一, Teststandard: paralleler internationaler und nationaler Dual-Track
Um sicherzustellen, dass die Ergebnisse den Industriestandards entsprechen, müssen geformte Zellstoffverpackungen anhand internationaler und nationaler Standards auf Kompression getestet werden.
1. Eine Reihe internationaler Standards
ISO 12048: beschreibt die statische Kompressionstesttechnik für Verpackungen, die sich gut zum Testen der Druckfestigkeit von Transportverpackungen im gestapelten Zustand eignet.
ASTM D642 ist ein Standard der American Society for Measurement and Materials, der die Messung der Druckfestigkeit von Verpackungsmaterialien sowohl in statischen als auch dynamischen Belastungssituationen umfasst.
ISTA 3A ist ein Standard der International Safe Transport Association für E--Commerce-Logistik. Es simuliert Vibrationen, Stöße und Stapeldruck während des realen Transports.
2. Das inländische Standardsystem GB/T 4857.4 ist dasselbe wie ISO 12048. Es beschreibt die statische Kompressionstesttechnik für Transportverpackungen und legt Kernparameter fest, einschließlich der Testgeschwindigkeit und der Druckbelastungsmethode.
GB/T 36787-2018: Allgemeine technische Standards für Zellstoffformwaren, die Höchstwerte für wichtige Indikatoren wie Druckfestigkeit und Verformung vorschlagen.
QB/T 4765-2014: Verbessern Sie die Richtlinien für die Vorbereitung von Proben und die Beurteilung der Ergebnisse von Drucktests an bestimmten Produkten, wie z. B. Eierschalen.
3. Nachtrag zu den Geschäftsstandards
Einige Unternehmen legen abhängig von den Eigenschaften ihrer Produkte ihre eigenen Standards fest, wie zum Beispiel:
Apple: Bei der Modellierung einer dreischichtigen Stapelhöhe (ca. 1,8 Meter) darf die Verpackung keinerlei Beschädigungen aufweisen und sich um nicht mehr als 3 % der ursprünglichen Höhe verformen.
Lenovo Group: Für die Verpackung von Mobiltelefonen mit faltbarem Bildschirm ist ein dynamischer Stoßtest-Druckspitzenwert von mindestens 1500 N erforderlich. Dadurch soll sichergestellt werden, dass die Polsterstruktur die Energie gut absorbieren kann, wenn das Telefon fallen gelassen wird.
2, Testausrüstung: ein kompletter Kettenaufbau von einfach bis hochpräzise
Um Kompressionstests durchzuführen, benötigen Sie professionelle Ausrüstung. Zu den wichtigsten gehören Druckprüfmaschinen, Umweltsimulationsboxen und zusätzliche Messwerkzeuge.
1. Eine Maschine zur Druckbeurteilung
Typen: Elektronische Universal-Materialprüfmaschine (zur statischen Prüfung) und Packungsdruckprüfmaschine (zur dynamischen Stapelsimulation).
Anforderungen an Parameter:
Lastbereich: 0–100 kN, was ausreicht, um alles zu testen, von kleinen Eierschalen (die 500 N benötigen) bis hin zu großen Kisten für Haushaltsgeräte (die mehr als 10 kN benötigen).
Ladegeschwindigkeit: Für statische Tests beträgt sie normalerweise 10 mm/min, aber für dynamische Tests kann sie je nach Situation geändert werden (z. B. kann sie bei der Simulation einer schnellen Handhabung auf bis zu 50 mm/min steigen).
Korrektheit: Die Ungenauigkeit des Drucksensors ist kleiner oder gleich ± 1 % und der Fehler des Wegmesssystems ist kleiner oder gleich 0,1 mm.
2. Eine Box, die die Umgebung simuliert
Funktion: Behalten Sie die Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Auge und sehen Sie, wie sich Materialien in verschiedenen Umgebungen verhalten.
Anforderungen an Parameter:
Der Temperaturbereich liegt zwischen -40 und 120 Grad Celsius, was sowohl für den Transport in der Kühlkette als auch für die Lagerung bei hohen Temperaturen geeignet ist.
Die Luftfeuchtigkeit kann zwischen 10 % und 95 % relativer Luftfeuchtigkeit liegen, was den Einfluss einer feuchten Umgebung auf die Absorption von Zellstoffwasser nachahmt.
Stabilität: Die Temperatur darf sich um nicht mehr als ± 1 Grad ändern und die Luftfeuchtigkeit kann sich um nicht mehr als ± 2 % relative Luftfeuchtigkeit ändern.
3. Zusätzliche Messgeräte
Verwenden Sie einen Messschieber, um die Variation der Probengröße zu überprüfen und sicherzustellen, dass die Fehler in Länge, Breite und Höhe kleiner oder gleich 1 mm sind.
Nivellierlineal: Stellen Sie sicher, dass die Probe gerade nach oben und unten platziert wird, um ungleichmäßige Kräfte zu vermeiden, die zu schlechten Testergebnissen führen könnten.
Luftfeuchtigkeitsmesser: Überprüfen Sie die Luftfeuchtigkeit in dem Bereich, in dem die Vorverarbeitung stattfindet, um sicherzustellen, dass sie akzeptablen Anforderungen entspricht.
3, Das Testverfahren: Standardisierte Schritte von der Vorbereitung der Proben bis zur Ermittlung der Ergebnisse
Stresstests müssen bestimmten Regeln folgen, um sicherzustellen, dass die Daten nachvollziehbar und die Ergebnisse zuverlässig sind.
1. Vorbereitung der Probe
Menge: Wählen Sie nach dem Zufallsprinzip 3–5 Proben aus derselben Charge aus, um sicherzustellen, dass keine Beschädigungen, Verformungen oder Verbindungsfehler auftreten.
Vor der Verarbeitung:
Kontrolle von Temperatur und Luftfeuchtigkeit: Stellen Sie es 24 Stunden lang in einen Raum mit einer Temperatur von 23 Grad ± 1 Grad und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % ± 2 %, wie in GB/T 4857.2 vorgeschrieben.
Füllen des Inhalts: Füllen Sie Gewichtsblöcke (z. B. Sand und Kies, Metallblöcke) mit Polstermaterialien (z. B. Luftpolsterfolie und Papierreste), um reale -Lebenssituationen zu schaffen.
2. Kalibrieren der Ausrüstung
Kalibrierung des Drucksensors: Überprüfen Sie die korrekte Belastung anhand von Standardgewichten.
Überprüfung der Parallelität der Druckplatte: Um lokale Druckkonzentrationen zu vermeiden, achten Sie darauf, dass die Kontaktfläche zwischen Druckplatte und Probe maximal 1 mm parallel ist.
3. Durchführung des Tests
Platzierung der Probe: Platzieren Sie die Probe in der Mitte der Druckplatte unter dem Druckprüfgerät und stellen Sie mit einem Nivellierlineal sicher, dass sie gerade ist (Abweichung kleiner oder gleich 1 Grad).
Test zum Laden:
Test, der sich nicht bewegt: Laden Sie mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min und notieren Sie die Druckwerte, bis das erste seltsame Geräusch, das Brechen der Ecken und die Bewegung der Druckplatte sich 2 % der ursprünglichen Höhe nähern.
Dynamische Tests: Erstellen Sie Stapelszenarien, halten Sie die Last auf einem bestimmten Druck (z. B. dem 1,5-fachen der vorhergesagten, durch die Unternehmensanforderungen festgelegten Last) oder zerstören Sie die Probe vollständig.
Datenerfassung: Echtzeitaufzeichnung der Prüfzeit (s), der Druckplattenverschiebung (mm) und der Druckwerte (N oder kPa).
4. Beurteilung der Ergebnisse
Voraussetzungen für die Qualifikation:
Verformung: Laut ISTA 3A darf sich die Höhe des Originalartikels um nicht mehr als 3 % ändern und es dürfen keine funktionellen Schäden vorliegen (z. B. Zusammenfallen der Schachtel oder Sichtbarkeit des Inhalts).
Das Zerstörungsdruckverhältnis ist das Verhältnis des Drucks zum Zeitpunkt der Zerstörung zur projizierten Stapellast. Um sicher zu sein, muss er mindestens 1,5 betragen.
Analyse von Daten
Druckfestigkeit (F): Der höchste während der Prüfung gemessene Druckwert, der sich aus dem Durchschnitt (F ˉ) und der Standardabweichung (σ) mehrerer Proben ergibt.
Die spezifische Druckfestigkeit ist das Verhältnis der Druckfestigkeit zum Verpackungsgewicht (N/kg) und wird verwendet, um zu vergleichen, wie gut verschiedene Verpackungsdesigns funktionieren.
Druckverformungskurve: Sehen Sie sich das elastische Stadium (Steifigkeit), die Streckgrenze (der Punkt, an dem ein Strukturversagen am wahrscheinlichsten ist) und den Versagenspunkt (der Punkt, an dem die Struktur das Gewicht nicht mehr halten kann) an.
4, Fallstudie: Geschlossener Kreislauf vom Testen zur Optimierung: Praxis
Beispielsweise verwendete das ursprüngliche Design der Verpackung für eine bestimmte Smartphone-Marke eine Schale, die zu 100 % aus Zuckerrohrbagasse bestand. Beim Testen wurden folgende Probleme beobachtet:
Problem: Beim simulierten 3-Lagen-Stapeltest fielen die Ecken der Palette auseinander, mit einer Verformung von 4,5 % der ursprünglichen Höhe, was mehr als der normale Grenzwert des Unternehmens von 3 % ist.
Analyse: Zuckerrohr-Bagasse-Fasern sind kurz (0,8–2,5 mm) und lassen sich nicht gut verbinden, wodurch die Kanten und Ecken beim Komprimieren schwach werden.
Strukturelle Ebene: Das Tablett hat keine Verstärkungsrippen, daher kommt es in den Ecken zu Spannungen.
Optimierungsplan:
Um das Material zu verbessern, fügen Sie 2 % Nadelholzzellstoff (Faserlänge 2,56–4,08 mm) hinzu, um die Fasern beim Verflechten stärker zu machen.
Strukturoptimierung: Um den Druck zu verteilen, fügen Sie L-förmige Verstärkungsrippen aus Papier an den vier Ecken des Tabletts hinzu.
Ändern Sie den Prozess: Erhöhen Sie die Formtemperatur auf 180 Grad, damit die Fasern besser zusammenkleben. Verlängern Sie die Formdauer auf 120 Sekunden, um sicherzustellen, dass die Fasern ausreichend trocknen.
Nachweis des Effekts: Nach der Optimierung konnte die Verformung der Schale auf 2,8 % verringert und die Druckfestigkeit unter gleichen Testbedingungen um 35 % gesteigert werden. Dies entsprach den Zertifizierungsstandards des Unternehmens.
