玻璃瓶罐壁厚測量在輕量瓶制造中的作用

【中玻網(wǎng)】許多年來，輕量化一直是在玻璃容器工業(yè)中的關鍵課題。許多行業(yè)相關人士從各種角度發(fā)表了大量與之相關的論文。其討論的內(nèi)容包括成型技術的提高，提高工藝效率的先進制造技術，提高瓶子設計質(zhì)量的分析技術等等。本文針對的是時常被忽視的部分，即已成型容器的壁厚及分布監(jiān)測。要保證容器輕量化的成功，這也是非常重要的。
　　
　　盡管這個過程有時會很困難，但減重給容器制造商所帶來的益處是確確實實的。如減少每個容器消耗的能源和原材料，增加產(chǎn)能和降低成本運輸?shù)鹊�。所有這些所帶來的是總收益的增加。
　　
　　然而，通過減輕容器重量來增加收益并不是一件很容易的事。不能盲目地減輕容器重量。很多輕量化項目失敗的原因是在投入生產(chǎn)之前沒有做準備或準備不足。要保證輕量化項目的成功，一定要遵循正確的步驟和方法
　　
　　首先也是較重要的，要進行設計分析。這樣做的好處是：
　　
　　1）對瓶子進行模擬并分析臨界應力點
　　
　　2）修改瓶子外形使內(nèi)壓力，垂直壓力和撞擊等各種載荷造成的應力較小化
　　
　　3）設定玻璃瓶的垂直厚度分布模式，確定關鍵測量位置并設置產(chǎn)品的剔除和控制較限
　　
　　4）在制造新模具和投入生產(chǎn)之前可以對新設計進行反復實驗
　　
　　l第二，制造新模具或?qū)υ心＞哌M行修改以完全實現(xiàn)新的瓶子設計
　　
　　在生產(chǎn)過程中，模具能控制瓶子的外表面并保證瓶子的外形一致。但對瓶子的內(nèi)表面則沒有辦法進行控制。過去，在生產(chǎn)很重的瓶子時，壁厚是不需要關注的。但是，隨著瓶子重量的減少，優(yōu)化玻璃材料分布就變得很關鍵。因此，監(jiān)測玻璃容器的材料分布，設定容器理想厚度基準線并對關鍵點進行厚度控制就變得十分重要。
　　
　　l第三，在生產(chǎn)過程中，必須對容器壁厚進行監(jiān)測。這是因為對生產(chǎn)工藝的要求更苛刻了。要通過測量壁厚分布信息來保證生產(chǎn)維持在設定的工藝控制較限范圍內(nèi)
　　
　　1．瓶底根部---這個區(qū)域?qū)τ谌萜鞯膲毫π阅苁呛荜P鍵的。由于這個區(qū)域的內(nèi)壓應力集中，在發(fā)生碰撞時容易損壞，所以在這個區(qū)域必須保持足夠的壁厚。在這個部位，玻璃材料起著限制帶的作用，能減少由于內(nèi)壓應力造成的膨脹效力。
　　
　　2．瓶身駐波區(qū)---這個區(qū)域從瓶子的夾持和碰撞角度來看是很重要的。這一點在用吹吹法成型的瓶子上較明顯，因為駐波是一個顯著的特征，并且沒有辦法避免它。我們希望這個區(qū)域的玻璃較薄但是厚度必需達到某一個較低要求以維持足夠抗撞擊的強度。
　　
　　3．接觸點–這些也是影響瓶子夾持和碰撞性能的關鍵區(qū)域。除非有足夠的壁厚承受碰撞載荷，否則碰撞產(chǎn)生的應力會使容器損壞。
　　
　　厚度測量和監(jiān)測儀器
　　
　　要在生產(chǎn)中對壁厚分布進行管理控制就必須對壁厚進行測量。在開發(fā)出在線壁厚測量系統(tǒng)前，這個既費時又費力的玻璃瓶取樣和壁厚測量工作由人工完成。這種情況限制了輕量化的發(fā)展。在AGR的在線壁厚測量系統(tǒng)（OLT）面世后，進行高標準在線壁厚測量和對瓶子壁厚分布進行主動管理成為可能。這樣就能在維持瓶子設計性能的前提下進一步減少多余的材料以有效減輕瓶子的重量。
　　
　　AGR公司的測量儀器
　　
　　AGR公司的OLT對實施輕量化項目和日常的壁厚監(jiān)控而言是一個必不可少的工具。OLT用于檢驗圓形容器，尤其適用于那些標準的帶有直壁和少量的裝飾的瓶子如啤酒瓶、葡萄酒瓶、果汁瓶。這種技術也適用于吹壓法成型的瓶子以及其它類型的瓶子。
　　
　　AGR的OLT和NROLT可以安裝在各種類型的鏈板輸送帶上。因此安裝位置可以任意選擇。OLT和NROLT單獨運行，不依賴任何其它系統(tǒng)。和其它壁厚測量系統(tǒng)相比，OLT和NROLT設置簡單，可提供持續(xù)和單獨的玻璃瓶壁厚監(jiān)測。除了在線檢驗外，該系統(tǒng)還能被用于離線篩選。
　　
　　和其它反射型或激光測厚系統(tǒng)相比，AGR的OLT和NROLT所使用的電容技術更具優(yōu)勢。它不會受側(cè)壁輪廓和平行度，玻璃顏色及透明度或結石氣泡等其它玻璃缺點影響，因此測量更準確，重復性更高。OLT使用單獨的傳感器條，每一個傳感器條覆蓋的范圍大于1厘米，對玻璃瓶側(cè)壁進行360度完全測量。NROLT的傳感器條是特殊設計的，用于測量非圓型瓶子平板面和拐角處壁厚。因此OLT和NROLT的測量范圍更大，能確保從產(chǎn)線上剔除有壁厚問題的容器。系統(tǒng)較多可設置4個傳感器條以對關鍵部位進行厚度測量。OLT的測量穩(wěn)定可靠，因為是直接測量因此無需對測量進行再處理和補償，因而不會產(chǎn)生誤剔除。對于圓型容器，傳感器條可以完全帖合難于測量的部位如側(cè)壁輪廓變化處，瓶肩，瓶腳跟及其它曲面部位。該技術能保證在這些關鍵部位的厚度測量精度。
　　
　　瓶子的輕量化到底能做到什么程度？這取決于瓶子的設計，對瓶子形狀進行控制及對玻璃瓶關鍵部位材料厚度進行檢驗的能力。