Испытательная машина ISTA, ASTM для упаковки на падение: измерение удара при транспортировке и проектировании упаковки

Аннотация​
В этой статье основное внимание уделяется значению Испытательные машины ISTA и ASTM для упаковки на падение, уделяя особое внимание LISUN DT-60KG Автоматическая испытательная машина на падение с двумя рычагами. В ней подробно описывается, как эти машины измеряют ударную нагрузку, которую выдерживают упаковки во время транспортировки и обработки, например, падение. Проведение соответствующих испытаний позволяет определить ударопрочность упаковки, что является важным руководством при проектировании упаковки. Цель данной статьи – углубленное изучение и представление данных и принципов, направленных на углубление понимания важности испытательных машин на падение для обеспечения целостности упаковки и ее содержимого на протяжении всей цепочки поставок.

1. Введение
В сложной логистической системе и цепочке поставок грузы постоянно подвергаются различным механическим воздействиям во время транспортировки, погрузки, разгрузки и хранения. Падение грузов является одним из наиболее распространённых и потенциально опасных факторов, способных привести к повреждению продукции и экономическим потерям. Для решения этой проблемы были разработаны международные стандарты, такие как ISTA (Международная ассоциация безопасной перевозки) и ASTM (Американское общество по испытаниям и материалам), а также специализированные машины для испытаний на падение. LISUN Автоматическая испытательная машина на падение с двумя рычагами DT-60KG является представительным продуктом в этой области, играющим важную роль в оценке эксплуатационных характеристик упаковки.

2. Значение испытания на падение при оценке упаковки

2.1 Влияние на целостность продукта

При падении упаковки находящийся внутри продукт подвергается воздействию резких ускорений и замедлений. Эти силы могут привести к смещению, столкновению или даже поломке внутренних компонентов. Например, в случае электронных продуктов одно падение во время транспортировки может привести к повреждению чувствительных печатных плат или дисплеев. Согласно отраслевой статистике, около 30% повреждений продукции при транспортировке приходится на удары, связанные с падением. Это не только приводит к прямым убыткам для производителей и продавцов, но и негативно сказывается на удовлетворенности клиентов и репутации бренда.

2.2 Важность оптимизации дизайна упаковки

Испытания на падение предоставляют ценные данные для дизайнеров упаковки. Понимая, как упаковка реагирует на различные сценарии падения, дизайнеры могут принимать обоснованные решения о выборе материалов, конструкции амортизирующих элементов и общей структуре упаковки. Правильно спроектированная упаковка способна эффективно поглощать и рассеивать энергию удара, защищая находящийся внутри продукт. Например, испытания на падение показали, что добавление вспененного амортизирующего материала определенной толщины в упаковку может снизить силу удара до 50%. Такие знания необходимы для создания экономичных и высокопроизводительных упаковочных решений.

3. Стандарты ISTA и ASTM в испытаниях на падение

3.1 Стандарты ISTA

Ассоциация ISTA разработала ряд комплексных процедур испытаний для упаковок. Например, стандарт ISTA 1A предназначен для индивидуально упакованных товаров, что предполагает падение упаковки с определённой высоты (например, с 30 см для упаковок весом менее 150 кг) на различные поверхности (плоские, с ребра и углы) для имитации реальных условий транспортировки и обработки. Стандарт ISTA 2A предназначен для упаковок малого и среднего размера, отправляемых почтовыми посылками, и устанавливает более точные требования к высоте падения и ориентации, основанные на весе упаковки. Эти стандарты гарантируют, что упаковка проходит испытания в согласованных и соответствующих условиях, что позволяет проводить точное сравнение и оценку.

3.2 Стандарты ASTM

ASTM также располагает рядом стандартов, связанных с испытаниями на падение. Например, ASTM D5276 подробно описывает процедуры испытаний на падение для определения их способности выдерживать удары при погрузочно-разгрузочных работах и ​​транспортировке. В нём описываются такие факторы, как механизм сброса испытательной машины, точность измерения высоты падения и порядок представления результатов испытаний. Стандарты ASTM широко признаны в отрасли благодаря своей научной строгости и практической применимости, обеспечивая прочную основу для проектирования и эксплуатации испытательных машин.

4. LISUN DT-60KG Автоматическая испытательная машина с двумя рычагами

4.1 Технические характеристики

LISUN DT-60KG Автоматическая испытательная машина с двумя рычагами оснащена передовыми функциями. Диапазон высоты падения составляет 400–1500 мм (или может быть изменен по индивидуальному заказу), что соответствует требованиям различных сценариев испытаний. Максимальный измеряемый вес составляет 60 кг, что подходит для широкого спектра упаковок. Погрешность падения составляет менее 1°, а погрешность высоты падения — ±10 мм, что обеспечивает высокую точность испытаний. Машина поддерживает методы падения на грань, ребро и угол, охватывая все возможные ориентации падения в реальных условиях. Высота машины отображается на цифровом измерительном приборе и имеет функцию калибровки для точной настройки высоты.

4.2 Принцип работы

Машина работает на основе электромагнитной системы управления падением. В начале испытания упаковка помещается на платформу. При нажатии кнопки сброса электромагнитный механизм освобождает платформу, позволяя упаковке свободно падать. Двойная конструкция машины обеспечивает устойчивую поддержку во время подъема и падения, гарантируя контролируемое и точное падение упаковки. Система вращения двигателя регулирует высоту падения в соответствии с требованиями испытания. Как показано на рисунке 1, общая конструкция машины разработана для проведения надежных и воспроизводимых испытаний на падение.

4.3 Эксплуатация и безопасность

Операция LISUN DT-60KG Удобен в использовании. Режим сброса осуществляется вручную, что позволяет легко подготовиться к следующему испытанию. Оснащён защитой с концевыми выключателями, установленными в верхней и нижней точках основного подъёмного штока машины. Это гарантирует немедленную остановку машины в случае возникновения нештатной ситуации, предотвращая повреждение оборудования и возникновение потенциальных угроз безопасности.

DT-60KG Автоматическая машина для испытания на двойное падение

5. Измерение воздействия падений на упаковки с помощью LISUN DT-60KG​

5.1 Процедура испытания

• Подготовка образца: выберите упаковку для тестирования и убедитесь, что она правильно упакована вместе с продуктом внутри, следуя обычным процедурам упаковки.
• Настройка теста: установите высоту падения на LISUN DT-60KG Согласно соответствующему стандарту ISTA или ASTM. Например, при испытании по ISTA 1A для упаковки весом 10 кг высота падения может быть установлена ​​на уровне 36 дюймов (914.4 мм).
Выполнение сбрасывания: Поместите упаковку на платформу машины в нужном положении (лицом, ребром или углом, в зависимости от условий испытания). Нажмите кнопку сбрасывания, чтобы начать испытание.
• Сбор данных: Осмотрите и зафиксируйте любые видимые повреждения упаковки и продукта после падения. Это могут быть трещины в упаковочном материале, деформация конструкции упаковки или повреждение самого продукта.

5.2 Анализ данных

На основании результатов испытаний можно оценить ударопрочность упаковки. Отсутствие видимых повреждений упаковки и сохранение целостности содержимого после многократных падений с заданной высоты свидетельствует об относительно высокой ударопрочности упаковки. Напротив, наличие значительных повреждений свидетельствует о необходимости доработки конструкции упаковки или выбора материала. Например, в серии испытаний картонной коробки после 10 падений с высоты 1000 мм у 3 из 10 коробок появились трещины по углам. Эти данные могут быть использованы для анализа слабых мест конструкции коробки и внесения соответствующих корректировок.

6. Определение ударной вязкости упаковки

6.1 Факторы, влияющие на ударную вязкость

• Упаковочный материал: Различные материалы обладают разными механическими свойствами. Например, полиэтилен высокой плотности (HDPE) обладает лучшей ударопрочностью по сравнению с полиэтиленом низкой плотности (LDPE). Картон с большей плотностью и лучшим качеством волокон также обладает большей ударопрочностью.
• Конструкция амортизирующего слоя: тип и толщина амортизирующих материалов внутри упаковки играют решающую роль. Пена, пузырчатая плёнка и воздушные подушки могут помочь поглотить энергию удара. Более толстый слой пены, как правило, обеспечивает лучшую защиту.
• Конструкция упаковки: Общая структура упаковки, например, наличие усиленных углов или жесткого каркаса, может влиять на ее ударопрочность. Упаковка с хорошо продуманной складной конструкцией может быть более устойчивой к падениям.

6.2 Методы оценки

• Визуальный осмотр: После испытания на падение осмотрите упаковку на наличие любых повреждений, таких как трещины, разрывы или вмятины. Это простой и понятный метод, но он не всегда позволяет обнаружить внутренние повреждения продукта или незначительные дефекты упаковки.
• Механические испытания: используйте дополнительное механическое испытательное оборудование для измерения остаточной прочности упаковки после падения. Например, можно использовать компрессионную машину, чтобы проверить, повлияла ли способность упаковки выдерживать вертикальные нагрузки.

7. Разработка дизайна упаковки с учетом результатов испытаний на падение

7.1 Выбор материала

Если по результатам испытания на падение упаковка демонстрирует значительные повреждения, разработчики могут рассмотреть возможность замены упаковочного материала. Например, если пластиковая упаковка из полипропилена (ПП) не выдерживает падения, решением может стать замена на более ударопрочный материал, такой как акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС). В таблице 2 представлено сравнение ударопрочности различных упаковочных материалов.

7.2 Модификация конструкции

Если испытание на падение выявит, что некоторые части упаковки, например, углы, более подвержены повреждениям, можно внести изменения в конструкцию. Укрепление углов дополнительными слоями картона или использование защитных уголков может улучшить характеристики упаковки. Другой вариант — изменить форму упаковки для более равномерного распределения силы удара. Например, изменение прямоугольной формы упаковки на более округлую может уменьшить количество точек концентрации напряжений.

8. Заключение
Машины для испытаний на падение ISTA и ASTM, такой как LISUN DT-60KG Автоматические испытательные машины для испытаний на падение с двумя рычагами являются важнейшими инструментами в упаковочной промышленности. Они точно измеряют удар, которому подвергается упаковка во время транспортировки и обработки, позволяя определить ударную вязкость упаковки. Используя результаты этих испытаний, разработчики упаковки могут оптимизировать свои конструкции, выбирать подходящие материалы и улучшать общие эксплуатационные характеристики упаковки. Это не только помогает защитить продукцию во время транспортировки, но и снижает затраты, связанные с повреждением продукции. По мере развития логистической отрасли важность этих испытательных машин для обеспечения целостности упаковки будет только возрастать. Дальнейшие исследования и разработки в этой области могут быть направлены на повышение точности методов испытаний, разработку более современного испытательного оборудования и изучение новых упаковочных материалов и конструкций, способных лучше выдерживать суровые условия транспортировки и обработки.