百事可樂通過3D打印生產瓶模，可節(jié)省96%的成本

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

通常，飲料公司采用吹塑成型制造傳統(tǒng)金屬模具，這種方式意味著需要等待數周的時間和數千美元的開模成本。有沒有更快，節(jié)省成本的方式呢？

△百事可樂的瓶子設計開發(fā)流程，從紙質到數字化，再到3D打印模具原型

2022年6月8日，南極熊獲悉，百事可樂正通過使用3D打印技術制作瓶模來提高速度、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)、先進工程和設計高級經理Max Rodriguez表示，往常，百事可樂需要花費高達10000美元來生產單個金屬模具（具體取決于包裝的復雜性）。使用傳統(tǒng)制造方法加工金屬模具大約需要4周的時間，然后需要額外花費兩周的時間才能獲得試驗裝置，然后再進行吹塑成型。

△在Nexa3D NXE 400上使用Henkel的xPEEK147-Black材料，進行3D打印制作瓶子模具

3D打印，加速原型設計到加速生產
為了搶占市場，將飲料更快的推向市場，需要解決2個核心問題，縮短原型制作時間和開模成本，因此，百事可樂幾年前開始使用3D打印技術。

盡管3D打印機在制作設計原型方面表現出色，但早期3D打印的模具缺乏耐用性。當3D打印模具用于吹塑機時，在模具開始失效之前，它們只能生產大約100個瓶子。這促使該公司和他的團隊探索使用混合方法，將傳統(tǒng)金屬模具的部件與3D打印結構相結合。

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

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

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

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

“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標準的材料，”Rodriguez說�！霸诖邓苣＞邿岫ㄐ螒�用中，模具需要加熱到約140oC度，并且需要承受40 bars的吹壓。”

△2020年百事可樂瓶重新設計

據Rodriguez介紹，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，滿足設計要求。

而后，該團隊將牙石背襯應用到打印的嵌件上，以使模腔具有吹塑壓力所需的抗壓強度。然后，它使用Blow Molding Technologies的改進型Blowscan拉伸吹塑機，來生產實際的測試瓶。

Rodriguez說，在過去的幾個月里，百事公司一直在使用混合方法生產瓶子�！笆紫龋�可見的看到縮短生產時間和節(jié)約成本，但更重要的是，這種混合方式，能夠靈活地實現多個產品不同的設計迭代，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品推廣�！�

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

△Nexa3D的NXE 400 3D打印機

4周縮減到48小時，10000成本變?yōu)?50美元
現在，通過3D打印技術，一套完整的模具可在12小時內完成，其中3D打印時間為8小時，后處理或固化時間為4小時。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。結果是與傳統(tǒng)金屬工具相比，成本降低了近96%。

Rodriguez說，“我們預計開發(fā)周期將加快30%�！� 然而，這不僅與3D 打印模具組的能力有關�！斑�與該技術可結合我們的數據分析能力有關，所以，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�！�

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行中，”百事可樂說。