對于消費品行業(yè)另患，現(xiàn)在拼的是上市速度，因為各品牌需要加快開發(fā)新的包裝設(shè)計芳绩，以滿足不斷變化的客戶需求掀亥，為求在激勵的競爭中脫穎而出。但改變包裝設(shè)計的成本很高妥色，尤其是在瓶裝飲料行業(yè)铺浇。

通常，飲料公司采用吹塑成型制造傳統(tǒng)金屬模具叛始，這種方式意味著需要等待數(shù)周的時間和數(shù)千美元的開模成本祷消。有沒有更快，節(jié)省成本的方式呢绣坛？

△百事可樂的瓶子設(shè)計開發(fā)流程约落，從紙質(zhì)到數(shù)字化，再到3D打印模具原型

2022年6月8日巢的，百事可樂正通過使用3D打印技術(shù)制作瓶模來提高速度确铛、降低成本并擴大靈活性。

百事可樂研究中心全球包裝研發(fā)嘴符、先進(jìn)工程和設(shè)計高級經(jīng)理Max Rodriguez表示巨揪，往常，百事可樂需要花費高達(dá)10000美元來生產(chǎn)單個金屬模具（具體取決于包裝的復(fù)雜性）蒿荤。使用傳統(tǒng)制造方法加工金屬模具大約需要4周的時間涂嫡，然后需要額外花費兩周的時間才能獲得試驗裝置，然后再進(jìn)行吹塑成型禾绊。

△在Nexa3D NXE 400上使用Henkel的xPEEK147-Black材料抬泛，進(jìn)行3D打印制作瓶子模具

3D打印，加速原型設(shè)計到加速生產(chǎn)

為了搶占市場焕数，將飲料更快的推向市場纱昧，需要解決2個核心問題，縮短原型制作時間和開模成本堡赔，因此识脆，百事可樂幾年前開始使用3D打印技術(shù)。

盡管3D打印機在制作設(shè)計原型方面表現(xiàn)出色善已，但早期3D打印的模具缺乏耐用性灼捂。當(dāng)3D打印模具用于吹塑機時，在模具開始失效之前雕拼，它們只能生產(chǎn)大約100個瓶子纵东。這促使該公司和他的團(tuán)隊探索使用混合方法粘招，將傳統(tǒng)金屬模具的部件與3D打印結(jié)構(gòu)相結(jié)合。

2020 年偎球，百事公司申請了這種混合模型的專利洒扎，首先通過吹塑機制造金屬外殼。隨后衰絮，該公司繼續(xù)探索如何使用3D打印技術(shù)驹播，僅制造模具的內(nèi)部部件。

△吹瓶模具傳統(tǒng)上是用金屬加工而成增珠，這是一種比3D打印更慢谓虽、更昂貴的工藝

探索3D打印解決方案

很快，百事團(tuán)隊與芝加哥的3D打印技術(shù)分銷商Dynamism合作弓并，探索可以滿足尺寸和材料需求的工業(yè)3D打印解決方案笤簸。

在2020年至2022年期間，他們對吹塑機進(jìn)行了驗證試驗远丸，使用單個混合模具以每小時600 至800個瓶子的速度生產(chǎn)瓶子沛愕。這個時候，模塊化模具組概念已取得了初步進(jìn)展喜毅，但材料的耐用性仍然沒有達(dá)到要求姑享。

“在使用3D打印解決模具生成解決方案時，我們專注于尋找一種能夠滿足生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的材料苇皂，”Rodriguez說罪褒。“在吹塑模具熱定形應(yīng)用中仰铃，模具需要加熱到約140℃婿着，并且需要承受40bars的吹壓⌒液＃”

△2020年百事可樂瓶重新設(shè)計

據(jù)Rodriguez介紹祟身，漢高大約一年前推出了XPEEK147材料，該材料提供了氰酸酯的多項優(yōu)勢物独，滿足設(shè)計要求。

而后氯葬，該團(tuán)隊將牙石背襯應(yīng)用到打印的嵌件上挡篓，以使模腔具有吹塑壓力所需的抗壓強度。然后帚称，它使用Blow Molding Technologies的改進(jìn)型Blowscan拉伸吹塑機官研，來生產(chǎn)實際的測試瓶。

Rodriguez說闯睹，在過去的幾個月里戏羽，百事公司一直在使用混合方法生產(chǎn)瓶子担神。“首先始花，可見的看到縮短生產(chǎn)時間和節(jié)約成本入驮，但更重要的是，這種混合方式茴辈，能夠靈活地實現(xiàn)多個產(chǎn)品不同的設(shè)計迭代抚送，以便我們能夠評估所有下游市場活動。這確實有助于我們產(chǎn)品推廣绎噩∨霖裕”

最終，百事可樂選擇了Henkel Loctite的Nexa3D NXE 400缨诱，因為它足夠大漫从，可以同時打印多個模具零件，而且速度很快纳倒，從而加快了迭代和生產(chǎn)過程掠袒。

4周縮減到48小時，10000成本變?yōu)?50美元

現(xiàn)在你义，通過3D打印技術(shù)夹勾，一套完整的模具可在12小時內(nèi)完成，其中3D打印時間為8小時况既，后處理或固化時間為4小時这溅。每套模具的成本約為350美元。這些混合制造的模具在失效前可用于10000多個瓶子棒仍。結(jié)果是與傳統(tǒng)金屬工具相比悲靴，成本降低了近96%。

Rodriguez說莫其，“我們預(yù)計開發(fā)周期將加快30%癞尚。” 然而乱陡，這不僅與3D 打印模具組的能力有關(guān)浇揩。“還與該技術(shù)可結(jié)合我們的數(shù)據(jù)分析能力有關(guān)憨颠，所以胳徽，通過共同利用這些高級工具，可更快的提高開發(fā)周期速度爽彤⊙粒”

未來，該公司的下一步會是金屬3D打印嗎？“金屬3D打印吹塑模具正在進(jìn)行中必痢，”百事可樂說拱矫。

（模具達(dá)人）

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