浅谈冰箱包装系统结构设计方法

吕海婷 龚孝勇

（长虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

随着消费者对冰箱的外观要求越来越高，为避免因运输造成的外观损伤，运输过程中冰箱的防护显得尤为重要。一台品质合格的冰箱，在经过装货、运输、转运、最终到用户家中卸货，整个运输链中受运输距离、运输工具、转运次数、路况及装卸方式等各种因素的影响，冰箱的外观品质很容易受到损伤。因此，为了确保用户收到的冰箱完好无损，必须采用有效合理的包装系统来降低冰箱在运输过程中产生的损坏率，减少冰箱外观损伤的发生。

目前冰箱行业的竞争越来越白炽化，冰箱的利润空间逐步缩小，薄如蝉翼，成本因素已然成为大部分冰箱企业发展的瓶颈，对冰箱企业的发展前景影响越来越大。冰箱各企业正在不断尝试进行优化产品结构设计、材料替代等方法来进行成本的控制。因此，对冰箱用户来说属于一次性使用零件的包装系统，必须达到既保证冰箱防护性能又节约材料成本的最优效果。

1 材料选择

冰箱的包装系统主要是为了解决在运输、装卸过程中外力对冰箱产生振动、摩擦、冲击等情况，优秀的材料选择与搭配及有效的结构设计能减少绝大部分的外力对冰箱的损伤。在包装件的材料选择时应慎之又慎，既要到达保护冰箱的目前，又要做到成本较少。总结冰箱在运输过程中需应对的问题，并根据现有行业标准，包装系统在选材时需考虑以下几点：

1）材料的缓冲性能良好，抗冲击性、防护性强，能够有效的减小外界压力对产品的冲击、振动及损伤；

2）材料需具备一定的韧性，可承受一定程度的弯折，在受到外力作用时不易发生断裂、破碎等现象；

3）材料的防潮性能好，避免在潮湿环境中吸收水分而变形，导致防护性下降，甚至对箱体产生副作用；

4）材料与冰箱接触时不会对冰箱表面造成磨花、划痕等现象；

5）材料易于成型、加工及使用；

6）材料要绿色环保，对环境污染小；

7）材料可回收[1]；

8）成本最优[1]。

2 冰箱包装件设计要点

冰箱包装系统通常分为底座、周边保护板、盖板、冰箱内部保护件及包装箱五大部分：

1）包装底座设计要点

冰箱的底部防护主要依靠包装底座的缓冲性能。包装底座主要通过承托冰箱底部较有韧性的底板及发泡层位置，针对易变形且较重的压缩机舱处及门体等位置进行避让及中间承托的设计方法来对冰箱进行底部防护，减少冰箱在运输搬运过程中跌落时产生的反作用力。目前，包装底座主要由底垫和外壳结合而成。外壳常采用的材料为瓦楞纸板、钙塑等，目前行内正在推行易于机械操作的覆膜工艺，此材质和工艺让外壳和底垫更好的结合在一起，且易操作，成本低，是目前较为理想的材料和工艺方式。底垫通常采用聚苯乙烯（EPS），密度一般选用30～40 kg/m3，EPS 缓冲性能好，易成型，且价格低廉。底垫在设计的过程中要根据冰箱的重量选择合适的有效厚度，如有效厚度较厚时，则需进行减料处理，防止泡沫件涨裂影响包装底座的防护性能。另外，对于较重的冰箱还可考虑在底垫底部增加强度相对较好的加强板结构等方式作为重量承托，从而减小底垫的相应厚度。

2）周边保护板设计要点

箱体周边主要采用周边保护板进行防护。周边保护板主要选用 EPS，密度为20～25 kg/m3左右.周边保护板通常有前保护板、后保护板，部门冰箱还会用到插板，来弥补前板或后板中间间隙过大的问题。周边保护板对冰箱的防护可以避免冰箱在装卸过程中夹抱对其损伤。周边保护板通常采用 EPS 材料，EPS的缓冲性能及防霉、防潮等性能，使其成为包装系统设计者的常用材质。但EPS韧性差，易脆裂，且随着汽油价格的不断上升，EPS的价格也逐渐上升，增加了冰箱总体的成本压力。应对EPS材质的弊端，纸质材质的周边保护板应运而生，目前主要使用的为蜂窝纸板与EPE保护膜粘连作为冰箱周边保护板。蜂窝纸板侧用于缓冲冰箱收到的外界冲击力，EPE保护膜用于防止蜂窝纸板刮花门体、箱体。但，纸板类周边保护板的弊端是，加工工艺不如EPS材质的周边保护板方便，人工成本略高；且此材质容易受潮，且受潮后变形不可逆，对环境的要求较高。目前，随着原纸行业价格的波动，蜂窝纸板类的保护板价格也在在随之波动，目前EPS的周边保护板与蜂窝纸板类两者共存且相互竞争。

周边保护板在设计时要重点考虑箱体的宽、深、高三个要素，同时要兼顾到冰箱的最突出边缘，如外拉把手、控制盒等最外围尺寸。各保护板之间及与盖板之间的间距要适量，避免在运输过程中抱夹机夹板直接与冰箱门体、箱体接触，从而损伤冰箱的外观面。同时，在设计的过程中要尽量考虑相近冰箱平台的通用性，这样标准化及通用化提高后更便于供应商的生产管理及生产效率，从而侧面降低零件的采购成本[2]。

3）盖板设计要点

盖板防护是防止冰箱顶部及放置于顶部的控制和组件在运输过程中受到重压及外力的冲击而出现变形、损坏，防止冰箱在装柜过程中人员的踩踏出现的损坏，同时解决了冰箱顶部不平整，不利于多层堆码的弊端。对于盖板材质的选择，鉴于EPS材质的缓冲性能及韧性、防潮性能，通常将EPS材质作为盖板的主要使用材质。盖板密度一般选用 20～25 kg/m3，局部做适当避空处理，减少 EPS 的用量。同时，对于控制系统在冰箱顶部的冰箱，要考虑到控制盒的避让及防护设计，避免人为踩踏时损坏控制盒组件，盖板设计整体要平整，尽量做减料处理，节约包装成本，绿色环保。

4）冰箱内部保护件设计要点

冰箱内部保护件是保护冰箱内部搁架、瓶框、抽屉等内饰结构，避免在运输过程中的跌落等造成脱落，撞击破碎等。冰箱内部保护件通常选用韧性及缓冲性能较好的EPS材质，轻量型的冰箱也有采用蜂窝纸板与EPE珍珠棉的材质。此处保护件的设计要考虑装配的可靠性、简便装配性及成本节约性。目前行业内有整体打包固定及使用位置固定两种形式，可根据冰箱内饰及生产线布置等的实际情况进行选择。

5）包装箱设计要点

在冰箱所有内部及外部保护装置都保护到位后，包装箱最后包裹在所有保护件的外周围，利用运输托运，并起到保护，裹紧及防尘美观等作用。目前冰箱使用的包装箱材质根据冰箱的大小轻重等有双层瓦楞纸及蜂窝纸箱等方式。鉴于环保意识的提升及原纸价格的上涨，目前行业内正在积极探索其他的包装方式。包扩透明包装工艺的运用和推广[3]。在包装箱设计的过程中，要确保包装箱离包装箱离地面留有一定的距离，避免拖拉过程中包装箱与地面的摩擦及地面积水等造成的包装箱受潮变形。

3 关于冰箱包装研究的最新进展

随着人们环保意识的不断提高及生态资源的不断减少，冰箱绿色包装系统的研究已经提上议程。包装零件是否可生物降解、能量是否可回收、是否可循环再生、是否能重复使用及是否已预先减少用量等将作为包装系统的行业及评判标准。最终将加快推进冰箱新型绿色的包装系统开发的步伐。可循环包装系统、可再生纸浆膜包装系统、低碳气垫包装系统等将逐渐替代现有包装系统。

4 结语

随着家电行业的竞争越来越白炽化，成本因素已然成为大部分冰箱企业发展的瓶颈。对于从用户角度来说的一次性使用物料的包装系统尤其需要需找到成本的突破口。而为确保产品在运输中的品质，对包装系统的要求又较为苛刻。因此，综合考虑成本与保护性能，使其达到一个平衡的状态并不断开发最优状态是每一个包装系统设计者都要追求的目标。行业各企业不断地优化包装系统的设计，同时也研发新的包装系统及新材料来降低成本。相信不久，包装系统将迎来日新月异的变革。