一, Padrão de teste: pista dupla paralela internacional e doméstica
Para garantir que os resultados atendam aos padrões da indústria, a embalagem de celulose moldada deve ser testada quanto à compressão usando padrões nacionais e internacionais.
1. Um conjunto de padrões internacionais
ISO 12048: descreve a técnica de teste de compressão estática para embalagens, que é boa para testar a resistência à compressão de embalagens de transporte quando empilhadas.
ASTM D642 é um padrão da Sociedade Americana para Medição e Materiais que abrange a medição da resistência à compressão de materiais de embalagem em situações de carregamento estático e dinâmico.
ISTA 3A é um padrão da International Safe Transport Association para logística de-comércio eletrônico. Ele simula vibração, impacto e pressão de empilhamento durante o trânsito real.
2. O sistema padrão doméstico GB/T 4857.4 é o mesmo que o ISO 12048. Ele descreve a técnica de teste de compressão estática para embalagem de transporte e define parâmetros essenciais, incluindo a velocidade de teste e o método de carga de pressão.
GB/T 36787-2018: Normas técnicas gerais para produtos moldados em celulose que sugerem valores máximos para indicadores importantes, incluindo resistência à compressão e deformação.
QB/T 4765-2014: Melhorar as diretrizes para preparação de amostras e julgamento dos resultados de testes de compressão em determinados produtos, como bandejas de ovos.
3. Adendo aos Padrões Empresariais
Algumas empresas definem seus próprios padrões dependendo das características de seus produtos, tais como:
Apple: Ao modelar uma altura de empilhamento de três{0}}camadas (cerca de 1,8 metros), a embalagem não deve ser danificada de forma alguma e não deve ser deformada em mais de 3% da altura original.
Grupo Lenovo: Um pico de pressão de teste de impacto dinâmico de pelo menos 1500N é necessário para embalagens de telefones celulares com tela dobrável. Isso é para garantir que a estrutura de amortecimento possa absorver bem a energia quando o telefone cair.
2, Equipamento de teste: uma configuração de cadeia completa, do básico ao de alta-precisão
Para fazer testes de compressão, você precisa de equipamento profissional. Alguns dos mais importantes são máquinas de teste de pressão, caixas de simulação ambiental e ferramentas extras de medição.
1. Uma máquina para avaliar pressão
Tipos: máquina eletrônica universal de testes de materiais (para testes estáticos) e máquina de testes de compressão de embalagens (para simulação de empilhamento dinâmico).
Requisitos para parâmetros:
Faixa de carga: 0–100 kN, o que é suficiente para testar tudo, desde pequenas bandejas de ovos (que precisam de 500 N) até grandes caixas para eletrodomésticos (que precisam de mais de 10 kN).
Velocidade de carregamento: Para testes estáticos, normalmente é de 10 mm/min, mas para testes dinâmicos, pode ser alterado com base na situação (por exemplo, pode ir até 50 mm/min ao simular manuseio rápido).
Correção: A imprecisão no sensor de pressão é menor ou igual a ± 1% e o erro no sistema de medição de deslocamento é menor ou igual a 0,1 mm.
2. Uma caixa que simula o ambiente
Função: Fique de olho nos níveis de temperatura e umidade e veja como os materiais se comportam em diferentes ambientes.
Requisitos para parâmetros:
A faixa de temperatura é de -40 a 120 graus Celsius, o que é bom tanto para trânsito na cadeia de frio quanto para armazenamento em alta temperatura.
O nível de umidade pode estar entre 10% e 95% UR, o que imita como um ambiente úmido afeta a absorção da água da polpa.
Estabilidade: A temperatura não pode mudar mais do que ± 1 grau e a umidade não pode mudar mais do que ± 2% UR.
3. Instrumentos de medição extras
Use um paquímetro para verificar a variação do tamanho da amostra e certifique-se de que os erros de comprimento, largura e altura sejam menores ou iguais a 1 mm.
Régua de nível: Certifique-se de que a amostra seja colocada para cima e para baixo para evitar força irregular que pode levar a resultados de teste baixos.
Medidor de umidade: verifique a umidade na área onde o pré{0}}processamento está acontecendo para garantir que ela atenda aos requisitos aceitáveis.
3, O procedimento de teste: etapas padronizadas desde a preparação das amostras até a descoberta dos resultados
Os testes de estresse devem seguir regras específicas para garantir que os dados possam ser rastreados e os resultados sejam confiáveis.
1. Preparando a amostra
Quantidade: Selecione aleatoriamente de 3 a 5 amostras do mesmo lote para garantir nenhum dano, distorção ou falha de ligação.
Antes de processar:
Controlando a temperatura e a umidade: Coloque-o em uma sala com temperatura de 23 graus ± 1 grau e umidade relativa de 50% ± 2% por 24 horas, conforme GB/T 4857.2 diz para fazer.
Preenchendo o conteúdo: preencha blocos de peso (como areia e cascalho, blocos de metal) com materiais de amortecimento (como plástico-bolha e pedaços de papel) para criar situações-da vida real.
2. Calibrando o equipamento
Calibração do sensor de pressão: Utilize pesos padrão para verificar se a carga está correta.
Verificação do paralelismo da placa de pressão: Para evitar concentração de pressão local, certifique-se de que a superfície de contato entre a placa de pressão e a amostra esteja paralela com uma margem de erro de 1 mm.
3. Realização do teste
Colocação da amostra: Coloque a amostra no meio da placa de pressão sob o equipamento de teste de compressão e use uma régua de nível para garantir que esteja reta (desvio menor ou igual a 1 grau).
Teste para carregamento:
Teste que não se move: Carregue a uma taxa de 10 mm/min e anote os valores de pressão até que o primeiro ruído estranho, quebra de canto e movimento da placa de pressão se aproximem de 2% da altura original.
Teste dinâmico: crie cenários de empilhamento, mantenha a carga em uma determinada pressão (como 1,5 vezes a carga prevista definida pelos requisitos da empresa) ou destrua totalmente a amostra.
Coleta de dados: registro-em tempo real do(s) tempo(s) de teste, do deslocamento da placa de pressão (mm) e dos valores de pressão (N ou kPa).
4. Julgando os resultados
Requisitos para qualificação:
Deformação: A ISTA 3A diz que a altura do item original não deve mudar mais de 3% e que não deve haver nenhum dano funcional (como o colapso da caixa ou o conteúdo visível).
A relação de pressão de destruição é a relação entre a pressão no momento da destruição e a carga de empilhamento projetada. Deve ser pelo menos 1,5 para ser seguro.
análise de dados
Resistência à compressão (F): O maior valor de pressão medido durante o teste, que é a média (F ˉ) e o desvio padrão (σ) de várias amostras.
A resistência à compressão específica é a relação entre a resistência à compressão e o peso da embalagem (N/kg) e é usada para comparar o desempenho de diferentes designs de embalagens.
Curva de deformação por pressão: Observe o estágio elástico (rigidez), o ponto de escoamento (o ponto em que a falha estrutural é mais provável) e o ponto de falha (o ponto em que a estrutura não consegue mais suportar o peso).
4,Estudo de caso: ciclo fechado do teste à otimização: prática
Por exemplo, o design inicial da embalagem de uma determinada marca de smartphone utilizava uma bandeja feita 100% com bagaço de cana. Os seguintes problemas foram observados durante o teste:
Problema: No teste simulado de empilhamento de 3 camadas, os cantos do palete se desfizeram, com uma deformação de 4,5% da altura original, valor superior ao limite normal da empresa de 3%.
Análise: As fibras do bagaço de cana-de-açúcar são curtas (0,8–2,5 mm) e não se conectam bem, o que enfraquece as bordas e cantos quando são comprimidos.
Nível estrutural: A bandeja não possui nervuras de reforço, portanto a tensão aumenta nos cantos.
Plano de otimização:
Para melhorar o material, adicione 2% de polpa de madeira de coníferas (comprimento da fibra 2,56–4,08 mm) para tornar as fibras mais fortes à medida que se entrelaçam.
Otimização estrutural: para distribuir a pressão, adicione nervuras de reforço de papel em forma de L- nos quatro cantos da bandeja.
Mude o processo: Aumente a temperatura do molde para 180 graus para ajudar as fibras a se unirem; aumente a duração da moldagem para 120 segundos para garantir que as fibras sequem o suficiente.
Verificação do efeito: Após a otimização, a distorção da bandeja diminuiu para 2,8% e sua resistência à compressão foi aumentada em 35% nas mesmas condições de teste. Isso atendeu aos padrões de certificação da empresa.
