蜂窩紙箱的設計主要包括結構設計、造型設計和裝潢設計。結構設計包括與包裝強度和保護特性等有關的因素,如選擇有利于提高強度的箱型、組合件和組合結構、封口和連接形式、附件、襯墊等。造型設計涉及紙箱的實用功能和符合美學原則的三維立體設計,如使用方便性和儲存搬運效率,它包括箱型選擇、商品排列、模壓形式、封箱與開啟。裝潢設計主要涉及紙箱外觀特性、運輸包裝標志、印刷適性等。包裝容器在商品從生產廠家到消費者的物流過程中對產品的安全保護、方便儲運起著決定性作用,其中選擇一個包括包裝材料、運輸、倉儲成本的包裝總成本最小的設計方案是非常重要的。

 蜂窩紙板是制作蜂窩紙箱的基本材料,它以仿造蜂巢結構的紙蜂窩為基體,在其兩面分別粘接箱板紙或單瓦楞紙板而成。選擇蜂窩紙板的依據是產品價值、流通范圍、內裝物質量和外廓尺寸等。設計選材時應參考有關蜂窩紙板國家標準。

 容積相同的紙箱,采用長:寬:高=2:1:2時最省料,為1:1:1時最費料,因此,盡量避免采用正方形的箱。從造型的角度看,紙箱的長、高比取1.618會使紙箱顯得美觀。蜂窩紙箱的規格系列化、標準化具有重要意義。我國關于運輸包裝規格尺寸標準是GB4892。

對于尺寸和重量都較小的產品,為了便于裝卸和儲運,必須一箱多件,因而必須優化產品的數量。影響裝入數量的因素: a.紙箱強度。不得超過紙箱強度允許的范圍。 b.裝卸效率。采用人力裝卸時質量以20kg、內裝物長度以小于70cm、寬度小于40cm。這樣有利于操作。 c.裝載率。為了降低運費和提高運輸能力,要求貨物達到規定的裝載率。因此,在確定裝入箱內的產品數量時,最好使貨物尺寸滿足車輛和集裝器具對裝載率的要求:

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

式中:Y為車箱內尺寸,X為貨物尺寸,δ為合理空隙。n為整數,貨物應能盡量裝滿車廂。

由于蜂窩紙板不同于瓦楞紙板,因而蜂窩紙箱的結構與瓦楞紙箱有著較大的不同。瓦楞紙箱是以箱坯為基礎,且箱坯與箱形結構均已標準化。而峰窩紙箱由于紙板自身的特點(剛度大、較厚),加工較為困難,因而暫無定型的箱坯與箱形結構,紙箱各棱邊、下底邊均需膠接或采用護角膠接,箱壁與箱蓋一般用膠帶貼接。

有試驗[1]表明,B型箱所示膠接結構蜂窩紙板箱較A型結構強度高,并且隨著紙板厚度的增加強度也增加,破壞也不嚴重。兩種結構的紙箱抗壓強度不同的原因:對于B型結構紙箱來說,角棱的粘合形式是通過兩層面紙折疊并涂膠而成;A型結構是兩塊蜂窩板搭接而成,粘接面小于前者。由于膠的作用,粘接處材料剛度增加,是紙的接觸表面結合力的增加及連接相鄰表面的膠膜剛化的結果。據此分析,C型膠接結構的紙箱應有較A型和B型更好的強度和剛度。

設計有蜂窩墊塊以及護角或護帶的蜂窩紙箱結構,箱璧與箱蓋之間用膠帶貼結。

4 蜂窩紙箱的抗壓強度

蜂窩紙箱能夠承受的最大壓力稱為它的抗壓強度。蜂窩紙箱的抗壓強度必須大于堆碼載荷,而且要有一定的安全系數,此即蜂窩紙箱的堆碼強度條件