速熱式熱水器緩沖包裝設計研究

王森　劉玉磊　莊長宇　蔣建平

青島經濟技術開發區海爾熱水器有限公司　山東青島　266000

1　引言

隨著人們物質生活水平的不斷提高，以及社會文化的迅猛發展，人們對快速供應熱水的需求變得越來越迫切。與此同時，速熱式電熱水器逐漸步入人們的視野，速熱式、儲水式、即熱式等名詞也應運而生，并陸續出現在了大眾的購物清單當中。速熱式熱水器，是繼儲水式、即熱式熱水器之后的第三代熱水器產品。它摒棄了前輩們的功能缺陷，融合了它們的優點，眾多知名電器廠商紛紛踏入此領域，如海爾、A.O.史密斯、美的均有涉足。

2　EPS泡沫墊層分析

對于一個家電制造行業而言，令企業操心的不僅僅是產品的生產與銷售，產品的包裝和儲運也占用了相當大的精力。EPS泡沫因具有緩沖性能好、重量輕、易于加工等優點,行業內對于此類產品普遍使用EPS泡沫包裝（如圖1），但EPS泡沫回收成本高、利用率低、難以降解，并且在降解過程中產生有毒物質，嚴重污染空氣和土質，破壞生態平衡，使其受到限制。[1]

通過對市場銷售的類似產品制造、倉儲、物流過程的調查發現，EPS泡沫作為產品緩沖材料存在以下弊端：

（1）EPS泡沫緩沖墊層生產需要根據產品外觀進行模具結構設計，并進行模具制作，模具制作費用昂貴。

（2）EPS泡沫材料質輕，但體積較大，將占用大量的倉儲及物流空間，使產品儲運成本升高。

（3）EPS泡沫材料不環保，由于材料本身具有抗老化、防腐蝕等特點，所以在自然界中不易腐爛，也不易被微生物降解，即便深埋，也會污染地下水源，破壞土壤結構，使糧食作物減產。如簡單焚燒處理，則又會嚴重污染空氣及大氣環境。因此成為產品出口的壁壘。[2]

（4）中小企業受到資金、產量的限制選擇不制作模具，而直接使用泡沫材料填充包裝箱中的剩余空間，這樣不僅緩沖效果不理想，而且在銷售終端，開箱后滿地散落的泡沫，影響品牌的形象。（如圖2）

3　瓦楞紙板方案設計

3.1　方案設計策略分析

通過對速熱式熱水器多種包裝材料的對比分析，我們確定了以瓦楞紙板替代EPS泡沫作為緩沖包材料的思路。產品緩沖包裝設計應在滿足產品流通及美觀的前提下，充分考慮減小包裝體積、降低包裝成本、便于回收利用等方面的問題，進行方案設計優化，策略如下：

（1）簡化材料種類

通過縮減包裝物中使用的材料種類，減少人工操作復合成本，可以直接降低采購管理成本，并使包裝物的質量與交貨期更具可控性。

（2）降低成本

使用廉價的通用材料瓦楞紙，經過折疊、插裝、組合、黏結等方法可以制作成紙質緩沖襯墊，最大程度的發揮材料在緩沖結構中的作用，降低整體包裝成本。

表1　模擬運輸實驗

圖1　某品牌產品包裝

圖2　泡沫緩沖顆粒

表2　跌落試驗結果

（3）結構優化設計

達到產品要求的緩沖性能前提下，盡量縮小包裝件體積，提高產品的裝箱量，降低產品的儲運成本。包裝方案設計時，應充分考慮包裝物生產的可操作性，提高生產效率。[3]

（4）提升品牌形象

環保美觀的包裝設計能使產品本身顯得更有檔次，助力品牌，增加銷量。

3.2　瓦楞紙板緩沖性能分析

傳統瓦楞紙板適用于承受小幅載荷，但在交通運輸和搬運過程中，偶爾會出現較大的沖擊載荷，此時瓦楞紙板減震能力有些力不從心。相對于傳統瓦楞紙板，對瓦楞紙板進行折疊、插裝形成的特殊結構及新型組合結構的瓦楞紙箱對于大幅載荷有較好的能量吸收和減震能力。通過結構的優化設計，使之更好的適應商品的不同外形和特殊結構，充分發揮其固定支撐的緩沖保護功能。[4]

下面以一款速熱熱水器包裝設計為例，通過對瓦楞紙板的折疊、插裝等組合結構的應用，增強包裝的減震能力，提高保護性能。

圖3　外盒

圖4　內襯

圖5　組裝

圖6　裝盒

圖7　成品

3.3　包裝方案設計

此包裝方案由兩種瓦楞紙組成，分別為單瓦紙板的外箱（如圖3）與雙瓦紙板的內襯（如圖4）。

包裝方案解析如下：

（1）使用材料全部為瓦楞紙板，外盒使用C楞單瓦紙板便于折疊成型，內襯使用BC楞雙瓦紙板提高整體性能。紙質內襯較EPS墊層縮小了體積，降低了儲運成本。

（2）瓦楞紙板成型不需要昂貴的模具，成本低廉的刀板裁切即可折疊成型，經過折疊、插裝、組合等方法制作成紙質緩沖內襯，用它作為緩沖結構的成本大大低于EPS泡沫結構。

（3）包裝盒與內襯的特殊組合方式使得兩者相互加強。內襯的設計，不僅使4個立面得到了獨立的緩沖層，而且還通過紙板上的開槽孔固定了產品、獨立空腔設計隔離了主機與插頭等部件。包裝盒的插接結構，在完成包裝的同時給產品增加了任務多層的防護，最大限度的發揮了每層紙板的作用。

（4）環保材料的設計與使用，可縮減產品進出口的準備時間，解決出口包裝限制及回收的種種問題。同時，環保的理念適應企業與社會可持續發展的方向，也是良心企業所應擔當的社會責任。

4　實驗測試

為驗證此替代方案的可靠性，對速熱熱水器進行模擬運輸實驗，驗證結果如表1所示。

5　結論

隨著世界環保大潮的興起, 瓦楞紙板作為環境友好型包裝材料越來越受到設計師及企業青睞。瓦楞紙板對環境無公害,而且生產成本低、適用于制作各類產品的緩沖包裝,是一種代替EPS泡沫襯墊的環保型緩沖包裝材料，符合現代物流與運輸包裝工業應用的發展趨勢,在家用電器、電子產品等產品的運輸包裝領域,有著廣闊的應用前景。[5]

此次方案設計驗證合格，充分證明采用瓦楞紙折內襯對速熱式熱水器進行緩沖包裝結構設計，其防護性能完全可以替代EPS墊層。針對速熱熱水器的各部分進行緩沖設計，既可減少模具費用的支出，又有利于環境保護，打破出口貿易壁壘。瓦楞紙折內襯結構代替EPS是緩沖材料未來發展的必然趨勢。