Un cartone di spedizione può staccare dal tavolo vibrante apparendo perfettamente normale.
Aprilo e la storia potrebbe essere diversa.
La schiuma si è spostata. Un cavo si è sfregato contro la carcassa. Il prodotto si è spostato verso una parete del cartone. Un accessorio che aveva avviato il test nel proprio compartimento non c'è più.
Non è successo nulla di drammatico in un singolo momento. Il danno si è sviluppato a causa di vibrazioni ripetute.
Questo è il problema
ISO 13355:2016 specifica un test di vibrazione verticale casuale per pacchetti di trasporto completi e pieni e carichi unitari. Il metodo può essere utilizzato per valutare la resistenza del pacchetto, la protezione che offre al suo contenuto, o entrambi. Può essere utilizzato come test di vibrazione autonomo o come parte di una sequenza di test di distribuzione più ampia.
Per un laboratorio di test, però, conoscere il numero standard è solo l'inizio.
Quale profilo di vibrazione casuale è richiesto? Quanto è grande e pesante il pacco riempito? Come verrà trattenuto? Il sistema di vibrazione può riprodurre il PSD richiesto dopo l'aggiunta del pacchetto, dell'hardware di contenimento e dei componenti mobili?
Queste domande determinano se hai un sistema di test funzionante.
Cosa testa effettivamente ISO 13355
Il titolo dello standard merita una lettura attenta:
ISO 13355:2016 — Confezionamento — Pacchetti di trasporto completi e pieni e carichi unitari — Test di vibrazione verticale casuale.
Tre parti contano immediatamente:
Completato e riempito. Casuale. Verticale.
Il campione di prova non è semplicemente un cartone vuoto. E non è nemmeno il prodotto rimosso dalla confezione. Il metodo è costruito attorno al pacchetto di trasporto completo e pieno o al carico unitario esposto all'eccitazione casuale verticale.
Consideriamo un controller industriale da 12 kg.
Viene spedito in un cartone ondulato tra due tappi terminali in schiuma stampata. Un kit cavi è posizionato accanto al controller in un compartimento interno, e il cartone è chiuso con nastro adesivo.
Sulla tabella delle vibrazioni, questi non sono quattro oggetti indipendenti.
Sono un unico sistema dinamico.
Il controller può muoversi rispetto alla schiuma. La schiuma può comprimersi o migrare rispetto al cartone. Il cartone stesso può fletgersi. Gli accessori possono spostarsi e iniziare a toccare superfici che non avevano mai toccato all'inizio del test.
Questa interazione è esattamente il motivo per cui i test di vibrazione dell'imballaggio devono considerare l'intera configurazione di trasporto.
Rimuovendo la confezione, hai cambiato il test—non semplificato.
10–200 Hz non è una specifica completa di vibrazione casuale
Qui spesso vengono fraintesi i test di vibrazione casuale del packaging.
Un cliente ti dice:
"Abbiamo bisogno di vibrazioni casuali da 10 a 200 Hz."
Informazioni utili—ma non sufficienti per configurare il test.
La vibrazione casuale non è definita solo dalla gamma di frequenze.
Gli ambienti di trasporto reali contengono energia di vibrazione distribuita su una gamma di frequenze. In laboratorio, lo spettro di vibrazione casuale richiesto descrive quella distribuzione.
ISO 13355 stessa si riferisce alla IEC 60068-2-64 per la discussione della teoria delle vibrazioni casuali.
PSD ti indica dove si trova l'energia
Densità Spettrale di Potenza (PSD) descrive come l'energia delle vibrazioni casuali viene distribuita con la frequenza.
Questo è importante perché un sistema di confezionamento non risponde in modo uniforme a tutte le frequenze.
La struttura del cartone può rispondere fortemente in una regione. Il sistema di ammortizzazione potrebbe rispondere in un altro. Il prodotto confezionato può avere caratteristiche dinamiche proprie.
Cambia dove si concentra l'energia di vibrazione e puoi modificare la risposta del pacchetto.
grms ti dice qualcosa di diverso
Complessivo Grms fornisce una misura del livello complessivo di vibrazione casuale.
Non sostituisce il PSD.
Immagina due profili di vibrazione con lo stesso GRMS complessivo.
Profile A concentra più energia in una parte dell'intervallo di frequenza. Il Profilo B lo distribuisce in modo diverso.
Il livello complessivo può essere lo stesso, ma l'eccitazione no.
Quella differenza può essere rilevante quando il pacchetto presenta un comportamento sensibile alla frequenza.
Quindi quando un cliente fornisce solo:
"0.6 Grms"
mancano ancora informazioni.
Per una specifica di test utile, è necessario comprendere la combinazione di:
Profilo PSD, intervallo di frequenza, Grms complessivo e durata del test.
Lo stesso Grms non significa automaticamente lo stesso test di vibrazione casuale.
Una sequenza pratica di test ISO 13355
Il profilo di vibrazione esatto, il condizionamento e i criteri di accettazione devono provenire dallo standard applicabile, dalla specifica del cliente e dal programma di test.
Dal punto di vista del laboratorio, il flusso di lavoro può essere suddiviso in sette fasi pratiche.
1. Definire il requisito di vibrazione
Inizia con il requisito di test—non dallo shaker.
Confermare il profilo di vibrazione casuale richiesto, incluso il rilevante:
PSD, intervallo di frequenza, Grms complessivo e durata.
Se il requisito proviene da una specifica cliente o da un programma di test di distribuzione più ampio, mantieni quel contesto con il test.
Non selezionare un profilo solo perché è già memorizzato nel controller di vibrazione.
2. Prepara il pacchetto completo
Costruisci il campione nella configurazione rilevante per la distribuzione.
Per una spedizione di elettronica, ciò potrebbe significare:
prodotto + borsa protettiva + inserti in schiuma + accessori + confezione interna + cartone esterno.
Per componenti automobilistici, può trattarsi di un cartone contenente diverse parti singolarmente proteggite.
Per una batteria o un prodotto industriale, il campione può essere notevolmente più pesante o far parte di un carico unitario.
Documenta la configurazione prima del test.
3. Condizione e documentazione del campione
I materiali di imballaggio possono rispondere alle condizioni ambientali.
Il cartone ondulato è un esempio ovvio: il suo comportamento meccanico può essere influenzato da umidità e umidità.
Applica il condizionamento richiesto dove applicabile, poi documenta le dimensioni del package e la massa riempita.
Per carichi grandi o asimmetrici, la distribuzione del carico e il centro di gravità possono essere considerati nella pianificazione dell'installazione.
4. Posizionare e Vincere il Pacchetto
Posiziona il campione nell'orientamento richiesto sulla tabella di vibrazione.
Poi pensa bene alla contenzione.
La costrenza ha un compito: mantenere la condizione di prova prevista e prevenire movimenti pericolosi o non intenzionali.
Il suo compito non è trasformare un pacco di trasporto in un campione di prova strutturale rigidamente bloccato.
Troppo poca contenzione può permettere movimenti incontrollati.
Troppa moderazione può modificare la risposta del pacchetto che intendevi valutare.
Restringi il pacchetto. Non ridisegnare il test.
Questo diventa particolarmente importante con cartoni grandi e carichi unitari.
Una cinghia tirata con forza su un cartone può introdurre una compressione che non era presente nella condizione di distribuzione prevista. Un fascicolo rigido può limitare il movimento che il pacchetto altrimenti sperimenterebbe.
La disposizione di contenzione dovrebbe quindi supportare la condizione di prova richiesta piuttosto che rendere semplicemente il campione comodo da montare.
5. Installa e verifica la misurazione di controllo
La vibrazione casuale richiede eccitazione controllata.
L'accelerometro di controllo, il suo montaggio e il controller di vibrazione fanno quindi parte della catena di misura—non accessori che possono essere ignorati una volta che lo shaker è in funzione.
Un sensore allentato, una superficie di montaggio scadente o una posizione di controllo inadeguata possono compromettere il test.
Il sistema necessita di un feedback affidabile affinché il controller possa mantenere l'input di vibrazione casuale richiesto.
6. Esegui il Profilo di Vibrazione Casuale
Esegui l'esposizione verticale casuale a vibrazione specificata.
Durante il test, guarda più del timer.
Cerca movimenti anomali del pacchetto, problemi di contenzione, rumori inaspettati, perdita di controllo o altri comportamenti che potrebbero influire sulla validità del test.
Se la configurazione del test cambia significativamente durante l'esecuzione, documentalo.
7. Ispezionare il pacchetto e il suo contenuto
Una volta che la vibrazione cessa, non prendere la decisione di pass/fail dall'altra parte della stanza.
Ispeziona sistematicamente il pacchetto.
Inizia dal cartone o contenitore esterno, poi procedi verso l'interno attraverso le chiusure, l'ammortizzazione e il packaging interno.
Infine, ispeziona il prodotto stesso.
Per prodotti funzionali, l'ispezione visiva potrebbe non essere sufficiente.
La confezione sembra a posto. Il pacco è passato?
Non necessariamente.
ISO 13355 può essere utilizzato per indagare sia la resistenza del pacchetto sia la protezione che offre al suo contenuto.
Questo significa che l'ispezione post-test deve andare oltre il cartone strappato.
Un pacchetto può mostrare pochissimi danni esterni mentre qualcosa di importante è cambiato all'interno.
La schiuma potrebbe essersi spostata.
Un supporto stampato potrebbe essersi crepato.
Il prodotto potrebbe essersi spostato abbastanza da toccare la parete del cartone.
Un cavo potrebbe aver sfregato ripetutamente contro una custodia.
Un connettore o un fissaggio potrebbe essersi allentato.
Uno strumento medico, un dispositivo elettronico o un controller industriale può ancora apparire normale ma richiedere un controllo funzionale prima che la sua condizione possa essere confermata.
I criteri di accettazione dipendono dal prodotto e dal programma di test, ma il principio è semplice:
Nessun danno visibile al cartone non significa automaticamente PASS.
Questo è particolarmente rilevante per spedizioni di alto valore o funzionalmente critiche come server, elettronica automobilistica, sistemi di batterie, apparecchiature mediche, elettrodomestici e controlli industriali.
I prodotti sono diversi. La domanda ingegneristica è la stessa:
La confezione ha continuato a proteggere ciò che c'era all'interno?
Una valutazione del carico utile di 100 kg non significa che ogni test casuale da 100 kg funzionerà
Questa è una delle distinzioni più importanti nella scelta delle apparecchiature di test delle vibrazioni del packaging.
Inserisci un pacchetto da 100 kg su una tabella di vibrazione stazionaria.
Non succede nulla.
La tabella può contenerlo.
Ora chiedi allo stesso sistema di riprodurre un PSD specificato su un intervallo di frequenza definito mentre quel pacchetto si muove.
Quella è un'altra domanda.
Payload è solo il primo controllo
Lo shaker deve accelerare il sistema in movimento.
Questo sistema può includere:
Pacchetto riempito
Contenzione / fissazione
Armature
Espansore di tabella o head expander
Altro hardware mobile
La massa del pacchetto quindi non è l'unica massa che conta.
E la massa non è l'unico parametro di prestazione.
La capacità di vibrazione casuale dipende anche dallo spettro richiesto e dai limiti operativi dell'intero sistema shaker.
A seconda del test, il controllo ingegneristico può includere:
Ecco perché un'affermazione come:
"Il pacco pesa 80 kg e la macchina ne supporta 100 kg."
non completa la selezione dell'attrezzatura.
La domanda migliore è:
Il sistema carico completo può riprodurre il PSD richiesto entro i suoi limiti di forza, velocità e spostamento?
Questa è la capacità che conta.
La vibrazione casuale non è la stessa cosa del moto simulato del trasporto
La parola
Una macchina può essere progettata per test di vibrazione nel trasporto senza necessariamente essere adatta a ogni metodo di vibrazione del trasporto.
ISO distingue tra diversi metodi di vibrazione per pacchetti di trasporto completi e pieni. La ISO 2247 si occupa della vibrazione sinusoidale fissa a bassa frequenza, mentre la ISO 8318 copre la vibrazione sinusoidale a frequenza variabile. ISO 13355 affronta la vibrazione casuale verticale.
Il metodo delle vibrazioni determina l'apparecchiatura.
Per la ISO 13355, il sistema deve generare e controllare l'eccitazione casuale richiesta.
Una configurazione elettrodinamica tipica include:
Per ITM-LAB, questo rende il RS-V Series Electrodynamic Vibration Test System la piattaforma di apparecchiatura rilevante per valutare le applicazioni ISO 13355, piuttosto che selezionare una macchina meccanica per le vibrazioni di trasporto semplicemente perché il suo nome contiene "vibrazione di trasporto".
La piattaforma RS-V supporta test di vibrazione casuale ed è disponibile in configurazioni di più forze. La configurazione specifica deve comunque essere adattata al package reale, alla disposizione del tavolo e al profilo di vibrazione richiesto.
Scelta di una configurazione RS-V per ISO 13355
Inizia con il campione.
Non il catalogo shaker.
Dimensioni del pacchetto
Prima determina quanta area di tabella utilizzabile è richiesta.
Un cartone da 400 × 300 mm e un grande pacchetto industriale possono richiedere interfacce di test molto diverse anche quando le loro masse sono simili.
Il pacchetto deve adattarsi alla disposizione di contenzione richiesta.
Per campioni più grandi, un espansore di testa o altra configurazione di tabella può contribuire al sistema in movimento e deve essere considerato nella valutazione delle capacità.
Massa del pacchetto riempito
Usa la massa del campione effettivo di prova.
Se vengono testati contemporaneamente diversi pacchetti, considera il carico di test completo.
Per carichi unitari, la distribuzione di massa può essere importante.
PSD richiesto
Fornire lo spettro di vibrazione casuale reale ogni volta che è possibile.
Questo è molto più utile per l'ingegnere delle apparecchiature rispetto:
"Abbiamo bisogno di una macchina ISO 13355."
Il sistema deve riprodurre un profilo, non riconoscere un numero standard.
Gamma di frequenze e complessivi GRMS
Questi valori aiutano a definire la domanda di vibrazione, ma nessuno dei due dovrebbe essere considerato indipendentemente dal PSD.
Una sola gamma di frequenze è incompleta.
Grms da solo è incompleto.
Insieme al PSD, descrivono molto di più dell'ambiente casuale che il sistema deve riprodurre.
Durata del test
La durata appartiene anche al requisito del test.
La configurazione selezionata deve operare secondo la condizione di prova richiesta per l'esposizione specificata.
Contenimento e Fissazione
Qualsiasi cosa si muova con lo shaker contribuisce alla massa in movimento.
La rigidità e la geometria dei dispositivi possono influire anche sul sistema caricato.
Includili nella valutazione dell'apparecchiatura.
Forza, Velocità e Spostamento
Una volta nota la configurazione mobile e il profilo casuale richiesto, il sistema selezionato può essere verificato rispetto ai suoi limiti dinamici rilevanti.
Qui la selezione delle apparecchiature diventa un compito ingegneristico piuttosto che un confronto del carico utile.
L'ITM-LAB Serie RS-V include configurazioni di vibrazione elettrodinamiche che coprono circa
Per un'applicazione ISO 13355, la configurazione finale RS-V deve essere verificata rispetto al
ISO 13355 Roadmap della selezione del sistema di test di vibrazione casuale
Il modo più affidabile per specificare l'apparecchiatura è lavorare verso l'esterno dal pacchetto.
Quali informazioni dovresti inviare al fornitore dell'attrezzatura?
Non è necessario calcolare personalmente la configurazione dello shaker prima di richiedere un preventivo.
Ma "ISO 13355 vibration tester" non è una raccomandazione affidabile.
Un punto di partenza utile è:
Pacchetto / tipo di prodotto — Cosa state sperendo?
Dimensioni del pacchetto — Lunghezza × larghezza × altezza.
Massa del pacchetto riempito — Include il prodotto e il packaging.
Quantità — Un pacchetto o più simultaneamente?
PSD profile — Inviare lo spettro richiesto o la specifica di test se disponibile.
Intervallo di frequenze — Richiesto frequenze basse e superiori.
Durata del test — Tempo di esposizione richiesto.
Requisito di contenzione / montaggio — Se già definito.
Specifica applicabile — ISO 13355 più qualsiasi requisito cliente o di distribuzione.
Con questi input, il fornitore di apparecchiature può valutare la disposizione del tavolo, il carico in movimento e la capacità degli shaker invece di indovinare solo dal peso del pacchetto.
ISO 13355 FAQ
Che cos'è ISO 13355?
ISO 13355:2016 specifica un metodo per il test di vibrazione casuale verticale di pacchetti di trasporto completi e pieni e carichi unitari. Può essere utilizzato per valutare la resistenza del pacchetto, la protezione del contenuto o entrambi. L'attuale seconda edizione è stata pubblicata nel 2016 e confermata durante la revisione sistematica dell'ISO del 2021.
Cos'è il PSD in un test di vibrazione del packaging?
PSD, oppure Densità Spettrale di Potenza, descrive come l'energia delle vibrazioni casuali viene distribuita tra le frequenze.
Per la definizione del test e la selezione dell'apparecchiatura, il profilo PSD deve essere considerato insieme alla gamma di frequenza, al Grms complessivo e alla durata.
Due profili possono avere lo stesso Grm complessivo senza avere la stessa forma spettrale.
Che tipo di macchina a vibrazione viene utilizzata per ISO 13355?
ISO 13355 utilizza eccitazione casuale verticale, quindi il sistema di prova necessita di capacità di vibrazione casuale controllata.
Un sistema di vibrazione elettrodinamica configurato con il controllore, accelerometro e interfaccia di test appropriati è una soluzione pratica.
Per ITM-LAB, la RS-V Series è la piattaforma rilevante per configurare attorno al profilo di vibrazione casuale richiesto.
Come posso selezionare il vibratore casuale giusto?
Inizia con il pacchetto completo e il profilo di test richiesto.
Definisci le dimensioni del pacchetto e la massa di riempimento del pacchetto, PSD, intervallo di frequenza, Grms complessivo, durata, requisiti della tabella e configurazione della costrizione.
Poi verifica l'intero sistema caricato rispetto alla forza, velocità e capacità di spostamento richieste.
Non selezionare un shaker solo dalla capacità di payload.
Da un Numero Standard a un Sistema di Test Operativo
ISO 13355 definisce un metodo di vibrazione verticale casuale per i pacchi di trasporto.
Non rende tutti i pacchetti uguali.
Un cartone elettronico leggero e un carico di un'unità industriale pesante possono entrambi richiedere test di vibrazione di trasporto, ma porre richieste molto diverse all'apparecchiatura.
La sequenza pratica di selezione è:
Pacchetto completo → dimensioni + massa → PSD → Gamma di frequenze → grms + durata → tabella + contenimento → massa totale in movimento → forza / velocità / spostamento → capacità casuale caricata → configurazione del vibratore
Seguire quella sequenza si evita uno degli errori più comuni nella selezione dell'apparecchiatura: scegliere un sistema di vibrazione perché il suo carico utile appare sufficientemente grande.
Il sistema giusto è quello che può riprodurre il profilo di vibrazione casuale richiesto con la configurazione effettiva del test installata.
Serve configurare un sistema di test di vibrazione casuale ISO 13355?
Non sei sicuro di quale configurazione di shaker si adatti al tuo pacchetto?
Inizia con il dimensioni del pacchetto e massa riempita, poi invia a ITM-LAB il PSD richiesto, l'intervallo di frequenza, il Grms complessivo e la durata del test.
Il nostro team di ingegneria può valutare i requisiti di carico in movimento, tavoli e di contenitori, il controller di vibrazione e la capacità del sistema caricato prima di raccomandare una configurazione appropriata RS-V Series.
