易拉罐加工 易拉罐製作工藝流程

易拉罐由罐蓋本身的材料製成，加工成鉚釘，然後透過外套上的拉環鉚接緊密，並與相應的槽口配合，形成完整的罐蓋。具有重量輕、體積小、不易破損、便於攜帶特點。制罐的材料有兩種：鋁和馬口鐵。

箱蓋的製造：

下料→基礎蓋衝壓成型→原邊→注膠→發泡→標記→鉚接→拱壓（汽水蓋）→儲罐蓋成型工藝

下料：

在拉伸過程中，坯料邊緣的材料沿徑向形成一個杯形，因此塑性流動區的單元體處於雙向壓縮和單向拉伸的三維應力狀態。由於衝弧和拉模弧的作用，杯體下部壁厚減少10%左右，而杯口加厚25%左右。杯角的弧度大小對後續工序（罐成型）影響很大。如果控制不好，很容易壞罐。因此，在落料和拉深過程中必須考慮以下因素：杯徑和拉深比、凸模圓弧、拉深模圓弧、凸模與凹模的間隙、鋁材的力學效能、模具表面的摩擦效能、材料表面的潤滑、拉深速度、凸耳率等。

罐體制造——鋁罐體的加工：

罐體成型：

在拉深過程中，集中在模口錐形部分的金屬是變形區，而傳力區是透過模具後的筒壁和殼體底部。在變形區，材料處於軸向拉伸、切向壓縮和徑向壓縮的三維應力狀態。在三維應力的作用下，金屬的晶粒細化，強度增加，並伴有加工硬化。在傳力區，材料不同部位的受力情況不同，其中衝頭圓角區的金屬最差，軸向和切向受拉，徑向受壓縮，因此材料變薄趨勢嚴重，此處金屬容易斷裂，導致拉伸失效。透過比較變形區和傳力區金屬的應力狀態，可以看出，變薄拉深工藝能否順利進行取決於拉深凸模拐角處金屬的拉應力。當拉應力超過材料強度極限時，會造成斷裂，否則拉拔過程無法順利進行。因此，降低拉伸過程中的拉應力成為保證拉伸順利進行的關鍵。

在工藝過程中，落料、拉伸、罐體成型、切邊、縮徑、迴轉縮徑/翻邊工序需要模具加工，其中落料、拉伸、罐體成型工序和模具是關鍵，其工藝水平和模具設計製造水平直接影響罐的質量和生產成本。

金屬罐就是我們常說的易拉罐，其罐蓋和罐身是分開生產，最後才組裝在一起。製造易拉罐的材料有兩種：鋁材和馬口鐵。

概況及特點

這種金屬罐子的優點很明顯，它的密閉性非常好，能抗較高的內壓，非常適合用於裝載碳酸飲料這種僅對壓力、空氣和耐酸性有少許要求的飲品。

分類及其應用

分類

金屬罐按製造方法分類；主要有三片罐和兩片罐兩種：

（1）三片罐

三片罐的應用歷史已近200年，雖經多次改進，其基本組成仍由罐身、罐底和罐蓋三片金屬薄板（多為馬口鐵）製成，故得名“三片罐”。普通三片罐的罐底和罐蓋的形狀、尺寸及製造方法完全相同，統稱為罐蓋。罐身縱縫的密封形式主要有兩種：錫焊和熔焊，前者使用較早，但由於焊錫中含有鉛，已呈淘汰之勢；後者可避免鉛汙染，能耗低、材料消耗少，但生產裝置複雜。

三片罐具有剛性好，能生產各種形狀的罐，材料利用率較高，容易變換尺寸，生產工藝成熟，包裝產品種類多的特點。

三片罐製作工藝

制罐身：切板—送料—彎曲成圓—搭接定位—電阻焊—補塗—烘乾—翻遍—壓筋—縮頸（飲料罐）

制罐蓋：塗油—切板落料—衝蓋—圓邊—注膠—烘乾固化

最後將罐身和罐蓋卷封，進行質檢

（2）兩片罐

兩片罐是20世紀中葉問世的。整個包裝罐由兩件，即罐身和罐蓋組成，故稱兩片罐。兩片罐的罐身是將金屬薄板，用衝床透過拉伸成型模，使其受到拉伸變形，使罐底罐身連成一體。

兩片罐的罐身分類有多種：按罐身的高矮，分淺衝罐和深衝罐；按制罐材料，分鋁罐和鐵罐；按製造技術，分變薄拉伸罐和深衝拉拔罐等。兩片罐相對於三片罐來說，具有下列優點：

①密封性好。罐身由衝拔工藝直接成型，不滲漏，可免去檢漏工序。

②確保產品質量。兩片罐不用焊接密封，避免焊錫罐的鉛汙染，且耐高溫殺菌，可保證產品衛生。

③美觀大方。罐身無接縫，造型美觀，且罐身可連續進行裝潢印刷，效果好。

④生產效率高。兩片罐只有兩個部件，且罐身製造工藝簡單，對簡化工藝過程，提高生產能力大有好處。

⑤節省原材料。兩片罐的罐身成型時受到拉伸變形，壁厚較三片罐的薄；另外，二片罐的罐身是整體成型，無罐身縱縫及與罐底接縫，也節省了材料。

但是，兩片罐對材料效能、制罐技術、制罐裝置等的要求較高，裝填物料的種類較少。

二片罐製作工藝

衝拔罐：卷材下料—衝壓預拉伸成坯—多次拉伸變薄—衝底成型—修邊—清洗潤滑油—烘乾—塗白色琺琅質—表面印刷—塗內壁—烘乾—縮頸翻邊—撿漏

深衝拔罐：下料—頂衝杯—再衝杯（若干次）—翻邊—衝底成型—修邊—表面修飾—撿漏

應用

目前用於包裝的金屬罐主要是鋁質二片罐。鋁質二片罐採用鋁合金薄版作為材料，在製造過程中使用了變薄拉伸工藝，所以罐壁的厚度明顯比罐底薄。

金屬罐是隨著罐頭工業的發展而興起的。它從原料生產到制罐操作，工藝複雜、裝置龐大，而且成本較高。但是，金屬罐比玻璃容器輕便、強度高，比塑膠容器的化學穩定性好，而且金屬容器不燃、不碎，用於流通週期大且運輸線路長的商品包裝十分合適。金屬罐比紙容器的剛度和強度都高，而且能耐溼和耐溫，同時，金屬容器的回收利用也較好，有利於環境保護。通常金屬罐按結構可以分為二片罐和三片罐。傳統的金屬罐是由罐身、罐蓋和罐底三部分組成，即通常所說的三片罐。在20世紀40年代人們研製開發了二片罐的製造方法，現代工藝的發展，已經使二片罐在食品、飲料及其他行業得到了廣泛的應用。下面從結構、材料、用途及發展現狀簡單談談二片罐和三片罐。

二片罐與三片罐的結構

金屬罐的分類見下表：

表1 金屬罐的分類

結構 形狀 工藝特點 代表性用途

三片罐 圓形罐、方形罐或異形罐 電阻焊管 各種飲料罐、食品罐、化工罐等

壓接罐 食品罐、化工罐

粘接罐 各種飲料罐等

二片罐

圓形罐或異形罐 衝拔罐 肉罐頭、水果蔬菜罐頭等

深衝罐（DRD） 各種罐頭

薄壁拉伸罐（DI罐） 各種充氣飲料罐為主

1、二片罐（Two-pieceCan）的結構

（1）二片罐的結構特點

二片衝壓罐是採用適當的衝壓工藝，使圓形板坯經若干次衝壓後成型的。衝壓成型後的杯形或其他形狀的罐身，其側壁完整、光潔、無接縫；底部和側壁為一整體，沒有傳統三片式組合罐的側壁與底部的卷封接縫。正是由於上述結構特點，二片衝壓罐很容易加工成各種圓形或異形的容器，即使是圓柱形結構的二片罐，也可以很方便地在柱體（罐身）的上緣部分和下緣部分進行適當的加工修飾，既可以使二片罐結構強度得到改善，也可以使圓柱形容器的造型更加美觀。

二片衝壓罐結構的另一特點是，大多數的二片罐都採用了易開啟的結構形式，使二片罐的開啟方便易行。

由於二片罐的罐形、結構尺寸及封口形式受到制罐裝置的限制，可變化的餘地很小，其結構設計在實質上是選定罐形、製造工藝方法及封口形式等。

（2）二片罐的結構

1）二片罐的結構要素

二片罐的結構要素如圖1所示。其結構有五個部分，分別是罐底、下緣部分、罐側壁、上緣部分和罐端蓋。

罐底主要起支撐整個容器的作用。罐底外形主要以圓拱形為主。

下緣部分是側壁與罐底的連線部。它常配合罐底腳設計成合適的外形，以保證二片罐具有足夠的結構強度和適當的外觀造型。

側壁部分光滑平整，外表面可以進行塗裝修飾。側壁的結構設計，必須使罐體具有一定的縱向壓縮強度，其強度最低值應控制在1330N。

上緣部分是側壁與罐蓋縫合的部位。由於節約材料降低成本餓緣故，二片罐罐蓋直徑都較小，所以二片罐上緣部分採取縮頸一縮小二片罐筒體的口徑，使之與罐蓋相配合。目前採用的縮頸形式有：雙縮頸、三縮頸、旋壓縮頸等。

罐蓋部分可以根據實際需要進行設計。飲料用的二片罐通常都是採用統一規格的易開蓋。

2）二片罐的底部結構

飲料用二片罐的罐底外形如圖所示。

通常飲料罐內部壓力較高，要求罐底的最小彎曲強度為0。58~0。62MPa。根據這一要求，早期使用較厚的板材，其底部設計成如圖中a所示的外形。隨著使用板材的原始厚度的降低，底部外形也設計成較複雜的結構，以保證罐底有足夠的強度。

3）二片罐上緣部分結構

早期的二片罐上緣採用簡單的縮頸方式。隨著罐蓋直徑的進一步縮小，二片罐罐身口徑也進一步縮小。從20世紀80年代開始，出現了雙縮頸、三縮頸、四縮頸等罐形。英國的METALBOX公司發明了旋壓縮頸蓋，旋壓縮頸的結構在加工上有很大的優勢，近年越來越多的二片罐都採用了這種工藝。

2、三片罐（Three-pieceCan）的結構

三片罐由罐身、罐底和罐蓋三部分組成。罐身的上緣和下緣分別為罐蓋與罐身、罐身與

罐底的結合部，為使罐身上緣與一定規格的罐蓋相縫合，可設計成縮口結構。

1-罐蓋 2-罐身 3-罐底

（1）、罐身

1）罐身接縫。罐身接縫是罐身成型後罐身板兩端的焊（粘）接接縫，共有4種接縫形式，如圖示。

2）環筋。當罐身直徑和高度較大時，為防止罐身發生內凹和外凸，可在其圓周方向滾壓

環筋，如圖所示。

3）翻邊。罐身上、下邊緣向外適當翻出，以便和罐蓋或罐底進行卷邊密封，罐身兩端被

翻出的部分即翻邊，翻邊結構如圖示。

（2）、 罐底和罐蓋

1）膨脹圈。作用是能避免罐身因溫度變化而引起的永久變形，提高罐蓋（底）的力學強

度，能使罐的卷邊結構免遭破壞，保護封口結構的密封效能，便於識別變質食品。膨脹圈結構如圖。

2）圓邊。是罐蓋（底）邊緣向內彎曲形成的邊鉤，以便於罐身的翻邊作卷邊密封。結構如圖示。

罐蓋和罐底的不同之處在於罐蓋具有較深的埋頭度，以便固定罐鑰匙。

（3）、 易開結構

20世紀50年代，美國人發明了易開蓋。它的蓋上有一梨形刻痕，當拉環拉起時，由鉚釘帶動，沿壓痕撕離罐蓋的一小部分成梨形孔口，內裝液可由此孔吸出或倒出。由於易開蓋使用方便，因而受到消費者的歡迎。

易開蓋按結構可分為：拉環式、留片式和全開式易開蓋，如下圖所示。拉環式和留片式易開蓋主要用於飲料、啤酒罐，而全開式易開蓋主要用於固體和粘稠食品的罐（如八寶粥等）。這三種易開蓋的拉開方式也不同，拉環式和全開式在拉開時把拉環和壓痕片整個撕離，這容易造成環境汙染，在某些場所（如游泳沙灘）還可能造成傷害；留片式的壓痕片在開口後留在罐上，沒有環境汙染問題。

（4）二重卷邊結構

二重卷邊是目前廣泛採用的金屬罐罐身與罐蓋（底）的封口方法，不僅適宜制罐、裝罐和

封罐的高速度、大批次、自動化生產，而且也容易保證金屬罐的氣密性。 二重卷邊的結構如圖所示。

①二重卷邊的內部結構。包括身鉤、蓋鉤、疊接長度、疊接率、蓋鉤空隙和身鉤空隙。

②二重卷邊的外部結構 包括卷邊厚度、卷邊寬度和埋頭度。

3、二片罐與三片罐的比較

（1）相同點：二者皆為金屬罐體，採用材料大致一致，它們大都做成易拉罐的形式，其頂蓋都是易開蓋的結構。二者在罐體與罐蓋接縫處理上都採用了二重卷邊結構。

（2）不同點：其成型方式不同，二片罐更為簡單，結構上，二片罐常在頸部進行縮頸處理，使罐體積更小，更為美觀。

（3）同三片罐相比，二片罐具有以下優點：

①外表面可全面印刷和裝潢，提高包裝效果

②二片罐質輕、壁薄

③罐身與罐底為一體且無接縫，力學強度高，密封性好

④與罐蓋卷封作業容易

⑤成型工藝簡單、成型速度快

總之，二片罐與三片罐各有其特點，在實際應用中，通常根據實際情況選擇性使用二者。

二、二片罐與三片罐的材料

金屬罐的制罐材料大都為各種鍍金屬板以及輕金屬合金等，常見材料及罐形見表2。

表2 常用食品金屬罐的特點和用途

材料 結構形狀 特點和用途

鍍錫薄鋼板 三片罐、二片淺衝罐、二片深衝罐、二片薄壁拉伸罐 需要內塗料，應用於熱加工食品（如魚肉、蔬菜、家禽等）和非加工食品（如干粉、醬類、食油等）以及各種飲料包裝（飲料包裝主要用二片罐）

鍍鉻薄鋼板 三片罐、二片淺衝罐、二片深衝罐、二片薄壁拉伸罐 需要內塗料，主要應用於熱加工食品包裝，也可用於飲料包裝或製作噴霧罐

鋁合金板 二片淺衝罐、二片深衝罐、二片薄壁拉伸罐、三片粘結罐

主要用於啤酒和各種飲料的包裝

三片罐所用材料大多為鍍錫板、無錫板、鍍鉻板、低碳薄鋼板以及其它塗料鐵板等。

二片罐由於制罐工藝較多，故其可用材料更為豐富。拉伸罐的原材料有鍍錫板、塗料鍍錫板、黑鐵皮、塗料無錫鋼板、鋁合金薄板等。淺拉伸罐材料主要選用無錫鋼板或塗料無錫鋼板以及鋁鎂合金板。在國外市場上約90%的淺拉伸罐都使用無錫鋼板。深拉伸罐宜採用鋁合金薄板或鍍錫薄板以及鋁錳合金板。變薄拉伸罐的原材料主要有鋁合金薄板和鍍錫薄鋼板，現在人們普遍選用的是美國鋁業協會標準（AA標準）的3000系列鋁合金，如3003、3004等。鍍錫板主要選用MR系列鋼材，如T-4-CA（JIS標準），鍍錫量為2。8/2。8（雙面g/m2），HR30=58~64鍍錫板。近年由於國際上鋁合金的價格不斷上揚，國內外許多廠家都轉向選用鍍錫板來製造變薄拉伸罐。

三、二片罐與三片罐的應用及發展情況

1、現狀及應用

自罐頭問世以來，三片罐一直是食品罐頭行業的主要包裝容器。以食品罐頭行業發展為動力，三片罐的製造技術也在不斷地發展和完善。三片罐除了在罐頭行業普遍應用外，在其他行業，如非罐頭食品、化工、日用品工業等行業也有廣泛的用途/

目前，我國金屬容器製造業的裝備已具備強大的實力。兩片罐有26條生產線，年生產能力達120多億隻（目前市場需求約70億隻）。雖然大有潛力可挖，但鋁製二片罐市場的進一步拓展還有賴於鋁板國產化程度的提高。目前基本上還是依靠進口鋁板，花費很多外匯。馬口鐵三片罐製造裝置已擁有各種型號的進口和國產全自動或半自動生產線約500餘條，其產品一年供應飲料行業約40億隻，食品罐頭行業約38億隻。氣霧罐年產量能達6億隻。 我國現有以馬口鐵為原料的三片飲料罐生產線300條左右（國外引進約六成），其中40%的高速生產線為每分鐘800—1200罐，其餘為中低速生產線，平均每分鐘400罐。年總生產能力近200億罐。但目前實際的消費需求僅為60億罐左右。盲目引進造成嚴重供大於求。全行業馬口鐵年需求量約140萬噸左右。隨著國產馬口鐵生產能力的提高，馬口鐵進口將逐步減少，不久便可自給自足，但部分高檔產品尚需少量進口。兩片和三片飲料罐，今後隨著經濟增長人民生活提高必然有發展空間，建議有關部門慎重審批勿再盲目引進，東部地區閒置裝置建議向西部轉移。

我國金屬包裝的最大使用者是食品工業，其次是化工產品，此外，化妝品和藥品也佔一定的比例。隨著中國國民經濟持續發展，人民消費繼續增長，上游相關行業的快速發展將推動金屬包裝行業走出低谷。

當前飲料行業發展迅猛，雖然採用塑膠瓶、玻璃瓶、複合紙包等包裝佔有一定份額，但二片罐、三片罐仍佔優勢，如金屬罐包裝的啤酒市場份額不斷增長。2001年金屬包裝製品總產量已達205萬噸（包括冷熱板），2005年已達到288萬噸。在新世紀初，中國加入了世貿組織，金屬包裝行業更要提高產業化水平，提高行業的綜合實力，把握住西部大開發的機遇，共同創造良性發展的廣闊空間。

從人均消費量來看，國內金屬包裝市場尚有很大潛力。目前全世界每年約生產各種金屬罐為4100億隻。其中飲料罐約3200億隻、食品罐為750億隻、噴霧罐為100億隻；歐洲每年飲料罐和食品罐銷售量分別為330億隻和270億隻；亞洲飲料罐和食品罐銷售量在過去10年的增長率分別為：兩片飲料罐250％、三片飲料罐63％、食品罐71％；我國飲料罐年消費量110億罐（二片罐70億隻、三片罐40億隻），人均消費不足8罐，而日本的年消費量是180億罐，韓國是32億罐。

如果我國年人均消費量提高到10罐，每年就要求130億罐的供應能力；此外，中國罐頭食品消費水平偏低，人均年消費不足1。5公斤，歐洲罐頭食品人均年消費水平為50公斤，日本人均年消費水平為23公斤。目前國內金屬包裝市場呈現供大於求的趨勢，但從人均消費量分析，還存在較大發展空間。

2、發展方向

首先，樹立國產品牌、推動強強聯合，增強企業競爭實力。

其次，我國金屬包裝空罐技術已接近國際水平，目前還要努力提高產品質量，使用超薄馬口鐵及鋁材，進行技術改造和開發新產品。

此外，要解決食品飲料罐最重要的幾個問題，如漏罐、易開蓋拉環易破損等問題，下大力氣提高各種產品質量。

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