[发明专利]基于分形几何的可持续包装设计的方法和包装材料在审

专利信息
申请号: 201811636529.7 申请日: 2018-12-29
公开(公告)号: CN109677778A 公开(公告)日: 2019-04-26
发明(设计)人: 姚惠;陈璐;任钟鸣 申请(专利权)人: 上海工程技术大学
主分类号: B65D65/38 分类号: B65D65/38;B65D65/42
代理公司: 上海唯智赢专利代理事务所(普通合伙) 31293 代理人: 刘朵朵
地址: 201620 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 包装设计 分形 立体包装 模块化 计算机设计 模块化特性 包装产品 包装要求 产品包装 产品要求 几何计算 实时设计 实时生产 使用寿命 数理模型 形状要求 循环利用 一体成型 输出 拆解 迭代 二维 三维 放大 生产
【说明书】:

发明涉及一种包装设计方法和包装材料,属于包装设计领域。一种基于分形几何的可持续包装设计的方法和包装材料,以需要包装的产品的包装要求选择二维原形进行分形几何计算,迭代形成被包装产品的三维模块化材料,然后按照包装的形状要求,做成符合产品要求的立体包装形式,直接以一体成型实体输出或者采用模块化材料进行组合或拆解输出为立体包装。本发明的方法,可以通过计算机设计,依照产品包装的需求直接进行包装设计和生产,且利用分形几何数理模型的无限放大与自相似的模块化特性,从而在包装设计时就能具备可持续利用的特性,实现包装的实时设计,实时生产且可以持续循环利用,大大延长包装的使用寿命。

技术领域

本发明涉及包装设计,尤其涉及基于分形几何的可持续包装设计的方法和一种包装材料。

背景技术

在1987年世界环境与发展委员会上,布伦特兰将可持续发展定义为:满足当代人的需求,而又不损害后代人满足其需求的能力的发展。这一观点的提出,迅速将设计作为连接科学、社会、经济的重要纽带,提到了一种新的高度,将设计中涉及到产品生命周期、对环境影响、人的需求等元素提前考虑进设计环节中去,从而达到协调整个产品使用循环利用,达到无害排放,能源再生,产品使用生命周期闭环再循环的目标。

在经过大量设计实践与总结,人们将可持续设计具体的方法进行归纳整理,目前诸如浓缩少量设计法则、折叠式设计法则、模块化设计法则及可替换设计法则等都是相对成熟的可持续设计法则。

然而在传统的包装设计中,包装的维度一直被设计师控制在二维(结构)到三维(包装空间)的系统中,大部分包装结构会牺牲空间,利用几何造型来保护产品,将包装的对象装入规整的空间,从而进行运输与销售,在拆除包装后丢弃(压扁二维)或者再利用(循环再利用三维),由于材质与人为的关系,循环利用的生命周期也有一定限度,造成大量能耗过重与环境污染,阻碍了包装生命周期闭环,不符合可持续发展的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供基于分形几何的可持续包装设计的方法和包装材料,针对以上问题,基于有规分形的几何运算法则,通过对可持续包装设计前端的思维调整,为包装设计提供全新的设计思路,设计出符合可持续发展要求的包装及材料。

技术方案

一种基于分形几何的可持续包装设计的方法,其特征在于:以需要包装的产品的包装要求选择二维原形进行分形几何计算,迭代形成被包装产品的三维模块化材料,然后按照包装的形状要求,做成符合产品要求的立体包装形式。

进一步,所述二维原形为根据产品受力规律分布疏密的多孔分形结构。

进一步,所述二维原形采用以六边形为基础的蜂窝结构。

进一步,所述二维原形采用如下步骤进行分形几何计算:

步骤一,建立二维原形图案的单元;

步骤二,根据产品包装要求,以步骤一的单元确定模块化材料的结构;

步骤三,基于二维原形图案的单元的基础进行空间上的衍生增量,按照模块化材料的结构要求进行迭代增加结构复杂度,通过复杂结构网络向多个方向分散受力以此抵抗包装受到的外力;

步骤四,取适当数字控制结构粗细以保留结构的孔隙,形成类海绵多孔生物结构,从而形成三维模块化材料。

进一步,对于二维原形是以六边形为基础的蜂窝结构,根据所述步骤二计算的结构形式,选取一定的尺寸作为模块化材料的第一平面基础;然后在所述第一平面基础上,取适当高度为分形结构复杂化提供空间并建立第二平面基础;再后取适当高度进行空间上的衍生增量进行迭代。

进一步,所述三维模块化材料采用3D打印建立实体。

进一步,依照步骤二至四的方式,以三维模块化材料为单元进行迭代递归,形成立体的包装,并整体成型。

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