近年来，塑料机械制造商不断加快在包装应用领域的技术创新，而我们也确实看到了塑料包装制品的大飞跃，从司空见惯的饮料瓶盖到高大上的名牌化妆品罐，都蕴含着塑料加工技术的大学问。今天我们就来通过这几个案例一起盘点下那些塑料瓶罐生产过程中的先进技术。

        集成式注吹成型工艺

        注吹成型可以通过一步操作实现即用型小容器的经济生产，然而，可以达到的型腔数量迄今为止是有限的。恩格尔和它的系统开发合作伙伴Foboha和Alpla Werke Alwin Lehner一起，成功开发出集成工艺，配合多腔模具的使用，显著降低了周期时间。基于立方体技术，可以在不影响周期时间和精度的情况下，将模腔数量增多，这大大降低了高产量时的单位成本。

        恩格尔在K2016展会上展示新型注吹塑成型工艺在包装行业的应用潜力。恩格尔通过e-motion 740/220 T WP全电动注塑机生产聚丙烯容器，并配备了一个8腔立方体模具。这些聚丙烯容器是Alpla公司为亚洲的一个客户开发的，直到现在，该客户的产品仍采用玻璃容器包装。聚丙烯取代原来的玻璃材料后，可以降低生产成本和包装重量，同时提升消费者使用的安全性。

        为了缩短周期时间，把之前预生产好的瓶胚放到与注塑工位平行的模具对面完成吹塑。同时，集成在生产单元的恩格尔easix六轴机器人从第四个工位取出成品容器，并将它们开口朝上放在传送带上。整个处理过程与注吹成型同时进行，并不会增加周期时间。在第二个工位上，一个绝热盖用来防止预制件冷却，每个容器的注塑量为8克。

        这个集成工艺中，吹塑技术系统的合作伙伴是法国的Bauer Compressors公司。作为集成工艺的组成部分，气体压力可以通过恩格尔注塑机的CC300控制系统控制。

        在技术开发过程中，特别要注意工艺的一致性和准确性。容器主体和螺纹可以达到最小公差，只有当预制件已经表现出非常一致的壁厚，整个工艺才可以生产出可再现的高质量容器。

        恩格尔e-motion注塑机的全电动驱动技术为零缺陷生产作出了巨大贡献。尤其，iQ weight control和iQ clamp control智能辅助系统在应用中非常重要。通过对关键工艺参数的不断分析，即便是环境和原材料的微小变化，注塑机也可以自动监测并在同一次射出中作出补偿。另外，温度控制对质量也有影响。含有4个温度调节电路的6个恩格尔e-flomo歧管单元，各自负责连续检测和流量主控。

        这个集成工艺技术为先进的注吹塑技术开辟了广泛的可能。除了聚丙烯容器，该工艺还适用于婴儿奶瓶或化妆品罐等物品。如果应用于制药行业，整个系统能符合cGMP标准。

        创新的翻盖式瓶盖生产

        当为了达到所要求的销售量，在利用常规技术的条件下需要更多的机器时，旋转模技术就变得尤其有趣。因为，利用四个用于制造的立体面和两个连续放置的分型面，旋转模提供了决定性优势：各个单独的流程步骤，例如，模具填充、冷却或者取件会同时完成。在不改变循环时间的情况下，还可以集成其他流程，例如嵌入、安装或者检测。在相同模具安装面积的情况下，增加双倍的型腔数量。这样，旋转模就会使产量翻倍，也就减少了单位成本。

        在 2016 年 K展上，阿博格使用了一台 Allrounder Cube 2900 ，搭配合作伙伴 Foboha 的一个 32+32 旋转模具，为 Henkel 的 Pril 洗涤剂瓶生产双色的翻盖式瓶盖。整个循环时间是8.5 秒，PP 材质的双组份注塑件的重量是 3.2 克。展出的Allrounder Cube机器是专为高速旋转模具应用设计的，旋转模有四个可用的面，加工预制件和成品以及冷却与脱模可以同时进行。先生产出0.8克重的液滴状上半部分作为第一个组份，在第二个面冷却后，在第三工位注射2.4克重的第二组份，最后在第四个模具面将翻盖脱模，并盖好盖子放置在一个单独的工作站上。加工部件的视觉质量检验由 Intravis 公司的五个高分辨率相机完成。

        阿博格根据立方体模具的技术要求优化了包括伺服电动曲柄杠杆在内的整个锁模单元。由于干循环时间较短，使用全新的立方体模机可以将循环时间再缩短1秒，产量提升10%。哥林柱之间的间距也扩大了，在Allrounder Cube 2900上所设计的间距为820毫米。另一个优势是，锁模单元上明显增大的模具安装尺寸，在较小的机器上最大尺寸为1900毫米，在较大的机器上最大尺寸为2400毫米，这就意味着能安装重达16吨的模具。

        标准的新型立方体模具机拥有四个伺服电动轴：一个轴用于锁模单元，两个轴用于电动进料，最后一个轴用于转动模具。注射单元可以选择液压或电力驱动，顶出抽芯和更多模具功能都是液压驱动。与传统液压式机器相比，这个设计概念使得能源消耗最多减少45%。

        在与 Foboha 的紧密合作中，阿博格在准确匹配的 Allrounder Cube机器的基础上，实现了单组份或多组份生产的完整生产系统。

        另外，赫斯基(Husky)首次在K 2016展展示了两款全集成式瓶盖系统。赫斯基为饮料瓶盖制造新近推出的HyCAP 4系统已取得显着改进，机器、模具和辅助设备集成度更高，从而可提高生产效率、改善能效并增强易用性。该系统以2.4秒的注塑周期现场生产了1.25克的29/25矿泉水瓶盖。

        同时，赫斯基还首次展出了其最新的专业瓶盖制造系统解决方案HyperSync。HyperSync在8.5秒的极短注塑周期内生产了6.1克的洗发水翻盖。全集成式eIMC模内闭合技术在注塑行程期间，提供更精确的控制，允许模具功能的安全叠加，提升产品质量，同时将注塑时间缩短超20%。

        可取代传统金属包装罐的塑料包装罐

        对食品生产企业而言，传统的金属包装罐曾是唯一能够起到隔绝氧气并能满足食品杀菌、防腐等需求的包装材料，而现如今，塑料包装制造商已经能够提供具有和金属包装罐一样性能的塑料包装，用于取代传统的金属包装罐。

        米拉克龙集团推出的多层可回收Klear Can系列塑料包装罐成功通过了美国最为严苛的食品安全检测，这款塑料包装罐能够完美替代金属包装罐在水果、蔬菜、汤汁、肉制品以及其他诸多产品上的应用。最近，米拉克龙集团确认售出首套Klear Can生产系统，并且Klear Can塑料包装罐有望在2017年一季度登录零售店。Klear Can包装罐优势明显，消费者可以在购买时清晰看到食物的质量，整个包装不含BPA，并且可以采用和金属包装罐相同的充填灌装、密封以及杀菌技术，从而最大限度地降低下游生产机械的投资费用。此外，制造商也能在灌装充填环节对Klear Can系列塑料包装罐进行生产和成型，与金属包装罐相比，Klear Can系列塑料包装罐能够有效降低生产成本，更具有竞争优势。此外，企业还能够通过向消费者展示这种Klear Can系列塑料包装罐安全优质的特色，从而赢取更多消费者的青睐。

        在 2016年K展上，米拉克龙在展台上展示了Klear Can系列塑料包装罐的模内贴标，整个生产通过Ferromatik系列机器进行。Ferromatik系列机器是为了应对包装行业对快速循环周期和高注射速度而推出，目前有9种尺寸，锁模力范围在120 - 650吨，预配置有多组分、夹芯和立方体模具生产技术，并且可根据不同需要配置为全电式、液压式和液电复合式。

        最快的模内贴标应用

        过去 20 年，高速 El-Exis 已经发展为塑料包装应用领域最重要的机器。住友德马格经过几代机型的更新，并不断增加其锁模力范围。El-Exis SP 目前的锁模力覆盖了从 1,500到 7,500 KN的范围。目前已经有超过 2000 台El-Exis SP注塑机安装在薄壁塑料包装、螺纹盖和各种密封盖的生产厂房。El-Exis 最近在能源优化方面做了更新，并配有一个符合工业 4.0 标准的 OPC/ UA 通信接口。

        住友德马格在K 2016展示了最快的模内贴标应用，在不到2S的时间内完成了 4 个装饰杯。El-Exis SP 200 高速注塑机在 4 个型腔的模具中生产装饰杯，高速取件机器人从侧面进入分型面，将标签放入定模，然后移走动模上 4 个已经成型好的杯子，这些杯子随后被堆叠起来。这台机器展示了目前模内装饰塑料容器可能达到的最快速度和系统最高生产率。只 需 要 不 到 2S 的 周 期 时 间，El-Exis SP 200 很可能是 K2016 展会上生产装饰容器的最快的机器。

        全新PET瓶底技术

        西得乐推出全新StarLite Nitro非花瓣瓶底，它采用独特造型，可显著提升瓶底稳定性和抗受力。这也意味着新瓶底可提高PET瓶硬度，对注氮导致的内压有更强的抗受力，对环境的适应度更高;同时降低了包装重量和生产能耗。此外，它使包装设计富有特色且更具美感，而且可确保内装产品的安全性。

        西得乐StarLite Nitro瓶底在保证包装强度的同时，可提升包装瓶质量，而且提高了包装瓶在整个供应链的稳定性。这种设计瓶底面积大，稳定性好，加上其他包装瓶结构性设计元素，使得PET成瓶对注氮带来的内部压力有更强的承受能力，而且还提高了输送期间包装瓶的稳定性(具体效果视瓶底壁厚而定)。这对于在高纬度生产，然后在低纬度销售的产品特别有利，而且也适用于极高温度下的应用。新瓶底经由西得乐包装专家开发，并使用各种计算机模拟技术进行测试，而且还经过真实条件下的物理测试，可确保在整个供应链输送中保持最优性能。

        像之前的西得乐StarLite系列产品一样，新的“Nitro”版本通过减少瓶壁厚度，达到极佳的强度-重量比，减少了吹瓶阶段的能耗，减轻了重量，从而降低生产成本。对于那些寻求降低总拥有成本(TCO)，以在竞争激烈的市场中保持领先优势，且仍然实现更好的可持续性的饮料生产商来说，该解决方案能够满足他们的需求。新的西得乐StarLite Nitro瓶底还可确保包装的完整性，并使最终产品的包装能够吸引消费者的眼球。例如，采用StarLite Nitro瓶底的0.5升PET瓶，瓶底重量仅1.8克，却能够经受高达1巴的内部压力(具体压力取决于瓶胚和包装瓶的设计，以及所采用的PET树脂等级)。

        西得乐新推出的StarLite Nitro瓶底提供了灵活而有吸引力的解决方案，可支持使用原有的PET瓶设计和注氮工艺来生产饮料，甚至可以不采用注氮工艺。它适用于常规灌装、超净灌装和无菌灌装。Nitro采用与不含气饮料生产中的常用瓶底类似的设计，以避免在超市中与小花瓣瓶底(在消费者心目中通常用于碳酸软饮料)的包装瓶混淆。新瓶底可用于0.2升至2.0升的包装瓶，可适应西得乐各种速度的吹瓶机，包括最新的西得乐Matrix™吹瓶机。西得乐包装工程团队可轻松将StarLite Nitro瓶底与大多数现有的包装瓶设计相整合，而且，利用西得乐强化的StarLite模座和一系列生产线转换服务，可对现有生产线和模具进行改造。

        StarLite Nitro瓶底提升了包装瓶的稳定性和抗性，使包装瓶在整个供应链过程中具有更好的表现，即便在恶劣环境下也能保持极佳的性能。这类包装瓶便于输送(从灌装、贴标到打包 )， 优化无故障运行时间，最大程度减少停机时间。此外，采用新瓶底的包装瓶具有更好的极端温度耐受性能。在不超过50°C的存储条件下，包装瓶可以耐受25天而不变形，而且有可能存放更长时间。此外在冰冻条件下，包装瓶凸底可减少50%。

        西得乐新的StarLite Nitro瓶底具有极佳的轻量化潜力，可大幅节省成本。例如，以每年生产5000小时、每小时生产2200支0.5升PET瓶、每支瓶子仅减重1克来计算，每年节约的成本就达39.6万欧元。按照同样的计算方式，1.5升包装瓶减重1.8克，每年可节省成本71.3万欧元。新瓶底有更宽泛的参数设置(即“工艺窗口”)，而且仍然可达到理想的吹塑效果，因此比现有的瓶底更易吹塑。采用该瓶底技术，可减少空气压力需求达25%。例如，对于0.5升或1.0升的包装瓶，普通瓶底需要25巴的空气压力，而新瓶底只需18到20巴。这可以节省更多的能耗，每年可节约费用达90,000欧元。

        结语

        从以上几个案例可以看出，在保证包装使用功能的前提下，轻量化、多功能化、高生产效率、合理的生产成本成为塑料瓶罐包装行业的共同需求，对于塑料机械制造商来说，如何携手合作伙伴不断推陈出新相关的实用生产技术，已经成为塑料加工行业的重要课题。