Выдувная форма для одноразовой бутилированной воды

За счёт чего работает облегчённая бутылка для воды

У негазированной воды после укупорки внутри бутылки нет давления, поэтому основные нагрузки вертикальные: давление укупорочной головки, штабелирование коробов и паллет, обращение с бутылкой у потребителя. Облегчённая бутылка работает, если оставшийся ПЭТ находится там, где действуют эти нагрузки, и убран оттуда, где он ничего не несёт.

Массу бутылки задаёт преформа, но распределение материала определяется геометрией выдувной формы и степенями вытяжки между преформой и бутылкой. Поэтому бутылку и преформу нужно проектировать как одну пару, а не заказывать по отдельности.

• Распределение материала: стремитесь к равномерной толщине стенки в плечах, на панели и в пятке; утолщения добавляют массу, но не прочность.
• Геометрия плеч: правильно спроектированные плечи передают большую часть осевой нагрузки от горла в корпус.
• Геометрия дна: после наполнения дно должно стоять ровно и не качаться на конвейере.
• Горло: венчик — одна из самых тяжёлых частей преформы и прямой рычаг снижения массы.
• Предложения LIHE по облегчению снижают массу преформы на 1–2 г за счёт оптимизации горла или толщины стенки, а выдувная форма адаптируется под новую преформу.

Дно бутылки для воды: петалоидное или плоское с вогнутым центром

Дно — самая сложная зона при выдуве: возле точки литника материал вытягивается меньше всего, а бутылка должна устойчиво стоять на быстрых конвейерах. Выбор дна зависит от того, газированный продукт или нет.

• Для обычной негазированной воды используйте плоское дно с вогнутым центром, если на линии нет дозирования азота и продукт не газированный.
• Опорное кольцо должно быть достаточно широким, чтобы бутылка не падала на передачах и в накопителях конвейера.
• Перед утверждением конструкции проверьте зазоры дна с узлами транспортировки наполнителя и укупорщика.

Зоны захвата, рёбра и прочность на осевую нагрузку

Осевая нагрузка (top-load) — это вертикальное усилие, которое бутылка выдерживает до потери устойчивости. Её проверяют на пустых и наполненных бутылках, потому что на линии встречаются оба состояния: пустые бутылки проходят наполнитель и укупорщик, полные — нагрузку в штабеле паллет.

• Горизонтальные кольца и рёбра повышают кольцевую жёсткость и помогают бутылке сохранять форму при сжатии, но кольца слишком близко к плечам могут снизить осевую прочность.
• Зоны захвата дают потребителю место, чтобы держать тонкую бутылку; они должны быть неглубокими и плавными, чтобы материал равномерно затекал в них.
• Этикеточная панель должна оставаться гладкой и достаточно круглой, чтобы этикетка наносилась без складок.
• Острые углы и глубокие элементы задерживают материал и оставляют рядом тонкие стенки; большие радиусы распределяют ПЭТ равномернее.
• Очень лёгкие бутылки для негазированной воды часто наполняют с малой дозой жидкого азота, чтобы внутреннее давление добавило жёсткости; конструкция бутылки должна учитывать это давление.
• Согласуйте целевую осевую прочность с реальными наполнителем, укупорщиком и схемой паллетирования, а не с усреднённой цифрой.

Выбор горла для бутылки воды: PCO 1881, 2925 и 2622

Горло определяет колпачок, массу преформы в резьбовой зоне и узлы захвата горла на выдувной машине и наполнителе. Позднее изменение затрагивает пресс-форму преформы, поставки колпачков и детали конвейера, поэтому решение принимается в самом начале.

• Короткие горла для воды, такие как 2925 и 2622, экономят материал в зоне горла по сравнению с более высокими венчиками.
• Если на линии также разливают газированные напитки, общее горло PCO 1881 позволяет унифицировать колпачки и детали захвата горла.
• Пресс-форма преформы, зона горла выдувной формы и захваты горла должны соответствовать выбранному горлу.

Объёмы бутылок для воды: 330 мл, 500 мл, 550 мл и 1,5 л

• 330 мл: короткие бутылки, где важны устойчивость дна и площадь этикетки; часто для мероприятий, гостиниц и мультипаков.
• 500 мл: самый распространённый порционный объём и главная цель облегчения из-за больших тиражей.
• 550 мл: вариант формата 500 мл на ряде рынков; может использовать ту же преформу, если позволяют степени вытяжки.
• 1,5 л: большие панели и длинный корпус требуют внимания к осевой нагрузке и деформации панелей; зоны захвата облегчают налив.
• Выпуск нескольких объёмов из одной преформы снижает затраты на пресс-формы преформ, но степени вытяжки нужно проверить для каждой бутылки.
• LIHE поставляет выдувные формы для бутылок воды этих объёмов для двухстадийных машин (SIDEL, KRONES, SIG/KHS, TECH-LONG, NEWAMSTAR) и одностадийных машин (SIPA, ASB, AOKI).

Этапы разработки выдувной формы для новой облегчённой бутылки

1. Шаг 1: Определите продукт: объём (например, 500 мл), газированный или нет, дозирование азота, целевая масса бутылки, колпачок и горло.
2. Шаг 2: Соберите данные линии: модель выдувной машины, тип держателя форм, узлы транспортировки наполнителя и укупорщика, размер этикетки и схема паллетирования.
3. Шаг 3: Спроектируйте бутылку и преформу вместе; инженерный центр LIHE перед производством использует CAD/CAM, 3D-моделирование и анализ течения.
4. Шаг 4: Согласуйте чертёж с заказчиком: форма, дно, зоны захвата, этикеточная панель и элементы бренда.
5. Шаг 5: Изготовьте выдувную форму и при необходимости соответствующую преформу или детали горла.
6. Шаг 6: Выдуйте образцы и проверьте их: распределение толщины стенки, объём, форму дна и размеры; LIHE проверяет образцы 3D-сканером профиля и контролем образцов бутылок.
7. Шаг 7: Испытайте осевую нагрузку и устойчивость в реальных условиях наполнения и укупорки заказчика, при необходимости скорректируйте конструкцию и утвердите для производства.

Что прислать для расчёта выдувной формы для бутылки воды

• Чертёж или образец бутылки либо эскиз с ограничениями по объёму, высоте и диаметру.
• Чертёж или образец преформы с указанием горла (PCO 1881, 2925, 2622 или другое).
• Марку и модель машины, количество гнёзд и тип держателя форм.
• Целевую массу бутылки и информацию о том, новая это бутылка или облегчённая версия существующей.
• Тип розлива (негазированная, газированная, с азотом) и ограничения по этикетке или паллетированию.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли облегчить существующую бутылку без изменения наполнителя?

Часто да. Облегчение обычно меняет массу преформы и геометрию выдувной формы, сохраняя горло и наружные размеры, с которыми работают наполнитель, укупорщик и этикетировщик. Предложения LIHE по облегчению снижают массу преформы на 1–2 г за счёт оптимизации горла или толщины стенки.

Какое дно лучше для негазированной воды — петалоидное или плоское?

Для негазированной воды без давления обычно достаточно плоского дна с вогнутым центром, и оно требует меньше материала. Петалоидное дно рассчитано на внутреннее давление, поэтому применяется для газированной воды и части бутылок негазированной воды с дозированием азота.

Выбрать PCO 1881 или короткое горло для воды, например 2925 или 2622?

Короткие горла экономят материал и подходят линиям, где разливают только негазированную воду. PCO 1881 удобен, если та же линия разливает газированные напитки: колпачки и детали захвата горла остаются общими.

Могут ли бутылки 500 мл и 550 мл использовать одну преформу?

Иногда. Это зависит от степеней вытяжки между преформой и каждой бутылкой. Чертежи бутылки и преформы нужно проверить вместе, прежде чем решать использовать одну преформу.

Для каких выдувных машин изготавливаются эти формы?

Для двухстадийных машин SIDEL, KRONES, SIG/KHS, TECH-LONG и NEWAMSTAR и одностадийных машин SIPA, ASB и AOKI. В запросе нужно указать модель машины и тип держателя форм.

Источники

1. Wikipedia — Blow molding
2. Wikipedia — Bottled water
3. Wikipedia — Polyethylene terephthalate
4. Wikipedia — Plastic bottle
5. ISBT — International Society of Beverage Technologists
6. Sidel — PET packaging and blow moulding equipment