16 車輛研測資訊 107期 2015-08

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一、前 言

一般而言產品在生產完成後，必須經過運輸過

程才能到使用者身上，可能經由推高機、車輛、火

車、飛機及輸送帶等方式運送(如圖1)，因此產品在

運輸過程中有機會遭遇到比使用環境更惡劣之環境

應力，如途中顛簸造成之落下、振動產生之衝擊或

環境氣候因素的變化等，當產品無法抵抗運輸過程

的環境應力時，產品極容易受到破壞，因此對於產

品的包裝方式、運輸載體及緩衝材料的選擇也愈顯

重要。

包材主要區分為兩大專業領域：一是產品包材

設計，坊間有專門的包材設計公司，可以依客戶需

求(重量、外觀、再生利用..等)來進行客製化設計，

而在較具規模的企業內，則會有專責人員來負責對

應這項工作；另一則是包材運輸測試，確保在運輸

過程包材對產品的保護能力。近年國內產品往高價

產品推升，對此需求的詢問度不斷增加。為協助產

業，車輛中心 (ARTC) 透過既有的車輛測試能量與

技術，擴大應用到包材運輸測試服務，並建立了包

材運輸技術來針對運輸包裝產品，進行開發端及驗

證失效後之問題診斷分析，協助客戶改善運輸產品

的破壞情形，以及減少產品因為運輸過程所產生的

損失。

二、包材運輸測試

包材運輸測試是模擬包裝產品在實際運輸過程

中可能遭受落下、振動、撞擊和其他環境氣候因素

等對產品造成的破壞而進行的，用於驗證包裝設計

能否保護產品在實際運輸過程中免於遭受破壞，產

品經包材運輸測試後，其主要功能必須完全正常才

符合測試要求。當運輸環境條件不同時，產品所遭

遇到的破壞種類及程度就有所不同，在許多運輸經

驗及文獻中，認為導致產品破壞的主因是落下與振

動，少部份為撞擊及環境氣候因素造成的，因此落

下試驗往往是最先被施測的試驗項目，以下依序為

您介紹ARTC的包材運輸測試能量。

(一) 落下試驗

落下試驗主要目的為模擬包裝產品在搬運過程

中掉落地面之情形，用來測試包裝產品是否可承受

搬運不當所造成的破壞。執行落下試驗依據不同產

品之功能特性、外觀材質與測試規範，定義不同之

包材運輸測試及分析 的最佳解決方案

車輛研究測試中心 謝宏周

▲ 圖1、包材運輸類型

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ARTC

嚴選推薦

落下高度，與落下至地面(一般採用水泥地或鋼板

為多)後之損傷程度(例如表面可以刮傷，但不能有

零件異位或脫落等破壞結構之現象)。

包裝產品進行落下試驗，主要有兩種方式：一

是模擬載具(堆高機)搬運，當載具要提起/放下產品

時，所發生的水平及角(會依序做旋轉執行4個邊)落

下; 另一是模擬人員搬運時，產品不慎掉落地面之落

下，此流程有一定的順

序，測試前會先定義產

品的面、稜及角，以方

便進行落下試驗，在測

試過程中會在產品上加

裝加速規以監測產品落下

試驗中的受力情形。

ARTC實驗室落下試

驗能量：載具搬運是使

用吊掛的方式(圖2)，試

驗高度可依客戶提出的

需求進行調整，載重可

執行到 200 kg ; 另在人

員搬運上，是使用落下

試驗機台(圖3)，試驗高

度為 30~210 cm，載重可

執行到 60 kg。

(二) 振動試驗

振動試驗主要目的為模擬包裝產品在運輸過

程中，因各種運輸工具所產生之振動現象，且包裝

物、棧板或緩衝材料也可能因振動而發生對產品造

成的破壞現象。測試方法使用振動測試機台，可依

客戶提出之振動頻譜、次數、掃描時間、加速度值

及軸向等進行配置，在測試過程中會在產品上加裝

加速規以監測產品執行振動試驗的受力情形。

A RT C實驗室振動試驗 (圖4)：載重可達到

500 kg，測試空間為 2.2 m (寬)× 1.5 m (高) × 2.2

m (深)，振動方式包含垂直及水平 (正弦/ 隨機/

衝擊 ) ，軸向包含 X / Y /

Z ，且執行振動時可搭

配溫溼度櫃進行複合測

試 ， 其 中 溫 度 範 圍 為

-70℃~180℃，溼度範圍為

20%RH~98%RH。

(三) 水平撞擊試驗

水平撞擊試驗主要目的為模擬包裝產品在低速

運輸過程中因撞擊所遭受之破壞而進行的。運輸過

程因成本考量，一般以大型貨物為主，而大型貨物

則以受到水平方向之撞擊較多，為了解此外力所造

成的破壞以及包材產品的保護力，可利用低速曳引

系統來進行測試。

測試方式係將包裝產品(含棧板)放置於低速曳

引平台上，並依客戶所提出速度值及撞擊面(需進

行前/後/左/右，共4面)等條件去撞擊牆面，在測試

過程中會在產品上加裝

加速規以監測產品之受

力情形。

ARTC實驗室水平撞

擊試驗能量(圖5)：載重

▲ 圖2、模擬載具搬運之

落下試驗

▲ 圖4、振動試驗

▲ 圖3、模擬人員搬運之

落下試驗

▲ 圖5、水平撞擊試驗

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可達到 1,500 kg ，軌道長度為17 m ，最高速度可

達10 KPH，障礙牆面為 1.25 m (長) × 2.5 m (寬) ×

1.25m (高)且可搭配高速攝影機進行觀測撞擊瞬間

的變化情形。

(四) 溫、溼度試驗:

溫、溼度試驗主要目的為模擬包裝產品在運輸

過程中因溫、溼度因素對包裝產品造成的破壞，其

中以溫度因素為最常見的環境因子，包含高溫、低

溫及劇烈溫度變化。為了解環境溫度所造成的破壞

以及對包裝產品的保護力，可利用落地型溫溼度櫃

來進行測試，測試前依客戶提出之溫溼度值及cycle

數等進行設定且將包裝產品放置於內，檢視測試後

產品之主要功能是否完全正常。

ARTC實驗室溫、溼度試驗能量(圖6)：測試

空間為 1.8 m (寬)

× 1.8 m (高) × 1.6

m (深)，載重可達

到500 k g ，溫度

範圍為 -60℃~150

℃ ， 濕 度 範 圍 為

20%RH~98%RH。

(五) 高空低壓試驗

高空低壓試驗主要目的為模擬包裝產品在運

輸過程中，因壓力因素對包裝產品造成的破壞而進

行的。其中以低壓因素為最常見的環境因子，例如

運輸過程透過航空(飛機)方式，隨著飛航高度的變

化，壓力持續做變化，且壓力變化也常伴隨著溫度

變化，為了解此壓力因素所造成的破壞以及對包裝

產品的保護力，可利用高空低壓櫃來進行測試，測

試前依客戶提出之壓力範圍及升降溫速度等進行設

定且將包裝產品放置於內，檢視測試後產品之主要

功能是否完全正常。

A RT C實驗室高空低壓

試驗能量(圖7)：壓力範圍為

100 mbar~1 bar，測試空間

為 0.75 m (寬) × 0.75 m (高)

× 0.75 m (深)，溫度範圍為

-40℃~100 ℃，溼度範圍為

20%RH~90%RH。

三、包材運輸分析技術

參照過往包材運輸測試服務經驗，客戶常因不

清楚運輸包裝產品的保護力，就先進行包材運輸測

試，在測試過程中常造成包裝產品的破壞，為此客

戶需經過多次修改及測試以解決產品破壞的問題，

因而大幅增加了時間與金錢成本。為此ARTC建立

了一套包材運輸分析技術服務流程(如圖8)，協助客

戶於開發端及驗證失效後之解決方案，包材運輸分

析技術可評估運輸載體(紙箱、晶舟盒..等)之實際運

輸環境，並使用運輸環境分析量測及模擬手法，提

供產品異常之分析建議，說明如下：

1. 運輸環境評估：首先評估包裝產品在實際運輸

過程(車輛、堆高機…等)中，有可能遭受落下、

振動、撞擊或其他環境氣候因素對產品造成的

破壞因子。

2. 運輸環境分析量測：利用分析量測設備(多通道

▲ 圖6、溫、溼度試驗

▲ 圖7、高空低壓試驗

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ARTC

嚴選推薦

即時振動量測系統)並搭配加速規進行分析量

測，以瞭解運輸環境條件。

3. 運輸環境模擬：將實際運輸之環境分析量測

資料，以ARTC試車場各種路況(段差路、突

起路..等)及實驗室設備(振動機、低速曳引系

統..等)進行重現。

4. 產品異常之分析建議：藉由重現運輸環境，有

利於在實驗室設備平台上調整測試條件並建立

大量資料庫，透過對量測資料之分析診斷，提

供客戶運輸產品受破壞之對策。舉例來說，當

包裝產品透過車輛運輸時，會因為路面不平而

造成振動，為降低振動的影響，可以從懸吊系

統、貨架及包材本身進行減振措施，而且還可

以在產品附近，再加入如紙板、保麗龍及泡棉

等吸振材料。

四、結 論

產品在送交客戶的過程中，都有可能因運送產

生損失，小則造成不良品，大則讓商譽受損，近年

因台灣產業走向高附加價值的商品，這個問題立即

被突顯出來，也在流通運輸業或製造廠引發積極討

論。有鑑於此，ARTC以多年在車輛相關測試與技

術領域專研的實際經驗，建立落下、振動、撞擊及

其它運輸環境因素等包材運輸測試能量，並針對運

輸包裝產品於開發端及驗證失效後之問題，同時建

立了包材運輸技術協助廠商做診斷分析，期望透過

這些服務，提高運輸相關業者之競爭力。

▲ 圖8、包材運輸分析技術服務流程