神奇的自收缩式水桶


作者:西帕公司(SIPA) 日期:2016/01/29 来源:PT《现代塑料》

大容量的PET饮水机水桶已成为办公及家庭环境中随处可见的必需品,作为储存饮用水的完美选择,它为人们的生活带来了极大的便利。这种PET水桶要比传统的玻璃容器轻很多,通常,一个容量5加仑的玻璃容器,其重量接近20kg,但相比之下,一个可重复使用的普通 PET 水桶,其重量只有650g左右,显然,这极大地方便了人们的搬运。

然而,一个新的趋势正在为人们带来更大的便利性,这就是一次性的PET饮水机水桶。这种一次性水桶的重量甚至更轻,最轻可以达到330g,从而显著节省了材料和运输成本。但尽管如此,其在运输中仍占据很多空间。为了解决这一问题,一种可收缩的一次性水桶应运而生,它能够随着桶内水的流出而逐渐收缩,最终缩成厚叠形状,这样,占据的空间就比原来明显减少。

自收缩式水桶

可收缩水桶的吹塑成型

装载瓶胚,等待吹塑成型

有限元分析

众所周知,水桶的收缩方式往往很不规则,即使当桶内的水完全流出后,其内部仍有大量空间。因此,为了设计出既适合运输和使用,又能在变空时自行收缩得尽可能均匀、整齐的大容量 PET 水桶,意大利西帕公司(SIPA)与多家客户展开了合作,为此付出了巨大努力。

首先,在计算机上采用有限元(FEM)分析对水桶的收缩顺序进行仿真,以此找到最适合客户要求的屈曲机理。西帕公司的Dino Zanette说,“有限元分析帮助我们加快了研究进程,减少了最终找到合适的解决方案所需要的试验次数。它还帮助我们确定出在屈曲机理仍可发挥作用的前提下水桶所能达到的最低重量。”

方形和圆形设计

西帕的专家们对不同水桶形状(方形和圆形)以及桶身上的沟槽和桶底的形状进行了分析,并借助计算机仿真得到的容量-压力图、桶底中心位移-压力图和黑影照片等,对收缩现象进行了深入研究,找到了改进水桶结构从而获得最佳性能的方法。此外,还生产了实体原型,以对这些虚拟结果进行验证。试验证明,研究人员在研发阶段研究的屈曲机理具有复现性。

目前,无需施加外力即可完全自行收缩的水桶已进入工业化生产阶段。这种一次性可收缩水桶极大地方便了水桶的回收利用。