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常见饮料的塑料瓶盖结构是怎么做到防水的?

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日报标题:别只盯着「谢谢惠顾」,瓶盖里还有别的学问

Rock Zhu,不会开车的汽车制造业人员…

 

先给上两个图看看。

上面的产品图片来自我们日常使用的螺纹产品,产品要求中明确提出了密封要求,注意红色线圈内的产品结构,这样的凸台设计就是密封的关键。如果学习过机械设计并且还对机械密封设计相关有理解的,都应该能想起机械密封设计的思路:加大接触面和延长介质泄漏路径。理论上的完全密封是不可能存在的,我们所追求的只是有一定条件内,尽量小的泄漏。通过增加瓶盖上的凸台,使瓶口和瓶盖的实际密封面积加大(如果没有这些凸台设计,瓶口和瓶盖的密封面积就只有瓶口上面那一圈作为密封;并且从加工制造的角度上,瓶口上这一圈接触面的平面度要求并不高,如果对瓶口的精度要求过高就会导致不良率太高,这与制造业的先进性无关。用制造者的话叫做:吃饱了撑的。)

另外回答题主的描述中的那个小问题,螺纹到底能不能做到密封?答案是:可以的,的确存在一类标准的螺纹可以满足密封需求,并且此类螺纹在使用过程中不需要增加其它密封介质(料带、密封胶圈等),这类螺纹我们一般称之为细牙螺纹,我们日常接触的螺纹多属于粗牙螺纹;直观上的区别在于:细牙螺纹在同等长度会比同等规格的粗牙螺纹(如同样直径的 M8 螺纹)会更加密集;并且细牙螺纹(外螺纹)的牙顶是尖的,粗牙螺纹只是平顶或者是带圆过渡,如日常生活中接触的的连接用的螺纹:瓶盖等产品。上面有答主提到的钢管连接:注塑机台射嘴处的连接螺纹就属于细牙螺纹。

附加回答一个延伸出来的话题:关于瓶盖上断开的螺纹设计方案;前面我们已经说过了日常生活用的瓶盖的螺纹其实是作为连接螺纹使用的,螺纹部分并不起密封作用;因此螺纹是完整的螺纹还是断开的对产品使用并不会引起很大的问题,现在就轮到消费者(饮料制造商并不是我们这些吃货)上场提要求:我们需要更高的生产效率和更低廉的价格;好了,回到制造业上来说,螺纹类产品的生产方案一直是属于比较专业并且对制造商要求较高的一类;打个比方:为了更高的生产效率,产品使用的模具必然会要求模具有更多的型腔以便一次性成型更多的产品,虽然这样的方案会额外增加产品成型时间,但是对于产量的上升依然是可以被接受,但是要命的问题出来,加工并不能保证这么多型腔的精度啊!大家能想象到的多型腔是 4 个或 8 个,按业内的最高水准,是可以做到 64 个!大家可以想象下那个场景,而且可以给大家增加点信心的是,中国也能做到!扯远了点,虽然我们可以一次性成型这么多,但是技术上的进步依然是没有停止的。目前生产这样的螺纹瓶盖已经有了专业的生产设备,每分钟的产量是过百个,并且高度自动化。但是这和螺纹设计有什么关系?关系就在于:专业生产瓶盖的设备上的螺纹制造方案和传统螺纹制造方案是两回事,如果使用断开的螺纹设计,专业设备的模具是可以接受并且模具还可以在一定程度上简化。因此,我们就能看到越来越多的断开螺纹设计。

至于瓶盖和瓶口的软硬问题,其实并不是设计师故意那样的做。原因是出自:瓶体的成型方案和瓶盖的成型方案不一样,瓶体成型方案按业内的说法叫注塑拉伸吹塑成型,因为瓶口在生产过程中是通过注塑成型,所以得到的强度也要高一些;而瓶盖则是由挤出成型,挤出成型的后果就是质密度低;所以软硬配合其实只是个意外,并不是设计师一开始的目标和要求。算是意外的收获。

 


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