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产品结构组成作业七

1﹑分析饮料瓶的结构设计（容积、瓶盖、螺纹等）

饮料瓶结构设计的意义：

饮料瓶的携带，这点近年有了很大的改善，一般2L以上的饮料瓶都采用了提手或手柄的形式，方便携带。对于500-600ML的饮料瓶应该说从手握手感角度评价，做的还不错。但是，饮料瓶的轻量化，正在让这一用户体验变差，现在，有些过薄的饮料瓶握起来就会发软。饮料瓶的容量设置的合理性。饮料瓶更多的是在人们外出时被使用，因此，要根据实际情况来设计饮料瓶容量，应该说经过多年的发展，国内的饮料瓶容量是很合理的。饮料瓶的个性化设计，首先是瓶盖的个性化设计，重量更轻、密封效果更好、功能更多、更吸引眼球都是个性化瓶盖的设计追求。饮料瓶的个性化设计，还可以从材料的合理选用、造型的独特设计以及更多新功能的开发等方面展开。饮料瓶的个性化设计，更离不开与包装内容物—饮料的本身特性的相映成趣，更不能忽略使用的便利性和功能性。特别是在“可持续发展”“健康的生活方式”逐渐成为共识的今天，健康的饮品、环保的包装已成为消费者的共同选择，材料的环保性、包装的轻量化也逐渐成为一种时尚和设计趋势。 饮料瓶的组成：

饮料瓶是由几个部分组装而成，在设计时应该考虑对主体、瓶底、瓶口分别进行设计并且各个部分装配的位置尺寸应该相符合以保证可以成型。 下面对其进行结构分析。(主要是针对可口可乐瓶) ① 塑料原材料的选用:

在饮料包装中，聚酯瓶应用最为成功的是碳酸软饮料(CSD)，如可乐、雪碧等，PET瓶具有外观漂亮、设计灵活、强度高。密封和可靠的卫生性，使聚酯瓶成为CSD理想的包装容器，是迄今CSD饮料唯一广泛采用的塑料容器。因此我们选择PET材料。

? PET瓶以其优越的性能、较为低廉的成本及对环境保护的适应性，在和其他包装材料(玻璃、马口铁、PE、PVC等)瓶类的竞争中得到了迅速发展，但其耐热性不高、阻气性欠佳局限了其在热灌装和要求气密性高的场合应用，并引起人们高度重视。在提高改进其性能的过程中，聚酯包装将获得新的发展。 ②容积的确定：

药品类600mL以下，食品类1L以内，啤酒1.6—2L,洗发水400mL,500mL,700mL，纯净水550mL，380mL，碳酸饮料PET瓶子1.25L，1.5L,2L。 ③主体的设计（瓶身的设计）：

设计时需考虑的因素因素：内装物对形态的要求；考虑加工的难易程度；存储流通销售要求，空间利用率；容积大小，消费习惯取用是否方便，必要的力学强度；美学因素和视觉效果等。

瓶身五分之一是大红色底色的包装，这样在尽显喜气的同时使产品更加吸引眼球。 其余地方均为透明色。 瓶高 252mm

瓶宽（最宽处） 67mm 壁厚 0.3mm 其次在瓶身的设计中，如图所示：瓶的下半部分有凹槽，增加了摩擦，加强瓶身，设计了径向槽，方便手握，不易脱落。

④瓶盖螺纹的设计：

瓶口螺纹的设计要求： ·螺纹直径一般不少于2mm

·成型螺纹的螺距一般不少于0.75mm ·螺纹长度不大于12mm

·螺纹的始端和未端均有一段无螺纹区，长度一般大于0.5mm。 瓶盖的表面花纹设计要求：

? 条纹高度不应小于0.3~0.5mm且高度不超过宽度

? 此瓶盖设计中瓶口直径为28mm,齿距为2.0mm，半径为0.5mm，齿高为1.7mm。

? 密封性好，开启旋紧等力度适当；顶面要避免用凹凸花纹，防落尘，纵面用凹凸花纹，方便施力;防盗设计等设计要求。 ⑤瓶底的设计：

瓶底采用内凹设计，方便存放

⑥工艺的选择及流程:

目前,PET瓶主要采用双向拉伸出吹塑成型，其中又分为注2拉2吹、压2拉2吹成型，注拉吹成型又有一步法和二步法成型之分。

一步法注拉吹成型:所谓一步法(又称热坯法) 成型,是指联机操作即从瓶坯的成型、拉吹塑到瓶子的冷却取出,各工序均在一台机器上完成。其工艺流程如下:

二步法注拉吹成型：二步法(又称冷坯法) ,与一步法工艺流程一致,不同之处在于瓶坯的注射成型和冷却在同一台机器上完成,而二次加热和拉伸吹塑成型在另一台机器上完成。

压制拉伸吹塑成型：压拉吹成型技术是一种新型的双向拉伸成型技 术,其工艺流程图为:

⑦装潢设计：

大红色底色的包装，这样在尽显喜气的同时使产品更加吸引眼球。 在鲜红的底色上印着白色的斯宾塞体草书“Coca”字样，白字在红底的衬托下，有一种悠然的跳动之态，充分体现出了液体的特性，整个设计充满诱人的活力。草书则给人以连贯、流线和飘逸之感。，红白相间，用色传统，显得古朴典雅而又不失活力。

⑧壁厚设计:

表3-1 热塑性塑料制品的最小壁厚及常用壁厚推荐值

塑件厚度 最小壁厚 推荐壁厚 小型塑件 尼龙 聚乙烯 聚苯乙烯 改性聚苯乙烯 有机玻璃 硬聚氯乙烯 聚丙烯 氯化聚醚 聚碳酸酯 聚苯醚 醋酸纤维素 丙烯酸类 0.45 0.6 0.75 0.75 0.8 1.2 0.85 0.9 0.95 1.2 0.7 0.7 0.76 1.25 1.25 1.25 1.50 1.6 1.45 1.35 1.80 1.75 1.25 0.9 中型塑件 1.5 1.6 1.6 1.6 2.2 1.8 1.75 1.8 2.3 2.5 1.9 2.4 大型塑件 2.4～3.2 2.4～3.2 3.2～5.4 3.2 ～5.4 4～6.5 3.2～5.8 2.4～3.2 2.5～3.4 3～4.5 3.5～6.4 3.2～4.8 3.0～6.0

⑨塑料包装容器圆角设计: 在制品上两个面相交的尖角处由于应立集中，在赢利或受冲击振动时发生破裂，甚至自脱模过程中由于模塑内应力而开裂。为了防止因尖角而引起的应力集中，制品的角隅处都应设计成圆角，且圆角的半径一般不应小于0.5mm。同时圆角减小了成型过程中的冲模阻力，与足于物料流动。另外，塑件的圆角也是模具相应部委的强度增加。塑件的外圆角对应着型腔的内圆角，它是磨具在淬火或使用时不至于因应力集中而开裂，延长了磨具的使用寿命。 由制品受力时应力集中系数与圆角半径的关系可知，当塑料容厚为t，过渡圆角结构半径为R，其比值R/t=0.4时，其应力基本处于最低状态。当R∕t=0.5即R=0.5t时，可减少应力集中。同样，制品的外壁面也应设计成圆角，且拐角处比后人保持t不变。

圆角过渡的优选值为：内圆半径r=0.5t，外圆半径R=1.5t，本次设计根据瓶的大小选择R=5mm.

⑩脱模斜度设计: 在模具中，塑料冷却成型，塑料在成型过程中收缩，并包紧凸模或型芯，为便于塑件从型腔脱出，制品平行于脱模方向的表面，必须具有一定的斜度，即脱模斜度。脱模斜度的大小与塑料性质、收缩率大小、成型壁厚及结构形状有关。塑件要求精度高，脱模斜度应取小值。参看销售包装结构设计中表6-5脱模斜度的推荐值，聚丙烯PP的脱模斜度取30′～1o，因为设计的塑料瓶为长形容器，收缩率比较大，要求脱模斜度选取较小，因此选择30′。

表3-2 主要塑料的成型收缩率

塑 聚 乙 烯 料 低密度 收 1.5～5.0 缩 率 高密度 2.0～5.0 1.6～1.7 0.3～0.8 0.6～1.4 0.8～1.5 聚丙烯 ABS 尼龙-6 尼龙-66 与成型材料有关的因素主要是成型收缩率的波动。塑料的成型收缩率受成型工艺条件的影响较大，不同批号的材料启程性收缩率也存在差异，所以几乎所有的塑料的成型收缩率都在某一范围内。各种塑料因其本身的性质不同，其成型收缩率各不相同。常用塑料的成型收缩率见表4-2。对于收缩率大、收缩率波动范围宽的塑料，一般只能得到尺寸精度较低的制品。

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尚婷婷