笔记本电脑包装设计7.docx

笔记本电脑包装设计
一、设计创新点
本文设计了一种新型复合包装结构应用于笔记本电脑的包装。这种复合缓冲包装结构是由第一缓冲垫瓦楞纸板与第二缓冲垫气垫所组成，在本设计中第一缓冲垫瓦楞纸板起到一定的支撑作用；第二缓冲垫气垫内部是由空气填充的有效地减缓了外界的冲击。
气垫代替了原有全瓦楞结构中的一部分纸板，所以包装成本、运输成本、碳排量都有所下降。
二、设计的目的和意义
2.1设计的目的
在环境恶劣、资源紧缺的情况下，本文对笔记本电脑提出的新型复合包装瓦楞纸板与气垫相结合，此结构设计中由于气垫包装袋是由99％的空气和l％的胶膜组成，所有原料皆不含有毒物质及有毒重金属，不管是在生产、使用或放置，原物料或产品都是完全干净的，不会造成任何的污染。此种包装材料属于可回收再利用的绿色包装，是很符合目前的环保消费意识。除此之外在未充气前完全平面化、质轻体积小不占空间可节省大量的运输费用，还降低了一定的包装成本与运输成本。
2.2设计的意义
气垫和瓦楞纸板的复合包装对笔记本电脑的包装是一种全新的尝试。气垫包装袋运用少量合成塑料薄膜及气室观念，开发成气室排列的内包装，包装成本与运输成本都较低、环保可回收、防潮、防腐、抗震保护极佳，是替代现有的EPS、EPE、纸制类内包装， 是最经济、最符合环保的包装材料。
三、方案的确定
3.1设计依据
3.1.1设计要求
本文选择的设计对象是笔记本电脑外尺寸300*230*25.6。产品净重2.2kg，电脑加上设计用缓冲材料和内结构隔衬、电源、鼠标等附件后总重量约为3.46kg，有效长期堆码高度为2.5m，商品集中存放纸箱的负荷时间为180d。外包装箱箱型为手提箱（0217箱型），该产品试验脆值为80g ( 测定一般有两种方法: 脆值实验法与经验估算法) , 其装卸搬运环节一般以机械为主, 装卸过程中能满足 0.9m的高度跌落, 采用空运方式运输。
3.1.2流通环境
包装件在运输流通中所经历的一切外部因素统称为流通环境条件。流通过程以生产工厂为起点，以消费者为终点，它包括了商品及包装的运输、中转、装卸、仓储、陈列、销售等环节。货物流通环境中各种外界因素及包装损害原因。
产品包装件只有经受住一切外部危险因素(运输条件、气候条件、生活化学条件等)的考验而安然抵达目的地，才能实现其功能，体现其社会经济效益。
外界因素
损害包装的原因
冲击
装卸时跌落，在滑道、运输带上跌落，包装时滚动，搬运时翻到、抛掷，车辆在坑洼路面上行驶
振动
路基上有规则的缺陷（路轨接缝、沥青剥裂），车轮不平衡，结构振动
静压力
加固拉紧力、其他约束力、仓库堆垛、起重运输
动压力
火车转轨、堆垛共振、在滑道和运输带上受到其他包装物阻挡
扎刺
误用吊钩、装卸设备
变形
支撑或起吊不平衡
升温
暴晒、高温环境
降温
天寒、运输中未保暖
低压
海拔高，飞机机舱未冲压
光照
日光直接照射、光化学作用
水
储存、装卸、运输时雨淋，船上污水与海水溅淋，潮湿或有水蒸气环境，由热变冷
生物
微生物、真菌、霉菌、昆虫、鼠害
时间
材料老化、泄露
污染
灰尘、沙粒等外来物，产品渗漏
盗窃
盗取、偷换
放射性
材料放射性污染
3.2整体方案的确定
通过对产品笔记本电脑本身特性、原有包装结构、流通环境、包装废弃物的分析，提出了一种新的包装结构——瓦楞纸板与气垫的复合包装。这种新型的复合包装与原有的全瓦楞纸板相比较可降低包装成本、运输成本以及碳排量，是符合现在包装趋势的设计。
包装设计设计的总目标是降低物流包装系统的成本和碳排量。根据目前此种电脑的特性和原有的包装结构存在的缺陷和所选用包装材料的成本高、碳排量大等特点，提出了一种对笔记本电脑新型的包装结构设计——气垫和瓦楞纸板复合包装结构。这种复合包装结构替代原来的全瓦楞纸板缓冲垫结构方案，实现了降低物流包装系统的成本和碳排量的目的。

笔记本电脑气垫瓦楞纸板复合包装材料

发泡聚苯乙烯G=4.8

4.2.1气垫设计
气垫包装袋是一种应用空气缓冲原理整体包裹物品使之不被破坏的新型缓冲包装材料，气垫包装袭由气柱和热封线加以分隔组成，在该热封线上每问隔10～15公分即开设一连通口。而一气柱与另一气柱之间则各自独立，气体无法在气柱组之间互通。任一气柱破裂气体泄漏时，并不影响其它气柱的气密状卷。它可以在很大程度上取代现有的EPS、EPE、纸制类内包装材料，是最经济、最符合环保的包装

气垫的平面图 气垫的立体面
4.2.2内包装盒设计
缓冲盒与附件盒选用属于高强瓦楞纸板中的微型瓦楞纸板E。因为微型瓦楞纸板有以下几点优点：①微型瓦楞纸板由于成本低、抗震性能好、抗压强度高，可直接进行胶印以及环保等特点，其市场竞争力越来越被业内人士所看好。②由于微细瓦楞具有堆码强度高、耐破度和挠伸性能佳以及质轻板薄等优点，目前信息家电行业、食品行业、化妆品行业、会展行业以及出口产品等领域都在使用微细瓦楞包装。③由于微细瓦楞一片成型，加之高强度瓦楞原纸的选用，所以瓦楞纸产品易回收再生利用，是一种理想的“绿色包装’’材料。质优量轻，节省成本，是微型瓦楞纸包装的又一大优势。④微瓦保护功能强。
1）缓冲盒结构设计：
缓冲盒平面图

缓冲盒立体图
2）附件盒结构设计：

附件盒平面图

附件盒立体图
五、外包装盒设计
5.1外包装盒材料的设计
瓦楞纸板因可加工性极好、使用方便、刚柔兼备的保护性、利于促销、成本低廉、符合可持续发展等优点，在包装制品中得到了广泛应用，在本设计中也采用瓦楞纸板为外包装盒材料。笔记本电脑的包装一般是单体包装，外包装箱型任然选用原有标准箱型0217。由于笔记本电脑重量轻，故实际中可使用胶黏剂粘合接头。按照GBT6544--1999标准规定，UV形瓦楞纸板分为A、C、B和E型四种。A楞型的纸箱承受平面压力性能比B和C楞型差，但其承受垂直压力性能较高；B楞型的瓦楞低又密，故耐垂直压力性能较差，但平面耐压性能较高；C楞型性能介于A和B楞型之间；E楞型的纸板具有重量轻、缓冲性能好、平面抗压强度好等特点，利于直接进行印刷。由于本设计对象笔记本电脑在流通过程中是堆码运输，因此对其纸箱要求要有较强的平面耐压性能，所以综合考虑选高强低克重的B型瓦楞纸板。B瓦选一等品的S一2．1级瓦楞纸板，边压强度Pro=4．0 KN／m，配材选A级纸板。
5.2外包装盒的尺寸设计
1）内尺寸的确定
计算公式为： Xi=Xmax+2T+K’
Xi—纸箱的内尺寸；T—缓冲件的厚度；k’—内尺寸修正系数。
表 瓦楞纸箱内尺寸修正系数
L1
B1
H1
小型箱
中型箱
大型箱
3-7
3-7
1-3
3-4
5-7
取KL=5mm；KB=5mm；KH=4mm；又已知Lmax=300mm；Bmax=230mm；Hmax=25.6mm；T=54mm；故由公式Xi=Xmax+2T+K’得纸箱的内尺寸为：413 mm×343mm×137.6mm，再由以下公式可以得到其制造尺寸：
X = X1 + K
F = B1/2 + X1
式中：X—瓦楞纸箱长、宽、高制造尺寸；X1纸箱内尺寸；K—制造尺寸修正系数；F—纸箱对接摇盖宽度；B1—纸箱非结合端面制造尺寸；X1—摇盖拉长系数。
表 瓦楞纸箱制造尺寸修正系数（mm）
名称

楞型
L1
L2
B1
B2
H
A
6
4
6
3
9
B
3
2
3
2
6
C
5
3
5
3
8
E
2
1
2
1
3
表 瓦楞纸箱接头尺寸J
纸板结构
单瓦楞
双瓦楞
J
35-40
45-50
表5 02类单瓦楞纸箱摇盖伸长系数X1
名称

楞型
0201
0203
0204
0205
0206
A
2-3
0-2
2-3
0-2
0-2
B
1.5-2
0-1
1.5-2
0-1
0-1
C
1.5-2.5
0-1.5
1.5-2.5
0-1.5
0-1.5
E
0
0
0-1
0
0

由表3、4、5得出K11=3；K12=2；Kb1=3；Kb2=2；K=6；J=38；X1=2；
所以由公式X = X1 + K 与公式F = B1/2 + X1 ，得瓦楞纸箱的制造尺寸；
L1 = Li + K11 =426（mm），L2 = Li + K12 =425（mm）；
B1 = Bi+ Kb1 =336（mm），B2 = Bi + Kb2 =335（mm）;
H = Hi +K =133.6（mm），F = B1/2+X1=170（mm）；
有此可得内尺寸为：426mm*336mm*133.6mm；
2）外尺寸的确定
再由以下公式可以得出其外尺寸：
X0 = Xmax + K
式中：X0 —瓦楞纸箱外尺寸；Xmax —纸箱最大制造尺寸；K—纸箱外尺寸修正系数。
表6 瓦楞纸箱外尺寸修正系数（mm）；
楞型
A
B
C
E
AA
BB
CC
AB
AC
BC
K
5-7
3-5
4-6
2-4
10-14
6-10
8-12
8-12
9-13
7-11

表6为纸箱外尺寸修正系数值，由此得出K=4。
所以由公式X0 = Xmax + K得；瓦楞纸箱的外尺寸为：430mm×340mm×140mm

外包装盒平面图

外包装盒立体图
六、装卸时的冲击
按能量转换规律，从h高度开始跌落，到弹簧受压发生最大变形为止，产品具有的势能将全部转化为弹簧的变性能，其大小等于产品克服弹簧反力所做的功，即：
mgh（h+）= (6—1)
由于弹簧是线性的，故p(x)=kx，由mgh=l／2k，代入上式得：
P(x)=2mgh／x (6—2)
根据牛顿第二定律，产品在弹簧力作用下的加速度a=p（x）/m代入(6—2)得：
a=2hg／x (6—3)
令2h／x=G N-a=Gg (6—4)
由于2h>>x，故G>>l；式(6—4)表示产品跌落冲击时产生的加速度，通常表现为重力加速的的倍数；在冲击问题上，通常用G这种倍数来表示加速度的大小。
由式(6—2)，得：
P=GW (6—5)
上式表明，产品跌落时所受冲击的大小，等于其重量和G的乘积。当这种冲击超过产品结构所允许的极限时，产品即发生破损。包装工程中，把这个产品不发生破损的最大加速度值叫脆值。而
=2h/G=2*90/80=2.25cm
k=2hW/=2*90*2.2/=78.2（kg/cm）

缓冲包装模型

冲击响应谱分析动力学模型
七、计算纸箱的最大堆码层数
现已知瓦楞纸箱的外尺寸为430mm*340mm*140mm,仓库最大有效堆码高度为3m，托盘包装最大高度为1.5m，托盘高度为100mm。
1.nmax = INT[(hmax-T)/H0]=INT[(1500-100)/340]=4
2.nmin= INT[Hw/hmax]= INT3000/1500=2
3.n’max=INT[(Hw-nmin*T)/H0]=INT[(3000-2*100)/340]=8
4.n= INT[N’max/nmax]= INT8/4=2
5.N=nmax*n=4*2=8
6.因为N=N’max所以nmax= N’=8
校核：340*4+100<1500(hmax)，340*8+2*100<3000(Hw)
则最大堆码层数为8层。
托盘单元包装在超轻的EPS托盘上堆码8层每层20个共计160个瓦楞手提箱，4个瓦楞纸板护角与0452箱型瓦楞纸板上盖将堆码纸箱形成整体，最后用拉伸缠绕膜收紧。
八、瓦楞纸箱强度的计算
瓦楞纸板是由瓦楞纸板是由面纸、瓦楞芯纸和里纸三层构成，它具有较大的刚性和良好的承载能力。由瓦楞纸板制成的瓦楞纸箱作为包装容器，要求有一定的刚性，即抗压强度。
面纸横向环压强度为319N/0.152mm，瓦楞芯纸横向环压强度为146N/0.152mm。已知:R1=R2=319N/0.152mm ，Rm=146N/0.152mm ，L0=430mm ,B0=340mm
则：Z=2(L0+B0)=154cm
查单瓦楞纸箱凯里卡特常数值,B型楞得
aXz=5.00 , J=1.27 , Cn=1.361
则：环压强度 Px=(R1+R2+RmCn)/15.2=55.05N/cm
抗压强度 P=Px(4aXz/Z)2/3ZJ=2737N/cm
六、成本核算
塑料袋：价格=塑料袋的长（M）* 宽(M) *2S* 市场价，其中S为塑料袋的厚度， 当时市场材料价为 10000元/吨 ，加上鼠标、变压器与笔记本的塑料包装袋，成本=（0.3+0.2）*（0.15+0.25）* 2* 0.00004 *10000=0.16元
瓦楞纸盒：用纸成本，瓦楞成本，印刷费用，上釉与压光费用。纸的规格一般有两种:标规78.7*109cm和 大规89*119 cm 。一般标规印刷为0.10元/色，上釉为0.30元/ ,压光为0.60元/ , 复膜为0.60元/ , 瓦楞为2.00元/ 。
则展开面积为〔( 42 + 35)*2 + 3 〕/100*〔( 35*2 + 15 ) +2〕/100 =0.13
则彩色瓦楞纸箱价为6*0.1+0.13*2+0.13*0.3+0.6*0.13=1.32元
缓冲模塑：EVA成本按重量计算成本，目前市场一般按0.02元/克计算。
重量：2*15=30（g），成本：30*0.02=0.6（元）
包装总成本：0.16+1.32+0.6=2.08（元）