三得利公司將3D打印樹脂模具用于飲料瓶吹塑成型

“試制評估時間從每次1.5個月縮短至最短3天,，商品設(shè)計的完成度也有了飛躍性的提升”——三得利研究開發(fā)生產(chǎn)管理株式會社SCM 本部包裝材料部課長加堂立樹先生.

2017 年 1 月,，三得利研究開發(fā)生產(chǎn)管理株式會社成立，擔負起集團各公司的制造職能,，負責從原材料采購,、制造,、銷售到客戶飲用時為止的整個價值鏈的質(zhì)量保證、生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)和引進,、制造人才的培養(yǎng),，以及供應(yīng)鏈整體效率的改善和成本控制等任務(wù)。三得利研究開發(fā)生產(chǎn)管理株式會社在公司內(nèi)部組建了專門設(shè)計部門,，負責概念設(shè)計,。引進 3D 打印機之后，主管設(shè)計師與包裝工程師能利用 3D CAD 圖紙進行討論,，使每次試制評估的準確度得以顯著提高,。

在三得利飲料包裝的開發(fā)過程中，公司堅持“為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展社會做貢獻”的理念,，重視“可追溯性”;并從“為客戶提供美味飲料”的宗旨出發(fā),，重視“飲用品質(zhì)的提升”，始終將這兩點作為開發(fā)的基本原則,。

為縮短新塑料瓶試制開發(fā)的前置期,，使用3D打印機制作的樹脂模具

該公司的塑料瓶設(shè)計開發(fā)流程在此基礎(chǔ)上展開，首先由市場營銷人員構(gòu)思商品概念,，再由概念設(shè)計師將商品概念轉(zhuǎn)化為設(shè)計草圖,，然后包裝工程師和產(chǎn)品工程師根據(jù)設(shè)計草圖集思廣益，以實現(xiàn)商品概念,。與此同時,，反復(fù)進行試制和評估，從而提高設(shè)計的完成度,。

三得利研究開發(fā)生產(chǎn)管理株式會社SCM 本部包裝材料部課長加堂立樹先生談到：

“在商品開發(fā)過程中，設(shè)計非常重要,。飲料廠商將概念設(shè)計工作外包的情況很常見,，但我們公司擁有專門的概念設(shè)計部門。必要時,，主管設(shè)計師與市場營銷人員,、包裝工程師、產(chǎn)品工程師可以立即開展面對面的交流,，以確定下一步的行動,，我認為這是很突出的優(yōu)勢�,！�

在制造塑料瓶時的“吹塑成型(為制作飲料瓶的中空形狀而采用的塑料加工方法)”工序中,，需要樹脂模具能夠承受加熱器熱度和空氣壓力

在開發(fā)新塑料瓶時，從敲定設(shè)計到生產(chǎn)線開工,，大概需要6至9個月的時間,。新商品的推出或現(xiàn)有商品的更新大多會在春季和秋季進行,，開發(fā)工作通常也會以此為目標而推進，既要兼顧可追溯性和品質(zhì)提升,，又要在有限的開發(fā)時間內(nèi),，達到日益提高的塑料瓶輕量化標準，實現(xiàn)復(fù)雜的商品概念設(shè)計,。為了在這兩方面達到高度平衡,，我們面臨著非常嚴峻的考驗。

3D打印是最佳解決方案
為此,，三得利研究開發(fā)生產(chǎn)管理株式會社開始探討使用 3D 打印機進行數(shù)字化制模的方法,。“過去,，為了試制塑料瓶,，我們會從外部采購鋁制模具。但與金屬模具廠商之間的溝通以及金屬加工等因素總是會拉長開發(fā)的前置期,。也出現(xiàn)過雖然有想要試制的飲料瓶形狀,，但因為時間限制而不得不放棄的情況。在摸索如何縮短前置期的過程中,，我們發(fā)現(xiàn)了用樹脂取代金屬,，并且可以在公司內(nèi)部完成制作的3D打印機”，在談到引進 3D打印機的契機時,，該公司 SCM 本部包裝材料部的秋山高志先生如此說道,。

通過 3D 打印機制作的樹脂模具，制作塑料瓶試制品

為縮短前置期,，除3D打印機外,，該公司還針對電腦仿真技術(shù)和切削加工機進行過比較和討論。仿真技術(shù)需要較長的計算時間,，而且實際的飲料瓶數(shù)據(jù)與計算結(jié)果相比,，也存在少許偏差。而使用切削加工機制作模具時,，雖然成品本身沒有問題,，但CAM及加工機的設(shè)定等非常耗時。

利用 3D 打印機制作的樹脂模具,，經(jīng)試制后設(shè)計完成的塑料瓶

該公司最終選擇了3D打印機的Digital Mold 技術(shù),，那么從眾多3D打印機中選擇Stratasys 產(chǎn)品的原因又是什么呢?

“在制造塑料瓶的吹塑成型(為制作飲料瓶的中空形狀而采用的塑料加工方法)工序中，模具必須承受成型時加熱器的熱度和空氣壓力,。此外,，雖然是試制，但如果模具表面不夠光滑,，也會對塑料瓶的強度評估和外觀設(shè)計評估造成影響,。

因此,，我們選擇了層壓間距小、后處理程序簡單的Stratasys PolyJet 技術(shù),。鑒于豐富的樹脂種類和出色的成型速度,，我們最終選擇了Objet Eden 260VS�,！鼻锷较壬�說道,。

增加試制次數(shù)及提升評估準確度
“在引進Objet Eden 260VS 時，Stratasys 公司的銷售合作伙伴Altech 公司給予了協(xié)助,，我親眼見證了通過使用3D打印機來增加試制次數(shù)的效果,。使用傳統(tǒng)模具進行試制評估時，每次大約需要1.5個月,，而使用3D打印機制作的樹脂模具,，可以縮短至最短3天。并且,，在引進 3D 打印機后,，我們還在包裝工程師中培養(yǎng)了會使用 3D CAD 的人才，概念設(shè)計師也要使用3DCAD,。因此,，雙方會在試制前使用相同的3DCAD 圖紙進行討論，大幅提高了每次試制評估的準確度,。試制評估最快3天就能完成,，因此，概念設(shè)計師,、市場營銷人員,、包裝工程師、產(chǎn)品工程師可以拿著試制品的實物和數(shù)據(jù),，迅速地交流正確信息,。”加堂先生說道,。

Digital Mold 技術(shù)為三得利研究開發(fā)生產(chǎn)管理株式會社帶來了巨大成功，這一消息立即傳到了日本國內(nèi)以及海外三得利集團的各公司,，引起了強烈反響,。“海外公司對極短的試制周期尤其感興趣,，美國的Beam Suntory,、歐洲的 Orangina Schweppes 等紛紛表示希望立即引進這一技術(shù)�,！鼻锷较壬�說道,。

3D 打印機的引進已經(jīng)證明對于縮短包裝開發(fā)周期有顯著效果,，所以該公司考慮今后也會向酒精飲料和其他事業(yè)部門推廣這一技術(shù)。而且,，除了塑料瓶/包裝試制開發(fā),，他們還將關(guān)注生產(chǎn)現(xiàn)場的工具、夾具制作等作業(yè)效率的提升,�,！拔覀冋�在考慮今后能否將該技術(shù)用于生產(chǎn)設(shè)備，利用 3D 打印機,，也許能明顯縮短生產(chǎn)交期,。”加堂先生說道,。

來源：上海金鴻數(shù)碼