Дипломная работа: Проект упаковки для пищевой промышленности

Рабочая конструкторская документация (РКД) включает все сборочные чертежи изделия и их полную деталировку, спецификации по каждому сборочному чертежу, комплексу и т. п.

РКД включает пояснительную записку. Она содержит все описательные материалы, необходимые прочностные, экономические и другие расчеты.

В пояснительной записке приводят сведения о стандартных, унифицированных и заимствованных сборочных единицах и деталях, которые были применены при разработке изделия, а также показатели уровня унификации и стандартизации.

Разработка проектной конструкторской документации включает процесс последовательно углубляемой технико-экономической проработки инженерных решений, осуществляемый на базе данных технического задания, результатов научно-исследовательских работ и практического опыта.

Каждая проектируемая и внедряемая конструкция должна удовлетворять трём основным требованиям: техническим, социальным и экономическим. Эти требования часто носят противоречивый характер, поэтому задача конструктора заключается в выборе из множества возможных решений одного, наиболее полно отвечающего всему комплексу требований в целом.

В техническом отношении конструкция должна быть на уровне современных достижений науки и техники и обеспечивать возможность оптимального решения определённых технологических и производственных задач. Конструкция должна отвечать функциональному назначению и обеспечивать заданные параметры. Вместе с тем она должна обладать необходимыми эксплуатационными качествами, например надёжностью.

Социальные требования к конструкции — обеспечение улучшения условий труда при её изготовлении и эксплуатации, безопасность, экологическая чистота.

Экономические требования предусматривают не только возможность конструктивной и технической реализации проекта, но и его экономическую целесообразность. Многие конструкторы считают, что конструировать с учётом экономических требований — значит уменьшить стоимость изготовления изделий, избегать сложных и дорогих решений, применять наиболее дешёвые материалы и наиболее простые способы обработки. Но это лишь часть задачи. Главное значение имеет то, что экономический эффект определяется полезной отдачей изделия и суммой эксплуатационных расходов за весь жизненный цикл изделия. Стоимость изделия является не всегда главной, а иногда и очень незначительной составляющей этой суммы. Особенно часто такое встречается при проектировании упаковки.

1.2 Классификация тары и упаковки

 

Тару и упаковку принято классифицировать по назначению, материалу, составу конструкции и технологии производства.

По назначению тару и упаковку можно разделить на потребительскую, производственную, транспортную и специальную (консервирующую).

Потребительская тара и упаковка предназначена для продажи населению товара, является частью товара, входит в его стоимость, а после реализации товара переходит в полную собственность потребителя. Она, как правило, не выполняет функцию самостоятельного транспортирования и перевозится в транспортной таре.

Потребительская тара и упаковка должна предохранять товар от разрушения, деформаций, разливания, высыпания, усушки и других видов потерь. Ее конструкция, объем, и прочие параметры зависят от свойств и конфигурации упаковываемой продукции, применяемого материала, способа изготовления, условий транспортирования, хранения и т. д. Она имеет ограниченную массу, вместимость и размеры.

Потребительскую тару подразделяют на индивидуальную и групповую. Индивидуальная тара предназначена для упаковывания единицы продукции. В групповую тару упаковывают определенное количество продукции.

По отношению к упаковываемому продукту упаковку подразделяют на внутреннюю, внешнюю и транспортную. Внутренняя упаковка предназначена для размещения товара или продукта и находится с ним в непосредственном контакте. В зависимости от агрегатного состояния продукта (твердое, жидкое или газообразное), комплекса его физико-химических свойств и ряда других показателей внутренняя упаковка может быть изготовлена из бумаги, картона, пластмасс, металлов, стекла, керамики, дерева и композиционных материалов. Внешняя упаковка служит защитой для внутренней упаковки и удаляется при подготовке к непосредственному использованию упакованного продукта. Как правило, внешняя упаковка выполняет и дополнительные функции, например представление подробной информации о товаре и его свойствах, привлечение внимания к товару, увеличение сроков сохраняемости и т.п. Транспортная упаковка предназначена для хранения, транспортировки и идентификации продукта. Производственная тара и упаковка предназначена для исполнения внутризаводских - внутрицеховых и межцеховых, а также межзаводских перевозок и хранения сырья, материалов, полуфабрикатов, заготовок, деталей, сборочных единиц, готовых изделий и отходов. Производственная тара и упаковка является собственностью конкретного предприятия и подлежит обязательному возврату.

Транспортная тара предназначена для перевозки, складирования и хранения продукции. Она образует самостоятельную транспортную единицу и может принадлежать любой организации, участвующей в процессе обращения.

По габаритам транспортную тару различают на малогабаритную, размеры которой лежат в пределах 1200х1000х1200 мм, и крупногабаритную, когда размеры превышают указанные пределы.

По кратности использования транспортную тару разделяют на разовую и многооборотную. Разовая тара предназначена для однократного ее использования. Многооборотной называют тару, прочностные показатели которой рассчитаны на многократное ее применение. При этом бывшую в употреблении тару, которую используют повторно, называют возвратной, а юридически принадлежащую и подлежащую возврату конкретному предприятию - инвентарной тарой. При получении товара в многооборотной таре, в том числе и инвентарной, предприятие-потребитель продукции выплачивает поставщикам ее залоговую стоимость.

Специальная упаковка предназначена для защиты от внешних воздействий, влияния влаги и климатических факторов при транспортировании, хранении и длительной консервации изделий. Как правило, специальной упаковке подвергают крупногабаритные установки, машины и механизмы, а также приборы. Наибольшее распространение получило герметичное упаковывание изделий в полимерную пленку на специальном транспортном поддоне с последующей защитой деревянной обрешеткой или стенками с крышкой. Для консервации крупных агрегатов, самолетов и небольших кораблей применяют способ «кокон». Изделие закрепляют на герметичной сплошной плите, оплетают шпагатом, веревками или длинными бумажными полосами до образования сетки с ячейками размером 150-200 мм, на которую с помощью пневматического пистолета наносят в несколько слоев лак на основе полимеров до образования сплошной непроницаемой оболочки. В качестве специальной упаковки часто используют стеклопластики, из которых формируют баки, цистерны, ящики, контейнеры.

При упаковывании точных приборов и механизмов, хрупких изделий применяют в качестве защиты от механических нагрузок, влаги и тому подобного нанесенный на их поверхности слой пенопласта на основе полиуретанов, полиэфиров, пенопластов.

По материалу различают тару и упаковку из бумаги, картона, пластмассы, металлов (жести), стекла, керамики и дерева.

Самые экономичные и широко применяемые материалы для изготовления упаковки - бумага и картон. Объем их использования в упаковочной промышленности составляет 40-50%. Стремительно возрастает применение пластмасс. Сочетание легкости, прочности, красивого внешнего вида, герметичности, автоматизации производства и переработки, дешевизны позволяют прогнозировать и в дальнейшем сохранение такой тенденции. Высокая прочность, жесткость и теплостойкость металлов делают их незаменимыми в производстве упаковки для нефтепродуктов, для пищевых продуктов, особенно консервирования рыбы, мяса и др., для напитков, для аэрозолей и др. Стеклянным пузырькам, бутылкам и флягам отдается предпочтение при упаковывании напитков, продуктов химической промышленности, косметики, кондитерских изделий.

Конкретный материал упаковки выбирают исходя из физических, химических, гигиенических, биологических и других его свойств во взаимосвязи со свойствами упаковываемой продукции. Немаловажную роль играет и технология упаковывания, и конструктивные особенности упаковочного оборудования.

По составу упаковку классифицируют в зависимости от вида и типа тары и применяемых вспомогательных упаковочных средств. Под видом тары понимают классификационную единицу, определяющую тару по форме. По форме различают прямоугольную, цилиндрическую, конусную, плоскую тару и др. Типом тары называют классификационную единицу, определяющую тару по материалу.

По конструкции тару подразделяют на коробки, банки, бутылки, ящики, фляги, канистры, бочки, барабаны, флаконы, тубы, стаканчики, ампулы, пакеты, сумки, мешки, пеналы, пробирки.

Коробки относят к разовой потребительской таре. Они имеют корпус разнообразной формы, плоское дно, сверху закрываются крышкой. Крышки бывают съемные или прикрепленные к корпусу на шарнирах (см. рис.1.1)

Рис. 1.1 Коробки различной конструкции:

а - со съемной крышкой;

б - с телескопической крышкой;

в - с корпусом типа обечайки и выдвигаемой крышкой;

г - с прикрепленной на петлях крышкой;

д - корпус и крышка с буртиком

Банками называют потребительную тару преимущественно с цилиндрическим корпусом и плоским или вогнутым дном. Банки имеют широкую горловину диаметром, равным или несколько меньшим диаметра корпуса. Вместимостью от 0,025 до 10 дм3 (см. рис. 1.2).

 

 

Рис. 1.2 Банки различной конфигурации

Бутылки являются потребительской тарой, как правило, с цилиндрическим корпусом, переходящим в узкую горловину. Горловина имеет конструкцию, предназначенную для укупоривания. Дно у бутылок может быть плоским или вогнутым (см. рис. 1.3).

а б

Рис 1.3 Бутылки с плоским (а) и вогнутым (б) дном

Тубы представляют собой разовую потребительскую тару с корпусом, обеспечивающим выдавливание содержимого. Они имеют узкую горловину с внешней резьбой, на которую навинчивается крышка, называемая бушоном (рис. 1.4). Дно тубы герметично закрывается после наполнения ее продукцией.

Рис. 1.4 Тубы с бушонами различной конструкции

Ампулы также являются разовой потребительской тарой. Они выполнены в виде цилиндрического корпуса с вытянутой горловиной, которая герметично запаивается после наполнения продукцией. Дно у ампул бывает плоским или выпуклым (рис. 1.5).

Рис. 1.5 Ампулы различной конструкции

Пакеты и сумки относят к мягкой потребительской таре с корпусом в виде рукава, с дном различной конструкции и открытой горловиной. Их вместимость до 20 дм3. Сумки имеют разнообразные ручки.

Пробирками называют потребительскую тару, имеющую цилиндрический корпус и плоское или выпуклое дно. Горловина диаметром, равным диметру корпуса, укупоривается пробкой или крышкой. Объем пробирок достигает 0,05 дм3.

Канистры имеют корпус, форма которого в сечении, параллельном дну, близка к прямоугольной. В их конструкции предусмотрены приспособления для переноса, сливная горловина и крышка с затвором (рис. 1.6).

Рис. 1.6 Канистры

Остальные конструкции являются представителями транспортной тары.

Ящики характеризуются корпусом, имеющим в сечении, параллельном дну, преимущественно форму прямоугольника. В состав ящика входят дно, две пары торцевых и боковых стенок. Ящики бывают с крышкой и без нее.

Флягами называют транспортную тару с корпусом цилиндрической формы, переходящим в узкую горловину. Фляги снабжены устройством для переноса, крышкой, имеющей рычажный или винтовой затвор.

Бочки представляют собой транспортную тару с корпусом цилиндрической или параболической формы. На корпусе предусмотрены обручи или зиги (гофры) для катания. Днища снабжены сливными отверстиями либо одно дно выполняется съёмным.

Барабаны имеют гладкий или гофрированный корпус цилиндрической или конической формы без обручей или зигов для катания, с плоским дном и крышкой.

Мешки относят к транспортной мягкой таре. Они имеют корпус в форме рукава, дно и горловину. Горловина бывает открытой или закрытой клапаном.

По технологии производства тару и упаковку классифицируют в первую очередь во взаимосвязи с ее материалом и с конструктивными особенностями. Наибольшее количество материалов и методов их переработки встречается в производстве полимерной тары и упаковки.

Для полимеров принципиально важна взаимосвязь общего процесса получения материала и процесса придания этому материалу требуемой формы, иначе говоря - получение изделия. Конечным критерием правильности выбора технологического процесса и параметров его проведения является высокое качество именно изделия.

Технологическая последовательность по схеме полимер - материал - метод формования - изделие имеет и обратную связь, позволяющую определить правильность выбора каждой стадии по уровню достигнутого качества изделия.

1.3 Классификация по каталогу ECMA

В Европе производимые коробки объединены в несколько каталогов, в зависимости от материала – ECMA и FEFCO. Объединяющая специалистов ведущих стран Европейская ассоциация производителей картонной упаковки (ЕСМА) в 1967 г. выпустила первый сборник стандартных конструкций складных коробок. В то время в конструкциях преобладала продольная склейка швов. В последующее время появилось новое поколение оборудования, материалов, получило дальнейшее развитие, создание новых конструкций складных коробок, разработана система компьютерного конструирования коробок (CAD). На базе этой системы и сборника стандартов Европейского центра стандартизации (CEN) в 1992 г. ЕСМА разработала новый каталог стандартных конструкций складных коробок.

Группу А составили прямоугольные картонные коробки, имеющие по высоте Н продольный клеевой шов. Все наружные плоскости таких коробок расположены под прямыми углами друг к другу.

В группу В вошли прямоугольные коробки без продольных клеевых швов. Соединение их сторон осуществляется с помощью затворов разнообразных конструкций.

Группу С образовали непрямоугольные картонные коробки с продольным швом на высоте Н. Несколько внешних сторон коробок имеют различную непрямоугольную форму и могут быть расположены под углом к основанию.

Группа D состоит из непрямоугольных коробок без продольных клеевых швов. Соединение их сторон выполняется различными затворами.

Группа Е включает конструкции коробок, находящихся в непосредственном контакте с упаковываемым продуктом или предназначенных для групповой упаковки.

Группу F составили прочие картонные коробки, конструкции которых не вошли в группы А-Е.

Каждая группа разбита на подгруппы по совокупности конструктивных признаков - формы и конструкции дна, крышки, затворов и т. п. Подгруппы обозначаются десятками, например А-20, В-60, С-40 и т. д. Подгруппы, в свою очередь, разделены на типы, определяющие конкретную конструкцию коробки.

В системе компьютерного проектирования CAD из базы данных выбирают подходящую конструкцию коробки и в режиме диалога с компьютером определяют конечные размеры, материал, место склеивания и другие конструктивные параметры.

Каталог ЕСМА не содержит строгих норм для различных деталей развертки, особенно вспомогательных элементов. Эти задачи каждая фирма решает самостоятельно.

Глава 2 Предпроектные исследования

 

2.1 Обзор рынка аналогов, анализ прототипов упаковки для новогодних подарков

Новогодняя упаковка, казалось бы, представлена очень широко, но при более детальном рассмотрении оказывается, что все экземпляры более или менее однотипны. Можно провести условное деление новогодней упаковки на две категории:

1.  Картонная упаковка;

2.  Упаковка из других материалов (в основном это металлическая и полимерная упаковка).

Упаковка из металла в основном в виде ведёрочек и бочек. Упаковка из картона в виде прямоугольных коробок, которые стилизованы под различные сундучки, домики и обычные коробки иногда с дополнительными выступающими элементами. Упаковка из пластика бывает в виде домиков, часов, фонариков и т. п., такие упаковки выполняются методом термоформования.

Обзор рынка новогодней упаковки можно провести в два этапа. На первом этапе рассмотреть конструктивные особенности представленных образцов. На втором этапе оценить художественное оформление.

2.2 Анализ упаковок по конструкции

На рисунке 2.1 изображена типичная коробка. Коробка имеет трапециевидную форму. Углы её вогнуты вовнутрь, стенки выгнуты наружу. Клапаны крышки приклеены друг к другу, что создаёт определённое неудобство. Так как возникают трудности при открытии, и теряется внешний вид. Ручка полукруглая, отверстие для руки очень маленькое, поэтому держать такую коробку не очень удобно.

На рисунке 2.2 изображены коробки, классифицируемые по каталогу ECMA, как категория F – коробки особой формы и специальной конструкции. Так как коробка с трапецеидальным основанием входит в категорию F и форма рассматриваемого образца на рис. 2.1 достаточно интересна, то можно отнести её к категории F.

Коробка на рисунке 2.3 имеет форму трапеции. Клапаны крышки приклеены друг к другу. Это создаёт такие же сложности при открывании как у коробки на рисунке 2.1. Дно выполнено по конструкции донного самозатвора. На боковых стенках выполнено окно в форме ёлочке, заклеенное прозрачной плёнкой. Отсутствие ручек вызывает неудобства.

На рисунке 2.4 изображены коробки, классифицируемые по каталогу ECMA, как категория С – поясные коробки. Так как коробка с продольным клеевым швом по высоте Н, а также стороны коробки могут иметь непрямоугольную форму и быть расположены под углом к основанию, то можно отнести её к категории С.

Ещё одна коробка, выполненная в форме трапеции. На боковых стенках выполнены окошки, с вклеенной плёнкой. Крышка с выгнутыми наружу стенками и вогнутыми внутрь по углам является одним целым с боковыми стенками. Ручка очень маленькая, похоже, что она выполняет только декоративную функцию.

Эта коробка по конструкции короба похожа на экземпляры категории С (см. рис. 2.4), но конструкция крышки несколько нестандартна (см. рис. 2.2). Поэтому более правильно будет отнести эту коробку к категории F.

Коробка пирамидальной формы. Смотрится достаточно органично, но открывается она снизу, что неудобно. Так как каждый раз, когда открываешь коробку нужно её переворачивать. Соединительные клапаны могут утратить жёсткость и коробка потеряет свою форму. Ручки тоже маленькие, нести коробку совершенно неудобно (рис. 2.7).

На рисунке 2.7 изображены коробки, классифицируемые по каталогу ECMA, как категория D – складные коробки из одной заготовки, собираемые без клеевых соединений. Так как коробка собирается с помощью клапанов «бабочек», они вставляются в прорези и затем их боковые ушки расправляются, что препятствует их выходу из прорезей, а также стороны коробки могут иметь непрямоугольную форму и быть расположены под углом к основанию, то можно отнести коробку к категории D.

Коробка выполнена в форме пакета (см. рис. 2.8). Крышка одно целое с пакетом. Перекидываясь на другую сторону, она закрывается с помощью клапана, который вводится в отверстие. Ручки просто верёвочные с узелочками на концах, что препятствует выскальзыванию их из отверстий. Конструкция такой коробки очень простая, но одна из самых практичных из всех образцов представленных здесь. Но всё же эту коробку нужно отнести к категории F по каталогу ECMA.

Коробка, являясь прямоугольной, имеет форму домика, выступающей деталью является новогодняя ёлка, она вставлена с помощью клапанов с замками, которые препятствуют обратному движению вставки. Ручка также является вставным элементом. Но непонятно выдержит ли крепление крыши к коробке подъём за ручку. Главный недостаток этой конструкции – непродуманная верхняя часть – крыша. Крыша топорщится, боковые стенки тоже. Из-за этого между стеной и крышей образуются очень большие щели. Из-за этих щелей может произойти порча продукта или частичная его потеря при транспортировке. Такая конструкция производит впечатление очень ненадёжной (см. рис. 2.9).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5