注塑瓶盖的技术革新之路 — 模具3D打印随形水路

瓶盖是食品药品包装中重要的一环，也是消费者最先与产品接触的地方，而瓶盖具有坚持产品密封性与稳定品质的特性，还具有防盗开启及宁静性方面的功效，因此广泛的应用在有内容物之瓶装产品上，所以瓶盖为食品，饮料，药品，酒，制药业的上游工业，是塑料瓶容器包装之要害性产品。瓶盖产品市场的需求稳定，并且泛起出逐年上升的趋势，塑料瓶盖的质量稳定，市场占比也逐渐提升。

精致、个性、奇特造型，注塑瓶盖何去何从？

瓶盖的生长早期是使用软木材质，旋铁盖等。至今续开发出铝质的长颈铝盖，碳酸饮铝盖，热充填铝盖，注射液铝盖，药盖，塑胶瓶盖等产品。铝盖虽有部份为塑盖取代，但主要应用于酒及性能性饮，需求稳定生长，而爪盖的需求比则变换大，塑料盖的需求稳中有升。由于瓶盖为包装工业之重要一环，下游消费市场需求强的变革，将直接影响到对瓶盖的市场需求。

在产品质量与外形要求日益严苛确当下，小如瓶盖也要做到精致、美观、独树一帜，那么势必对瓶盖的生产技术造成攻击，如何在包管质量的同时提高生产效率，成为了瓶盖模具制造的技术难题。

瓶盖有两种制作工艺，划分为：注塑成型与压铸成型。注塑盖生产工艺生产流程：吸料机将混淆好的质料吸入注塑机炮筒，在炮筒内加热到熔融塑化状态后，注射到模具型腔中，在型腔中冷却定型、脱模、再经过切环加垫，完成注塑生产。而压塑盖生产工艺为：吸料机将混淆好的质料吸入注塑机炮筒，在炮筒内加热到半熔融塑化状态后，定量挤出到模具型腔内，上下模具合模，压塑并冷却定型、脱模、再经过切环加垫，完成注塑生产。

从瓶盖的的两种制作工艺我们不难看出，其中都保存最重要的一环，冷却定型。产品成型离不开冷却成型，因此冷却水路系统是瓶盖产品制作的要害所在。

而冷却水路是模具的重要组成部分。瓶盖质量优劣，速度快慢，大多取决于冷却水路。

古板制模中，冷却水路一般通过CNC加工方法，冷却水路只能通过铣床钻孔的方法加工爆发内部水路网络，并通过内置止水栓和外置堵头的方法来调解水路流向。这样就导致水路安排有很大的局限性，水路只能为圆柱形直孔，无法百转围绕于模具内腔之中。当遇见形状庞大的模具产品时，古板水路无法完全贴近注塑件外貌，冷却效率低且冷却不均匀，导致注塑周期长、产品变形量大。

图1：古板水路3D模型图

在最开始生产饮料等塑胶盖与爪盖时，古板水路照旧能够胜任的，但随着产品包装造型越发庞大，瓶盖的形状也越来越奇特，形体高低不平，导致古板水路的冷却作用捉襟见肘。

新征程：3D打印获取立异的契机

但随着3D打印技术的生长，特别是金属3D打印（SLM，选择性激光烧结）技术生长至今已经相当成熟，SLM技术现在已广泛应用于航空航天、医疗制造业中。在航空航天领域，GE用验证机对35%的3D打印零部件进行了验证、C919对3D打印件进行的大规模使用。

而瓶盖模具技术，也因为3D打印迎来了新生。3D打印技术又称为增材制造，是一种接纳质料逐层累加的要领制造实体零件的技术，相关于古板的质料去除——削切加工技术，增材制造是一种“从无到有”的制造方法。

针对化妆品瓶盖造型，通过这种逐层累加的3D打印技术，可以制造出一种无所不可的冷却水路——随形水路，它可凭据产品轮廓的变革而变革，抵达模腔任何地方，模具内部将无任何冷却盲点。（如下图）

图2：随形水路3D模型图及侧截面图

运用这种水路，它可以使瓶盖能加速冷却速度，缩短产品的成型周期，别的，冷却均衡，减少产品缺陷，提高产品良率。

然而这种技术的革新，真的能给企业带来如此优势？许多人坚持着张望的态度。杭州尊龙凯时科技，（以下简称：尊龙凯时科技）是一家3D打印应用技术开发与效劳的科技公司，尊龙凯时科技致力于注塑模具前沿技术的研究与开发，率先对这种技术做出了研究。

针对目前化妆品瓶盖模具的两种水路：古板水路与随形水路，尊龙凯时科技的模流剖析师使用Autodesk Moldflow软件剖析出化妆品瓶盖在两种水路中的：镶件温度、冷却时间、模温状态等数据。从而得出随形水路是否真的拥有奇效。

案例剖析——化妆品瓶盖

项目难点：热流道倒装设计空间受限，导致古板水路无法实现，别的产品成型周期过长，产品浇口处易烫伤。尊龙凯时科技设计师将公模仁镶件接纳3D打印实现随形冷却，热嘴套镶件走随形水路，在产品材质上使用3D打印专用金属粉末EM191不锈钢进行打印。

在随形水路形成后，将应用随形水路与古板水路的数据进行模流比照：

模流剖析图：

图3：化妆品瓶盖古板水路与随形水路镶件温度比照图

从模流剖析图上显示：化妆品瓶盖顶部温度最高，应用古板水路镶件温度最高94.81℃，而应用随形水路镶件温度最高62.17℃，随形水路比古板水路镶件温度低34.4%（32.6℃）。从上述的模流剖析数据我们不难得出结论：应用随形水路能够使模具顶出时温度更低，有利于缩短零件顶出时间。

图4：化妆品瓶盖古板水路与随形水路冷却时间比照图

产品的冷却时间与产品的顶出成型时间有着直接关系，从图2的数据标明，应用古板水路化妆品瓶盖的冷却时间需21.71s，而随形水路仅需要6.07s，单个瓶盖的时间就可以缩短72%（15.64s），可想而知，化妆品瓶盖制造商使用应用了随形水路的模具时，瓶盖的产出速度，成型周期将会是何等快，这为制造商带来多大的经济效益。

图5：化妆品瓶盖古板水路与随形水路模温周期比照图

图3是化妆品瓶盖的模温周期图，它代表着产品平均外貌温度变革，X轴为时间，Y轴为温度，从图中的曲线示意图我们可以很清晰的看出，随形水路模温比较温度，并且随着时间的推移，有一个下降的历程，然而古板水路的模温一直较高且随着时间一直升高。

图6：应用古板水路浇口处明显烫伤图7：随形水路浇口处无烫痕，产品及格

图5、图6分划分是化妆品瓶盖实际产品图，因为古板水路无法完全笼罩到模具型腔之中，而化妆品瓶盖的顶部正是古板水路无法抵达的区域，所以当产品冷却不均衡，顶部温度过高，很是容易造成浇口烫伤，而随形水路运用3D打印技术，可以将水路遍布模具型腔的任意位置，因此冷却均衡，很好的制止了这个问题。

从随形水路与古板水路的几组模流剖析比照图上，我们可以很清晰的了解到化妆品瓶盖生产历程中的镶件温度、冷却时间、模温周期各自是怎么样的一个变革。从这场剖析中我们可以总结以下几点：

1、凭据注塑件形状庞洪水平，可降低冷却时间20%至50%；

2、凭据注塑件形状，可减少变形量15%至90%；

3、模具本钱略有增加，但综合注塑产能、良品率等因素，最终效益大幅提高；

4、随形水路应用规模广，可用于大都注塑件的冷却优化。

3D打印技术的应用，不但仅在航天航空等高科技领域，技术下沉，注塑瓶盖与3D打印技术的结合，当实体制造业遇见高科技技术，它给你带来简直是实实实在在的经济效益。而当下面对越来越庞大的质料、设计、产品，企业如果再不进行升级转型，提升自己，难免就会被时代所淘汰。而3D打印的随形水路在化妆品瓶盖的应用，无论是生产效率或是产品质量，都带来了意想不到的惊喜。

如果您也有随形水路设计开发需要，可以联系尊龙凯时杭州尊龙凯时科技，我们提供一站式3D建模设计打印。

尊龙凯时

注塑瓶盖的技术革新之路 — 模具3D打印随形水路

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