冰箱玻璃搁架固定方式研究及应用

汤申杰 圣 洁 蔡训儒

（长虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

前言

冰箱已经成为最常用的家用电器之一，随着时代的发展，其生产工艺、技术、组成材料等均发生了巨大的变化，但冰箱用玻璃搁架却变化甚微。玻璃搁架兼具承重能力和透光性的双重需求，是冰箱内部最重要的内饰部件。玻璃自身密度较大，冰箱容积的不断增加，使得玻璃搁架的尺寸不断增加，最终导致玻璃搁架越来越重。如何有效固定玻璃搁架，避免移位、窜动等对冰箱整机造成的不利影响，进而提高物流运输的可靠性就显得尤为重要[1]。

1 玻璃搁架固定方式

1.1 胶带固定

针对150 L以下的小冰箱，玻璃搁架长度、宽度尺寸较小，单片玻璃搁架重量较轻，该类冰箱所使用的玻璃搁架在和冰箱内胆上下碰撞的过程中，很难导致内胆凹陷或破损。该类玻璃搁架主要解决前后移动的问题。因此，使用过程中，采用宽度65 mm的捆扎胶带，一端粘贴在冰箱内胆上，一端粘贴在玻璃搁架上，即可以有效防止玻璃搁架前后移动[2]。

1.2 瓦楞纸固定

针对两门、三门小冰箱，既要解决玻璃搁架上下碰撞的问题，又要解决前后移动的问题。为此，需要在玻璃价格前端增加一块双层瓦楞纸板避免玻璃搁架前移的问题出现[3]。双层瓦楞纸板上预留开口槽，开口槽间隙及数量与玻璃搁架一一对应，如图1所示。实际使用过程中，将瓦楞纸板的开口槽卡入玻璃搁架内，然后通过捆扎胶带将瓦楞纸板固定在冰箱内胆上即可。

图1 双层瓦楞纸板结构示意图

1.3 泡沫块固定

随着冰箱容积的增加，玻璃搁架越来越重，通过瓦楞纸固定的方式无法有效抑制玻璃搁架上下窜动，EPS泡沫块应运而生。EPS泡沫块即通过切割的方式制作而成的形状规则的长方体，密度以（25±2）kg/m3为宜。实际使用过程中，在玻璃搁架与胆顶之间、玻璃搁架与玻璃搁架之间放入EPS泡沫块，如图2所示。如此使得玻璃搁架无法上下移动，其强有力的支撑力和摩擦力，有效降低了玻璃搁架前后移动的可能性。诚然，该方案也存在不足：一是EPS泡沫块容易压缩变形，且变形后难以复原，长时间使用后，EPS泡沫块上下尺寸会变小，进而失去原有的支撑功能[4]；二是在物流运输中，如果遇到一些比较颠簸的路段，泡沫块容易因颠簸而倾倒，倾倒后无法归位，导致玻璃搁架处于无防护的状态。

图2 泡沫块固定方式示意图

1.4 气泡袋固定

气泡袋的出现一定程度上解决了泡沫块的使用缺陷。顾名思义，气泡袋就是在塑料材质制成的袋子内充入空气，使其鼓胀变形，进而起到支撑作用，防止玻璃搁架前后及上下移动。气泡袋质量轻，不占用仓储空间，没有EPS使用过程中的白色污染难题[5]。同时，气泡袋在冰箱内部不存在倾倒的问题，即便是位置有所变化，也不会对支撑性能造成不利影响。

以图2所示冰箱为载体，分别采用泡沫块及气泡袋进行固定，然后进行失效性跌落试验和随机振动试验验证，结果如图3所示。

图3 失效性跌落试验和随机振动试验对比结果

从图3中可以看出，采用气泡袋固定冰箱玻璃搁架，跌落次数可以做到33次，随机振动时间可以做到660 min，远超泡沫块所产生的固定效果。

1.5 泡沫件固定

针对容积较大的法式及十字对门冰箱，因玻璃搁架较大、较重，需要采用专用的泡沫件予以固定。通常情况下，依据玻璃搁架之间的间隙，同时兼顾玻璃搁架和箱胆之间的配合间隙，采用EPS发泡成型出相应的专用件，恰到好处的对玻璃搁架进行固定，如图4所示。采用EPS泡沫件固定玻璃搁架，安全、便捷、可靠，操作效率高。虽然EPS泡沫件存在开模费用，且单个泡沫件费用相对偏高，但相对大容积冰箱因物流运输产生的费损，采用EPS泡沫件无疑是止损的最佳方法之一。

图4 泡沫件固定示意图

2 搁架发展方向

冰箱玻璃搁架固定中存在的突出问题是玻璃搁架较重且前后左右没有机械固定，换言之，如果搁架较轻，亦或者是搁架以机械固定的方式与内胆锁紧在一起，则搁架的固定将不再是困扰冰箱企业的一大难题。为此，搁架在以下几个方向上定会有更大的发展。

2.1 厚度减薄

目前，冰箱领域采用的普遍是厚度为3.2 mm的钢化玻璃，玻璃的厚度决定了其自身重量。随着厚度的降低，重量自然会随之降低。从技术上讲，具备生产更薄钢化玻璃（比如2.0 mm）的条件，但成本较高，与通用3.2 mm钢化玻璃相比，毫无竞争优势可言。随着技术的升级和进步，一定能突破厚度和价格的束缚，让更薄的钢化玻璃在冰箱领域应用成为可能。

2.2 材质取代

就冰箱玻璃搁架而言，玻璃承载了两个功能，分别是承重和透明[6]。如果一种材质能兼顾承重和透明，同时又比较轻，那无疑是取代玻璃的最佳选项。依据现有研究成果，亚克力基本达到了玻璃的技术要求。光线透过率和玻璃相差无几，重量仅为玻璃的40%[7]。虽然承重性能无法和玻璃相媲美，但符合冰箱使用场景的需求。亚克力在生产、加工、表面处理等方面均比较成熟，但居高不下的价格是导致未能大面积取代冰箱玻璃搁架的主要原因。

2.3 机械设计

目前，冰箱中使用的玻璃搁架多是一个片材，即钢化玻璃通过包边注塑后放置在冰箱内形成的一个可移动附件。玻璃搁架与冰箱箱胆没有任何机械连接或机械固定，这种方式决定了必须采用诸如瓦楞纸板、泡沫块、气泡带等方式对玻璃搁架予以固定。面向未来，可折叠、自升降、电动搁架不仅是冰箱智能化的必经之路，也是消费者的迫切需求。而机械搁架的问世，势必打破现有玻璃搁架的固定方式，并最终实现少固定或不固定的目的。

3 结论

玻璃搁架是冰箱中重量较大、灵活度较高的部件，有效解决玻璃搁架固定中存在的难题，进而提高物流运输包装的可靠性，是冰箱生产企业的使命和责任。放眼未来，随着家电材料的升级换代、集成化包装技术的稳步推进、机械搁架的普及推广，冰箱搁架固定一定会越来越科学、越来越便捷、越来越高效。