第一類為在卷封工序前對(duì)罐身進(jìn)行機(jī)械擴(kuò)模漲形。這種漲形通過(guò)凸輪驅(qū)動(dòng)擴(kuò)模模芯進(jìn)行快速機(jī)械成型。其特點(diǎn)是快速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)外模，成型后由于擴(kuò)模模芯的等分間隙會(huì)在罐壁留下等分的擴(kuò)痕。采用這種成型技術(shù)的廠家有瑞典的BERTIL OHLSSON AB公司、瑞士的Oberburg Engineering AG公司、德國(guó)的Blema公司和臺(tái)灣的新益公司等，這種技術(shù)已經(jīng)有幾十年的歷史，技術(shù)已十分成熟，并在飲料罐食品罐上實(shí)現(xiàn)高速流水線生產(chǎn)，在氣霧罐上也有少量應(yīng)用。
第二類成型技術(shù)為在卷封工序前對(duì)罐身進(jìn)行囊式液壓擴(kuò)模漲形。由日本的Toyo Seikan公司于1996年率先在馬口鐵空氣清新劑罐上推出。Toyo Seikan公司采用的成型原理是流體力學(xué)中的帕斯卡定律(Pascal Law)，因此將這種罐命名為“帕斯卡罐(PASCAL CAN)”。同期，國(guó)內(nèi)的江陰伙伴公司也采用了同樣的技術(shù)開(kāi)發(fā)出國(guó)產(chǎn)設(shè)備。這種技術(shù)的關(guān)鍵是將機(jī)械擴(kuò)模模芯采用一個(gè)液壓囊替代，并在罐身外部輔助以成型外模。其特點(diǎn)是消除了機(jī)械漲形所產(chǎn)生的擴(kuò)痕，使罐壁保持光滑柔順；但成型囊的設(shè)計(jì)和材料選擇是一個(gè)難點(diǎn)，罐內(nèi)壁因?yàn)榕c材料接觸而可能導(dǎo)致受損，生產(chǎn)速度較難提高，產(chǎn)品質(zhì)量也較難控制，另外產(chǎn)品造型也存在一定的局限。在日本，這種成型方式已投入到商業(yè)化生產(chǎn)。
第三類成型技術(shù)為在卷封工序后對(duì)罐身直接沖注高壓水而成型。此技術(shù)由US CAN Europe公司首先于2002年在空氣清新劑罐上推出，并一舉開(kāi)拓了歐洲市場(chǎng)，成為US CAN Europe公司的一個(gè)新的賣點(diǎn)。2003年德國(guó)杜塞爾多夫國(guó)際金屬包裝展覽會(huì)上US CAN Europe展示的各款造型新穎、色彩艷麗的異形氣霧罐（圖5）使這一技術(shù)獲得了廣泛的關(guān)注。這種技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于高壓源的設(shè)計(jì)和成型過(guò)程中的密封處理。其優(yōu)點(diǎn)是避開(kāi)了內(nèi)模的復(fù)雜設(shè)計(jì)，使成型更容易；缺點(diǎn)是水與罐體內(nèi)壁接觸，給罐體的后處理帶來(lái)麻煩，如處理不當(dāng)，將給罐體的防銹帶來(lái)隱患。但總體看來(lái)，這種成型方式還是非常具有優(yōu)勢(shì)的。據(jù)調(diào)查，目前在國(guó)內(nèi)尚無(wú)廠家采用此種成型技術(shù)。
第四類成型方式為最近由美國(guó)Crown Cork & Seal公司推出，它是在第三類方式的基礎(chǔ)上將水壓式直接改為氣壓式漲形而成，完全克服了水壓的缺點(diǎn)而保留了其優(yōu)點(diǎn)，并且使成型樣式更多變，效果更好，生產(chǎn)速度可以更快。其技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)是氣壓的密封和安全。這項(xiàng)技術(shù)是目前所知道的最先進(jìn)的技術(shù)，并且由Crown Cork & Seal公司獨(dú)家擁有。該公司在2003年9月法國(guó)氣霧劑展上展出的“人體”仿真造型（圖6）引起了轟動(dòng)。Crown Cork & Seal公司擁有得天獨(dú)厚的氣霧劑終端市場(chǎng)，發(fā)展異形氣霧劑罐的前景十分看好。同時(shí)“人體”仿真造型也是展示其處于新技術(shù)頂端的一個(gè)實(shí)證。
綜上所述，馬口鐵氣霧劑罐的漲形技術(shù)逐步由機(jī)械向氣壓方式發(fā)展，產(chǎn)品的造型也由比較單一向復(fù)雜多變發(fā)展。隨著成型技術(shù)的進(jìn)一步成熟，產(chǎn)品成本會(huì)進(jìn)一步降低，市場(chǎng)前景將更加看好。
目前，筆者所在的杭州中糧美特容器有限公司技術(shù)中心的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)對(duì)US CAN Europe公司和Crown Cork & Seal公司所采用的成型技術(shù)進(jìn)行了深入的分析試驗(yàn)，并已經(jīng)運(yùn)用同類技術(shù)成功地試制出各種造型的樣品，公司自行開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)設(shè)備也將很快投入運(yùn)行。對(duì)于國(guó)內(nèi)也有志于自行研究相關(guān)設(shè)備和技術(shù)的同行，筆者羅列了一些主要的成型問(wèn)題以供參考：
主要研究?jī)?nèi)容
1) 水壓和氣壓的漲形壓力范圍；
2) 產(chǎn)品造型與漲形壓力之間的關(guān)系；
3) 產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)是否因漲形而變化，合理范圍是多少？
4) 現(xiàn)有制罐材料是否適用？
5) 材料漲形過(guò)程與結(jié)果的力學(xué)分析，能否實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)模擬分析？
6) 產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)；
7) 高壓動(dòng)力源設(shè)計(jì)；
8) 漲形模具的設(shè)計(jì)；
9) 密封設(shè)計(jì)；
10) 安全設(shè)計(jì)；
11) 機(jī)構(gòu)動(dòng)作與控制設(shè)計(jì)；
12) 漲形工序的合理安排；
13) 工人作業(yè)設(shè)計(jì)；
技術(shù)關(guān)鍵
1) 通過(guò)漲形試驗(yàn)裝置確定各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)（如漲形壓力、材料變化特性等）；
2) 高壓動(dòng)力源的設(shè)計(jì)是保證設(shè)備和人身安全的關(guān)鍵問(wèn)題；
3) 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)動(dòng)作設(shè)計(jì)是核心設(shè)計(jì)內(nèi)容；
4) 產(chǎn)品與材料的力學(xué)分析是產(chǎn)品安全的理論保證；
歐美和日本的企業(yè)作為引領(lǐng)世界氣霧劑新技術(shù)的代表，無(wú)論在追求更快、更節(jié)能的設(shè)備技術(shù)上，還是在追求更新穎的產(chǎn)品造型上，均給同行或消費(fèi)者留下了深刻的印象。這也正是我們所追求的方向。另外，本文的完成得益于游一中教授所提供的大量資料和幫助，在此謹(jǐn)表示特別感謝。
(作者/張俊華)
<中國(guó)包裝工業(yè)>
共有 網(wǎng)友評(píng)論