「板式傢具包裝」你知道板式傢具床頭櫃的全紙運輸包裝如何設計么？
「板式傢具包裝」你知道板式傢具床頭櫃的全紙運輸包裝如何設計么？
摘要：目的 使零件組成不同、組合方式不同以及存在尺寸差異的板式傢具都可使用同一種結構的包裝。方法 對某板式傢具床頭櫃的運輸包裝進行研究，採用表面積相等法解決不同大小板塊在包裝中的擺放方式問題，並設計出迴環型以及直插型等2種緩衝結構。結果 對由2種不同緩衝結構組成的包裝進行了振動與跌落實驗，效果均為良好。結論 通過採用合適的擺放方式和簡潔通用的包裝結構，設計出了具有實用性的板式傢具包裝體系，對其他板式傢具的包裝具有指導和借鑒意義。
互聯網與電子商務技術的快速發展，使得網路購物成為人們日常生活的重要部分，傢具也成為網路購物的商品之一。傢具的流通方式從同城運送轉變為從全國甚至全球各地運送至家門口，傢具的運輸包裝也因此出現一些新的設計要求。家具行業目前還沒有完善的包裝設計體系，存在「一傢具一包裝」、包裝難回收等問題。其中，板式傢具作為目前最常見的傢具類型，對其運輸包裝的創新設計顯得尤為必要。板式傢具通用化、標準化的結構和零配件也給創新設計帶來可能性。
1 板式傢具運輸包裝存在的問題
1.1 過度包裝
流通環節的破損率大導致過度包裝問題的產生。為了儘可能降低運輸流通過程對傢具造成的損壞，現今國內傢具包裝在內部每個部件都會採用2種及以上的緩衝包裝材料進行防護，再加上稜角或者側面的保護以及各部件間用緩衝材料的分隔，包裝材料的種類和用量整體偏大，過度包裝現象嚴重。
1.2 綠色環保包裝無法得以體現
在回收產品包裝並進行再利用的時代趨勢下，我國傢具產品包裝的回收率不容樂觀。除了外包裝瓦楞紙箱或者木箱較易被回收外，多數可被二次利用的內部緩衝包裝，如珍珠棉等，面臨的卻是被當作廢品賣掉的命運，直接造成了包裝資源的浪費。在國外，已有學者以秸稈纖維、蔗渣纖維和澱粉等為主要原料來製作緩衝結構，這種材料無論是從性能還是環保的角度考慮，都具有很大的發展空間。
1.3 缺乏通用化板式傢具包裝設計
在結構方面，亟待解決的問題是不同規格的傢具產品如何使用統一規格的包裝產品完成包裝過程。現如今國內的傢具包裝設計工作多由傢具設計師兼任，一套傢具只對應一套包裝，增加了產品的整體成本，同時對於包裝的定製、儲存及回收也非常不利。文中以一套典型的床頭櫃為研究對象，在全紙包裝的基礎上，對其包裝方法進行通用化的運輸包裝設計，從結構上對緩衝材料在結構和尺寸方面進行減量化設計，以期將這種簡潔通用型的包裝結構推廣到其他板式傢具包裝中。
2 板塊的擺放方式
板式傢具可以視為一類標準化的產品，基本包括不同形狀的長方體板塊以及一些五金零部件，但不同種類的板式傢具內部結構存在差異，板式傢具的包裝亟需在行業內形成一套系統性的可借鑒的方法。文中研究所採用的床頭櫃為最簡單、典型的一款，由面板、側板、背板、抽面、抽側、抽後、抽底、2種拉條等九大類板塊組成，見圖1。為了有助於板式傢具節約更多的包裝材料以及運輸成本，同時便於顧客在自家中進行拆解與組裝，文中提出使用表面積相等法來對板式傢具進行堆疊擺放。
圖1 床頭櫃模型
Smax為板式傢具單個面的最大表面積，S￠max為該面對立面的表面積，用∑S表示在板式傢具該面上除了最大面積板塊以外所有小板塊的表面積之和，每個小板塊的面積均用Sn(n=1，2…6)表示，由於單個面的表面積與此面的對立面表面積相等，且單個面的表面積約等於此面上所有小板塊的表面積之和，即：
函數
將該公式運用在床頭柜上，即若將拼裝後的床頭櫃視為長方體，則根據長方體相對面的面積相等的原理，床頭柜上下、左右以及前後板塊所組成的面積分別相等。由床頭櫃立體圖可知，左右2個側板的面積相同，它們與抽側和滑道所組成的表面積大體相當；背板與抽後以及2個抽面和拉條的表面積大體相當；面板與2個抽底表面積大體相當。按照這樣的原則將表面積大體相等的板塊上下疊放，能最大限度地減少擺放所佔用的總體空間。像滑道和釘子等可拆卸的五金件等，在實際運輸時無需將其安裝在產品上，可以將它們與其他配件放置於一起，用瓦楞紙板摺疊包裹成長方體形狀，形成獨立的包裝，放置在擺放的板塊之間用以填補空隙。
3 板式傢具床頭櫃全紙運輸包裝
3.1 外包裝箱設計
根據表面積相等法的擺放方式，使得全部板塊的擺放組成一個長方體，四角對齊，重心平穩，經測量總體積為52.7 cm×46.6 cm×12.4 cm。為了使得運輸包裝件的規格更加標準，外部結構尺寸的設計需符合運輸包裝系統的集裝化要求，即盡量靠近運輸標準模數，不同大小的板式傢具包裝只是等比例的放大或者縮小，使得板式傢具易於流通且流通過程中的集裝量大。通過查閱GB 4892—85《硬質直方體運輸包裝尺寸系列》[9]，決定採用長×寬外尺寸為60 cm×50 cm的包裝箱外尺寸，並設高的內尺寸為12.8 cm。
通過結合板式傢具的實際運輸情況，並遵循國際箱型標準及理想尺寸比例，這裡決定採用0427型的標準箱型作為外包裝箱。這種箱型不需要粘貼，而是利用側板與襟片之間的摩擦，更加符合全紙包裝理念。選用的B楞瓦楞紙板厚度為0.36 cm，通過內外尺寸計算公式得出，外包裝的內尺寸為57.1 cm× 48.9 cm×12.8 cm。紙箱的平面展開見圖2。
3.2 內部緩衝結構
在外包裝箱外尺寸完全符合運輸標準模數的情況下，內部擺放好的整體板塊堆與外包裝箱之間存在一定的間隙。板塊的整體長度約為53 cm，整體寬度約為47 cm，外包裝內尺寸長度約為57 cm，寬度約為49 cm。內部緩衝結構不僅可減少板塊之間的摩擦，保護板式傢具的楞和角，更重要的是板塊在整體包裝中的固定，可減少傢具與包裝之間的衝擊與劃痕。
圖2 外包裝箱平面展開
文中設計探究了2種優化的內部緩衝結構，見圖3，它們的基本組成單元類似，結構的整體高度為外箱高度內尺寸，槽口的開槽深度為外箱內尺寸高度的一半。考慮到間隙的尺寸，即長度方向上板塊堆與外包裝箱之間的距離約為2 cm，寬度方向上板塊堆與外包裝箱之間的距離約為1 cm，設槽與槽之間的距離為1 cm，該長度也可作為適應不同尺寸板式傢具的可調基本尺寸。2種結構雖然使用方法不同，但它們都不需要其他輔助材料的粘合，互相之間用卡合的方式接合即可。接合後的整體結構環繞住板塊堆四周，不僅能防止內部小板塊由於衝擊作用對外包裝箱帶來的破損，保護小板塊的楞和角，還能有效保護四邊板塊堆的楞和角。同時，在外包裝箱內部的四角處，通過槽口與槽口之間的互相配合，可以填補板塊堆與外包裝之間的間隙，進而固定板塊在整體包裝中的位置。
圖3 具有通用性的內部緩衝結構
3.2.1 迴環型緩衝結構
迴環型緩衝結構所用的瓦楞紙板為B楞瓦楞紙板，厚度為3.6 mm。為了讓長度與寬度方向上紙板的槽口能夠互相配合，該類型的緩衝結構槽口寬度也設為3.6 mm，其具體尺寸見圖4。
圖4 迴環型緩衝結構具體尺寸
針對此套床頭櫃，該緩衝結構在使用時，長度與寬度方向上的槽口數在能夠滿足板塊堆要求的基礎上，兩側還需各預留5個槽口。板塊堆與外包裝箱之間在長度方向上約2 cm的距離與寬度方向上約1 cm的距離均通過迴環型結構得以填充，起到了固定板塊堆的作用，其整體效果與具體細節部分見圖5。
圖5 迴環型緩衝結構整體效果和局部細節
3.2.2 直插型緩衝結構
考慮到迴環型緩衝結構在迴環部分的插入組合稍顯複雜，文中決定在它的基礎上進行適當的改進，捨去迴環部分的摺疊，改為直接插入式，它在使用時比迴環型緩衝結構更加方便快捷，見圖6，使用時工人只需直接將長度方向與寬度方向的紙板插合即可。由於直插結構中瓦楞紙板與外包裝接觸的部位由面面接觸改為了點面接觸，因此，為了防止瓦楞紙板在運輸過程由於振動衝擊而發生彎折，進而降低其緩衝性能，與迴環型緩衝結構不同的是，此處用的瓦楞紙板由3.6 mm的B楞改為了7.4 mm的AB楞，因此緩衝結構中的槽口也相應地改為了7.4 mm，其具體尺寸見圖7。
圖6 直插型緩衝結構整體效果和局部細節
圖7 直插型緩衝結構具體尺寸
4 測試實驗與結果
對傢具包裝件進行安全測試是改善包裝設計和提高包裝質量的有效手段。目前，國內對運輸包裝件的安全測試有GB/T 4857.3—92《靜載荷堆碼試驗方法》、GB/T 4857.4—92《壓力試驗方法》、GB/T 4857.20—92《碰撞試驗方法》、GB/T 4857. 11—92《水平衝擊試驗方法》、GB/T 4857.14—1999《傾翻試驗方法》、GB/T 4857.10—92《正弦變頻振動試驗方法》等，測試的部位包括包裝的角、邊和面。其中，針對傢具的運輸包裝，國內的主要測試項目為振動試驗和跌落試驗。
4.1 跌落試驗
跌落試驗一般用來檢查和評定運輸包裝件在搬運和裝卸過程中受到垂直衝擊時的衝擊強度，以及對內裝傢具的保護能力。該試驗採用PK-318型號的跌落試驗機，進行安全性跌落測試。在跌落前按GB/T 4857.1—92《運輸包裝件各部位的標示方法》對包裝件的面、棱、角依次進行標示，結合運輸過程中的實際情況，只對包裝件進行1面與3面的垂直跌落實驗，跌落次數為每面1次。同時，依據GB/T 4857.18—1992《包裝運輸包裝件編製性能試驗大綱的定量數據》，並結合人體工程學的角度考慮，設置跌落高度為500 mm。
當跌落完成後，將包裝件拆包檢查，發現2種結構的傢具內部均有板塊出現了角翹曲現象，相應位置處的緩衝結構出現凹痕。為分析其產生的原因，將整體包裝件上下晃動，可清晰聽見內部板塊的上下晃動聲。由此猜測造成破壞的原因為內部板塊擺放不緊湊，即所有板塊在利用表面積相等法的原理進行擺放時，不同板塊之間存在厚度差。不同厚度的板塊放置於同一平面內時，厚度較小的板塊在上下2個板塊的中間存在空隙，在跌落過程中會發生上下晃動，而晃動時會與周邊的緩衝結構發生摩擦作用，導致板塊與緩衝結構發生相應的破壞。
為驗證猜測的正確性，這裡決定採用不同楞型的瓦楞紙板摺疊、擺放或者組合的方式來彌補不同板塊之間的厚度差，以保證包裝內各個板塊在運輸過程中不會晃動。將填充好空隙後的包裝件再次進行跌落試驗，重複第1次跌落的操作，發現改進後的整體包裝的2種內部緩衝結構均保持了其完整性，且內部板塊沒有損壞現象，說明在內部板塊之間無縫隙的情況下，2種緩衝結構能給予內部傢具產品更合理的保護，證明猜測正確。
4.2 振動試驗
振動試驗主要模擬包裝產品在運送過程中因工具和運輸環境所造成的振動現象。在振動試驗測試時，為真實地模擬運輸過程中振動的情形，將傢具整體包裝件放置於振動台上固定後，依據GB/T 4857.23—2003《運輸包裝件隨機振動試驗方法》中的公路運輸頻率進行20 min的振動測試。
將2種內部緩衝結構的包裝件依次經過20 min振動試驗後拆開，發現以下情況：由於內部小板塊的衝擊作用，2種緩衝結構的長度方向上的瓦楞紙板均出現了一定程度的曲度，但內部小板塊均無漆膜脫落、翹曲以及劃痕的現象；迴環型緩衝結構中四角處的迴環部分均發生不同程度的變形，但內部板塊沒有出現破損。該實驗結果說明2種緩衝結構的緩衝效果均較為理想。為了降低2種緩衝結構在長度方向上受到的衝擊作用，研究發現可在長度方向的適當位置添加加強筋來支撐緩衝結構中的瓦楞紙板]。加強筋不需要特殊設計，只需從緩衝結構中裁出若干小段，放置於板塊堆與外包裝箱之間的間隙即可，見圖8。將運用了加強筋後的包裝件再次進行振動實驗，拆開包裝件進行觀察，結果說明該設計取得了明顯的改進。
圖8 加強筋的放置
5 結語
該設計對一套特定板式傢具床頭櫃的運輸包裝進行了研究，包括利用表面積相等的原理解決了不同板塊的擺放組合問題，同時，多餘空隙用不同厚度的瓦楞紙板填充，更重要的是，在其緩衝結構的設計方面作出了一些有益的嘗試，設計出的迴環型緩衝結構和直插型緩衝結構無需其他輔助材料的粘合，互相之間用卡合的方式接合即可。改變插槽位置和摺疊剪裁位置，可以適應不同長度、寬度的板式傢具。同一高度的瓦楞紙箱，針對不同長度、寬度尺寸的板式傢具，都只需要設計出一種尺寸系列的緩衝結構，並將其進行拼裝即可，有效地解決了不同尺寸的板式傢具產品如何使用統一規格的包裝產品完成包裝過程的問題[3]。這種可以拆卸組裝的設計體現了綠色生態包裝設計的理念，而且傢具商品售出後，內部緩衝結構還可以進行二次回收利用甚至是多次利用，以增加包裝的可延續利用性。
這種通用性的、系統的包裝設計方法，旨在使傢具包裝進一步規範化、合理化，力求降低家具行業的包裝成本和運輸成本。這2種緩衝結構均存在不足之處，即針對不同高度的外包裝箱，需要在圖紙上進行適當的修改，雖修改操作較為簡單，但仍然沒有完全實現緩衝結構的通用化，日後還需進行更深入的設計，最終達到減量化、綠色化、結構標準化的包裝設計要求。
作者：北京林業大學 來源：《包裝工程》 編輯：錦墨
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