大尺寸电视包装进电梯的设计方案研究

陈伟雄

深圳创维-RGB电子有限公司研究院 广东 深圳 518108

1 常用包装材料简介

EPS全称聚苯乙烯泡沫塑料（Expanded Polystyrene，简称EPS），是一种由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒材料，经加热预发后在模具中加热成型白色物质，其有微细闭孔的结构特点[1]。由于其质轻、坚固、吸震、低吸潮、易成型及良好的耐水性、绝热性、价格低等特点，被广泛地应用于包装、保温、防水、隔热、减震等领域，如电器、仪器仪表、工艺品和其他易损贵重物品的防震包装以及快餐食品的包装等方面。是当今世界上应用最广泛的塑料之一。

EPE是可发性聚乙烯珍珠棉（Expandable Polyethylene，简称EPE），又称珍珠棉，是非交联闭孔结构，是一种由低密度聚乙烯脂经物理发泡产生无数的独立气泡构成的新型环保包装材料[2]。克服了普通发泡胶易碎、变形、恢复性差的缺点，有隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等诸多优点，亦具有很好的抗化学性能，是传统包装材料的理想代替品。

两者材料对比，EPS具有成型加工简单，成本低等特点，但是缓存性能稍差且易破；EPE成型需切割黏合，生产工艺复杂，韧性好不易破，但价格相比EPS要贵很多[3]。

图1 EPS材料

图2 EPE材料

2 电梯及电视尺寸分析

2.1 住宅类电梯标准

根据我国对住宅类电梯的标准规范，小区内的住宅电梯基本可以分为以下4个标准，见表1。

表1 住宅类电梯尺寸标准

2.2 大尺寸电视尺寸

目前市面主流大尺寸电视及其包装尺寸，见表2（常见大尺寸电视），因电视背光方式（主要为直下式、测光、OLED等）和一体、分体结构设计，裸机尺寸存在差异。

表2 大尺寸电视及其包装尺寸

3 包装方案设计

3.1 进电梯方案

按照传统正向进入电梯，以90寸为例，电视裸机长2.02m，远远超过电梯轿厢内宽度和深度形成的任何尺寸，按最小标准630kg电梯形成的最大对角线尺寸为1.78m，加上电视宽度影响，裸机都无法进入电梯。

因此，需要改变电视进电梯的方式，将其侧向立起，转换长度和高度以适配电梯的轿厢尺寸，包装也可稍微倾斜形成对角线尺寸，在电梯深度充分满足包装高度的情况下，使包装尺寸最大化[4]。此时，电梯门的高度成为电视包装长度的唯一限制因素，基于此限制条件设计新的包装方案，将更有利于问题的快速解决。

图3 顶视图和正视图

3.2 包装基础方案设计

电视设计包装的本质目的在于对电视本体的保护，随着电视尺寸的增加，其重量也随之增加。电视产出后经人员搬抬和各种交通工具或设备运输、转移等过程中，如包装防护余量不足，极易造成包装、配件破损，甚至显示屏不可逆的损坏。因此对于大尺寸电视来说，包装防护优化，不仅尺寸上无法优化，加强防护的同时还可能会增加各维度尺寸[5]。

为加强大尺寸电视包装防护能力，同时兼具进出电梯便宜性。大尺寸电视包装采用双包装设计，外包装用于机械安全试验及物流运输搬抬的过程防护，内包装用于进出电梯过程防护，其中机械试验各面、角、棱，全面跌落，模拟市场上最严的跌落环节，包装示意图见图4。

图4 内、外包装基础方案设计

电视到用户小区入电梯前，拆除外包装大纸箱保留内部小纸箱。因人工搬抬环节可控性高，且到用户家时用户本人可帮忙环境指导，不需要较大的外包装，保留的内部小纸箱，可满足最后一个进出电梯环节的搬抬防护需求。

3.3 内泡沫设计

3.3.1 图纸结构。根据模具的成型方式、注塑机台的大小、材料不同选型，内包装图纸分为：左右上角泡沫、下泡沫、左右底脚泡沫、两侧泡沫等，几个模块拼接组合而成。

3.3.2 材质选择。由于电视长度受电梯高度尺寸限制，泡沫侧边一般较薄，在搬抬侧立过程中，侧边和底角是主要的受力点，所以侧泡沫及底脚泡沫选择韧性较好的EPE材质，左右上角泡沫及下泡沫选择基本的EPS材质，兼顾材质和成本最优，示意图见图5。

图5 内泡沫设计及选材

3.4 外包装与侧挡设计

受电梯高度限制条件，长度尺寸要在满足进电梯的限制下最大化。

内包装的高度和宽度要在成本最优的前提下，尽可能满足防护需求的最大化[6]。外包装长度尺寸要在防护需求、成本最优的前提下，尺寸最小化，宽度和高度尺寸最小化，即在满足整体防护需求和进电梯需求的情况下，使内包装尽可能的最大化，外包装尽可能的最小化，合理分配内外结构空间，使脱离外包装的内包装达到最大的防护效果。

4 包装扩展方案

依据直角三角形斜边最长和平行四边形锐角的对角线最长的几何原理，电梯门为长方形，对角线连线距离为可进入电梯的最长尺寸。同理，纸箱为长方形时，对角线同样为最长，为放入电梯内的最长尺寸，当纸箱为平行四边形时，锐角对角线距离最长，为放入电梯内的最长尺寸。

4.1 纸箱的平行四边形设计

尽管电梯门的对角线连线最长，但并不是将纸箱斜放就好，因纸箱有一定的厚度，常规方形纸箱斜放时会有角部易与电梯门形成干涉[7]。而平行四边形纸箱，可有效解决斜放角部干涉的问题，使纸箱上下两个短边与电梯门上下边平行，纸箱斜边的对角线和电梯门对角线重合，使纸箱最大尺寸位置和电梯门的最大尺寸相重合，达到尺寸的最大配合度，示意图图7。

4.2 斜向放置组合设计

电梯门对角有最大尺寸，电视内包装可以斜向进入，同时可以成型平行四边形，平行四边形也有最大尺寸，电视机也可以斜放在内，同样，内纸箱也可以斜放置于外包装内，这样就充分利用了每个层级的最大尺寸，最终就可以将最大尺寸做到极致，使电梯可以进入带包装的最大尺寸的电视。

5 结束语

通过对电视及其包装和电梯尺寸全面的数据分析、大尺寸电视进电梯方式的优化、材料不同属性的分类应用、包装方案的创新设计，提高了机械安全试验的通过率，满足了电视运输、转移、搬抬过程中的全面防护，解决了大尺寸电视不能进电梯的售后痛点，一定程度上促进了大屏显示类产品向着更大屏的方向迈进。