一, Teststandaard: parallel internationaal en binnenlands dual-track
Om er zeker van te zijn dat de resultaten voldoen aan de industrienormen, moeten gevormde pulpverpakkingen worden getest op compressie volgens zowel internationale als binnenlandse normen.
1. Een reeks internationale normen
ISO 12048: schetst de statische compressietesttechniek voor verpakkingen, die goed is voor het testen van de druksterkte van transportverpakkingen wanneer deze gestapeld zijn.
ASTM D642 is een standaard van de American Society for meting and Materials die betrekking heeft op het meten van de druksterkte van verpakkingsmaterialen in zowel statische als dynamische belastingssituaties.
ISTA 3A is een standaard van de International Safe Transport Association voor e--logistiek. Het simuleert trillingen, schokken en stapeldruk tijdens echt transport.
2. Het binnenlandse standaardsysteem GB/T 4857.4 is hetzelfde als ISO 12048. Het beschrijft de statische compressietesttechniek voor transportverpakkingen en stelt kernparameters in, waaronder de testsnelheid en drukbelastingsmethode.
GB/T 36787-2018: Algemene technische normen voor pulpvormproducten die maximumwaarden voorstellen voor belangrijke indicatoren, waaronder druksterkte en vervorming.
QB/T 4765-2014: Verbeter de richtlijnen voor het gereedmaken van monsters en het beoordelen van de resultaten van compressietests op bepaalde producten, zoals eiertrays.
3. Addendum bij bedrijfsnormen
Sommige bedrijven stellen hun eigen normen, afhankelijk van de kenmerken van hun producten, zoals:
Apple: Bij het modelleren van een stapelhoogte van drie-lagen (ongeveer 1,8 meter) mag de verpakking op geen enkele manier worden beschadigd en mag deze niet meer dan 3% van de oorspronkelijke hoogte vervormen.
Lenovo Group: Een dynamische impacttestdrukpiek van minimaal 1500N is vereist voor de verpakking van mobiele telefoons met een opvouwbaar scherm. Dit is om ervoor te zorgen dat de dempende structuur de energie goed kan absorberen als de telefoon valt.
2. Testapparatuur: een hele ketenopstelling, van eenvoudig tot hoge-precisie
Om compressietests uit te voeren, heb je professionele uitrusting nodig. Enkele van de belangrijkste zijn druktestmachines, omgevingssimulatieboxen en extra meetinstrumenten.
1. Een machine voor het evalueren van de druk
Typen: elektronische universele materiaaltestmachine (voor statisch testen) en verpakkingscompressietestmachine (voor dynamische stapelsimulatie).
Vereisten voor parameters:
Belastingsbereik: 0–100 kN, wat voldoende is om alles te testen, van kleine eiertrays (die 500 N nodig hebben) tot grote dozen voor huishoudelijke apparaten (die meer dan 10 kN nodig hebben).
Laadsnelheid: Voor statische tests is deze normaal gesproken 10 mm/min, maar voor dynamische tests kan deze worden gewijzigd op basis van de situatie (de snelheid kan bijvoorbeeld oplopen tot 50 mm/min bij het simuleren van snelle afhandeling).
Correctheid: de onnauwkeurigheid in de druksensor is kleiner dan of gelijk aan ± 1%, en de fout in het verplaatsingsmeetsysteem is kleiner dan of gelijk aan 0,1 mm.
2. Een doos die de omgeving simuleert
Functie: Houd de temperatuur- en vochtigheidsniveaus in de gaten en zie hoe materialen zich in verschillende omgevingen gedragen.
Vereisten voor parameters:
Het temperatuurbereik loopt van -40 tot 120 graden Celsius, wat goed is voor zowel doorvoer in de koude keten als opslag bij hoge temperaturen.
De luchtvochtigheid kan tussen de 10% en 95% RH liggen, wat nabootst hoe een vochtige omgeving de opname van pulpwater beïnvloedt.
Stabiliteit: De temperatuur mag niet meer dan ± 1 graad veranderen, en de luchtvochtigheid mag niet meer dan ± 2% RH veranderen.
3. Extra meetinstrumenten
Gebruik een schuifmaat om de variatie in de monstergrootte te controleren en zorg ervoor dat fouten in lengte, breedte en hoogte kleiner dan of gelijk zijn aan 1 mm.
Niveauliniaal: Zorg ervoor dat het monster recht op en neer wordt geplaatst om ongelijkmatige kracht te voorkomen die tot lage testresultaten zou kunnen leiden.
Vochtigheidsmeter: controleer de luchtvochtigheid in de ruimte waar de voorbewerking plaatsvindt, om er zeker van te zijn dat deze aan aanvaardbare eisen voldoet.
3, De testprocedure: gestandaardiseerde stappen vanaf het klaarmaken van de monsters tot het uitzoeken van de resultaten
Bij stresstests moeten specifieke regels worden gevolgd om ervoor te zorgen dat de gegevens kunnen worden getraceerd en dat de resultaten betrouwbaar zijn.
1. Het monster klaarmaken
Aantal: Selecteer willekeurig 3-5 monsters uit dezelfde batch om te garanderen dat er geen schade, vervorming of hechtingsfouten optreden.
Vóór verwerking:
Controle van de temperatuur en vochtigheid: Plaats hem in een kamer met een temperatuur van 23 graden ± 1 graad en een relatieve vochtigheid van 50% ± 2% gedurende 24 uur, zoals GB/T 4857.2 zegt te doen.
De inhoud invullen: Vul gewichtsblokken (zoals zand en grind, metalen blokken) met dempingsmateriaal (zoals noppenfolie en papiersnippers) om levensechte- situaties na te bootsen.
2. Kalibreren van de apparatuur
Kalibratie van de druksensor: Gebruik standaardgewichten om te controleren of de lading correct is.
Controle van de parallelliteit van de drukplaat: Om lokale drukconcentratie te voorkomen, moet u ervoor zorgen dat het contactoppervlak tussen de drukplaat en het monster evenwijdig is tot op 1 mm.
3. Uitvoeren van de proef
Plaatsing van het monster: plaats het monster in het midden van de drukplaat onder de compressietestapparatuur en gebruik een waterpasliniaal om er zeker van te zijn dat het recht is (afwijking kleiner dan of gelijk aan 1 graad).
Test voor belasting:
Test die niet beweegt: Laad met een snelheid van 10 mm/min en noteer de drukwaarden totdat het eerste vreemde geluid, het breken van de hoeken en de beweging van de drukplaat 2% van de oorspronkelijke hoogte naderen.
Dynamisch testen: Creëer stapelscenario's, houd de lading op een bepaalde druk (zoals 1,5 maal de voorspelde belasting die is bepaald door de bedrijfsvereisten), of vernietig het monster volledig.
Gegevens verzamelen: real-registratie van de testtijd(en), de verplaatsing van de drukplaat (mm) en de drukwaarden (N of kPa).
4. Het beoordelen van de resultaten
Vereisten voor kwalificatie:
Vervorming: ISTA 3A zegt dat de hoogte van het originele item niet meer dan 3% mag veranderen en dat er geen functionele schade mag zijn (zoals het instorten van de doos of het zichtbaar zijn van de inhoud).
De vernietigingsdrukverhouding is de verhouding tussen de druk op het moment van vernietiging en de verwachte stapellast. Om veilig te zijn, moet deze minimaal 1,5 zijn.
analyse van gegevens
Druksterkte (F): De hoogste drukwaarde gemeten tijdens het testen, namelijk het gemiddelde (F ˉ) en de standaardafwijking (σ) van verschillende monsters.
Specifieke druksterkte is de verhouding tussen druksterkte en verpakkingsgewicht (N/kg), en wordt gebruikt om te vergelijken hoe goed verschillende verpakkingsontwerpen werken.
Drukvervormingscurve: Kijk naar het elastische stadium (stijfheid), het vloeipunt (het punt waarop structureel falen het meest waarschijnlijk is) en het faalpunt (het punt waarop de constructie geen gewicht meer kan dragen).
4, Casestudy: gesloten lus van testen tot optimalisatie: praktijk
Bij het oorspronkelijke ontwerp van de verpakking voor een bepaald merk smartphone werd bijvoorbeeld gebruik gemaakt van een bakje van 100% suikerrietbagasse. Tijdens het testen zijn de volgende problemen waargenomen:
Probleem: Bij de gesimuleerde stapeltest met drie lagen vielen de hoeken van de pallet uit elkaar, met een vervorming van 4,5% van de oorspronkelijke hoogte, wat meer is dan de normale limiet van het bedrijf van 3%.
Analyse: Bagassevezels van suikerriet zijn kort (0,8–2,5 mm) en sluiten niet goed aan, waardoor de randen en hoeken zwak worden als ze worden samengedrukt.
Structureel niveau: De bak heeft geen verstevigingsribben, waardoor er spanning ontstaat in de hoeken.
Plan voor optimalisatie:
Om het materiaal beter te maken, voegt u 2% naaldhoutpulp (vezellengte 2,56–4,08 mm) toe om de vezels sterker te maken tijdens het verweven.
Structurele optimalisatie: om de druk te verdelen, voegt u L-vormige papieren verstevigingsribben toe aan de vier hoeken van de lade.
Verander het proces: verhoog de temperatuur van de mal tot 180 graden om de vezels aan elkaar te laten plakken; verleng de vormduur tot 120 seconden om ervoor te zorgen dat de vezels voldoende drogen.
Verificatie van het effect: Na optimalisatie is de vervorming van de bak afgenomen tot 2,8% en is de druksterkte onder dezelfde testomstandigheden met 35% verbeterd. Dit voldeed aan de certificeringsnormen van het bedrijf.
