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铝质两片易拉罐(盖)轻量化发展历程与实践方法综述
发布者:新威  日期:2020/4/23 9:52:04  浏览次数:2510

铝质两片饮料/啤酒罐自实现商业化生产以来,有关轻量化(lightweighting)及材料厚度减薄(dowm gauging)的技术就一直伴随着罐体加工方式和材料合金状态的改变,罐口直径减小,罐底和盖面外型的力学优化设计改进,板带材料的尺寸公差与板形控制,以及金属成形性能的提高而不断向前发展。

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两片罐罐身轻量化发展历程

鲜为人知的铝质E两片罐史前时期1958年,铝质两片罐首先由阿道夫库尔斯公司(Adolph Coors Company)使用反向冲击挤压工艺(Impact Extrusion Slugs Process,简称为“IE”)开发成功并用于夏威夷普利莫(Primo)啤酒公司的啤酒包装。1962年,E铝质两片罐实现了商业化生产,罐净重约22g

铝质DWI两片罐时期1963年,铝质两片罐变薄拉深(Draw&WallIroning,DWI)加工工艺由雷诺兹(Reynolds)公司开发并用于商业化生产,至1964年,商业化生产铝罐所用材料厚度在0.500mm左右,并开始使用完全退火状态的3xxx系铝合金3004-0,然后根据强度需求过渡到3004-H32&H34状态,罐体侧壁厚度控制在0.155mm左右,罐净重约18g,比之前IE罐减重约18%

1960年代末,对两片罐口进行缩颈以配合?209易开盖,这样两片罐净重就减少到17g左右。随着?209/211*413尺寸规格355ml两片罐在上世纪70年代实现了商业化、高效率、大批量生产,以放罐料用带材轧制水平及质量的提高,3004合金罐料加工状态从H32&H34改进到单一加工硬化的H19刚性状态,使得成本大幅下降,强度进一生增加,厚度降低到0425mm,同时也使罐重减少至15.4g左右,减重9%

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1978年,209/211*413标准两片罐通社减步靠底都置格(Base Dianmeter)设计,使厚度为0.356-0.405mm的罐料实现了商业化应用,罐体重量降到13.4g,减重13%

1980-2010年,两片罐罐口须部直径不临输小,很快从双重缩颈Dotble Neck)?207.5/211发展到?206/7211规格三重输颈罐(Triple Neck)及旋压缩颈(Spin Neck)方式,最终再到平滑缩颈(Smooth Die Neck)。罐底脚直径也进一步减小,由天330ml ?206/211两片型的键料厚度减到0.270mm,导致罐净重减少到10.5g左右,减重22%。同时罐身材料经过改进,发展为金属成形性更佳的3104-H19合金。

1995年起,当发展中国家和地区还在生产?206/211规格时,欧美两片饮料罐技术发展迅速,在短暂过渡到?204/21规格(四重缩颈或平滑缩颈)后,标准罐口直径进一步缩小到?202/211规格(平滑缩颈),到2018年,330ml ?202/211标准罐料厚度由之前的0.270mm降到目前的0.245mm甚至更薄,罐净重比之前?206/211也大大减轻。

大约在2006年,国外同业开始推出修长罐(sleek can202/204与纤体罐(slim can)200/202,罐身、罐口及罐底脚直径继续缩小,这对罐体承压强度的提高带来较大帮助,使得两片罐减重工作继续发展,目前国外普遍生产的270-330ml的修长罐及150-250ml的纤体罐,铝材厚度可以降至0.240mm甚至更薄。

而在每个阶段罐口直径减小的同时,为满足市场需求,提高罐口与罐底配合堆叠稳定性及罐体整体强度,各家公司都推出了减小罐底脚直径及罐底外形优化的不同方案和设计,为各个年代的罐体轻量化的发展提供了有力支撑。

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铝质易拉盖轻量化发展历程

1960年代末期,易拉盖逐步从?211转化到?209规格,并开始大规模商业化生产和应用。1985?206盖型问世。随着盖面直径从?209缩小到?207.5,再到?206,然后到?204,铝材厚度也从0.340mm减薄到0.235mm?204盖重比?209大大减轻。1995年,?202规格盖型开发成功并开始应用,最终发展成目前普遍使用的?202-B64盖型,铝材厚度从初期的0.235mm减薄到0.218-0.224mm?202盖重比?204减轻约12%

国外同业在2005年左右对盖面进一基优化设计,从B64标谁盖型进一步发展到更先进的202/200CDLA202SUPER END(目前优化到ISE)、2020LOF+盖型,盖面强度大大提高,2020铝盖使用的铝材厚度可以从目前的0.22mm减到0.208mm,加上减小落圆尺寸及铝材宽度缩窄,盖用材料大大减少,盖重也相应减轻。