摘要:随着工业化和规模化生产的广泛应用,为了保护核心技术和知识产权,以SKD方式组织跨国和跨 地区的生产方式被广泛采用.特别是电子产品尤为突出。以某40时液晶电视的主板的包装为研究对象,结合 产品的保护和生产线生产方式,探索工业散件的合理包装结构形式。采用现代设计理论和方法进行SKD包装 结构设计,通过实验测试检验了设计结构和材料选择的合理性,为SKD包装结构进行了有益探索。
关键词:SKD;包装结构设计;运输测试
随着工业技术的快速发展和国际化,世界各地的劳动力和 土地资源差异以及核心技术的保密和知识产权的保护,各大型 企业广泛采用原产地进行核心技术的研发,在欠发达地区进行 生产组装的生产模式,从而形成了大量的半成品,即SKD半散 装件的包装问韪。SKD的包装属于工业品包装范畴,强调对 产品的质量保护和安全性,淡化销售包装的装璜设计,充分考 虑包装方式在生产线上的可操作性和工艺性。本文以某电子 产品的主板件的包装设计为研究对象,采用现代设计理论和方 法,对SKD的包装结构进行设计和测试分析,寻求SKD包装 设计的最佳途径。
1.某电子产品SKD的包装需求分析
某电子产品是大屏幕液晶电视机的主板,主要由大规模集 成电子原件、塑胶件和金属铁件组成,见图l。产品的结构尺 寸为335minx 285mm×60ram,质量约1.9kg。由于金属铁件 图1液晶电视SKD结构 Fig.1 The SKD structure of LCD TV 只有1mm厚,采用冲压工艺成型,在运输中不能受压力产生变 形,集成电路和电线不能相互摩擦和挤压。因此对其包装保护 性设计需要满足在各种流通环境下:金属件要防锈、防变形和 表面刮伤;集成电路板要防变形、防腐蚀和小件的睨落;电线需 要防磨损和断裂。此外还需要有防尘、防潮、防静电的包装保护 功能。同时包装还需要与海洋运输的特点相结合。提高集装箱 和托盘的利用率。 某电子产品SKD的包装设计Ⅲ 根据产品包装的需求分析。提出SKD包装设计的基本思 想为在满足包装保护性要求的前提下。实现该产品的最优包装 结构,主要是从包装的布局设计、结构设计、材料选择和成本核 算等方面综合进行。
2.SKD包装的布局设计
根据产品的尺寸和结构特点,并考虑到生产线上产品的使 用要求。结合产品的保护要求,拟将产品在包装箱内进行立式 放置。从节省空间的角度,将两个主板面对面成对布置,这样 既可以减少主板和金属件在水平放置时可能产生的受压变形, 又可以避免主板之间表面的接触.还便于生产线上的取放。将 多对立式放置的主板采用瓦楞纸板隔开,从而防止了相邻主板 之间的表面硬接触,起到保护主板表面的作用。整个布局形式 见图2。 SKD的包装结构设计 在布局设计的基础上进行产品的包装结构(容器)设计,首 先是选择包装容器设计的材料,在现有的包装材料中瓦楞纸板 是产品外包装容器设计选用最普遍的材料[2】,其资源可再生 利用,成型性能好,具有足够的强度和良好的缓冲性能[3]。结 合SKD包装的要求,选择瓦楞纸板作为包装设计的材料,考虑 生产工艺和产品保护,设计SKD的包装容器整体结构见图3。 图3包装容器整体结构图 图中:1为瓦楞纸箱,2为纵隔板.3为横隔板,4为底面衬板。 其中底面衬板和横隔板采用B楞,而纸箱和纵隔板采用BC 楞。根据产品的结构尺寸和纸板厚度计算出具体的结构尺寸. 从而得图3中各个部件的结构图, SKD的其他保护包装设计 在完成包装容器的结构设计后,考虑SKD的其他保护要 求,对SKD进行防尘、防潮、防静电以及表面保护,采用具有环 保特征的PE保护膜袋,将每个主板装在PE袋内,成对立式放 置。将上述设计结果进行打样,获得实物样品。就完成了SKD 的包装设计。这样的设计结果需要在模拟运输环境下进行动 态实验,才能检验设计的可靠性和发现问题。 SKD包装的测试检验 包装结构(容器)设计是否能够完全满足产品保护的要求, 仅从理论上的设计是不够的,必须对其样品进行测试,找出存 在的不足之处‘“。对于电子产品通常进行高温高湿试验、跌落 试验、振动试验。
3.高温高湿试验
高温高湿试验是在一定的温度和湿度范围内进行一定时 间环境处理,然后检验包装容器和产品是否出现破损。实验的 温度为40~60"C,湿度为z0'A~90%RH,它们的变化规律, 图5温湿度与持续时间关系 ,在进行高温高湿试验之前,在标准条件下,检查产品和包 装的原有的性能和质量。包袈好的产品放入温湿度箱内中,按 图5给定的温度和湿度变化曲线进行试验。试验完成后,把产 品放在正常温度/湿度条件中放置1h.之后j佥查产品的性能和 质量。
3.1跌落试验
产品在运输和装卸过程中,由于各种偶然的原因,包装件 可能从一定高度跌落,产生很大的冲击加速度,导致产品破损。 跌落实验就是模拟产品的跌落冲击过程,根据包装件的几何尺 寸和重量。有文献确定跌落的高度为200mm,包装件的跌落方 式分为面跌落、棱跌落、角跌落3种,具体采用的是。一角三楞 六面”。。一角’是指包装件最脆弱的一个角。。三楞。指由。一 角。对应的3条楞,。六面4就是纸箱的6个面。选择纸箱底面 的一个角为实验角,然后定出相应的楞和面,在同样的状态下 重复实验5次。然后检测产品和包装箱的破损状态。
3.2振动试验.
产品在运{百j过程中由于道路和运输工具的作用产生随机 振动,如在海洋运输时由于海浪和轮机等产生了随机振动。这 些随机振动通过包装容器将振动传递给产品,从而导致薄弱零 部件因振动加速度以及动态惯性力大于其强度极限而破损,在 温度为15~35℃,湿度为25%~75%的环境下,对包装件进 行特定频率成分和一定带宽综合随机振动模拟实验,振动能量 谱按1Hz的功率谱为0.0019,4Hz的功率谱为0.019,100Hz 的功率谱为0.Olg,200Hz的功率谱为0.0019,进行随机振动 信号的合成,然后将合成的功率谱信号送入激振器施加于振动 台。实验中将包装件的地面固定于振动台上振动30min,然后 将侧面固定于振动台上振动15rain,再将前面固定于振动台振 动15rain,然后对包装件和产品进行质量检测,以确定是否存 在包装件破损和产品的小零件的断裂和内部功能是否正常。 通过以上3个测试实验后,经检测发现产品的外形和功能 都保持良好,但PE袋小部分被铁件刮伤严重,在振动实验中
产品在包装箱内晃动幅值较大,横隔板的功能发挥的不理想。 为了保证包装的进一步完善口],对现有的包装结构进行适当 的改进。
4.方案的改进
根据实验中发现的问题,提出包装结构的改进措施是缩短 横隔板之间的距离。由 138mm减少到130ram. 同时隔板顶部加了~条 纸卡槽。卡槽的结构形式 见图6。另外由于底板的 折叠需要花费很长的时 间.不利于生产线的操 作.因此用纸U槽来代替 圈6卡槽 Fig.6Paperboard 底板。改进后的样品在实验中取得了很好的效果。该包装结构 已在某企业投入使用。