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如何選擇合適的包裝測試方法:實驗室測試 vs. 虛擬測試?

在當今全球與本地供應鏈中,時間就是金錢。延誤與產品損壞可能導致代價高昂的後果,尤其在運送高價值設備或敏感元件時更是如此。

根據《包裝文摘》的統計,抵達配送中心的單元貨載中,高達11%會出現不同程度的包裝箱損壞。平均損壞率約為2%,常見成因包括:搬運不當、堆放方式不當、運輸過程中的震動或衝擊,甚至氣溫或濕度等氣候條件。

正因如此,包裝測試至關重要。無論是推出新產品或優化現有設計,它都能確保包裝保護最關鍵的內容——運輸中的貨物。

何謂包裝測試?

包裝測試有助於驗證產品能否在實際運輸環境中完好無損。主要有兩種選擇:

  • 標準實驗室檢測 - 實體
  • 虛擬測試實驗室——採用有限元素分析(FEA)的數位模擬

每種方法都具備獨特的優勢,具體取決於最終目標、時間表及可用預算。

包裝測試有助於驗證產品能否在實際運輸環境中保持完好。

標準實驗室測試 = 現實世界驗證

這種傳統方法採用實體原型與實驗室模擬,以重現真實世界的運輸與搬運條件,藉此評估包裝的實際表現。

它是如何運作的?

特殊機器模擬運輸與儲存過程中的狀況:

  • 振動測試:想像一個包裹在卡車中持續晃動。此測試旨在驗證內容物能否保持完好無損。
  • 跌落測試:若包裝遭摔落,能否保持完好,抑或會導致物品損壞?
  • 壓縮測試:若您的包裹位於高堆棧底層,會發生什麼情況?此測試旨在驗證包裹能否承受壓力。
  • 傾斜衝擊文字1:此測試模擬包裹在裝載、卸載或運輸過程中可能滑動的情境。
  • 環境測試:環境測試旨在驗證包裝能否在儲存與運輸過程中承受高溫、低溫或潮濕等嚴苛條件2

何時這會是個好主意?

當法律要求時:某些產品(例如鋰離子電池)需通過聯合國危險品測試,以確保運輸安全並符合國際法規。

當您需要真實環境驗證時:例如在高溫、低溫或超高濕度條件下測試包裝是否能保持完好(ISTA、ASTM D4332、ISO 22333)。

當您的產品易碎或形狀特殊時:此判定依據產品的易碎程度及其外形結構。

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虛擬測試實驗室:快速、經濟實惠且可擴展

隨著包裝開發速度加快且日益複雜,採用有限元素分析(FEA)進行虛擬測試已成為實體測試的強大替代方案或輔助手段。

它是如何運作的?

有限元素分析(FEA)使工程師能夠模擬包裝在各種條件下的表現,無需建造實體原型。數位模型可重現運輸過程中的跌落衝擊,或堆疊造成的壓力。這種在虛擬環境中進行測試的能力,使此方法成為早期開發階段的理想選擇。

若您面臨緊迫時限、無法進行現場測試,或希望避免耗費高昂的工具修正成本,虛擬測試將是絕佳解決方案——它兼具速度優勢、靈活彈性,並能提供數據驅動的洞察力。

何時這會是個好主意?

虛擬測試在處理超大型、重型或高價產品時尤為實用,這類情境中實體測試可能難以實現或缺乏成本效益。此技術使包裝工程師能即時調整設計、進行測試並優化性能表現。

它最適合用於什麼?

  • 速度與節省:非常適合快速設計變更,並能大幅降低原型製作成本。
  • 早期測試:在任何東西被建構之前,先嘗試不同的構想。
  • 大規模測試輕鬆搞定:短時間內執行數百種測試情境。
  • 極致靈活性:調整設計並立即重新測試。

包裝測試真的能帶來改變嗎?

當然。

以Nefab曾合作的某醫療設備製造商為例。該公司過時的傳統標準要求包裝需承受25G衝擊等級——這項嚴苛規範旨在防止運輸過程中的損壞。然而此舉導致包裝體積龐大、設計過度,且運輸成本大幅增加。

Nefab的工程團隊介入並執行了一系列包裝測試。結果顯示該產品實際可承受高達50G的衝擊。基於這項發現,團隊重新設計了包裝方案——體積更小巧、防護性能不減,同時實現了包裝材料零浪費。

結果如何?一個更精簡、更聰明的解決方案,在不影響安全的前提下有效降低運輸成本。

選擇合適的方法:需考慮的因素

在選擇包裝測試方法時,可參考以下幾項因素作為決策依據:

  • 該產品是否需要法規認證?若需認證,實驗室測試可能是首選方案。
  • 專案時程是否緊迫?虛擬測試能大幅縮短開發週期。
  • 專案預算是否吃緊?數位模擬技術能協助探索各種方案,無需製作多組原型。
  • 該專案處於哪個階段?早期開發階段傾向採用虛擬測試;最終核准可能需要實驗室驗證。
  • 產品體積龐大或重量沉重嗎?基於有限元素分析(FEA)的虛擬測試,正是針對難以進行實體測試的超大型或重型設備的理想解決方案。

Nefab 營運著 6 間 ISTA 認證實驗室及超過 30 個工程中心,致力於透過嚴謹的測試與分析,協助客戶優化防護等級、降低損壞率並減少成本。 

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