì)角線(xiàn)尺寸，在電梯深度充分滿(mǎn)足包裝高度的情況下，使包裝尺寸最大化[4]。此時(shí)，電梯門(mén)的高度成為電視包裝長(zhǎng)度的唯一限制因素，基于此限制條件設(shè)計(jì)新的包裝方案，將更有利于問(wèn)題的快速解決。

圖3 頂視圖和正視圖

3.2 包裝基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)

電視設(shè)計(jì)包裝的本質(zhì)目的在于對(duì)電視本體的保護(hù)，隨著電視尺寸的增加，其重量也隨之增加。電視產(chǎn)出后經(jīng)人員搬抬和各種交通工具或設(shè)備運(yùn)輸、轉(zhuǎn)移等過(guò)程中，如包裝防護(hù)余量不足，極易造成包裝、配件破損，甚至顯示屏不可逆的損壞。因此對(duì)于大尺寸電視來(lái)說(shuō)，包裝防護(hù)優(yōu)化，不僅尺寸上無(wú)法優(yōu)化，加強(qiáng)防護(hù)的同時(shí)還可能會(huì)增加各維度尺寸[5]。

為加強(qiáng)大尺寸電視包裝防護(hù)能力，同時(shí)兼具進(jìn)出電梯便宜性。大尺寸電視包裝采用雙包裝設(shè)計(jì)，外包裝用于機(jī)械安全試驗(yàn)及物流運(yùn)輸搬抬的過(guò)程防護(hù)，內(nèi)包裝用于進(jìn)出電梯過(guò)程防護(hù)，其中機(jī)械試驗(yàn)各面、角、棱，全面跌落，模擬市場(chǎng)上最嚴(yán)的跌落環(huán)節(jié)，包裝示意圖見(jiàn)圖4。

圖4 內(nèi)、外包裝基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)

電視到用戶(hù)小區(qū)入電梯前，拆除外包裝大紙箱保留內(nèi)部小紙箱。因人工搬抬環(huán)節(jié)可控性高，且到用戶(hù)家時(shí)用戶(hù)本人可幫忙環(huán)境指導(dǎo)，不需要較大的外包裝，保留的內(nèi)部小紙箱，可滿(mǎn)足最后一個(gè)進(jìn)出電梯環(huán)節(jié)的搬抬防護(hù)需求。

3.3 內(nèi)泡沫設(shè)計(jì)

3.3.1 圖紙結(jié)構(gòu)。根據(jù)模具的成型方式、注塑機(jī)臺(tái)的大小、材料不同選型，內(nèi)包裝圖紙分為：左右上角泡沫、下泡沫、左右底腳泡沫、兩側(cè)泡沫等，幾個(gè)模塊拼接組合而成。

3.3.2 材質(zhì)選擇。由于電視長(zhǎng)度受電梯高度尺寸限制，泡沫側(cè)邊一般較薄，在搬抬側(cè)立過(guò)程中，側(cè)邊和底角是主要的受力點(diǎn)，所以側(cè)泡沫及底腳泡沫選擇韌性較好的EPE材質(zhì)，左右上角泡沫及下泡沫選擇基本的EPS材質(zhì)，兼顧材質(zhì)和成本最優(yōu)，示意圖見(jiàn)圖5。

圖5 內(nèi)泡沫設(shè)計(jì)及選材

3.4 外包裝與側(cè)擋設(shè)計(jì)

受電梯高度限制條件，長(zhǎng)度尺寸要在滿(mǎn)足進(jìn)電梯的限制下最大化。

內(nèi)包裝的高度和寬度要在成本最優(yōu)的前提下，盡可能滿(mǎn)足防護(hù)需求的最大化[6]。外包裝長(zhǎng)度尺寸要在防護(hù)需求、成本最優(yōu)的前提下，尺寸最小化，寬度和高度尺寸最小化，即在滿(mǎn)足整體防護(hù)需求和進(jìn)電梯需求的情況下，使內(nèi)包裝盡可能的最大化，外包裝盡可能的最小化，合理分配內(nèi)外結(jié)構(gòu)空間，使脫離外包裝的內(nèi)包裝達(dá)到最大的防護(hù)效果。

4 包裝擴(kuò)展方案

依據(jù)直角三角形斜邊最長(zhǎng)和平行四邊形銳角的對(duì)角線(xiàn)最長(zhǎng)的幾何原理，電梯門(mén)為長(zhǎng)方形，對(duì)角線(xiàn)連線(xiàn)距離為可進(jìn)入電梯的最長(zhǎng)尺寸。同理，紙箱為長(zhǎng)方形時(shí)，對(duì)角線(xiàn)同樣為最長(zhǎng)，為放入電梯內(nèi)的最長(zhǎng)尺寸，當(dāng)紙箱為平行四邊形時(shí)，銳角對(duì)角線(xiàn)距離最長(zhǎng)，為放入電梯內(nèi)的最長(zhǎng)尺寸。

4.1 紙箱的平行四邊形設(shè)計(jì)

盡管電梯門(mén)的對(duì)角線(xiàn)連線(xiàn)最長(zhǎng)，但并不是將紙箱斜放就好，因紙箱有一定的厚度，常規(guī)方形紙箱斜放時(shí)會(huì)有角部易與電梯門(mén)形成干涉[7]。而平行四邊形紙箱，可有效解決斜放角部干涉的問(wèn)題，使紙箱上下兩個(gè)短邊與電梯門(mén)上下邊平行，紙箱斜邊的對(duì)角線(xiàn)和電梯門(mén)對(duì)角線(xiàn)重合，使紙箱最大尺寸位置和電梯門(mén)的最大尺寸相重合，達(dá)到尺寸的最大配合度，示意圖圖7。

4.2 斜向放置組合設(shè)計(jì)

電梯門(mén)對(duì)角有最大尺寸，電視內(nèi)包裝可以斜向進(jìn)入，同時(shí)可以成型平行四邊形，平行四邊形也有最大尺寸，電視機(jī)也可以斜放在內(nèi)，同樣，內(nèi)紙箱也可以斜放置于外包裝內(nèi)，這樣就充分利用了每個(gè)層級(jí)的最大尺寸，最終就可以將最大尺寸做到極致，使電梯可以進(jìn)入帶包裝的最大尺寸的電視。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電視及其包裝和電梯尺寸全面的數(shù)據(jù)分析、大尺寸電視進(jìn)電梯方式的優(yōu)化、材料不同屬性的分類(lèi)應(yīng)用、包裝方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高了機(jī)械安全試驗(yàn)的通過(guò)率，滿(mǎn)足了電視運(yùn)輸、轉(zhuǎn)移、搬抬過(guò)程中的全面防護(hù)，解決了大尺寸電視不能進(jìn)電梯的售后痛點(diǎn)，一定程度上促進(jìn)了大屏顯示類(lèi)產(chǎn)品向著更大屏的方向邁進(jìn)。