“
本文共：1814 字，34 图，预计阅读时间：6 分钟
”
今天鱼叔从结构设计角度，为大家简析，纸浆模塑制品结构的特性。
纸托作为一种新型材料，应用于缓冲包装的时间较短，目前，其结构设计还处于经验设计阶段，纸托设计要根据被包装产品的外型尺寸，外包装箱的尺寸来进行合理确定。
传统的聚乙烯发泡塑料主要是依靠材料的弹性模量起到抗震缓冲作用的（一般地讲，对弹性体施加一个外界作用力，弹性体会发生形状的改变——形变，弹性模量即单向应力状态下应力除以该方向的应变。从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度。是工程材料重要的性能参数。），而纸托则主要依靠腔体结构抗震。因此，纸托结构设计决定了其缓冲性能的优劣。
纸浆模塑制品结构设计包含了纸托自身的结构设计和加工模具设计，两者之间需要同步设计完成，是相互依存关联的。纸浆模塑制品用作一次性快餐用具等时，形状比较简单，强度要求也不高。用作工业内包装时，其形状就很复杂，设计必须满足工业内包装的三大要求：
a. 定位要求：纸托必须保证被装物品在包装箱内有固定位置，要求纸托与内装物之间形状吻合，接触贴切，尺寸准确。能在产品的外包装（如纸箱等）中实施良好的支撑和固定。
b. 缓冲要求：纸托整体要有一定的韧性和柔性，并能消除包装件在运输过程中受到冲击和振动。纸浆模制品的光面（与成型模具表面贴合的面），形状和尺寸要与被包装产品的外表面相吻合，表面还应略微松软，不会擦伤内装物的表面。
c. 承载要求：纸模制品要有一定的强度和挺度来支撑内装物和外界堆码等压力。
a. 固定支撑面：这是纸托结构设计中基本的一点，固定支撑面可以根据被包装产品的要求以及外形尺寸和外包装物的内部尺寸来确定。例如，要设计一个电器产品的纸托包装，可以跟据被包外形尺寸、外包装物的内部尺寸来确定纸托的长度、宽度和相应的结构形式，并由此确定纸托的固定支撑面。
同时，要了解包装的侧重点在强度上还是缓冲，一些重量大、强度高的产品的包装侧重点在强度上，但其缓冲性能也必须保持。而一些贵重产品的包装，侧重点在缓冲上，其包装也要具有一定的强度。设计中要将两者恰当地结合在一起，根据被包装产品的外形结构、重力中心和强度选择适当的基点，再由这些基点确定固定支撑面。
b. 凸筋：纸托在每一个侧面都必须考虑其减震效果，因此用凸台来达到缓冲吸振的目的，使它在每个面上的截面线都为折线，以提高纸托轴向强度。纸托的强度和其缓冲性能成反比关系，加入的凸筋越多，其强度越大，但同时其缓冲性能下降。
3、 型腔和加强筋：纸托的缓冲效果主要是利用其纸壁在受到冲击时弹性形变减缓抵消外力来实现的。纸托材料本身的弹性并不高，主要是依赖于产品的加强筋设计及其形成的缓冲型腔，型腔和加强筋的设计对纸托的弹性形变即缓冲能力起着至关重要的作用，而型腔和加强筋设计的基本依据是产品本身的形状和用途。设置加强筋是为了增加纸托的自身强度。
在纸托结构设计中设置型腔以保证纸托的动态缓冲性能，将若干个形状简单而动态缓冲性能好的型腔均布在纸托结构中，起到缓冲、稳定和提较强度的作用，对于大面积型腔对纸托结构所造成的结构不稳定和强度下降等问题，可以设置若干或对称的加强筋、连续或错开分布的型腔加以解决。
单个型腔承载周长的增大对结构承载能力起到增强作用；而承载高度的增加会导致结构承载能力降低；根据经验，承载周长与承载高度的比值对结构的承载能力有积极的影响，当二者比值超过5时，这种影响更加明显，结构的承载能力迅速增强。型腔和加强筋的设置应充分考虑生产脱模方便、加工简单、易堆码和分布均匀并使产品的重心均匀分散等问题。
4、边沿结构：边沿结构出现在纸浆模塑顶面，尺寸通常在8-15mm。在大部分单托应用场景中，产品放入纸托腔室后与边沿平齐或略低于上端面。这种包装形式在成套产品的组合包装中应用较多。用于重型工业缓冲包装时，纸托通常上下托成对使用，边沿下伸演化成翻沿结构，以增强侧向强度。
e. 型腔连接处也是影响强度的重要因素，设计是应避免应力集中对制品强度的削弱，在过渡处采用圆角处理等方式有助于减少应力集中，有助于增强板材的抗失稳能力。且封闭型结构比开放型有相对更高的承载能力。
*本文部分图片来自网络*
- 本公众号分享优秀包装结构设计案例 -
本文来自微信公众号“包装结构设计”（ID：gh_03156da3db14）。大作社经授权转载，该文观点仅代表作者本人，大作社平台仅提供信息存储空间服务。
