海軍醫(yī)療箱組性能改進探討

王洵，宋洪鎖

海軍醫(yī)療箱組是按救治機構的衛(wèi)勤編組、任務、救治功能和艦船特殊環(huán)境條件下使用特點進行設計，裝有成套藥品、器材和基本醫(yī)療裝備，供海軍各級救治機構完成平戰(zhàn)時衛(wèi)勤保障任務用的一組箱式衛(wèi)生器材。海軍醫(yī)療箱組由雙開門箱、斜開門箱、上開蓋箱、臺面板、集裝化裝置、基本衛(wèi)生裝備箱(臥式)、基本衛(wèi)生裝備箱(立式)、衛(wèi)勤作業(yè)桌等構成。另外，根據(jù)內部結構和功能的不同，雙開門箱又分為雙門一型箱、雙門二型箱、雙門三型箱、雙門通用箱；斜開門箱分為斜門一型箱、斜門二型箱[1]。醫(yī)療箱組展開時，可組成醫(yī)療櫥或醫(yī)療臺，作為醫(yī)療操作平臺使用，撤收后即為包裝箱，便于部隊機動。目前，采用復合型線性聚乙烯滾塑工藝成型，能滿足當前勤務保障需求。綜合部隊多年來使用醫(yī)療箱組的不足，主要體現(xiàn)在總體箱組各箱型編配不夠合理、箱體自重過重、把手等結構需優(yōu)化、箱體外形尺寸應符合現(xiàn)代直方體運輸標準要求等方面，結合在勤務功能分析，以及材料、工藝、結構等方面的技術發(fā)展和經驗積累，筆者針對新一代海軍醫(yī)療箱組提出了以下改進想法供大家探討。

1 勤務功能分析

海軍醫(yī)療箱組作為部隊使用多年的傳統(tǒng)衛(wèi)生器材，在保障編隊救護所、醫(yī)療隊等攜運行藥材裝備，以及基層部隊按基數(shù)儲備戰(zhàn)救藥材方面，發(fā)揮著不可替代的作用。考慮到以往海上醫(yī)療隊的規(guī)模較大，原有海軍醫(yī)療箱組中各箱型編配的數(shù)量較多，總計達150余件。隨著海軍部隊衛(wèi)勤力量的優(yōu)化調整，以及艦船上醫(yī)療設施設備條件的改善，需要隨醫(yī)療隊攜運行的藥材裝備數(shù)量在減少。海軍醫(yī)療箱組的編配使用，應根據(jù)海軍各級救治機構攜運行藥材裝備等的具體要求，重新論證各箱型的編配數(shù)量，以便更好地適應部隊的多樣化需求。

2 材料改進探討

2.1 外箱體材料 按現(xiàn)代化海軍作戰(zhàn)需求，對新一代的物流保障器材提出了更高的要求，隨著現(xiàn)代軍事物流和包裝技術的快速發(fā)展，新材料有了輕量、綠色和多功能化的發(fā)展趨勢，且不斷應用于醫(yī)療衛(wèi)生裝備包裝、政工文體包裝、彈藥包裝等軍用裝備物資的防護包裝方面。

海軍醫(yī)療箱組的材料為復合型聚乙烯，通過滾塑工藝一體成型，復合型聚乙烯材料抗拉強度、抗撕裂強度、耐高低溫，特別是耐低溫跌落性能等方面的性能尤為優(yōu)越，且材料無毒、無味，可回收利用，無污染，綠色環(huán)保。相比于木質、金屬材料、玻璃鋼，該材料柔韌性強，價格適中，成型制品重量相對小、環(huán)境適應性強、絕緣性能好、透濕率極低、化學穩(wěn)定性好，是適合滾塑工藝成型的理想選擇。該材料成型的滾塑制品密封性好，抗沖擊性及制品的整體強度高，使用壽命長，性價比相對較高。有研究曾經對比分析了木制箱、鋼質箱、鋁質箱、鋁塑板箱、注塑吹塑箱、玻璃鋼箱和滾塑箱，分別從重量、手感、強度、剛度等23項指標著手，結論是滾塑箱具有成本、質量、性能等方面的優(yōu)勢，軍事經濟效益明顯[2]。復合型聚乙烯材料環(huán)保，不釋放有毒、有味氣體，與內裝器材接觸部分性能穩(wěn)定，不會對器材產生污染和腐蝕，和器材有較好相容性。目前，通過增強、增韌助劑添加或工藝輔助，性能表現(xiàn)優(yōu)異，應用范圍大大拓展，如應用于氣密彈藥包裝箱，可適應-45 ℃，高溫65 ℃耐受35 kPa壓力，長效貯存。

復合型聚乙烯的主要優(yōu)勢主要體現(xiàn)在3個方面：首先，是成本優(yōu)勢，材料易采購，價格適中；材料利用率高，無邊角料，無澆注口；成型工藝相對簡便，模具、設備成本較吹塑、注塑低；產品可靠性高，綜合使用成本低；材料環(huán)保，對環(huán)境無污染，可回收，重復利用。其次，是質量優(yōu)勢，該材料成型滾塑產品壁厚均勻，無內應力，質量和結構穩(wěn)定；該材料成型滾塑制品一體成型，密封性好；滾塑材料在成型過程中自成產品邊角較厚的框架結構，強度和抗沖擊性強。最后是靈活多變優(yōu)勢，機動性高，同時成型不同大小的制品，機動性高，生產效率高；該材料適用的模具成本低，使用壽命長。模具制造方便，價格適宜，適用于多品種、小批量產品的生產；可成型超大型、形狀復雜的結構件，對產品的形狀、尺寸有廣泛的適應性。

2.2 外箱體采用碳纖維材料的探討 碳纖維是一種新型增強材料，具有高彈性模量、高耐熱和低密度等優(yōu)點。作為武器裝備的基礎性原材料，碳纖維已成為國家“十三五”戰(zhàn)略性新興產業(yè)的發(fā)展重點[3]。碳纖維復合材料是目前最先進的材料之一，因其具有輕質高強、耐高溫、抗腐蝕、熱力學性能優(yōu)良等特點，從而廣泛用作結構材料及其他各種特殊用途性能材料，是其他纖維增強復合材料所無法比擬的[4]。其具有耐腐蝕、高模量的特性，同時除了具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。碳纖維的軸向強度和模量高、密度低、比性能高、無蠕變、非氧化環(huán)境下耐超高溫、耐疲勞性好、比熱及導電性介于非金屬和金屬之間、熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性、耐腐蝕性好、X射線透過性好，具有良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。碳纖維與傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。

碳纖維應用于包裝箱一般形式是碳纖維復合增強樹脂材料[5]，按樹脂基體又分熱塑性和熱固性碳纖維復合增強樹脂材料[6]。較大尺寸包裝箱又以熱固性碳纖維復合增強樹脂材料制作居多。新一代的后勤醫(yī)療器材，如野戰(zhàn)運血箱、血液復溫箱等的包裝，正嘗試采用碳纖維復合增強樹脂材料，和滾塑工藝相比，同尺寸的碳纖維復合增強樹脂材料雖密度較聚乙烯略高，是其1.5～1.8倍，但相對用量少，較復合型聚乙烯材料包裝箱重量降低約10%～20%。

碳纖維復合增強樹脂材料包裝箱，輕量化、高剛性優(yōu)點突出，但在強抗沖擊、低溫沖擊方面并不具有優(yōu)勢，在空投箱的平原、高原空投試驗中，曾出現(xiàn)碎裂問題。海軍醫(yī)療箱組的外箱體目前均為通用箱型，裝備數(shù)量較大，對成型工藝、生產效率、性價比等要求較高，現(xiàn)階段采用碳纖維材質，還不是很適合。但是對于特殊醫(yī)療藥材，對包裝重量等有嚴格需求，需求量不大的情況下，采用碳纖維材質，是比較好的選擇。

2.3 外箱體采用交聯(lián)聚乙烯材料的探討 交聯(lián)聚乙烯是指通過交聯(lián)改性的聚乙烯，通過交聯(lián)技術，不僅顯著提高聚乙烯的力學性能、耐環(huán)境應力開裂性能、耐化學藥品腐蝕性能、抗蠕變性和電能等綜合性能，而且明顯提高材料的耐溫等級，可使聚乙烯的耐熱溫度從70 ℃提高到100 ℃以上，從而大大拓寬了其應用范圍。交聯(lián)聚乙烯滾塑制品及工藝以其出色的特性在中、大型中空包裝容器中具有良好的應用前景[7]。

交聯(lián)聚乙烯為體型大分子，耐熱性能明顯提高。交聯(lián)聚乙烯和普通聚乙烯的性能對比研究表明[8]，交聯(lián)聚乙烯由于交聯(lián)度高，維卡軟化點可提高30 ℃～40 ℃，長期使用溫度可達95 ℃～100 ℃，相較普通聚乙烯耐熱性能提高；交聯(lián)聚乙烯比普通聚乙烯有更好的耐化學介質性能，一方面是因為交聯(lián)后強度提高，另一方面交聯(lián)后耐環(huán)境應力提高，特別是在100 ℃以下的較高溫度范圍內，耐化學性能優(yōu)異；交聯(lián)聚乙烯結晶區(qū)較少，密度均勻，具有較好的電絕緣性，并且在較高溫度和苛刻的化學介質中絕緣性仍較高，電絕緣性能突出。

交聯(lián)聚乙烯應用于制品目前主要存在兩個問題：一個是加工交聯(lián)度不能較好控制[9]，影響制品性能；另一個生產過程后刺鼻異味難于去除影響客戶體驗。其材料需要進一步改良，特別是有效控制成品箱體的異味后，可應用于海軍醫(yī)療箱。

2.4 內箱體材質改進 現(xiàn)役海軍醫(yī)療箱組雙開門、斜開門內置盒盤和抽屜的抽屜托架，材質為普通鋁合金型材，為了進一步減輕重量，可改為重量更輕、綜合性能更為優(yōu)異的鋁鎂合金型材，鋁鎂合金質量質堅量輕、密度低、抗壓能力強、能充分滿足新一代海軍醫(yī)療箱組輕量化、輕薄化、抗沖擊等要求。

3 生產工藝改進探討

現(xiàn)役海軍醫(yī)療箱組中的立式箱、臥式箱為中大型箱組，尺寸長、面積大，輕量化空間大。為了進一步減輕立式箱、臥式箱的箱組重量，建議采用多層滾塑“三明治結構”加工工藝。該工藝采用多步間歇滾塑發(fā)泡成型技術，需要在模具中先加入非發(fā)泡樹脂，然后加入發(fā)泡樹脂[10]，再加入非發(fā)泡樹脂，當模具內的非發(fā)泡樹脂粉末開始熔融，覆蓋住模具內壁后，打開投入箱或投入袋，釋放出發(fā)泡樹脂粉末，這樣就能在致密的非發(fā)泡層上形成發(fā)泡內芯，當發(fā)泡內芯成型后，然后使用第2個投入箱或投入袋，在已形成的發(fā)泡內芯層表面釋放非發(fā)泡樹脂，形成非發(fā)泡層，即所謂的“三明治”結構。該工藝雖然加工過程復雜，產品更加優(yōu)良，強度顯著提升的同時，相同體積包裝重量減輕20%～30%，可大幅提高運輸效力。

4 結構尺寸優(yōu)化改進探討

4.1 雙開門內部結構 現(xiàn)雙開門內部箱體為抽屜架結構，可進一步改進內部箱體結構，將注塑抽屜換為滾塑抽屜，抽屜和箱體側壁直接配合，抽拉方便，且抽屜和箱體的工藝材料統(tǒng)一，標準化程度較以前更高。如圖1和圖2所示。

圖1 雙開門箱內箱體結構

圖2 雙開門箱結構(含抽屜)

4.2 把手結構 海軍醫(yī)療箱組把手為金屬把手，安裝形式為分體式。隨著把手生產工藝的優(yōu)化，現(xiàn)在同類型的箱組，如文體箱組、多型號彈藥箱組等，均普遍采用與箱體一體成型的同體把手，如圖3所示。同體把手安裝簡便、使用維護方便，海軍醫(yī)療箱組可改用該種同體把手。

圖3 同體把手在文體箱上的應用

4.3 外形尺寸 現(xiàn)有海軍醫(yī)療箱組的尺寸是根據(jù)醫(yī)療箱在海軍艦艇、碼頭等地域展開需要確定的，原來的設計未考慮物流運輸?shù)囊螅F(xiàn)根據(jù)國家標準《硬質直方體運輸包裝尺寸序列》和國家軍用標準《軍用物資直方體運輸包裝尺寸系列》中，600 mm×500 mm模數(shù)和600 mm×400 mm模數(shù)尺寸的要求，前雙開門箱、斜開門箱的外形尺寸可由630 mm×370 mm×400 mm調整為600 mm×400 mm×400 mm，上開蓋箱的外形尺寸可由630 mm×495 mm×400 mm調整為600 mm×500 mm×400 mm，臺面板的尺寸相應調整為1 190 mm×590 mm×53 mm。

4.4 集裝化裝置 原有集裝化裝置中采用1412吹塑工藝制作的塑料托盤，其長×寬尺寸為1 400 mm×1 200 mm，可兩面進叉，不能使用手動叉車運輸。根據(jù)現(xiàn)代物流要求，國家層面在推行1210規(guī)格托盤，其長×寬尺寸為1 200 mm×1 000 mm。針對市場進行調研后，集裝化裝置可以選用如圖4所示1210規(guī)格的注塑托盤，可四面進行叉裝，既適用于手動叉裝，又適用于機械叉車叉裝、吊裝，便于集裝化運輸。

圖4 1210規(guī)格注塑托盤

5 結語

海軍醫(yī)療箱組作為重要的衛(wèi)生器材，是海軍各級衛(wèi)勤機構攜運行藥材的保障，該型器材其已在部隊配發(fā)使用十余年，隨著新材料、新工藝的發(fā)展提高，以及國家和軍隊對于直方體運輸包裝尺寸序列的規(guī)范，探討海軍醫(yī)療箱組優(yōu)化改進，以進一步提升海軍醫(yī)療箱組的標準化、系列化、模塊化、輕量化水平，結合部隊需求，不斷優(yōu)化提升其性能，是十分必要的。