環(huán)保紙托是一種通過(guò)模壓成型的三維立體紙質(zhì)材料,由于以廢紙等二次纖維為原材料,具有很好的環(huán)境友好特性,隨著紙托制品設(shè)計(jì)方法的深入研究和生產(chǎn)工藝的進(jìn)步,其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,正朝著開(kāi)發(fā)重載包裝制品的方向發(fā)展,目前已開(kāi)發(fā)出大型紙漿模塑物流托盤(pán),為實(shí)現(xiàn)以紙代木包裝開(kāi)辟了一種有效途徑。為了提高紙漿模塑物流托盤(pán)的承載能力,托盤(pán)結(jié)構(gòu)構(gòu)型日趨復(fù)雜,因此,紙托的構(gòu)型設(shè)計(jì)和承載能力分析越顯必要而緊迫。
目前在紙托重載物流托盤(pán)的開(kāi)發(fā)研究方面,特別值得關(guān)注以下2個(gè)問(wèn)題:
①紙漿模塑托盤(pán)結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)有待進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化
②在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元分析研究方面,還限于對(duì)托盤(pán)典型單元結(jié)構(gòu)的研究方面,缺乏針對(duì)托盤(pán)整體結(jié)構(gòu)的性能分析。鑒于此,文中采用CAD/CAE技術(shù),建立大型紙漿模塑物流托盤(pán)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新構(gòu)型,達(dá)到開(kāi)發(fā)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化、力學(xué)性能優(yōu)良的大型重載包裝制品的目的。在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用ABAQUS有限元分析軟件對(duì)托盤(pán)支腿結(jié)構(gòu)進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算,從而分析與評(píng)價(jià)紙托托盤(pán)的性能和承載能力。
紙托技術(shù)及其初期產(chǎn)品在丹麥問(wèn)世,自動(dòng)化流水線(xiàn)生產(chǎn)從六十年代開(kāi)始。目前法國(guó)、加拿大、日本、美國(guó)等相繼發(fā)展和推廣了此項(xiàng)技術(shù),并且具備了相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)規(guī)模。環(huán)保紙托制品最初大量用于禽蛋、啤酒瓶及水果的包裝等,隨著塑料包裝物在日常生產(chǎn)和生活中的普遍使用,造成了嚴(yán)重的“白色污染”,可降解的塑料因其成本太高或沒(méi)有完全解決污染問(wèn)題,使用受到一定的限制,這些因素加速了紙托包裝工業(yè)的發(fā)展。我國(guó)的紙托行業(yè)起步較晚,迄今只有二十多年的歷史,但發(fā)展很快。從事紙托工藝技術(shù)研制和產(chǎn)品生產(chǎn)的廠(chǎng)家,不足百家發(fā)展到目前的八百多家;被包裝物由簡(jiǎn)單的雞蛋、水果、啤酒瓶之類(lèi)的低檔產(chǎn)品,發(fā)展到工業(yè)儀器儀表、電子原器件、家用電器等工業(yè)品;由過(guò)去主要用于出口產(chǎn)品包裝轉(zhuǎn)向外銷(xiāo)與內(nèi)銷(xiāo)并重;生產(chǎn)設(shè)備由單純地引進(jìn)到引進(jìn)和開(kāi)發(fā)并舉;環(huán)保紙托制品結(jié)構(gòu)也由過(guò)去的小型單一功能向大型多功能方向發(fā)展。
盡管我國(guó)紙托工業(yè)近年來(lái)發(fā)展迅速,但還存在著許多的問(wèn)題,這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)紙托材料受到環(huán)保紙托制品加工時(shí)和成品后各種因素(如:廢紙的種類(lèi),成型時(shí)的壓力,成品后的含水量等)的影響,本身的各種特性參數(shù)(如彈性模量、泊松比等)不固定,制品性能的不穩(wěn)定,這樣就給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了很大困難。
(2)目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有紙托測(cè)試的統(tǒng)一方法和性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致了測(cè)試結(jié)果和評(píng)價(jià)的差異。盡管紙托行業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)化方面做了很多工作,但仍不能滿(mǎn)足行業(yè)快速發(fā)展的要求,相關(guān)部門(mén)的具體措施始終沒(méi)有出臺(tái),影響了標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施。同時(shí),環(huán)保紙托制品需檢測(cè)的項(xiàng)目較多,至今沒(méi)有一個(gè)檢測(cè)部門(mén)能夠全部檢測(cè),這不利于標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行。加之目前環(huán)保紙托制品檢測(cè)費(fèi)用高,許多企業(yè)不愿意送檢,致使產(chǎn)品質(zhì)量得不到保障。
(3)實(shí)際的設(shè)計(jì)中,還沒(méi)有一定的依據(jù)和參考,大多數(shù)的設(shè)計(jì)都是依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。