灌装饮料包装设计应该注意哪些问题

2019-11-16 饮料包装设计

罐装饮料的易拉罐(铝料罐)的开发,是把消费者需求(CRs)转化为包装品的功能需求(FRs)。共有12个功能需求(FRs),分别是:

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[1] 能装入一定量饮料的罐的容积;[2] 罐的稳定性与质心高度;[3] 罐的壁厚;[4] 罐具有一定强度与刚度承受轴向和径向的压力;[5] 能抵抗罐从某个高度摔(跌)下时的中等冲击;[6] 允许罐彼此之间在顶上摞起来;[7] 容易取得罐中饮料;[8] 用最少的铝材;[9] 易于开启;[10] 开片刚度足够;[11] 方便消费者触摸到开片;[12] 罐的表面上有清晰的印刷的商标等装潢设计要求。

倪飞

由功能域映射到物理域(DPs),12个功能需求(FRs)不是由12个物理部件来满足的,而是由饮料罐的罐身、罐盖、开片三个物理部件来满足的。为了满足所表达的FRs,在物理域(DPs)构思了设计参数DPs。12个FRs集成在三个物理部件中。由设计参数DPs所表达的包装品决定了在制造过程域中过程变量的(PVs)描述。PVs参数即为手段功能(或目标树中的目标元)。

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对于一个给定的功能需求FR确认一个设计参数DP比较容易,当许多功能FRs必须满足时,则设计变得复杂起来。在用户域、功能域、物理域、过程域之间的映射过程,可以从数学上用定义设计目标和设计解的特征向量予以表达。所确定的特定设计目标的功能需求集,构成功能域中的FR向量;物理域中被选择用来满足FRs的设计参数DP集构成了DP向量。这两个向量之间的关系表达式为: 张正

[插图] 倪飞

式中,A称为设计矩阵,表示包装品设计。该式为包装品设计的设计方程。对于有三个FRs和DPs的设计,其设计矩阵如下: 包装找四喜

[插图] 4vi.cn

当对设计方程微分时,其微分形式为: 四喜倪飞

[插图]

则设计矩阵元素可表示为:

[插图]

FR1=A11DP1+A12DP2+A13DP3

FR2=A21DP1+A22DP2+A23DP3

FR3=A31DP1+A32DP2+A33DP3

一般地,[插图],i=1,2, …,n;j=1,2, …,n,n为DPs数目。

对于线性设计,Aij为常数。对于非线性设计,Aij是DPs的函数,设计矩阵可为对角矩阵或三角矩阵,在对角矩阵中除掉i=j以外所有Aij=0,则设计矩阵为:

[插图]

在上三角形矩阵UT中,所有下三角元素等于0;在下三角矩阵LT中,所有上三角元素等于0,即

[插图]

对于从物理域中DP向量到过程域中PV向量的映射过程的设计方程可写成:

[插图]

式中,B是表征过程设计特征的设计矩阵,与A形式相似。

判别设计是否满足独立公理的方法:设计矩阵必须是对角线矩阵或者为三角矩阵。当设计矩阵是对角线矩阵时,每一个功能需求FR可用一个DP来满足,这种设计称为无耦合设计。当设计矩阵是三角矩阵时,若DPs是由一个适当的序列来确定的,则FRs的独立才能得到保证,这种设计称为解耦设计,而其他任何形式的设计矩阵称为满矩阵。因此,当有若干FRs必须被满足时,必须求得产生一个对角线的设计矩阵,或产生一个三角形的设计矩阵。

易拉罐过程域中的PV向量(目标树中的目标元), PVs参数为手段功能,易拉罐的主要PVs参数有:圆柱部分内圆半径R,壁厚b,圆柱部分高度h,圆柱面积S3,底部凹部曲率半径ρ及深度g,易拉罐内部总高H,罐的容积V,罐的顶盖厚度lb,顶盖内圆半径r,顶盖直径d,顶盖面积S1。易拉罐圆台部分的参数主要有:圆台部分母线长l,圆台母线与圆柱母线的夹角的正切k,圆台部分面积S2,圆台母线与圆柱母线的夹角θ。另外,还有易开片的结构尺寸等。构成易拉罐的三个物理构件:罐身、罐盖及易开片的结构尺寸参数映射出罐的全部功能。

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