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玩具弹射物撞击面测试方法分析
2020-05-07 10:44:20   来源:《中外玩具制造》杂志   作者:phpcms   

 

      近年来,弹射玩具的安全性问题引起业界的广泛关注。为了保证产品质量符合相关标准,本文介绍了3种弹射玩具的弹射物撞击面积测量方法,从检测机构的专业角度分析各个测试方法的优缺点。由于测试方法和国内外标准的技术参数不同,厂商及检测机构对此类产品需加强测试培训,保证检测准确性以满足不同市场需求。

 

      弹射玩具为一种常见的玩具。弹射玩具由于其独特的模拟射击功能,且可以同时锻炼儿童的动手和协调能力,深受儿童喜欢并广泛使用。但近年来,国内外关于弹射玩具不合格的召回案例屡见不鲜。2018年,市场监管总局在监测结果中特别提到,受“吃鸡”游戏(手机射击游戏)风靡的影响,当年的前三季度,玩具枪等弹射类玩具引发的伤害已多达39例。2019年10月,市场监督管理总局发布关于深圳市玩具产品质量监督抽查结果的通报显示,蓄能弹射玩具为主要不合格项目之一。今年2月,欧美玩具召回信息汇总亦包含弹射玩具(飞镖枪),该产品弹射出的高速子弹有可能导致儿童面部及眼睛受伤。


弹射玩具测试方法很重要

      针对由玩具弹射物导致的冲击伤害,玩具标准规定了弹射物单位面积动能限值。我国玩具标准GB6675.2-2014要求弹射玩具(见图1)的弹射物单位接触面积动能不可超过0.16J/cm²,但在测试方法中没有规定如何计算弹射物端部的撞击面积。不同检测机构采用的测试方法各有差异,得出的数值往往相差较大,甚至会影响到单位接触面积动能的判定。此外,国际玩具标准ISO8124-1及欧洲玩具标准EN71-1,已在2018年更新弹射物单位接触面积动能的限值为2500 J/m²(0.25 J/cm²),由于国内外的技术参数不同,更加需要生产商及检测机构加强测试培训,保证检测准确性以满足不同市场需求。
      本文通过介绍三个常用的测试方法并分析各个方法的优缺点,最后以对比表的形式归纳总结。对不同的测试方法进行比较,可为检测机构选用撞击面积的测试方法提供技术参考,从而提高检测准确性。

图1: 常见弹射玩具(蓄能弹射玩具枪及玩具弓箭)


常用的撞击面积测量方法

      参照我国玩具标准GB 6675.2-2014,可采用以下方法测定弹射物的接触面积:在弹射物的撞击面涂上适当的着色剂或墨水(如普鲁士蓝),向(300±5)mm以外的刚性垂直表面发射,然后测量残留印迹的面积。由于标准中没有规定测量印迹的具体方法,可采用下述3种方法进行测量。

 

1.数格法
      大部分检测机构选用标准计算纸(见图2)测量弹射的撞击面积。标准计算纸上的标线构成多个尺寸为(1.0×1.0)mm的标准小方格,每个方格的面积为1.0mm²。把测试纸平坦地铺贴在硬质垂直表面上,按标准要求发射弹射物,测试纸上的残留印迹即为弹射物端部的撞击面积(见图3),测试员根据检测经验及弹射物特性确认印迹具体区域,排除模糊不清的或因油墨飞溅而形成的印迹。
      如图3所示,通过分区细数染色方格数量的方式(见图4),确定完全染色的小方格为235个,计算出印迹的主要面积为235mm²。针对其余非完全染色的小方格,一般采用区域过半原则取舍,即当小方格的染色区域超过一半时算作1.0mm²,如染色区域小于一半则不作计算,估算非完全染色的印迹面积为42mm²,最后相加得出实际的撞击面积约为277mm²。

图2: 标准计算纸

 

图3 弹射物端部的撞击印迹

 

图4:细分5个区域数格

 

图5:裁剪出来的印迹区域

 

2.称重法
      参照欧洲玩具标准EN 71-1:2014+A1(2018),可按以下三个步骤测定弹射物的撞击面积。
      第一步:选取一张密度均匀的测试纸,如标准计算纸(见图2),称量纸张重量,量度长宽尺寸,得到纸张的单位面积质量约为0.09mg/mm²。
      第二步:确认实际撞击印迹,使用剪刀或其他合适的工具,把印迹形状区域裁剪出来(见图5),注意在裁剪过程中不能产生纸屑。
      第三步:称量印迹形状区域的重量(见图6),用重量0.0251g除以纸张的单位面积质量0.09mg/mm²,得到实际的弹射物撞击面积约为278.89mm²。

图6:裁剪图案的质量

 

3.软件法
      部分影像测量仪内置绘图工具AutoCAD(自动计算机辅助设计软件),运用AutoCAD的面域功能可以准确计算绘图形状的实际面积。以图3所示的样品为例,首先使用测量仪操作软件把印迹区域转化为电脑数据,然后输出到内置绘图工具AutoCAD,最后运用面域功能计算出印迹的实际面积,具体操作如下:
      A.把样品放置在影像测量仪的测绘平台(见图7),打开操作软件,选取合适的放大倍数,调焦得到清晰的图像,使用划线工具把印迹的区域标示出来(见图8);
      B.打开内置绘图工具AutoCAD,点击功能图案,把所有图元输出到AutoCAD(见图9);
      C.在AutoCAD操作界面选择“绘图”—“面域”,点击图形后按回车键,即形成一个完整的面域,单击图形查看特性列表(见图10),便可得出印迹区域的实际面积为280.13mm²。

图7:影像测量仪测绘平台

 

图8: 画图标示印迹区域

 

图9: 输出图元

 

图10:通过面域功能计算实际面积
 

撞击面积测量方法比较

      数格法主要通过目测计数的方式测出面积,由于该方法简单便捷,可操作性强,通常会被大多数的检测机构优先选用。但该方法的缺点也比较明显,由于只能估算非完全染色区域的面积,所以得出的最终面积值与实际面积值之间的误差相对较大,当弹射物的单位面积动能与标准限值十分接近时,难以作出准确判定。
      称重法有别于传统的测绘方法,主要使用称重换算的手法巧妙地得出印迹的实际面积,其误差主要来源于操作者的裁剪过程,对测试人员的耐性及手部协调性要求较高。如印迹形状参差不齐,非规则时,在裁剪过程中有可能破坏图形的实际边缘,导致无法得到完整的图案,从而影响实际的换算面积。
      从测试方法的介绍中可以了解到,借助影像测量设备,我们可以很方便地得出印迹面积。在测试过程中,由于图像得到对焦放大,加上软件的绘图工具辅助,与称重法的裁剪方式相比,测试员能够较为准确地画出印迹图案。且在计算过程中,需要使用内置绘图工具AutoCAD的面积计算功能,避免了出现数格法的估算误差。因软件法的关键点是面积计算,我们必须确认测量设备的状态是否正常,建议可以通过对多件不同形状标准件的面积进行校准来验证面域计算的有效性。因此,在保证测绘仪器符合相关校准要求的前提下,运用软件法测得的印迹面积是一个与真值最为接近的数据。


结语

      本文根据玩具标准的要求,研究了3种撞击面积测量方法,在理论和实践上都证明3种方法的可行性。同时对其进行比较,得出使用软件法能够准确地测量撞击面积,且可操作性强,方法较优。在保证仪器符合校准要求的前提下,建议使用软件法测量撞击面积。
      我国是玩具制造大国,也是消费大国,为了适应国内外市场的需求,提高检测技术、完善检测标准已势在必行。随着对玩具标准的深入研究,检测机构将不断创新检测手段,努力提高检测的准确度和效率,为玩具的质量安全保驾护航。

 

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