王老吉金属罐弃颜值拼实力?精密加工技术的潜在市场呼之欲出
用最精的技术,做最难的罐!未来,高效且可持续的金属制罐产业,离不开精密加工技术的助力。
——PME观点
小制罐,大市场
怕上火喝王老吉
王老吉在今年世界地球日,推出了一款名为“吉简罐”的环保主题新包装,旨在助力碳中和。在设计上...很难评,堪称“皇帝的新衣”,主打“一丝不挂”。
为何如此“吉”简呢?因为对地球爱的深沉。如果每瓶易拉罐能将油墨印降低,这样就能减少对环境的污染。看似一个小小的易拉罐,实则融合了冶金、化工、机械、电子、食品等多个行业的先进精密加工技术。
小罐子大乾坤
“易拉罐的生产设备是金属包装机械领域技术难度最大、最尖端的设备,要求高速、稳定、24小时连续生产,盖线设备一分钟单管可以生产上千个易拉盖,罐线设备单通道一分钟也可以生产几百个易拉罐身。所以,对整体设备每一个零件的技术含量要求都非常严格,差之毫厘、谬以千里。”苏州斯莱克精密设备股份有限公司负责人安旭说。
2022年全国包装行业累计营业收入行业小类占比情况
金属包装容器,是指采用金属薄板制作的薄壁包装容器,是我国包装行业的重要组成部分,产值约占我国包装工业的10%左右,广泛应用于食品、医药、化工、轻工和燃料等行业。
根据中国包装联合会发布的数据,2022年1-12月,全国金属包装行业累计完成营业收入1500.52亿元,同比增长5.17%。同时,2022年我国包装行业累计进出口总额达到693.63亿美元,同比增长5.78%。值得一提的是,2022年我国包装行业年主营业务收入超过2000万的全部工业法人企业较去年增加了1029家,这也是近年来首次出现企业数量增长超过一千的情况。
此外,2022年饮料罐市场规模约为39,207.7亿美元。预测从2023年-2030年,市场将以5.3%的复合年增长率增长。再加上高效和可持续发展的考虑、限塑令的增加等,塑料包装正逐渐向金属包装转变。
我国包装行业市场前景广阔,在国际制罐技术领域也具有代表性地位。随着食品和快消品行业的不断发展,未来金属罐的应用将得到进一步推广。不仅加速金属制罐产业的快速升级,促进国内制罐企业设备国产替代,还可以实现先进技术在制罐领域的快速突破。
精密加工技术
串起金属制罐行业
技术创新是提升产品和质量的关键
制罐一般包括卷材和冲杯、冲压和拉伸、清洗、底涂和印刷、内涂、罐/盖密封等工序。那么,一个小小的金属罐,是如何通过精密制造产业来提升产品附加值呢?
#精密磨削:卷材和冲杯
卷材阶段是对原材料的精确控制和处理,一般卷材系统包括翻卷机、卷材车、放卷机和润滑机。冲杯阶段则是利用先进的机械设备和技术,将卷材加工成所需的形状和尺寸。
其中涉及的精密加工技术包括冲杯机改变铝片等材质形状以及拉伸机通过一系列的模具将杯体冲压成罐体。精密磨削技术在模具加工中起着关键作用,尤其在落料、拉伸和罐体成形等重要工序中,都涉及高水平的工艺和精密的模具设计制造技术。
精密磨削技术利用磨料对工件进行细致打磨,通过选择合适的磨料、磨具和工艺参数,控制磨削过程中的压力、速度和冷却润滑等因素,实现对材料表面的精细处理。此外,在卷料输送和卷料润滑等流程中,也可以利用精密磨削技术来保证材料的平整度和精度。随着轻量化技术创新的兴起,罐体成形工艺和磨具技术也面临着新的挑战。
达诺巴特,是高附加值机床方案的标杆供应商,提供用于包装罐体模具制造和维修所用的磨床产品。其IRO磨床系列为冲杯和罐体模具的加工带来全新的灵活且经济的解决方案。该公司不仅为制罐业公司执行了许多定制化项目,也为汽车、航空航天等行业提供尖端性技术。
#精密磨削:冲压和拉伸
冲压是一种通过对板材/带材/管材/型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸工件的加工方法。为了确保冲压件的形状和尺寸准确无误,通常需要使用压力机和模具。
拉伸机又称罐体成型机,是一种双动作的卧式冲床。主轴连接的凸轮推动一个顶杆,带动杯压紧系统运动,曲轴则带动一个菱形机构,进而带动冲杆向前实现拉伸和打底。然后,冲杆中吹出压缩空气来实现脱模。
斯莱克在精密连续级进模、金属材料成形、全自动控制及高速在线实时检测等精密机电领域进行了多项集成创新,并拥有多项易拉盖组合盖生产设备领域的专利。👉关于更多零部件关键制造技术详解和设备介绍,请关注PME2024国际精密加工博览会!
#工业清洗
罐身表面的处理至关重要,一是清洗前段工序中所附着的板材固有氧化物;二是清除制罐过程中产生的表面油污,主要是冲模过程中使用的大量润滑油。
制罐制造过程中的清洗技术包括物理清洗、化学清洗和超声波清洗等。本文主要介绍一种效率高、成本低、无腐蚀、不损坏被清洗物的高压喷淋射流清洗技术。
“高压水射流清洗技术以水射流为中心,集泵、阀、密封、液压、材料、自动化控制等多个方面于一体。其工作原理是利用高压泵将水加压,通过管道输送到喷咀,喷咀将高压低流速的水转化为低压高流速、高能量密度的水射流,正向或切向冲击被清洗表面,从而完成清洗处理。”
#表面处理:底涂和印刷
在易拉罐底涂和印刷过程中,主要涉及的精密加工技术是弧形金属表面的高速连续印刷。这是一种特种印刷技术,需要精确的设备控制和操作技巧,以确保印刷质量和生产效率。
在正式印刷前,需要对金属外皮进行防锈处理。先对金属表面进行喷砂,达到无水、无油、无尘的状态,然后涂刷防锈漆和底漆,以提高罐体的耐腐蚀性。随着自动化先进设备,纳米及涂层技术的进步,都在不断改善罐体的防锈性能、气密性能和外观质量。
制罐路上,精密制造产业一直在前行!“苏州斯莱克精密设备股份有限公司,是亚洲唯一、世界前三的可研制生产易拉罐成套设备的中国企业。该公司不仅打破了美国三大巨头垄断全世界易拉罐冲压设备的壁垒,其自主研发的“高速数码印罐设备”,成为目前世界上首台商用印罐机,能够实现易拉罐表面图案个性化定制,不再受大规模起印量的限制。”
#表面处理:内涂
金属罐的涂层主要分为罐内涂层和罐外涂层,多数都需在罐内喷涂料,内涂是通过无气泵喷嘴系统将涂料喷洒到旋转的罐体内表面,然后经过烘干形成一层薄的涂膜。有保护膜的内表面不受罐内充填物含有的侵蚀性化学物质的腐蚀,还可避免饮品/食品中出现“金属味道”。
罐材不同,涂料也不同。内涂层在良好的防腐性能基础上,需要与金属有良好的粘附性能,以保证后续生产的连续性。
罐用涂料的主要用途和类型
#先进材料:罐/盖密封
罐体表面看上去一体无缝,其实都得益于多个零部件的完美结合。在做好罐身之后,上面整个是处于开口的状态,需要通过专门的智能灌装封口机,在清洗消毒后进入灌装机灌装,然后合上罐盖,边缘翻转挤压,继而完成封装。罐子接缝的密封性尤为重要,直接影响到内含产品的安全性。
全自动化生产已成为制罐行业的标准,例如自动灌装机,就是一种将液体物质自动装入易拉罐的专用设备,广泛适用于饮料、食品等行业。
此外,在灌装和包装过程中,喷淋零件是必不可少的。与传统的金属喷淋零件相比,PEEK材料(聚醚醚酮)因其良好的耐腐蚀性和使用周期,在罐装设备中越来越受欢迎。相信通过持续的技术创新和上下游之间的紧密合作,将会不断推动金属制罐及包装行业的个性化发展。
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11-23-2023