一, Estándar de prueba: doble vía paralela internacional y nacional
Para asegurarse de que los resultados cumplan con los estándares de la industria, se debe probar la compresión del empaque de pulpa moldeada utilizando estándares nacionales e internacionales.
1. Un conjunto de estándares internacionales
ISO 12048: describe la técnica de prueba de compresión estática para embalajes, que es buena para probar la resistencia a la compresión del embalaje de transporte cuando está apilado.
ASTM D642 es una norma de la Sociedad Estadounidense de Medición y Materiales que cubre la medición de la resistencia a la compresión de los materiales de embalaje en situaciones de carga tanto estáticas como dinámicas.
ISTA 3A es un estándar de la Asociación Internacional de Transporte Seguro para la logística del comercio electrónico-. Simula vibración, impacto y presión de apilamiento durante el tránsito real.
2. El sistema estándar nacional GB/T 4857.4 es el mismo que el ISO 12048. Describe la técnica de prueba de compresión estática para embalaje de transporte y establece parámetros básicos que incluyen la velocidad de prueba y el método de carga de presión.
GB/T 36787-2018: Normas técnicas generales para productos moldeados de pulpa que sugieren valores máximos para indicadores importantes, incluida la resistencia a la compresión y la deformación.
QB/T 4765-2014: Mejorar las pautas para preparar muestras y juzgar los resultados de las pruebas de compresión en ciertos productos, como bandejas de huevos.
3. Anexo a los estándares comerciales
Algunas empresas establecen sus propios estándares dependiendo de las características de sus productos, como por ejemplo:
Apple: Al modelar una altura de apilamiento de tres-capas (alrededor de 1,8 metros), el embalaje no debe sufrir ningún daño y no debe deformarse más del 3 % de la altura original.
Grupo Lenovo: Se requiere un pico de presión de prueba de impacto dinámico de al menos 1500 N para el embalaje de teléfonos móviles con pantalla plegable. Esto es para garantizar que la estructura de amortiguación pueda absorber bien la energía cuando el teléfono se cae.
2. Equipos de prueba: una configuración de cadena completa, desde básica hasta alta-precisión
Para realizar pruebas de compresión, necesita equipo profesional. Algunos de los más importantes son las máquinas de prueba de presión, las cajas de simulación ambiental y las herramientas de medición adicionales.
1. Una máquina para evaluar la presión.
Tipos: máquina electrónica universal de prueba de materiales (para pruebas estáticas) y máquina de prueba de compresión de embalaje (para simulación de apilamiento dinámico).
Requisitos para los parámetros:
Rango de carga: 0–100 kN, suficiente para probar de todo, desde pequeñas bandejas de huevos (que necesitan 500 N) hasta cajas grandes para electrodomésticos (que necesitan más de 10 kN).
Velocidad de carga: para pruebas estáticas, normalmente es de 10 mm/min, pero para pruebas dinámicas, se puede cambiar según la situación (por ejemplo, puede llegar hasta 50 mm/min cuando se simula un manejo rápido).
Corrección: La inexactitud en el sensor de presión es menor o igual a ± 1% y el error en el sistema de medición de desplazamiento es menor o igual a 0,1 mm.
2. Una caja que simula el entorno
Función: Vigile los niveles de temperatura y humedad y observe cómo se comportan los materiales en diferentes entornos.
Requisitos para los parámetros:
El rango de temperatura es de -40 a 120 grados Celsius, lo que es bueno tanto para el tránsito en cadena de frío como para el almacenamiento a alta temperatura.
El nivel de humedad puede estar entre 10% y 95% RH, lo que imita cómo un ambiente húmedo afecta la absorción de agua de la pulpa.
Estabilidad: La temperatura no puede cambiar más de ± 1 grado y la humedad no puede cambiar más de ± 2% RH.
3. Instrumentos de medición adicionales
Utilice un pie de rey para verificar la variación del tamaño de la muestra y asegúrese de que los errores en longitud, ancho y altura sean menores o iguales a 1 mm.
Regla de nivel: asegúrese de que la muestra esté colocada recta hacia arriba y hacia abajo para evitar una fuerza desigual que podría provocar resultados bajos de la prueba.
Medidor de humedad: verifique la humedad en el área donde se realiza el pre-procesamiento para asegurarse de que cumpla con los requisitos aceptables.
3, El procedimiento de prueba: pasos estandarizados desde preparar las muestras hasta determinar los resultados.
Las pruebas de estrés deben seguir reglas específicas para garantizar que se puedan rastrear los datos y que los resultados sean confiables.
1. Preparando la muestra
Cantidad: seleccione aleatoriamente de 3 a 5 muestras del mismo lote para garantizar que no haya daños, distorsiones ni fallas de unión.
Antes del procesamiento:
Control de la temperatura y la humedad: colóquelo en una habitación con una temperatura de 23 grados ± 1 grado y una humedad relativa del 50% ± 2% durante 24 horas, como dice GB/T 4857.2.
Completar el contenido: llene bloques de peso (como arena, grava o bloques de metal) con materiales acolchados (como plástico de burbujas y trozos de papel) para crear-situaciones de la vida real.
2. Calibración del equipo
Calibración del sensor de presión: Utilice pesas estándar para comprobar que la carga es la correcta.
Comprobación del paralelismo de la placa de presión: Para evitar la concentración de presión local, asegúrese de que la superficie de contacto entre la placa de presión y la muestra sea paralela dentro de 1 mm.
3. Realización de la prueba
Colocación de la muestra: coloque la muestra en el medio de la placa de presión debajo del equipo de prueba de compresión y use una regla de nivel para asegurarse de que esté recta (desviación menor o igual a 1 grado).
Prueba de carga:
Prueba que no se mueve: Cargue a un ritmo de 10 mm/min y anote los valores de presión hasta que el primer ruido extraño, rotura de esquina y movimiento de la placa de presión se acerque al 2% de la altura original.
Pruebas dinámicas: cree escenarios de apilamiento, mantenga la carga a una presión determinada (por ejemplo, 1,5 veces la carga prevista establecida por los requisitos de la empresa) o destruya por completo la muestra.
Recopilación de datos: registro{0}}en tiempo real de los tiempos de prueba, el desplazamiento de la placa de presión (mm) y los valores de presión (N o kPa).
4. Juzgar los resultados
Requisitos para la calificación:
Deformación: ISTA 3A dice que la altura del artículo original no debe cambiar en más de un 3% y que no debe haber daños funcionales (como que la caja se derrumbe o que el contenido sea visible).
La relación de presión de destrucción es la relación entre la presión en el momento de la destrucción y la carga de apilamiento proyectada. Debe ser al menos 1,5 para estar seguro.
análisis de datos
Resistencia a la compresión (F): El valor de presión más alto medido durante la prueba, que es el promedio (F ˉ) y la desviación estándar (σ) de varias muestras.
La resistencia a la compresión específica es la relación entre la resistencia a la compresión y el peso del paquete (N/kg) y se utiliza para comparar qué tan bien funcionan los diferentes diseños de embalaje.
Curva de deformación por presión: observe la etapa elástica (rigidez), el punto de fluencia (el punto en el que es más probable que falle la estructura) y el punto de falla (el punto en el que la estructura ya no puede soportar peso).
4,Estudio de caso: circuito cerrado desde las pruebas hasta la optimización: práctica
Por ejemplo, el diseño inicial del empaque de una determinada marca de teléfono inteligente utilizó una bandeja hecha 100% de bagazo de caña de azúcar. Durante las pruebas se observaron los siguientes problemas:
Problema: En la prueba de apilamiento simulado de 3 capas, las esquinas del pallet se desmoronaron, con una deformación del 4,5% de la altura original, que es más que el límite normal de la empresa del 3%.
Análisis: Las fibras del bagazo de caña de azúcar son cortas (0,8–2,5 mm) y no se conectan bien, lo que debilita los bordes y esquinas cuando se comprimen.
A nivel estructural: La bandeja no tiene nervaduras de refuerzo, por lo que se generan tensiones en las esquinas.
Plan de optimización:
Para mejorar el material, agregue un 2% de pulpa de madera de coníferas (longitud de fibra de 2,56 a 4,08 mm) para fortalecer las fibras a medida que se entrelazan.
Optimización estructural: Para repartir la presión, agregue nervaduras de refuerzo de papel en forma de L-en las cuatro esquinas de la bandeja.
Cambie el proceso: aumente la temperatura del molde a 180 grados para ayudar a que las fibras se peguen; Alargue la duración del moldeado a 120 segundos para asegurarse de que las fibras se sequen lo suficiente.
Verificación del efecto: Después de la optimización, la distorsión de la bandeja se redujo al 2,8% y su resistencia a la compresión aumentó en un 35% en las mismas condiciones de prueba. Esto cumplió con los estándares de certificación de la empresa.
