3D打印瓶模，帮百事可乐节省96%成本？

对于消费品行业，现在拼的是上市速度，因为各品牌需要加快开发新的包装设计，以满足不断变化的客户需求，为求在激励的竞争中脱颖而出。但改变包装设计的成本很高，尤其是在瓶装饮料行业。

通常，饮料公司采用吹塑成型制造传统金属模具，这种方式意味着需要等待数周的时间和数千美元的开模成本。有没有更快，节省成本的方式呢？

△百事可乐的瓶子设计开发流程，从纸质到数字化，再到3D打印模具原型

2022年6月8日，百事可乐正通过使用3D打印技术制作瓶模来提高速度、降低成本并扩大灵活性。

百事可乐研究中心全球包装研发、先进工程和设计高级经理Max Rodriguez表示，往常，百事可乐需要花费高达10000美元来生产单个金属模具（具体取决于包装的复杂性）。使用传统制造方法加工金属模具大约需要4周的时间，然后需要额外花费两周的时间才能获得试验装置，然后再进行吹塑成型。

△在Nexa3D NXE 400上使用Henkel的xPEEK147-Black材料，进行3D打印制作瓶子模具

3D打印，加速原型设计到加速生产

为了抢占市场，将饮料更快的推向市场，需要解决2个核心问题，缩短原型制作时间和开模成本，因此，百事可乐几年前开始使用3D打印技术。

尽管3D打印机在制作设计原型方面表现出色，但早期3D打印的模具缺乏耐用性。当3D打印模具用于吹塑机时，在模具开始失效之前，它们只能生产大约100个瓶子。这促使该公司和他的团队探索使用混合方法，将传统金属模具的部件与3D打印结构相结合。

2020 年，百事公司申请了这种混合模型的专利，首先通过吹塑机制造金属外壳。随后，该公司继续探索如何使用3D打印技术，仅制造模具的内部部件。

△吹瓶模具传统上是用金属加工而成，这是一种比3D打印更慢、更昂贵的工艺

探索3D打印解决方案

很快，百事团队与芝加哥的3D打印技术分销商Dynamism合作，探索可以满足尺寸和材料需求的工业3D打印解决方案。

在2020年至2022年期间，他们对吹塑机进行了验证试验，使用单个混合模具以每小时600 至800个瓶子的速度生产瓶子。这个时候，模块化模具组概念已取得了初步进展，但材料的耐用性仍然没有达到要求。

“在使用3D打印解决模具生成解决方案时，我们专注于寻找一种能够满足生产标准的材料，”Rodriguez说。“在吹塑模具热定形应用中，模具需要加热到约140℃，并且需要承受40bars的吹压。”

△2020年百事可乐瓶重新设计

据Rodriguez介绍，汉高大约一年前推出了XPEEK147材料，该材料提供了氰酸酯的多项优势，满足设计要求。

而后，该团队将牙石背衬应用到打印的嵌件上，以使模腔具有吹塑压力所需的抗压强度。然后，它使用Blow Molding Technologies的改进型Blowscan拉伸吹塑机，来生产实际的测试瓶。

Rodriguez说，在过去的几个月里，百事公司一直在使用混合方法生产瓶子。“首先，可见的看到缩短生产时间和节约成本，但更重要的是，这种混合方式，能够灵活地实现多个产品不同的设计迭代，以便我们能够评估所有下游市场活动。这确实有助于我们产品推广。”

最终，百事可乐选择了Henkel Loctite的Nexa3D NXE 400，因为它足够大，可以同时打印多个模具零件，而且速度很快，从而加快了迭代和生产过程。

4周缩减到48小时，10000成本变为350美元

现在，通过3D打印技术，一套完整的模具可在12小时内完成，其中3D打印时间为8小时，后处理或固化时间为4小时。每套模具的成本约为350美元。这些混合制造的模具在失效前可用于10000多个瓶子。结果是与传统金属工具相比，成本降低了近96%。

Rodriguez说，“我们预计开发周期将加快30%。” 然而，这不仅与3D 打印模具组的能力有关。“还与该技术可结合我们的数据分析能力有关，所以，通过共同利用这些高级工具，可更快的提高开发周期速度。”

未来，该公司的下一步会是金属3D打印吗？“金属3D打印吹塑模具正在进行中，”百事可乐说。

（模具达人）

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@blueai.net.cn。