纸浆模塑平托盘的发展与未来

作为一种新型绿色环保包装材料,纸浆模塑因为具有无污染、成型工艺简单、可反复回收再利用等突出优点备受关注。利用其设计制作平托盘可代替部分木质平托盘以及塑料平托盘。本文介绍了纸浆模塑平托盘的新结构设计变化与发展,如层叠式结构、嵌合结构、拼装结构等。同时指出纸浆模塑平托盘今后将朝着标准化、智能化、循环化以及功能化等方向进一步发展。     

纸浆模塑托盘对角刚度的跌落试验测试

通过跌落试验机对纸浆模塑平托盘进行对角线刚度试验,分析了其从不同高度跌落后的变形,校核了托盘的对角刚度,并利用数字图像相关方法对高速摄像机采集的图像进行了定量分析,得到了纸浆模塑材料的弹塑性力学特性,从而可以定量评定托盘抗冲击变形能力及对货物的承载能力。为纸浆模塑托盘的设计提供了重要指导。     

纸浆模塑托盘结构强度的实验测试分析

实验研究了纸浆模塑托盘结构的力学性能,测试分析了纸浆模塑托盘的承载能力,包括纸浆模塑托盘支腿单元结构的抗压能力,纸浆模塑托盘整体结构的抗压能力、抗弯性能。结果表明:纸浆模塑托盘的抗弯能力相对较弱,实验样品的平均抗弯载荷为1.32 kN;从抗压能力来看,纸浆模塑托盘整体承载能力与各个支腿承载能力的总和相接近;纸浆模塑托盘整体结构的抗压承载能力可达47.80 kN。     

纸浆模塑托盘构型三维设计及支腿结构 CAE 分析

运用 Pro/ E 软件对纸浆模塑托盘构型进行了三维设计,完成了托盘支腿和面板的零部件建模及相应的装配。 运用 ABAQUS 有限元分析软件对托盘支腿结构进行了强度计算,模拟分析了纸浆模塑托盘支腿在压缩载荷作用下的弹塑性变形,得到了模型受载变形全过程的载荷-位移曲线,从而确定了支腿的承载能力。     

重载纸浆模塑托盘研究现状及存在的问题

重载纸浆模塑托盘是一种典型的绿色包装制品,它采用木质剩余物、农作物秸秆、废纸等为原料,不仅可以节省资源,保护生态环境,还有效降低废弃物回收再生费用,符合国际包装的发展趋势。从原料制浆、浆料处理、成型工艺、结构与性能等方面,对国内外重载纸浆模塑托盘的研究现状进行分析,指出重载纸浆模塑托盘存在的问题,并对重载纸浆模塑托盘的发展趋势作出展望。     

大型纸浆模塑平托盘弹塑性数值分析

基于纸浆模塑材料的弹塑性力学特性,利用有限元软件ABAQUS对大型纸浆模塑平托盘在受压情况下的应力场和应变场进行了分析。结果表明,为了准确地预测托盘的力学响应,必须考虑材料的塑性。同时,对给定尺寸的某一纸浆模塑平托盘的最大承受载荷进行了设计。研究结果以期为大型纸浆模塑平托盘的设计和制造提供指导。     

纸浆模塑制品应用广泛

纸浆模塑制品的优良特性已被人们广为接受。纸浆模塑制品已推广应用近十年的时间,在包装领域得到了广泛的应用,如作为缓冲包装中的蛋托盘、水果托盘,等等。由于它的可回收性,良好的缓冲性,对环境的保护性等已得到人们的公认。随着时间的推移,纸浆模塑制品已不再充当低附加值的托盘类包装角色,更主要的是对环保的日益强调以及保护环境的要求越来越高,特别是对白色污染的治理已提到议事日程,于是提出用纸浆模塑制品取代传统的EPS泡沫快餐盒的呼声一浪高过一浪,只因价格问题,尽管很多地方和城市提出限制使用EPS快餐盒,并且三申五令取缔EPS快餐盒,但最终未能实现人们的初衷,始终未能使纸浆模塑快餐盒代替EPS快餐盒。     

吊灯灯罩纸浆模塑缓冲衬垫跌落仿真

目的验证纸浆模塑缓冲衬垫是否具有缓冲性能,能否有效保护产品不受损伤。方法基于吊灯灯罩与纸浆模塑衬垫之间的装配关系,以跌落冲击为环境载荷,采用Ansys/LS-DYNA软件进行高度为1000 mm的跌落仿真分析,获取纸浆模塑缓冲衬垫应力-应变云图、加速度响应曲线等动态特征和相关参数,以此分析吊灯灯罩纸浆模塑衬垫在整个跌落过程中的作用。结果纸浆模塑衬垫凸台发生了变形,作用力由纸浆模塑衬垫向灯罩扩散;整个模型重心点的加速度小于最低点的加速度;整个模型重心点和最低点速度与位移变化符合实际情况。结论纸浆模塑缓冲衬垫通过结构的变形和破坏来吸收外界冲击能量,以及延长作用力时间起到缓冲作用,能在物流过程中对产品进行有效保护。     

纸浆模塑材料在不同加载条件下的力学特性

实验测量了纸浆模塑材料在不同加载条件下拉伸时的强度极限、弹性模量和泊松比等力学性能,同时给出了纸浆模塑材料的应力-应变曲线,为纸浆模塑缓冲包装结构的有限元分析和设计提供了基础数据.实验结果表明:当加载速率提高时,试件强度极限和弹性模量随之增加;当温度升高时,纸浆模塑材料的强度极限和弹性模量随之逐渐升高;当湿度升高时,纸浆模塑的强度极限和弹性模量随之降低.纸浆模塑材料单向拉伸时横向变形很小,且对温、湿度等环境因素影响敏感,泊松比的测量比较困难.数字图像相关测量方法具有灵敏度高、非接触、直接测量物体表面全场变形的特点,采用该测量方法解决了材料泊松比的测量问题.实验测得纸浆模塑材料泊松比为0.097.     

纸模总厂迈出新的步伐──苹果纸浆托盘

纸模总厂迈出新的步伐──苹果纸浆托盘湖南省纸浆模塑总厂在发展“源于自然，回归自然”的“绿色包装”产品又一次取得突破。由中国包装总公司湖南分公司主持的对该厂最新研制的ＺＧＴＰ纸浆模塑系列苹果托盘产品进行了技术鉴定。参加组织鉴定的有湖南省经委、湖南省新技...     

Effect of strain rate on cushioning properties of molded pulp products

Molded pulp product is widely used in distribution chains as a cushioning packaging of industrial products due to its favorable cushioning capability. How to evaluate the cushioning capability of molded pulp product is the key issue many scholars are interesting in. The load carrying capacity and energy absorbing of the molded pulp products used in the cushion packaging of mobile phones both in the static compression and dynamic impact were investigated in this paper by applying the experiment and finite element analysis. The static compression was conducted with the compression speed of 12 mm/min corresponding to the nominal strain rate 3.8 × 10⁻³ s⁻¹, and the dynamic impact tests were conducted with three drop heights of 25, 50 and 80 cm corresponding respectively to the nominal strain rates 4.2 × 10¹, 6.0 × 10¹ and 7.5 × 10¹ s⁻¹. The high speed camera was used to record the dynamic impact process and deformation. The finite element model of molded pulp product was built, and the stress and displacement nephograms, the dynamic impact deformation process, the load–displacement curve and the energy absorption curve of the molded pulp product were archived. The comparison between the finite element analysis and the experiment was made. The load–displacement curve of the finite element analysis is in agreement with that of the experiment in the static compression, and the energy absorption curves of the finite element analysis with different nominal strain rates are in agreement with that of the experiment in the area of the point of optimum energy absorption. However, a growing gap between the finite element analysis and the experiment appears with the nominal strain rate increasing, which may be induced by the use of the static stress–strain curve of the material in the finite element analysis of dynamic impact. The molded pulp product experiences the process from structural deformation, local stress concentration, first local buckling, redistribution of stress, global buckling, to structural dilapidation and densification. Two obvious buckling processes occur because of its complicated structure and two layers in structure. However, some additional local buckling also occur before the global buckling of structure in the case of dynamic impact with higher nominal strain rate. The deformation processes of molded pulp product from the finite element analysis and the experiment recorded by high-speed camera are coincident. With the nominal strain rate increasing, the yield stress of molded pulp product increases obviously, and the shoulder point of the energy absorption curve moves upward to the right. The yield stress under the dynamic impact at a drop height of 80 cm increases 59.4% compared with that under the static compression, and the corresponding optimum energy absorption increases 85.4%. The effects of strain rate on the load carrying capacity and the energy absorption of molded pulp product are remarkable. The results can be applied to the design of molded pulp products.     

鸡蛋包装生产工艺的生命周期评价

鸡蛋包装多为一次性使用且消耗量很大,其材料一般为纸浆模塑和PVC等.基于生命周期评价(LCA)方法,利用eFootprint软件及数据库,对采用两种不同材料生产的鸡蛋包装分别建模,对二者的环境影响进行评价.研究选取的功能单位是可容装30枚鸡蛋的单个蛋托,尺寸为长292 mm、宽245 mm、高35 mm;系统边界包含该蛋托加工过程的主要工序,如包装材料加工、压制成型、分切、出厂包装等工艺过程.研究结果表明,评价对象在全球变暖潜值(GWP)、水资源消耗(WU)和初级能源消耗(PED)等环境影响方面贡献值较大,纸浆模塑蛋托这三类环境影响分别为90 g,0.17 kg,1.3 MJ,PVC蛋托这三类环境影响分别为720 g,4.27 kg,9.84 MJ.根据评价结果可知,纸浆模塑蛋托比PVC蛋托对环境产生的影响更小,故应优先选择纸浆模塑蛋托.建议在保证产品质量的前提下,优先选择对环境影响小的材料以及助剂进行产品设计、生产,并通过选择更高克重的PVC材料、修改蛋托结构设计等方式,降低包装产品对环境的影响.     

新型纸浆模塑通用平托盘的结构与性能研究

研究了一种新型纸浆模塑通用平托盘的结构及其性能,这种新型托盘采用双面吸附成型工艺,结构合理、壁厚大、强度高.基于ANSYS有限元分析软件分析并确定了该托盘的结构要素;利用正交试验方法,设计并优化了托盘的结构.     

纸浆模塑衬垫缓冲结构单元静态载荷的研究

测试了纸浆模塑衬垫中常用的两种结构单元的静态载荷,并用数理统计方法,分析了衬垫多个结构单元静态载荷与单元个数的关系,得出了多个结构单元静态载荷的线性回归方程.     

FDM技术中加热底板样式对翘曲变形的影响研究

针对熔融沉积成型（fused deposition modeling,FDM）过程中存在的典型缺陷--翘曲变形,以加热底板样式为研究重点,对比ANSYS数值模拟结果与成型实验数据,探究普通加热底板与九宫格加热底板对成型件翘曲变形量的影响。在数值模拟过程中,采用生死单元技术建立2种加热底板上成型件温度场模型,再采用热-力间接耦合的方法分析成型件的应力分布,最后得到成型件翘曲变形的位移云图,分析2种加热底板上成型件的翘曲变形量。在进行成型实验时,分别在普通加热底板与九宫格加热底板上打印试件,再进行2种加热底板成型件的4个角点的翘曲变形量的测量。对比2种加热底板上成型件在ANSYS数值模拟与成型实验中的最大翘曲变形量,结果表明：九宫格加热底板相比普通加热底板能更好地减小由成型件残余应力导致的翘曲变形,即在实际打印成型过程中,不需要对3D打印机的生产参数作任何调整,只需要将工作平台处的普通加热底板换为九宫格加热底板则能极大地减小成型件的翘曲变形,有助于得到具有较高质量精度的成型产品,这对提高成型产品质量具有重要的参考意义。     

纸浆模塑制品性能研究进展和发展方向

目前对纸浆模塑制品性能的研究还处在初级阶段,至今没有成熟的测试方法,性能评价标准,以及结构设计理论.对纸浆模塑制品性能研究的进展作了详细的综述,分析了纸浆模塑制品性能研究存在的问题,提出了纸浆模塑制品性能研究的发展方向.