笔记本电脑运输包装设计

设 计 说 明 书 题目：笔记本电脑缓冲包装设计 目录 一 流通环境分析------------------------------------------------------------2 （一） 产品的流通区间--------------------------------------------------3 （二）产品的主要运输方式-----------------------------------------------3 （三）装卸与搬运-------------------------------------------------------3 （四）贮存环节---------------------------------------------------------3 （五）流通环境的气象条件-----------------------------------------------3 二 产品特性分析------------------------------------------------------------3 三 内包装设计--------------------------------------------------------------4 四 缓冲包装设计------------------------------------------------------------4 （一）缓冲包装材料的选择----------------------------------------------4 （二）缓冲衬垫基本尺寸计算--------------------------------------------5 (三)缓冲衬垫的结构设计-----------------------------------------------7 (四)附件包装---------------------------------------------------------7 五 运输包装设计------------------------------------------------------------8 （一）内尺寸的计算----------------------------------------------------8 （二）制造尺寸计算----------------------------------------------------9 （三）外包装尺寸------------------------------------------------------9 (四)瓦楞纸箱的抗压强度-----------------------------------------------10 （五）堆码性能（系数）校核--------------------------------------------10 六 包装装配图--------------------------------------------------------------11 七 装箱单------------------------------------------------------------------12 八 成本分析----------------------------------------------------------------12 九总结--------------------------------------------------------------12 随着我国国民经济快速增长，人均可支配收入迅速增加，消费者的购买力增强，计算机尤其是笔记本电脑的市场需求呈现出了前所未有的强劲态势。过去人们关注的重点放在笔记本电脑的配置、功能、品牌、质量、服务等方面，但是随着环保意识的提升，人们对于笔记本电脑的包装越来越重视，开始追求绿色，追求“零包装”。因此对笔记本电脑设计出切实可行的包装，具有着重要的意义。 一、流通环境分析 （一） 产品的流通区间 1. 产地：广州 2. 目的地：全国各地 （二）产品的主要运输方式 铁路和公路运输 由于产品销往全国各地，既有长途运输又有短途运输。一般产品从出厂到发货火车站使用汽车运输，从发货站到全国各地的代理商使用火车运输，而从各地代理商到零售商和从零售商到消费者手中多使用汽车运输。汽车运输的冲击，主要取决于路面状况，车辆的启动和制动，货物重量及装载稳定性。汽车运输振动加速度的大小也与路面状况、行驶速度、车型和载重量有关，但主要因素为公路的起伏和不平。汽车运输是包装件的共振频率一般小于25HZ，实验测得，汽车运输发生二次共振时其基频为8.2～8.5HZ，二次共振频率范围为17.3～18HZ，共振加速度增大为外界激励的18倍。汽车运输的随机振动加速度垂直方向最大，汽车运输振动能量绝大部分分布在0～200HZ，其中能量最集中处于0～50HZ频带内。汽车运输随机振动功率谱密度在2HZ和10HZ左右各有一个较大峰值。通常2HZ出的峰值为全频带内最大值，所以公路运输包装件的固有频率应避开这两个频率值。 铁路运输时产生的冲击有两种。一种是车轮滚过钢轨接逢时的垂直冲击，在普通路轨上为80～120次/分，加速度最高为1g；另一种是火车在挂钩撞合时产生的水平冲击，加速度可达2～4g。若速度为14.5km/h时作溜放挂钩，车体撞合瞬间可能产生18g的冲击加速度。火车驶过钢轨时受到冲击，以正常速度70km/h驶过钢轨时，垂直方向加速度峰值为5～8g。 （三）装卸与搬运 装卸作业包括人工与机械两种方式。按常规产品的跌落高度定为90cm。 （四）贮存环节 采用一般仓库贮存，堆码高度2.5m，堆码层数1层。 （五）流通环境的气象条件 由于产品在广州，销售范围为全国各地，从华南到全国含盖了几个气候带，虽然温度随地域的变化，变化较平缓，但产品包装件常常在短时间内经历较剧烈的温度变化。计算机显示器为电子产品，为了防止包装内产生结露现象，应严格控制包装材料的含水量，并用塑料薄膜对产品进行包裹并放入干燥剂。 用化的环境条件，该产品的运输条件可表示为2K2/2B1/2S1/2M1。 二、产品特性分析 （一）产品外形尺寸 长 300mm，宽230mm, 高25.6mm. （二）产品重量 2.2kg （三）产品重心 位于笔记本电脑的中部。 （四）易损件 屏幕表面正中位置垂直方向为易损部位。也就是显示器内部的显像管和玻璃屏幕。显像管位于显示器的内部，是显示器的核心部件，受到剧烈振动或冲击可能会造成显像管脱落；而屏幕也是显示器功能主体部件，有意破损的玻璃构成，所以屏幕也是显示器包装的重点保护对象；底座连接装置位于显示器的底部，安装使用时与底座连接，属于凸出部件，缓冲设计时也应考虑到，不能够承载，并要与外包装容器离有一定的距离，以免冲击是受损。 （五）产品的脆值 脆值是产品经受振动和冲击时表示其强度的定量指标，又称产品的易损度。是设计产品缓冲包装中的最重要的参数。在实际生产中，一般要通过实验来测定产品的脆值，但在课程设计中我们只能通过查资料、比较同类产品的脆值来确定。通过比较日本、英国同类产品的脆值，确定本次的产品脆值取[G]=70g。 （六）产品的固有频率 产品的固有频率也设缓冲包装设计中的重要参数，应通过实验测得。合理的缓冲包装应该能够包装件的固有频率远离产品得固有频率，使其免受共振。 三、内包装设计 选用聚乙烯（PE）袋，起防潮、保护外观免受划伤、防静电作用等。 尺寸：LxBxH=350mm×250mm×30mm，厚度1.5mm 聚乙烯袋示意图： 四、缓冲包装设计 笔记本电脑缓冲包装 （一 ）、缓冲包装材料的选择 发泡聚苯乙烯（EPS）特性 EPS材料的优点是轻质、透明、强度大、防潮、耐腐蚀。最大弱点是用后不能自行分解，从而其废弃物如果不回收处理则会适合对环境的大量污染。此外，它还有材料体积较大，堆置空间等缺点。 纸浆模塑制品特性 纸浆模塑制品的主要优势是原料资源丰富，具有一定的抗压、防震能力，防静电，吸附性较好，可堆叠存放，无毒，生产不复杂，用途较广，印刷性好和易回收等特性。主要缺点是吸水、吸油，阻气性较差，生产自动化程度不太高，成本比较高等。 发泡聚乙烯（EPE）特性 EPE俗称“珍珠棉”，由30-40倍高发泡成形的产品，重量轻，有一定坚固性、柔软性、缓冲性能，受反复冲击其特性不变，它是一种高强缓冲、抗振能力的新型环保材料，EPE的PH值为中性，不会对任何产品造成损伤，同时它的优良特性能抵御外界的酸缄腐蚀，珍珠棉是一种易于加工和处理的新型保护型包装材料，EPE柔韧、质轻、富有弹性能通过弯曲来吸收和分散外来的撞击力，它导热率很低，隔热性能优异，独立气泡，几乎没有吸水性的放水材料。不受各种气候条件影响，耐气候性优越。切割、粘合、层压、真空成形、压缩等的加工性优秀。细微气泡的泡沫材料、外表光滑、可着色，尽显优美效果。 缓冲材料确定，目前普遍用于电脑缓冲包装的是发泡聚苯乙烯（EPS)与发泡聚乙烯（EPE），聚乙烯泡沫塑料发泡均匀、柔软，有较好的缓冲与机械性能，压缩不易断裂，高低温环境下不易老化，可与产品直接接触不会产生化学变化与腐蚀现象。故综合考虑决定使用聚乙烯泡沫塑料（比重为0.032g/cm3）作为设计的缓冲材料。虽然发泡聚乙烯可以在自然环境中自动降解，包装废弃物会造成“白色污染”，所以近年来它的发展在一定程度上也受到了抑制，但我们可以通过在各地建立专门的回收站对其废弃物进行回收，二次利用，来解决污染问题。 （二）、缓冲衬垫基本尺寸计算 在本次设计中，已知参数W为2.2kg，G为70，H为90cm。在曲线图中作一条水平线，那么切点的纵坐标对应最小缓冲系数值为5.6，而横坐标就对应最大应力值为0.17×105Pa， 由公式T=CH/G,可以求出衬垫厚度T，由公式A=WG/σm可以求出衬垫面积A。 根据公式T=CH/G和A=WG/σm可得 T=CH/G=5.6×90/70=7.2 cm A=WG/σm=2.2×9.8×70×104/0.17×105=887.8cm2 挠度校核：衬垫尺寸的面积与厚度之比小于一定厚度时，衬垫容易挠曲或变弯，大大降低衬垫的负重能力。为了避免挠曲，其中嘴刁的承载面积与厚度之比应符合以下规定（克斯特那经验公式） Amin >(1.33T)2 ＞9.6cm2 887.8 > (1.33×3.6) 2 可知符合挠度要求。 ②跌落姿势的校核：在衬垫基础设计中所引用的一系列试验特性曲线和数据．都是以假定的理想姿态(试验平直，底面着地)为前提的，但衬垫的实际工况远非标准姿态。实际的流通过程中。包装件跌落姿态千变万化．有角着地的．面着地．还有棱着地的。受力情况变化较大．因而有必要对基本设计尺寸作相应的调整。由于角着地时．其对产品的冲击能力最大，因此需对角着地进行校核。当角着地时，承载面积为此衬垫的三个缓冲面在水平面上的投影面积．计算此面积可通过以下公式： 图2发泡聚乙烯的动态缓冲特性曲线 式中Ae—等效投影面积；L—产品的长；b—产品的宽；d—产品的高；k—系数；这里取k值为1；由公式（4）得纸箱在进角跌落时的承载；A=182.2cm2 此时静应力：r=W/Ae=0.06(kg/cm2),结合图2得，静应力为0.06kg/cm2对应的最大加速度定小于产品的脆值70g，因此基于面跌落设计的缓冲垫满足角跌落的要求，只要通过了角冲击校核，就一定能满足棱冲击的要求，所以整个设计过程中没有进行缓冲击校核。 (三)、缓冲衬垫的结构设计 为了使用最少的缓冲材料取的最好的缓冲效果，降低包装成本，所以本设计选用局部缓冲包装对该产品进行包装，根据显示器的承载部位和易损部位，设计缓冲衬垫的结构。 由于显示器的重心位于中前部，所以缓冲衬垫的主要承载部分在前部；易损件玻璃屏幕也位于前部，又因为显示器的外形和重量均左右对称，所以缓冲衬垫也设计成左右对衬结构，从两侧对显示器进行保护。显示器的外形不是几何结构，要通过缓冲衬垫的结构设计使其能够在外包装箱内稳定，并且保证易损部件屏幕和底座连接装置不能承载。缓冲衬垫的厚度合成在面积，按照校核后的数值，但是要实现使其在外形不规则地情况下在外包装箱内固定，必须使用多于理论计算的缓冲材料，承载面积也必定大于理论值。 缓冲衬垫的具体结构如下图所示。 (四)、附件包装 笔记本电脑的配件包括、保修卡、驱动光盘、512优盘、数据线、电源适配器、电话线、电池。鉴于内装物和成本问题，所以采用瓦楞纸箱作外电脑配件的包装箱。经过计算，得出尺寸为:L×B×H=230mm×170mm×50mm. 部件盒平面展开图如下所示： 效果图： 五、运输包装设计 包装材料的选择 瓦楞纸板因无污染、可再生、具有良好的缓冲性能等优点．在运输包装中得到广泛应用，本设计也采用此材料设计外包装。对于笔记本电脑的包装一般是用单体包装的．本设计选标准箱型020l型．为了保持侧面的印刷面不被破坏．接头设计与侧面连接．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楞型之间既具有良好的缓冲保护性能，又具有一定的刚性：E楞型的纸板具有重虽轻、缓冲性能好、平面抗压强度好等特点，利于直接进行印刷，综合考虑，由于本设计对象笔记本电脑再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；此外，电脑是高精密产品，所以对缓冲垫的要求较高．一般不承担了电脑的缓冲要求。即外包装无须承担缓冲功能．所以综合考虑选择B单瓦楞纸板设计。 （一）内尺寸的计算 式中：Xi——纸箱内尺寸（mm） Xmax——内装物最大外尺寸（mm） T——衬格或缓重建总厚（mm） K’——内尺寸修正系数（查表） 表2 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=72mm 所以 Li=Lmax+T+ K’=300+72×2+5=449mm Bi=Bmax+T+ K’=230+72×2+5=379mm Hi=Hmax+T+ K’=25.6+72×2+4=173.6mm 即纸箱的内尺寸为：449mm×379mm×173.6mm （二）制造尺寸计算 X=Xi+k F = B1/2 + X1 式中：X——瓦楞纸箱长、宽、高的制造尺寸mm Xi——纸箱内尺寸mm K——制造尺寸修正系数mm（查表） 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3 02类单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4 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 L1 = Li + K11 =452（mm），L2 = Li + K12 =451（mm）； B1 = Bi+ Kb1 =382（mm），B2 = Bi + Kb2 =381（mm）; H = Hi +K =179.6（mm），F = B1/2+X1=193（mm）； （三）外包装尺寸 由以下公式可以得出其外尺寸： X0 = Xi + 2t 式中：X0 —瓦楞纸箱外尺寸；Xi —纸箱内尺寸；t-纸板计算厚度 表6 瓦楞纸板就算厚度（mm）； 楞型 A B C E AB BC 瓦楞纸板就算厚度 5.3 3.3 4.3 2.3 8.1 7.1 由表6，得出t=4。 所以由公式X0 = Xi +2t得；瓦楞纸箱的外尺寸为：437mm×387mm×181.6mm； (四)瓦楞纸箱的抗压强度 Z=2(Lo+Bo)=2×（437+387）=1648mm P=61.94×（4×6.10/1648）2/3×1.27×1648=1919N （五）堆码性能（系数）校核 公式中：SPF—堆码性能系数 Z—纸箱周边长mm Nmin----最大堆码层数 代入数据得 =4.3>2 说明对于安全堆码有足够的强度。 瓦楞纸箱平面展开图： 瓦楞纸箱效果图： 六、包装装配图 七、装箱单 一份说明书、保修卡、一张驱动光盘、一个电脑包、一个512优盘、一条数据线、一个电源适配器、一条电话线、电池 八、成本分析 九、总结 通过此次的笔记本电脑的运输包装的设计，使得自己在运输包装的课程有更加深入的系统的了解，对于自己在运输包装的认识更加深刻，对于自己在物流方向的运输包装有更加宏观的把握，为自己以后的发展奠定了良好的基础，同时也给自己一个更加广阔的空间，一个物流领域的全新认识和了解。 在设计过程中，意识到自己在某些方面的不足，为之后的学习和研究的领域和方向有个大体的方向和目标。这次设计是自己学习和实践的最好的结合。