ISTA, ASTM Zkušební stroj na pád pro obaly: Měření nárazu při přepravě a návrhu obalů

Abstraktní
Tento článek se zaměřuje na význam Zkušební stroje ISTA a ASTM pro obaly s pádem, se zvláštním důrazem na LISUN DT-60KG Automatický dvouramenný zkušební stroj na pád. Podrobně popisuje, jak tyto stroje měří náraz, kterému obaly snášejí během přepravních a manipulačních procesů, jako jsou pády. Provedením příslušných testů lze identifikovat rázovou houževnatost obalů, což poskytuje klíčové vodítko pro návrh obalů. Prostřednictvím hloubkové analýzy a prezentace dat a principů si tento článek klade za cíl prohloubit pochopení významu zkušebních strojů na pád pro zajištění integrity obalů a jejich obsahu během cesty dodavatelského řetězce.

1. Úvod
V komplexní logistické a dodavatelské síti jsou balíky během přepravy, nakládky, vykládky a skladování neustále vystaveny různým mechanickým namáháním. Mezi nimi jsou pády jedním z nejčastějších a potenciálně škodlivých faktorů, které mohou vést k poškození produktů a ekonomickým ztrátám. Pro řešení tohoto problému byly zavedeny mezinárodní normy, jako je ISTA (International Safe Transit Association) a ASTM (American Society for Testing and Materials), a byly vyvinuty specializované stroje pro pádové zkoušky. LISUN DT-60KG automatický zkušební stroj s dvojitým ramenem je reprezentativním produktem v této oblasti, který hraje zásadní roli při hodnocení výkonu obalu.

2. Význam pádových zkoušek při hodnocení obalů

2.1 Dopad na integritu produktu

Když je balík upuštěn, je produkt uvnitř vystaven náhlým silám zrychlení a zpomalení. Tyto síly mohou způsobit posunutí, kolizi nebo dokonce zlomení vnitřních součástí. Například v případě elektronických výrobků může jediný pád během přepravy vést k poškození citlivých desek plošných spojů nebo obrazovek. Podle statistik v oboru je přibližně 30 % poškození výrobků během přepravy přičítáno nárazům souvisejícím s pádem. To má za následek nejen přímé ztráty pro výrobce a prodejce, ale také negativně ovlivňuje spokojenost zákazníků a reputaci značky.

2.2 Důležitost optimalizace designu obalů

Pádové testy poskytují návrhářům obalů cenná data. Pochopením toho, jak obaly reagují na různé scénáře pádu, mohou návrháři činit informovaná rozhodnutí o výběru materiálů, designu polstrování a celkové struktuře obalu. Dobře navržený obal dokáže účinně absorbovat a rozptylovat energii nárazu a chránit tak produkt uvnitř. Například pomocí pádových testů bylo zjištěno, že přidání určité tloušťky pěnového polstrovacího materiálu do obalu může snížit nárazovou sílu na produkt až o 50 %. Tento druh znalostí je nezbytný pro vytváření cenově efektivních a vysoce výkonných obalových řešení.

3. Normy ISTA a ASTM pro pádové zkoušky

3.1 Standardy ISTA

ISTA vyvinula řadu komplexních zkušebních postupů pro balíky. Například norma ISTA 1A je navržena pro jednotlivě balené produkty a vyžaduje puštění balíku z určité výšky (například 30 palců pro balíky o hmotnosti nižší než 150 liber) na různé povrchy (rovný, okrajový a rohový) pro simulaci reálných manipulačních a přepravních podmínek. Norma ISTA 2A je určena pro malé až střední balíky zasílané poštou a stanoví specifičtější požadavky na výšku pádu a orientaci na základě hmotnosti balíku. Tyto normy zajišťují, že balíky jsou testovány za konzistentních a relevantních podmínek, což umožňuje přesné srovnání a hodnocení.

3.2 Normy ASTM

Norma ASTM má také řadu norem týkajících se pádových zkoušek. Například norma ASTM D5276 podrobně popisuje postupy pro balení pro pádové zkoušky, aby se určila jejich schopnost odolat nárazům během manipulace a přepravy. Specifikuje faktory, jako je mechanismus uvolnění pádového zkušebního stroje, přesnost měření výšky pádu a hlášení výsledků zkoušek. Normy ASTM jsou v oboru široce uznávány pro svou vědeckou přesnost a praktickou použitelnost a poskytují pevný základ pro návrh a provoz pádových zkušebních strojů.

4. LISUN DT-60KG Automatický zkušební stroj s dvojitým ramenem pro pád

4.1 Technické specifikace

Jedno LISUN DT-60KG Automatický dvouramenný zkušební stroj na pád je vybaven pokročilými funkcemi. Má rozsah výšky pádu 400–1500 mm (nebo lze jej upravit dle specifikace), což splňuje požadavky různých testovacích scénářů. Maximální hmotnost, kterou dokáže měřit, je 60 kg, což je vhodné pro širokou škálu obalů. Chyba pádu je menší než 1° a chyba výšky pádu je v rozmezí ± 10 mm, což zajišťuje vysoce přesné testování. Podporuje metody pádu z plochy, hrany a rohu, a pokrývá tak všechny možné orientace pádu v reálných situacích. Výška stroje je zobrazena digitálním měřicím přístrojem a má také kalibrační funkci pro přesné nastavení výšky.

4.2 Princip fungování

Stroj funguje na základě elektromagnetického systému řízení pádu. Po zahájení testu je balík umístěn na plošinu. Kliknutím na tlačítko spouštění elektromagnetický mechanismus uvolní plošinu a umožní balíku volný pád. Dvouramenná konstrukce stroje poskytuje stabilní oporu během procesu zvedání a spouštění a zajišťuje, že balík padá kontrolovaným a přesným způsobem. Systém otáčení motoru je zodpovědný za nastavení výšky pádu podle požadavků testu. Jak je znázorněno na obrázku 1, celková konstrukce stroje je navržena tak, aby bylo možné dosáhnout spolehlivých a opakovatelných pádových testů.

4.3 Provoz a bezpečnostní prvky

Provozování LISUN DT-60KG je uživatelsky přívětivý. Režim resetování je manuální, což umožňuje snadnou přípravu na další test. Je vybaven ochrannou funkcí s koncovými ochrannými spínači instalovanými v horní a dolní poloze hlavní zvedací tyče stroje. To zajišťuje, že v případě jakéhokoli abnormálního provozu se stroj okamžitě zastaví, aby se zabránilo poškození zařízení a potenciálním bezpečnostním rizikům.

5. Měření dopadu kapek na balíky pomocí LISUN DT-60KG​

5.1 Zkušební postup

• Příprava vzorku: Vyberte obal, který má být testován, a ujistěte se, že je s produktem uvnitř řádně zabalen, a to v souladu s běžnými postupy balení.
• Nastavení testu: Nastavte výšku pádu na LISUN DT-60KG podle příslušné normy ISTA nebo ASTM. Například při testování podle ISTA 1A pro balík o hmotnosti 10 kg může být výška pádu nastavena na • 36 palců (914.4 mm).
Provedení puštění: Umístěte obal na plošinu stroje ve správné orientaci (plochou, hranou nebo rohem dle požadavků testu). Kliknutím na tlačítko puštění spusťte test.
• Sběr dat: Pozorujte a zaznamenejte jakékoli viditelné poškození obalu a produktu po pádu. Může se jednat o praskliny v obalovém materiálu, deformaci struktury obalu nebo poškození samotného produktu.

5.2 Analýza dat

Na základě výsledků testů lze vyhodnotit nárazovou houževnatost obalu. Pokud obal nevykazuje žádné viditelné poškození a produkt uvnitř zůstává po několika pádech ze specifikované výšky neporušený, znamená to, že obal má relativně vysokou nárazovou houževnatost. Naopak, pokud dojde k významnému poškození, naznačuje to, že obal může potřebovat vylepšení v designu nebo výběru materiálu. Například v sérii testů na kartonovém obalu po 10 pádech z výšky 1000 mm vykazovaly 3 z 10 krabic praskliny v rozích. Tato data lze použít k analýze slabých míst konstrukce krabice a provedení odpovídajících úprav.

6. Určení rázové pevnosti obalu

6.1 Faktory ovlivňující rázovou houževnatost

• Materiál obalu: Různé materiály mají různé mechanické vlastnosti. Například polyethylen s vysokou hustotou (HDPE) má lepší odolnost proti nárazu ve srovnání s polyethylenem s nízkou hustotou (LDPE). Karton s vyšší gramáží a lepší kvalitou vláken také vykazuje větší rázovou houževnatost.
• Konstrukce polstrování: Typ a tloušťka polstrovacích materiálů uvnitř obalu hrají klíčovou roli. Pěna, bublinková fólie a vzduchem plněné polštáře mohou pomoci absorbovat energii nárazu. Silnější vrstva pěnového polstrování může obecně poskytnout lepší ochranu.
• Struktura obalu: Celková struktura obalu, jako je přítomnost zesílených rohů nebo tuhého rámu, může ovlivnit jeho nárazovou houževnatost. Obal s dobře navrženou skládací konstrukcí může být odolnější vůči pádům.

6.2 Metody hodnocení

• Vizuální kontrola: Po pádové zkoušce vizuálně zkontrolujte obal, zda nevykazuje známky poškození, jako jsou praskliny, natržení nebo promáčkliny. Jedná se o jednoduchou a přímočarou metodu, ale nemusí odhalit vnitřní poškození produktu ani jemné slabiny v obalu.
• Mechanické testování: Použijte další mechanické zkušební zařízení k měření zbytkové pevnosti obalu po pádu. Například lze použít tlakový tester k ověření, zda byla ovlivněna schopnost obalu odolávat svislému zatížení.

7. Řízení designu obalů s využitím výsledků pádových testů

7.1 Výběr materiálu

Na základě výsledků pádové zkoušky, pokud obal vykazuje nadměrné poškození, mohou konstruktéři zvážit změnu obalového materiálu. Pokud například plastový obal vyrobený z polypropylenu (PP) pádům neodolá, může být řešením přechod na nárazuvzdornější materiál, jako je akrylonitril-butadien-styren (ABS). Tabulka 2 ukazuje srovnání nárazové houževnatosti různých obalových materiálů.

7.2 Úprava návrhu

Pokud pádová zkouška odhalí, že určité části obalu, jako například rohy, jsou náchylnější k poškození, lze provést konstrukční úpravy. Vyztužení rohů dalšími vrstvami kartonu nebo použití chráničů rohů může zlepšit výkon obalu. Další možností je upravit tvar obalu tak, aby se nárazová síla rovnoměrněji rozložila. Například změna obdélníkového obalu na zaoblenější tvar může snížit počet bodů koncentrace napětí.

8. Závěr
Zkušební stroje ISTA a ASTM, Jako LISUN DT-60KG Automatické dvouramenné zkušební stroje na pád jsou nezbytnými nástroji v obalovém průmyslu. Přesně měří náraz, kterému obaly čelí během přepravy a manipulace, a umožňují tak identifikovat rázovou pevnost obalu. Pomocí výsledků těchto testů mohou návrháři obalů optimalizovat své návrhy, vybrat vhodné materiály a zlepšit celkový výkon obalů. To nejen pomáhá chránit produkty během přepravy, ale také snižuje náklady spojené s poškozením produktů. S neustálým vývojem logistického průmyslu se význam těchto zkušebních strojů na pád pro zajištění integrity obalů bude pouze zvyšovat. Další výzkum a vývoj v této oblasti se může zaměřit na zlepšení přesnosti zkušebních metod, vývoj pokročilejších zkušebních zařízení a zkoumání nových obalových materiálů a designů, které lépe odolávají náročným podmínkám přepravy a manipulace.

Tagy:DT-60KG