Hàng có cạnh sắc, chân nhọn, bu lông lồi: thiết kế xốp định hình để không bị xuyên thủng

Một bộ xốp định hình vừa khít, đúng tỷ trọng, qua kiểm kích thước vẫn có thể hỏng ngay chuyến giao đầu tiên nếu sản phẩm có cạnh sắc, chân nhọn hay bu lông lồi. Khi mở thùng, người nhận thấy xốp bị khoét lỗ dưới chân máy, vách bị xé dọc theo mép tôn, mảnh hạt rơi đầy thùng, còn sản phẩm đã xê dịch và va vào thành carton. Lỗi này không nằm ở xốp kém mà ở cách tải truyền vào xốp.

Bài này dành cho người đóng gói hàng kim loại, khung thép, thiết bị có chân đế hay linh kiện có ren: vì sao xốp bị xuyên thủng và cách thiết kế khoang để phần sắc không phải đè lên xốp.

Vì sao xốp EPS bị xuyên thủng

Xốp EPS là tập hợp các hạt nở kết dính với nhau, bên trong chủ yếu là không khí. Vật liệu này chịu nén tốt khi tải được trải trên một diện tích rộng, nhưng chịu kém khi tải dồn vào một điểm hay một đường mảnh. Có thể viết đơn giản: ứng suất tại chỗ tiếp xúc = F / A, trong đó F là lực sản phẩm đè lên xốp và A là diện tích tiếp xúc thật. Với một chân nhọn hay một mép tôn, A rất nhỏ, nên chỉ cần F vừa phải là ứng suất cục bộ đã vượt sức chịu nén của xốp. Hạt ngay dưới điểm đó bị ép vỡ, vết lõm sâu dần, rồi xốp rách theo biên hạt.

Hai tình huống làm việc này nặng hơn. Thứ nhất là rơi: lúc va chạm, lực động lớn hơn tải tĩnh nên mũi nhọn ấn sâu hơn hẳn so với lúc đứng yên. Thứ hai là rung lắc trên xe: mỗi nhịp rung là một lần mũi nhọn ấn và nhả, xốp bị khoan dần. Vì vậy bộ xốp qua được thử thả rơi vẫn có thể thủng sau một chặng đường dài.

Nhận diện điểm nguy hiểm trên sản phẩm

Trước khi vẽ khoang, nên đặt sản phẩm thật lên bàn và đánh dấu mọi chỗ có thể chạm vào xốp với diện tích nhỏ. Bảng dưới gom các trường hợp hay gặp.

Nguyên tắc thiết kế khoang

Phần sắc không chịu tải

Nguyên tắc quan trọng nhất: tải của sản phẩm phải đi vào xốp qua những mặt phẳng rộng, chắc của chính sản phẩm như mặt đáy vỏ, thân khung, mặt bích. Phần sắc nằm trong khoang tránh, có khe hở, không chạm xốp ở trạng thái đứng yên. Khi tải đã đi qua mặt rộng, ứng suất trên xốp hạ xuống, và cách chọn diện tích đỡ cho đúng được nói trong bài đường cong đệm và cách tính diện tích đỡ.

Khe hở vừa đủ

Khe hở của khoang tránh phải tính cả dung sai của sản phẩm và độ co ngót của xốp sau khi đúc. Khe quá chật thì cạnh cọ vào vách và cắt dần; khe quá rộng thì sản phẩm có chỗ chạy, khi rơi sẽ đập vào vách với vận tốc lớn hơn. Hai mặt phẳng đỡ ở hai phía đối diện giữ sản phẩm đứng yên, còn khoang tránh chỉ để phần sắc có chỗ nằm.

Hướng đặt sản phẩm

Nếu được chọn hướng đặt, nên quay phần nhọn về phía ít bị va chạm, và để mặt phẳng rộng nhất hướng về đáy, nơi kiện hay bị đặt mạnh và rơi phẳng. Trục, mũi và chân dài nên nằm ngang, đỡ ở thân. Với sản phẩm hình trụ có đầu ren hay đầu nhọn, cách giữ không xoay và không lăn được nói trong bài xốp định hình cho sản phẩm hình trụ, hình cầu.

Vách và gân quanh điểm tựa

Vách mỏng giữa hai khoang là chỗ dễ vỡ nhất. Quanh các điểm tựa nên có vách đủ dày, chân gân rộng, góc trong có bo để không thành điểm khởi đầu vết nứt. Các quy tắc về độ dày vách, góc thoát khuôn và bán kính bo có trong bài hướng dẫn thiết kế xốp định hình cho khuôn đúc.

Kết hợp xốp EPS với lớp chèn khác

Có những chỗ không thể né được: chân máy bắt buộc phải đứng, mép tôn chạy quanh cả thân. Khi đó thường kết hợp xốp EPS với một lớp mỏng khác đặt đúng điểm tiếp xúc. Bảng so sánh dưới đây chỉ để chọn cấu trúc. Minh Phát chỉ sản xuất xốp EPS, không sản xuất PE foam, mút PE, chụp nhựa hay tấm gỗ ép; các lớp này do khách hàng hoặc nhà cung cấp khác cấp, và hiệu quả phải được kiểm bằng thử mẫu.

Tăng tỷ trọng xốp giúp chịu nén cục bộ tốt hơn, nhưng không giải quyết gốc nếu điểm tiếp xúc vẫn nhọn: xốp cứng hơn có thể làm gia tốc tăng ở những mặt có ứng suất tĩnh thấp, nên phải tính lại theo đường cong đệm. Đổi hình học khoang nên là bước làm trước.

Kiểm mẫu trước khi chốt

Mẫu phải thử với sản phẩm thật hoặc mẫu có đúng các mép, chân, đầu ren, không thay bằng mô hình nhẵn. Sau thử, tháo xốp ra và soi kỹ dưới từng điểm nguy hiểm: vết lõm, vết xé, hạt vỡ, mảnh vụn trong thùng. Một vết lõm nhỏ sau lần rơi đầu là dấu hiệu sẽ thủng sau vài lần nữa. Cách đặt cú rơi theo mặt, cạnh, góc có trong bài thử nghiệm thả rơi bao bì xốp định hình; với chặng đường dài, nên kiểm thêm rung lắc.

Mốp Xốp Minh Phát đúc xốp định hình theo bản vẽ, mẫu hoặc sản phẩm của khách tại nhà máy ở Bến Cát, gần các khu công nghiệp Bình Dương, có xưởng khuôn riêng và cho khách duyệt mẫu trước khi sản xuất hàng loạt. Các mẫu xốp cố định cho hàng nặng có thể xem ở trang xốp định hình cố định cho két sắt.

Gửi gì để được tư vấn

Gửi bản vẽ hoặc ảnh/mẫu sản phẩm (chụp rõ các cạnh sắc, chân, đầu bu lông), kích thước và khối lượng, tỷ trọng nếu đã biết, số lượng mỗi đợt, địa chỉ giao và ngày cần hàng qua trang liên hệ để Minh Phát tư vấn cấu trúc khoang.

Câu hỏi thường gặp

Tăng tỷ trọng có chống được xuyên thủng không?

Giúp một phần vì xốp chịu nén cục bộ tốt hơn, nhưng nếu điểm tiếp xúc vẫn nhọn thì xốp vẫn có thể bị ấn thủng, và xốp cứng hơn có thể đệm kém hơn ở mặt chịu tải nhẹ. Nên đổi hình học khoang trước, rồi mới bàn tỷ trọng.

Có nên bọc mép sắc bằng băng keo hay giấy?

Lớp bọc mỏng giúp giảm cọ xát nhưng ít giúp trải tải. Cách bền hơn là để mép nằm trong rãnh tránh và cho tải đi qua mặt phẳng rộng bên cạnh. Mọi phương án đều nên kiểm bằng thử mẫu.

Minh Phát có cung cấp luôn lớp PE foam hay chụp nhựa không?

Không. Minh Phát chỉ sản xuất xốp EPS. Bản vẽ khoang có thể chừa chỗ cho lớp chèn do khách hoặc nhà cung cấp khác cấp.