速熱式熱水器緩沖包裝設(shè)計研究

王森　劉玉磊　莊長宇　蔣建平

青島經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)海爾熱水器有限公司　山東青島　266000

1　引言

隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，以及社會文化的迅猛發(fā)展，人們對快速供應(yīng)熱水的需求變得越來越迫切。與此同時，速熱式電熱水器逐漸步入人們的視野，速熱式、儲水式、即熱式等名詞也應(yīng)運而生，并陸續(xù)出現(xiàn)在了大眾的購物清單當(dāng)中。速熱式熱水器，是繼儲水式、即熱式熱水器之后的第三代熱水器產(chǎn)品。它摒棄了前輩們的功能缺陷，融合了它們的優(yōu)點，眾多知名電器廠商紛紛踏入此領(lǐng)域，如海爾、A.O.史密斯、美的均有涉足。

2　EPS泡沫墊層分析

對于一個家電制造行業(yè)而言，令企業(yè)操心的不僅僅是產(chǎn)品的生產(chǎn)與銷售，產(chǎn)品的包裝和儲運也占用了相當(dāng)大的精力。EPS泡沫因具有緩沖性能好、重量輕、易于加工等優(yōu)點,行業(yè)內(nèi)對于此類產(chǎn)品普遍使用EPS泡沫包裝（如圖1），但EPS泡沫回收成本高、利用率低、難以降解，并且在降解過程中產(chǎn)生有毒物質(zhì)，嚴重污染空氣和土質(zhì)，破壞生態(tài)平衡，使其受到限制。[1]

通過對市場銷售的類似產(chǎn)品制造、倉儲、物流過程的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，EPS泡沫作為產(chǎn)品緩沖材料存在以下弊端：

（1）EPS泡沫緩沖墊層生產(chǎn)需要根據(jù)產(chǎn)品外觀進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，并進行模具制作，模具制作費用昂貴。

（2）EPS泡沫材料質(zhì)輕，但體積較大，將占用大量的倉儲及物流空間，使產(chǎn)品儲運成本升高。

（3）EPS泡沫材料不環(huán)保，由于材料本身具有抗老化、防腐蝕等特點，所以在自然界中不易腐爛，也不易被微生物降解，即便深埋，也會污染地下水源，破壞土壤結(jié)構(gòu)，使糧食作物減產(chǎn)。如簡單焚燒處理，則又會嚴重污染空氣及大氣環(huán)境。因此成為產(chǎn)品出口的壁壘。[2]

（4）中小企業(yè)受到資金、產(chǎn)量的限制選擇不制作模具，而直接使用泡沫材料填充包裝箱中的剩余空間，這樣不僅緩沖效果不理想，而且在銷售終端，開箱后滿地散落的泡沫，影響品牌的形象。（如圖2）

3　瓦楞紙板方案設(shè)計

3.1　方案設(shè)計策略分析

通過對速熱式熱水器多種包裝材料的對比分析，我們確定了以瓦楞紙板替代EPS泡沫作為緩沖包材料的思路。產(chǎn)品緩沖包裝設(shè)計應(yīng)在滿足產(chǎn)品流通及美觀的前提下，充分考慮減小包裝體積、降低包裝成本、便于回收利用等方面的問題，進行方案設(shè)計優(yōu)化，策略如下：

（1）簡化材料種類

通過縮減包裝物中使用的材料種類，減少人工操作復(fù)合成本，可以直接降低采購管理成本，并使包裝物的質(zhì)量與交貨期更具可控性。

（2）降低成本

使用廉價的通用材料瓦楞紙，經(jīng)過折疊、插裝、組合、黏結(jié)等方法可以制作成紙質(zhì)緩沖襯墊，最大程度的發(fā)揮材料在緩沖結(jié)構(gòu)中的作用，降低整體包裝成本。

表1　模擬運輸實驗

圖1　某品牌產(chǎn)品包裝

圖2　泡沫緩沖顆粒

表2　跌落試驗結(jié)果

（3）結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

達到產(chǎn)品要求的緩沖性能前提下，盡量縮小包裝件體積，提高產(chǎn)品的裝箱量，降低產(chǎn)品的儲運成本。包裝方案設(shè)計時，應(yīng)充分考慮包裝物生產(chǎn)的可操作性，提高生產(chǎn)效率。[3]

（4）提升品牌形象

環(huán)保美觀的包裝設(shè)計能使產(chǎn)品本身顯得更有檔次，助力品牌，增加銷量。

3.2　瓦楞紙板緩沖性能分析

傳統(tǒng)瓦楞紙板適用于承受小幅載荷，但在交通運輸和搬運過程中，偶爾會出現(xiàn)較大的沖擊載荷，此時瓦楞紙板減震能力有些力不從心。相對于傳統(tǒng)瓦楞紙板，對瓦楞紙板進行折疊、插裝形成的特殊結(jié)構(gòu)及新型組合結(jié)構(gòu)的瓦楞紙箱對于大幅載荷有較好的能量吸收和減震能力。通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，使之更好的適應(yīng)商品的不同外形和特殊結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮其固定支撐的緩沖保護功能。[4]

下面以一款速熱熱水器包裝設(shè)計為例，通過對瓦楞紙板的折疊、插裝等組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，增強包裝的減震能力，提高保護性能。

圖3　外盒

圖4　內(nèi)襯

圖5　組裝

圖6　裝盒

圖7　成品

3.3　包裝方案設(shè)計

此包裝方案由兩種瓦楞紙組成，分別為單瓦紙板的外箱（如圖3）與雙瓦紙板的內(nèi)襯（如圖4）。

包裝方案解析如下：

（1）使用材料全部為瓦楞紙板，外盒使用C楞單瓦紙板便于折疊成型，內(nèi)襯使用BC楞雙瓦紙板提高整體性能。紙質(zhì)內(nèi)襯較EPS墊層縮小了體積，降低了儲運成本。

（2）瓦楞紙板成型不需要昂貴的模具，成本低廉的刀板裁切即可折疊成型，經(jīng)過折疊、插裝、組合等方法制作成紙質(zhì)緩沖內(nèi)襯，用它作為緩沖結(jié)構(gòu)的成本大大低于EPS泡沫結(jié)構(gòu)。

（3）包裝盒與內(nèi)襯的特殊組合方式使得兩者相互加強。內(nèi)襯的設(shè)計，不僅使4個立面得到了獨立的緩沖層，而且還通過紙板上的開槽孔固定了產(chǎn)品、獨立空腔設(shè)計隔離了主機與插頭等部件。包裝盒的插接結(jié)構(gòu)，在完成包裝的同時給產(chǎn)品增加了任務(wù)多層的防護，最大限度的發(fā)揮了每層紙板的作用。

（4）環(huán)保材料的設(shè)計與使用，可縮減產(chǎn)品進出口的準(zhǔn)備時間，解決出口包裝限制及回收的種種問題。同時，環(huán)保的理念適應(yīng)企業(yè)與社會可持續(xù)發(fā)展的方向，也是良心企業(yè)所應(yīng)擔(dān)當(dāng)?shù)纳鐣?zé)任。

4　實驗測試

為驗證此替代方案的可靠性，對速熱熱水器進行模擬運輸實驗，驗證結(jié)果如表1所示。

5　結(jié)論

隨著世界環(huán)保大潮的興起, 瓦楞紙板作為環(huán)境友好型包裝材料越來越受到設(shè)計師及企業(yè)青睞。瓦楞紙板對環(huán)境無公害,而且生產(chǎn)成本低、適用于制作各類產(chǎn)品的緩沖包裝,是一種代替EPS泡沫襯墊的環(huán)保型緩沖包裝材料，符合現(xiàn)代物流與運輸包裝工業(yè)應(yīng)用的發(fā)展趨勢,在家用電器、電子產(chǎn)品等產(chǎn)品的運輸包裝領(lǐng)域,有著廣闊的應(yīng)用前景。[5]

此次方案設(shè)計驗證合格，充分證明采用瓦楞紙折內(nèi)襯對速熱式熱水器進行緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計，其防護性能完全可以替代EPS墊層。針對速熱熱水器的各部分進行緩沖設(shè)計，既可減少模具費用的支出，又有利于環(huán)境保護，打破出口貿(mào)易壁壘。瓦楞紙折內(nèi)襯結(jié)構(gòu)代替EPS是緩沖材料未來發(fā)展的必然趨勢。