จะทดสอบประสิทธิภาพการอัดของบรรจุภัณฑ์เยื่อขึ้นรูปได้อย่างไร?

一 มาตรฐานการทดสอบ: แทร็กคู่ระหว่างประเทศและในประเทศคู่ขนาน
เพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์เป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรม การบรรจุเยื่อขึ้นรูปจะต้องได้รับการทดสอบการบีบอัดโดยใช้มาตรฐานสากลและในประเทศ
1. ชุดมาตรฐานสากล
ISO 12048: สรุปเทคนิคการทดสอบแรงอัดแบบคงที่สำหรับบรรจุภัณฑ์ ซึ่งดีสำหรับการทดสอบกำลังอัดของบรรจุภัณฑ์สำหรับการขนส่งเมื่อวางซ้อนกัน
ASTM D642 เป็นมาตรฐานจาก American Society for Measuring and Materials ที่ครอบคลุมการวัดกำลังอัดของวัสดุบรรจุภัณฑ์ในสถานการณ์การโหลดทั้งแบบคงที่และแบบไดนามิก
ISTA 3A เป็นมาตรฐานจาก International Safe Transport Association สำหรับ-โลจิสติกส์อีคอมเมิร์ซ โดยจำลองการสั่นสะเทือน การกระแทก และแรงกดทับระหว่างการขนส่งจริง
2. ระบบมาตรฐานในประเทศ GB/T 4857.4 เหมือนกับ ISO 12048 โดยจะอธิบายเทคนิคการทดสอบแรงอัดแบบคงที่สำหรับการบรรจุในการขนส่ง และตั้งค่าพารามิเตอร์หลัก รวมถึงความเร็วในการทดสอบและวิธีการโหลดด้วยแรงดัน
GB/T 36787-2018: มาตรฐานทางเทคนิคทั่วไปสำหรับสินค้าขึ้นรูปจากเยื่อกระดาษที่แนะนำค่าสูงสุดสำหรับตัวบ่งชี้ที่สำคัญ รวมถึงกำลังรับแรงอัดและการเสียรูป
QB/T 4765-2014: ปรับปรุงแนวทางในการเตรียมตัวอย่างให้พร้อมและการตัดสินผลการทดสอบแรงอัดของผลิตภัณฑ์บางประเภท เช่น ถาดไข่
3. ภาคผนวกของมาตรฐานธุรกิจ
ธุรกิจบางแห่งกำหนดมาตรฐานของตนเองโดยขึ้นอยู่กับคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ เช่น:

Apple: เมื่อสร้างแบบจำลองความสูงในการซ้อนสาม-ชั้น (ประมาณ 1.8 เมตร) บรรจุภัณฑ์จะต้องไม่เสียหายแต่อย่างใด และต้องเสียรูปไม่เกิน 3% ของความสูงเดิม
Lenovo Group: ต้องใช้แรงดันสูงสุดในการทดสอบแรงกระแทกแบบไดนามิกอย่างน้อย 1,500 นิวตันสำหรับบรรจุภัณฑ์โทรศัพท์มือถือแบบหน้าจอพับได้ เพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างกันกระแทกสามารถดูดซับพลังงานได้ดีเมื่อโทรศัพท์ตกพื้น
2 อุปกรณ์ทดสอบ: การตั้งค่าห่วงโซ่ทั้งหมดตั้งแต่พื้นฐานไปจนถึงความแม่นยำสูง-
หากต้องการทดสอบแรงอัด คุณต้องมีอุปกรณ์ระดับมืออาชีพ สิ่งสำคัญที่สุดคือเครื่องทดสอบแรงดัน กล่องจำลองสภาพแวดล้อม และเครื่องมือวัดพิเศษ

1.เครื่องประเมินความดัน
ประเภท: เครื่องทดสอบวัสดุอเนกประสงค์แบบอิเล็กทรอนิกส์ (สำหรับการทดสอบแบบคงที่) และเครื่องทดสอบแรงอัดการบรรจุ (สำหรับการจำลองการเรียงซ้อนแบบไดนามิก)
ข้อกำหนดสำหรับพารามิเตอร์:
ช่วงโหลด: 0–100 kN ซึ่งเพียงพอสำหรับทดสอบทุกอย่างตั้งแต่ถาดไข่ขนาดเล็ก (ซึ่งต้องการพลังงาน 500 นิวตัน) ไปจนถึงกล่องใหญ่สำหรับเครื่องใช้ในครัวเรือน (ซึ่งต้องการมากกว่า 10 kN)
ความเร็วในการโหลด: สำหรับการทดสอบแบบคงที่ โดยปกติจะเป็น 10 มม./นาที แต่สำหรับการทดสอบแบบไดนามิก สามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ (เช่น อาจสูงถึง 50 มม./นาที เมื่อจำลองการใช้งานที่รวดเร็ว)
ความถูกต้อง: ความไม่ถูกต้องในเซ็นเซอร์ความดันน้อยกว่าหรือเท่ากับ ± 1% และข้อผิดพลาดในระบบการวัดการเคลื่อนที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.1 มม.
2. กล่องจำลองสภาพแวดล้อม
ฟังก์ชั่น: จับตาดูอุณหภูมิและระดับความชื้น และดูว่าวัสดุมีพฤติกรรมอย่างไรในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน
ข้อกำหนดสำหรับพารามิเตอร์:
ช่วงอุณหภูมิอยู่ระหว่าง -40 ถึง 120 องศาเซลเซียส ซึ่งดีสำหรับทั้งการขนส่งด้วยโซ่เย็นและการเก็บรักษาที่อุณหภูมิสูง
ระดับความชื้นอาจอยู่ระหว่าง 10% ถึง 95% RH ซึ่งเลียนแบบว่าสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นส่งผลต่อการดูดซึมน้ำเยื่อกระดาษอย่างไร
ความเสถียร: อุณหภูมิสามารถเปลี่ยนแปลงได้ไม่เกิน ± 1 องศา และความชื้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้ไม่เกิน ± 2% RH
3. เครื่องมือวัดพิเศษ
ใช้เวอร์เนียร์คาลิเปอร์เพื่อตรวจสอบความแปรผันของขนาดตัวอย่าง และตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อผิดพลาดด้านความยาว ความกว้าง และความสูงน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม.
ไม้บรรทัดวัดระดับ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวางตัวอย่างตรงขึ้นและลงเพื่อหลีกเลี่ยงแรงที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งอาจส่งผลให้ผลการทดสอบต่ำ
เครื่องวัดความชื้น: ตรวจสอบความชื้นในพื้นที่ที่เกิด-การประมวลผลเบื้องต้นเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดที่ยอมรับได้
3 ขั้นตอนการทดสอบ: ขั้นตอนที่เป็นมาตรฐานตั้งแต่การเตรียมตัวอย่างให้พร้อมที่จะหาผลลัพธ์
การทดสอบภาวะวิกฤตต้องเป็นไปตามกฎเฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถติดตามข้อมูลได้และผลลัพธ์มีความน่าเชื่อถือ

1. เตรียมตัวอย่างให้พร้อม
ปริมาณ: สุ่มเลือกตัวอย่าง 3-5 ตัวอย่างจากชุดเดียวกันเพื่อรับประกันว่าไม่มีความเสียหาย การบิดเบี้ยว หรือข้อผิดพลาดในการติดยึด
ก่อนการประมวลผล:
การควบคุมอุณหภูมิและความชื้น: วางไว้ในห้องที่มีอุณหภูมิ 23 องศา ± 1 องศา และความชื้นสัมพัทธ์ 50% ± 2% เป็นเวลา 24 ชั่วโมง ตามที่ GB/T 4857.2 บอกให้ทำ
การเติมเนื้อหา: เติมบล็อกน้ำหนัก (เช่น ทรายและกรวด บล็อกโลหะ) ด้วยวัสดุกันกระแทก (เช่น ฟิล์มกันกระแทกและเศษกระดาษ) เพื่อสร้าง-สถานการณ์ในชีวิตจริง
2. การปรับเทียบอุปกรณ์
การสอบเทียบเซ็นเซอร์ความดัน: ใช้ตุ้มน้ำหนักมาตรฐานเพื่อตรวจสอบว่าโหลดถูกต้อง
การตรวจสอบความขนานของแผ่นดัน: เพื่อหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของแรงดันเฉพาะที่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวสัมผัสระหว่างแผ่นดันกับตัวอย่างขนานกันภายใน 1 มม.
3. ดำเนินการทดสอบ
การวางตัวอย่าง: วางตัวอย่างไว้ตรงกลางแผ่นดันใต้อุปกรณ์ทดสอบแรงอัด และใช้ไม้บรรทัดวัดระดับเพื่อให้แน่ใจว่าตรง (ส่วนเบี่ยงเบนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 องศา)
ทดสอบการโหลด:
การทดสอบที่ไม่เคลื่อนที่: โหลดด้วยอัตรา 10 มม./นาที และจดค่าแรงกดไว้จนกระทั่งมีเสียงรบกวนแปลกๆ ครั้งแรก การหักมุม และการเคลื่อนที่ของแผ่นแรงดันเข้าใกล้ 2% ของความสูงเดิม
การทดสอบแบบไดนามิก: สร้างสถานการณ์การซ้อน เก็บโหลดไว้ที่ความดันที่กำหนด (เช่น 1.5 เท่าของโหลดที่คาดการณ์ไว้ตามความต้องการของบริษัท) หรือทำลายตัวอย่างทั้งหมด
การรวบรวมข้อมูล: การบันทึกตามเวลาจริง-ของเวลาทดสอบ การเคลื่อนตัวของแผ่นดัน (มม.) และค่าความดัน (N หรือ kPa)
4. การตัดสินผลลัพธ์
ข้อกำหนดสำหรับคุณสมบัติ:
การเสียรูป: ISTA 3A ระบุว่าความสูงของสิ่งของดั้งเดิมจะต้องไม่เปลี่ยนแปลงเกิน 3% และจะต้องไม่มีความเสียหายต่อการใช้งาน (เช่น กล่องยุบหรือมองเห็นสิ่งของในบรรจุภัณฑ์ได้)
อัตราส่วนแรงดันการทำลายคืออัตราส่วนของความดัน ณ เวลาที่ทำลายต่อน้ำหนักบรรทุกที่ซ้อนกันที่คาดการณ์ไว้ ต้องมีอย่างน้อย 1.5 จึงจะปลอดภัย
การวิเคราะห์ข้อมูล
กำลังรับแรงอัด (F): ค่าความดันสูงสุดที่วัดได้ระหว่างการทดสอบ ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ย (F ˉ) และค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (σ) ของตัวอย่างหลายตัวอย่าง
กำลังอัดจำเพาะคืออัตราส่วนของกำลังอัดต่อน้ำหนักบรรจุภัณฑ์ (N/kg) และใช้เพื่อเปรียบเทียบว่าการออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกันทำงานได้ดีเพียงใด
เส้นโค้งการเปลี่ยนรูปของแรงดัน: ดูที่ระยะยืดหยุ่น (ความแข็ง) จุดคราก (จุดที่มีแนวโน้มว่าโครงสร้างจะล้มเหลวมากที่สุด) และจุดที่ชำรุด (จุดที่โครงสร้างไม่สามารถรับน้ำหนักได้อีกต่อไป)
4 กรณีศึกษา: วงปิดตั้งแต่การทดสอบไปจนถึงการปรับให้เหมาะสม: การปฏิบัติ
ตัวอย่างเช่น การออกแบบบรรจุภัณฑ์เบื้องต้นสำหรับสมาร์ทโฟนบางยี่ห้อใช้ถาดที่ทำจากชานอ้อย 100% พบปัญหาต่อไปนี้ในระหว่างการทดสอบ:

ปัญหา: ในการทดสอบจำลองการซ้อน 3 ชั้น มุมของพาเลทหลุดออกจากกัน โดยมีการเสียรูป 4.5% ของความสูงเดิม ซึ่งมากกว่าขีดจำกัดปกติของบริษัทที่ 3%
การวิเคราะห์: เส้นใยชานอ้อยนั้นสั้น (0.8–2.5 มม.) และเชื่อมต่อได้ไม่ดี ซึ่งทำให้ขอบและมุมอ่อนแอเมื่อถูกบีบอัด
ระดับโครงสร้าง: ถาดไม่มีโครงเสริมแรง จึงเกิดความตึงเครียดที่มุม
แผนสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพ:
เพื่อให้วัสดุดีขึ้น ให้เติมเยื่อไม้สน 2% (เส้นใยยาว 2.56–4.08 มม.) เพื่อให้เส้นใยมีความแข็งแรงมากขึ้นในขณะที่สานเข้าด้วยกัน
การเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้าง: หากต้องการกระจายแรงกด ให้เพิ่มกระดาษรูปตัว L- เสริมโครงที่มุมทั้งสี่ของถาด
เปลี่ยนกระบวนการ: เพิ่มอุณหภูมิแม่พิมพ์เป็น 180 องศาเพื่อช่วยให้เส้นใยเกาะติดกัน เพิ่มระยะเวลาการขึ้นรูปเป็น 120 วินาทีเพื่อให้แน่ใจว่าเส้นใยแห้งเพียงพอ
การตรวจสอบผลกระทบ: หลังจากการปรับให้เหมาะสม ความบิดเบี้ยวของถาดลดลงเหลือ 2.8% และความแรงอัดเพิ่มขึ้น 35% ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบเดียวกัน ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานการรับรองของบริษัท