蜂窝纸箱的设计主要包括结构设计、造型设计和装潢设计。结构设计包括与包装强度和保护特性等有关的因素,如选择有利于提高强度的箱型、组合件和组合结构、封口和连接形式、附件、衬垫等。造型设计涉及纸箱的实用功能和符合美学原则的三维立体设计,如使用方便性和储存搬运效率,它包括箱型选择、商品排列、模压形式、封箱与开启。装潢设计主要涉及纸箱外观特性、运输包装标志、印刷适性等。包装容器在商品从生产厂家到消费者的物流过程中对产品的安全保护、方便储运起着决定性作用,其中选择一个包括包装材料、运输、仓储成本的包装总成本最小的设计方案是非常重要的。

 蜂窝纸板是制作蜂窝纸箱的基本材料,它以仿造蜂巢结构的纸蜂窝为基体,在其两面分别粘接箱板纸或单瓦楞纸板而成。选择蜂窝纸板的依据是产品价值、流通范围、内装物质量和外廓尺寸等。设计选材时应参考有关蜂窝纸板国家标准。

 容积相同的纸箱,采用长:宽:高=2:1:2时最省料,为1:1:1时最费料,因此,尽量避免采用正方形的箱。从造型的角度看,纸箱的长、高比取1.618会使纸箱显得美观。蜂窝纸箱的规格系列化、标准化具有重要意义。我国关于运输包装规格尺寸标准是GB4892。

对于尺寸和重量都较小的产品,为了便于装卸和储运,必须一箱多件,因而必须优化产品的数量。影响装入数量的因素: a.纸箱强度。不得超过纸箱强度允许的范围。 b.装卸效率。采用人力装卸时质量以20kg、内装物长度以小于70cm、宽度小于40cm。这样有利于操作。 c.装载率。为了降低运费和提高运输能力,要求货物达到规定的装载率。因此,在确定装入箱内的产品数量时,最好使货物尺寸满足车辆和集装器具对装载率的要求:

Y−δX=n   (1)$\frac{Y-\delta }{X}=n(1)$

式中:Y为车箱内尺寸,X为货物尺寸,δ为合理空隙。n为整数,货物应能尽量装满车厢。

由于蜂窝纸板不同于瓦楞纸板,因而蜂窝纸箱的结构与瓦楞纸箱有着较大的不同。瓦楞纸箱是以箱坯为基础,且箱坯与箱形结构均已标准化。而峰窝纸箱由于纸板自身的特点(刚度大、较厚),加工较为困难,因而暂无定型的箱坯与箱形结构,纸箱各棱边、下底边均需胶接或采用护角胶接,箱壁与箱盖一般用胶带贴接。

有试验[1]表明,B型箱所示胶接结构蜂窝纸板箱较A型结构强度高,并且随着纸板厚度的增加强度也增加,破坏也不严重。两种结构的纸箱抗压强度不同的原因:对于B型结构纸箱来说,角棱的粘合形式是通过两层面纸折叠并涂胶而成;A型结构是两块蜂窝板搭接而成,粘接面小于前者。由于胶的作用,粘接处材料刚度增加,是纸的接触表面结合力的增加及连接相邻表面的胶膜刚化的结果。据此分析,C型胶接结构的纸箱应有较A型和B型更好的强度和刚度。

设计有蜂窝垫块以及护角或护带的蜂窝纸箱结构,箱璧与箱盖之间用胶带贴结。

4 蜂窝纸箱的抗压强度

蜂窝纸箱能够承受的最大压力称为它的抗压强度。蜂窝纸箱的抗压强度必须大于堆码载荷,而且要有一定的安全系数,此即蜂窝纸箱的堆码强度条件