《缓冲材料性能曲线》及EPE缓冲设计基础 [兼容模式]

二、如何使用EPE缓冲曲线
5、设计注意事项（2）
1. 在跨度较大的产品中部设置受压的缓冲块或两端缓冲块向中央延伸 2 有突出部分产品的缓冲设计 2.
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二、如何使用EPE缓冲曲线
5、设计注意事项（3）
防止位移，缓冲材料作成长的凸筋（也是 为了满足材料厚度需要）；
产品固定法
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三、出材率
1、什么是出材率？
一张原料缓冲板材能出缓冲包装的套数。 要求：了解常规EPE板材规格（长、宽、厚度） 进口EPE常规尺寸为：108‘’x24‘’x厚度（2740mmx610mmx厚度）
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三、出材率
练习：
板材尺寸：2740x610x厚度（mm） EPE模切外尺寸305x170mm 请计算产率是多少？
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四、优秀设计的分享
铰链的设计
优点： • 利用率高 • 一片成型 • 适用范围广 • 运输体积小 ………
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四、优秀设计的分享
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五、设计验证
材质
普通白色EPE，密度不小于20kg/m3 普通白色EPE，密度不小于20kg/m3 普通白色EPE，密度不小于20kg/m3 普通白色EPE，密度不小于20kg/m3 普通白色EPE，密度不小于20kg/m3 普通白色EPE，密度不小于20kg/m3 g 普通白色EPE，密度不小于20kg/m3 普通白色EPE，密度不小于20kg/m3 普通白色EPE，密度不小于20kg/m3 一次押出白色EPE，密度1.7lbs/in3 次押 度 一次押出白色EPE，密度2.2lbs/in3 一次押出粉色EPE，密度2.2lbs/in3 一次押出白色EPE，密度2.2lbs/in3 次押出白色 密度 / 层基白色EPE，密度2.2lbs/in3 一次押出白色EPE，密度4lbs/in3 一次押出白色EPE，密度6lbs/in3 次押出白色 ，密度 / 一次押出白色EPE，密度9lbs/in3
G
s
，
（2）从相应跌落高度H下的某材料 与指定产品Gmax的交点； （3）找出相应的曲线； （ ）选定合适的衬垫厚度 （4）选定合适的衬垫厚度。
Gmax s
曲线图中查取
s
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例 一质量为15.5kg，脆 值 值为55的产品，拟用全面 的产 拟 全 缓冲包装，装入底面积为 25×25cm2的包装箱内， 设计跌落高度取60 设计跌落高度取60cm，采 采 用的聚苯乙烯缓冲材料， 右图是H=60cm时 Gm s 曲线 要求选定合适的衬 曲线，要求选定合适的衬 垫厚度。
《缓冲材料性能曲线》及EPE缓冲设计基础
技术部-杜媛冬 2012.02.21
目
录
一、缓冲的作用及设计要素 二、如何使用缓冲曲线 三、出材率 四、优秀设计（图）
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一、缓冲的作用及设计要素
1、缓冲材料常见种类（1） • 泡沫塑料 – EPS 发泡聚苯乙烯 – EPE 发泡聚乙烯 – EPP 发泡聚丙烯 – EPU 发泡聚氨酯 – EVA 乙烯-醋酸乙烯共聚物 – EPO 聚苯乙烯-聚乙烯混合体 泡沫塑料 – 现场发泡等等
图： 聚苯乙烯的最大加速度-静应力曲线
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解：计算静应力：
s
W 15.5 15 5 9.8 98 5 0.0243 10 (Pa) 2.43(kPa) 4 A 25 25 10
从右图中查取 s 2.43 2 43kPa kP 与 Gm=55的交点B；本例中B点正好 落在T=5cm的曲线上，则求选定 缓冲衬垫的合适厚度T=5cm。 =5cm
国产
30T 50T 60T 80T 100T Cellu Plank 170
Cellu Plank 220
3x24x108 inch 3x24x108 inch 3x48x108 inch
进 进口
Cellu Plank 400 Cellu Plank 600 Cellu Plank 900
2x24x108 inch 2x24x108 inch 2x24x108 inch
美 国 MTS 公 司 实 验 资 料
15～25 25～40 40～60 60～85 85～115 >115 导弹制导系统，精密校准仪器 机械仪表，电子设备 飞机附件 电子打字机 办公室电子设备 飞机附件，电子打字机，办公室电子设备 电视机 洗衣机，电冰箱 机械产品
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3、常见缓冲形式
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二、如何使用EPE缓冲曲线
4、设计-注意事项（1）
常见的结构形式：平垫、角垫和棱垫
产品小而重的产品，可参考增加面积的做法
带突出物的缓冲结构、预留变形量
预留缓冲空间（加工问题）
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续上表：
美 国 军 用 标 准（MIL HDBK 304）
15～24 2 ～39 25 40～59 60～84 85～110 >110 导弹导航系统，精密校验仪器具，陀螺，惯性导航平台 机械振动测试仪表 真空管 电子仪表 雷达 机械振动测试仪表，真空管，电子仪表，雷达 航空附属仪表，电子记录装置，大多数固体电器装置，示波器，精密 机械零件 电视机，航空仪表，某些固体电器 电冰箱，机电设备 机 机器，飞机零件，控制台，液压传动装置 机零件 控制台 液 传动装
3、如何决定并设计EPE的用量，对产品做最有效的保护？ 1. 首先要先要了解缓冲设计的决定因素 : (1). 被包装物的基本信息：重量 W、尺寸、突出部件、易损部件 (2). 被包装物的允许的最大冲击加速度（脆值）G (3). 预计的跌落高度 H（测试标准） (4). 被包装物如何取用 (5). 常规EPE板材规格及密度
PSI” 单位是 PSI 单位是“lb/in2 lb/in2”( (磅/平方英寸)
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二、如何使用EPE缓冲曲线
2、所需缓冲材料
• 用产品重量和静应力来确定所需要的缓冲材料面积
产品重量 缓冲面积 静应力
•
• • •
检查产品是否满足最小的承载面积 • 避开突出物、薄钢板等 • 边角等部位是常见的支撑点 很多时候不能预知哪一个面会受到冲击或跌落 需要对产品的六个面均衡的进行保护 每个面重复上述过程
二、如何使用EPE缓冲曲线
1、EPE 缓冲曲线（最大加速度与静应力曲线(G – P 曲线) ）
•ISTA-1A ISTA 1A 跌落高度
重量( N ) 静应力( N cm 2 ) 2 面积(cm )
• 图释缓冲材料的冲击性能 • 说明不同静应力条件下缓冲材料的减震效果 • 每一条曲线表现出不同冲击高度和不同厚度条件下的冲击特性
10～25 25～40 40～60 60～90
90~120
>120
大型电子计算机 导弹跟踪装置，高级电子仪器，晶体振荡器，精密测量仪器，航空导航装置 大型电子管，变频装置，精密指示仪，电子器件，精密机器 微型计算机，现钞出纳机，大型通讯装备，磁带录音机，彩色电视机，一般仪 器仪表 飞机精密零件 器仪表，飞机精密零件 黑白电视机，录音机，照相机，真空管，光学仪器，无线电装置,热水瓶,鸡蛋 电冰箱，洗衣机，钟表 一般机械及零配件，陶瓷制品
产
品
举
例
英 国 综 合 防 护 手 册 雷达及其控制系统，自动控制仪表，瞄准器，陀螺 雷达及其控制系统 自动控制仪表 瞄准器 陀螺 制动陀螺，马赫表，精密仪器 油量计，压力计，一般电器 真空管，阴极射线管，电冰箱 热交换器，油冷却器，取暖电炉，记忆装置，散热器 日 本 防 卫 厅 规 格(NDS) <10
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二、如何使用EPE缓冲曲线
1、认识缓曲线
• EPE 缓冲曲线（最大加速度与静应力曲线(G – P 曲线)
2、EPE缓冲设计
• 案例计算
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二、如何使用EPE缓冲曲线
1、EPE 缓冲曲线（最大加速度与静应力曲线(G – P 曲线) ）
EPP
EPP
现场发泡
EPS
EPE
EVA EPU
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一、缓冲的作用及设计要素
1、缓冲材料常见种类（2） • 纸制品 – 瓦楞纸板 参见“国际箱型09系列” – 纸浆模塑 结构缓冲、小型产品 – 蜂窝纸板 常用作隔衬及小产品缓冲 • 其他常用材料 – 松散填充材料：碎纸、木屑等 – 气泡片材 ：充气袋、气泡类片材等 – 悬浮包装
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一、缓冲的作用及设计要素
2、缓冲材料的作用
• • • • • • 减小传递到产品上的冲击、振动等外力 分散作用在产品上的应力 保护产品的表面及突起部分 防止产品的相互接触 防止产品在包装容器内移动 保护其他防护包装的功能
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一、缓冲的作用及设计要素
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二、如何使用EPE缓冲曲线
• • • • • • • 根据跌落高度选择 脆值 选择低于脆值水平的曲线 选择可接受的材料厚度 区间必须低于脆值 根据最小厚度决定静应力范围 选择较高的静应力会节省材料， 但是： – 材料蠕变会造成影响 • 选择最低点合适
重量(磅) 静应力( PSI ) 2 面积(英寸 )
•ISTA-1A ISTA 1A 跌落高度
重量( N ) 静应力( N cm 2 ) 2 面积(cm )
• 图释缓冲材料的冲击性能 • 说明不同静应力条件下缓冲材料的减震效果 • 每一条曲线表现出不同冲击高度和不同厚度条件下的冲击特性
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1～5.不同密度的石棉纤维 1 5 不同密度的石棉纤维 6.充气薄膜0.029 7.发泡橡胶0.12 聚氨酯泡沫 2 8.聚氨酯泡沫0.152 9.聚乙烯泡沫0.037 10.聚氯乙稀泡沫0.031 11.聚苯乙烯泡沫0.012 12.聚苯乙烯泡沫0.025 13.刨花0.04 14.纤维状泡沫塑料0.01 15 醋酸纤维丝 15.醋酸纤维丝
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6、最大加速度与静应力曲线的应用 主要问题有三类：（A）缓冲面积已定，要求选取衬垫的厚度； （B）优化缓冲包装材料用料； A.设计衬垫厚度
W （1）计算静应力： st A
已知产品质量W、脆值Gm、跌落高度H及缓冲材料的曲线 max 对全面缓冲而言，由于缓冲面积已经确定，只需求出厚度T。 具体设计步骤为：
4、EPE缓冲设计资源： (1). 动态缓冲系数曲线( C – P 曲线 ) (2). 最大加速度与静应力曲线(G – P 曲线)
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一、缓冲的作用及设计要素
5、EPE常见规格(赛闻)
产地 品名
1.5MM厚EPE卷材 卷材(5T) 卷材(10T) 20T
规格
1.5T*1.042*200m 5T*1.1*82m 10T*1.1*80m 2400*1100*20mm 2400*1100*30mm 2400*1100*50mm 2400*1100*60mm 2400*1100*80mm 2400*1100*100mm 2x24x108 inch 2x24x108 inch
几种缓冲材料的缓冲系数－最大应力曲线
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二、如何使用EPE缓冲曲线
2、脆值 1、什么是脆值：
以产品破损前的临界加速度与g（重力加速度）的比值Gc，作为产品的脆值。 它表征产品承受外力的能力。
2、确定脆值的方法：
试验法 查表法客户至上品源自第一实事求是追求卓越
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G 值 40 40～60 60～80 80～120 100～120
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二、如何使用EPE缓冲曲线
7、设计时的关键点
• • • 最困难的工作是缓冲设计 已知材料的种类、厚度、总量 如何将材料分布在六个面上
• • • • • •
顶底方式 端面方式 角垫 分散载荷 避让突出物 注意门、盖等
• •
•
易于操作时取放 EPE与瓦楞纸结合 – 粘贴 – 锁定 模压成型（产率）