易拉罐的设计

铝质易拉罐成形工艺与模具设计一、铝质易拉罐成形工艺1. 拉伸成形铝制易拉罐的成形过程中，拉伸是关键工艺之一，直接影响着成品的质量。

拉伸成形时，先将铝板切成需要大小，托盘形状的平板，然后按照所需尺寸、形状和厚度拉伸成形。

在拉伸成形的过程中，需要注意一些技巧和细节，例如控制拉伸速度，调整数据配比、制定合理的拉伸路径等等。

同时，在拉伸时还需要进行调整，以保证成品的外形和质量。

2. 切割成型切割成型是指在预先成形的铝板上通过设备进行切割，成型想要形状的易拉罐杯子，成品厚度控制在0.19至0.23毫米之间。

易拉罐杯口的口缘要经过双面尖刀切割，同时调整切口深度、尖刀尺寸和切割角度等参数。

3. 凸缩成型凸缩成型是铝制易拉罐的主要成型过程之一，同时也是成品质量的决定因素之一。

凸缩成型是将铝板固定于轧机上，通过凹凸模具实现的，成型极度复杂，数控技术与手工的配合是保证好成品质量的必要条件。

凸缩成型对于模具较为关键，模具的设计和出品必须精细，以免影响到成品的质量。

4. 焊接封口焊接封口是铝制易拉罐成型方法之一，同时也是最终成型的关键一步，焊接的好坏决定了易拉罐的密封性。

焊接的时候需要特别环节保证所用焊接机的温度、压力和時間等数据，同时焊接位置也需仔细调整，保证焊点良好并且清晰，达到密封与美观的双重效果。

二、铝质易拉罐模具设计1. 模具设计规格铝制易拉罐的模具设计是关键，它决定着成品质量的好坏。

在模具设计上，需要规定一套详细、合理、科学的设计规格，包括成品尺寸、重量、物料完全利用、模具材质和性能要求以及制程工艺和相应的工艺参数等。

2. 模具生产工艺规范铝质易拉罐模具的生产工艺规范较为严格，首先需要考虑模具的材质、精度要求、表面质量以及相应检测控制规范等。

在制作模具边，精度控制是关键，要求精度高、尺寸准确、表面光洁度好，才能保证易拉罐成品质量达到标准，并且生产过程中能够保证模具的损失减少，能够尽快地完成成品生产。

3. 模具成型工艺模具成型工艺要考虑整个生产流程和各个关键节点。

产品创新设计作业——易拉罐的设计在现代生活中，易拉罐被广泛应用于各种饮料的包装。

然而，随着人们对环境保护的关注日益增加，那些传统易拉罐的设计和材料却逐渐成为了问题。

因此，为了更好地适应市场需求，提高易拉罐的使用体验并减少对环境的负担，我设计了一款全新的易拉罐。

首先，我将易拉罐的形状进行了改变。

传统的易拉罐在使用后变形成为了废品，很难再次利用。

而我设计的易拉罐具有可塑性，可以根据使用者的需求进行形状的调整。

例如，在瓶装饮料的市场需求日益增加的情况下，易拉罐可以通过拉伸来改变形状，成为可以重复使用的瓶装容器，从而延长其使用寿命。

其次，在易拉罐的材料选择上，我采用了可降解材料。

传统的易拉罐是由铝制成的，铝是一种不可降解的材料，在处理过程中会对环境造成污染。

而我选择了可降解的塑料材料作为易拉罐的主要材料，这种材料在不使用后能够迅速分解，对环境影响较小。

除了形状和材料的改变，我还在易拉罐的开口设计上进行了创新。

传统的易拉罐在打开时需要使用开瓶器等工具，不方便且容易造成伤害。

而我设计的易拉罐在开口部分采用了磁力设计，只需将一个特定的磁铁靠近易拉罐的开口，磁力就会引起开口部分的自动撕裂，方便快捷。

此外，在易拉罐的喝嘴设计上，我考虑了人们饮用饮料时的舒适感。

传统的易拉罐的喝嘴是比较硬的金属材质，喝起来不够舒适，容易磨伤嘴唇。

而我设计的易拉罐的喝嘴采用了软质材料，给人们更好的使用体验，同时也减少了使用过程中对嘴唇的伤害。

最后，为了增加易拉罐的储存和携带便利性，我在设计中加入了一些创新的功能。

例如，易拉罐可以通过连接器的设计，方便地进行扎堆储存，减少占用空间。

另外，易拉罐的底部设计了一些凹槽，可以用来固定杯托或者咖啡杯，使得使用者可以在不使用杯子的情况下直接喝饮料。

总结起来，我设计的易拉罐在形状、材料、开口、喝嘴和功能等方面进行了创新，旨在提高易拉罐的使用体验并减少对环境的负担。

通过这些创新设计，我相信这款全新的易拉罐能够更好地满足使用者的需求，并在市场上取得成功。

易拉罐形状和尺寸的最优设计组员：邢登峰，张娜，刘梦云摘要研究易拉罐形状和尺寸的最优设计可以节约的资源是很可观的。

问题一，我们通过实际测量得出（355ml ）易拉罐各部分的数据。

问题二，在假设易拉罐盖口厚度与其他部分厚度之比为3：1的条件下，建立易拉罐用料模型2()2(2)vs r rd r rππ=+，由微积分方法求最优解，结论：易拉罐高与直径之比2：1，用料最省； 在假定易拉罐高与直径2：1的条件下，将易拉罐材料设想为外体积减内体积，得用料模型：2min (,)(,)0.00s r h g r h r h v s t r h π⎧=-=⎪>⎨⎪>⎩用微积分方法得最优解：易拉罐盖子厚度与其他部分厚度为3：1。

问题三，在易拉罐基本尺寸，高与直径之比2：1的条件下，将上面为正圆台的易拉罐用料优化设计，转化为正圆柱部分一定而研究此正圆台的用料优化设计。

模型圆台面积2()(s r r R r ππ=++用数学软件求得最优解r=1.467, h=1.93时，s=45.07最小。

结论：易拉罐总高：底直径=2：1，上下底之比=1：2，与实际比较分析了各种原因。

问题四，从重视外观美学要求（黄金分割），认为高与直径之比1：0.4更别致、美观。

对这种比例的正圆柱体易拉罐作了实际优化分析。

另从美学及经济学的角度提出正四面柱体易拉罐的创新设想，分析了这样易拉罐的优缺点和尺寸优化设计。

最后写出了我们对数学建模的体会文章。

关键词：易拉罐 最优设计 数学建模问题重述在生活中我们会发现销量很大的饮料 (例如饮料量为355毫升的可口可乐、青岛啤酒等) 的饮料罐(即易拉罐)的形状和尺寸几乎都是一样的。

看来，这并非偶然，这应该是某种意义下的最优设计。

当然，对于单个的易拉罐来说，这种最优设计可以节省的钱可能是很有限的，但是如果是生产几亿，甚至几十亿个易拉罐的话，可以节约的钱就很可观了。

现在就请你们小组来研究易拉罐的形状和尺寸的最优设计问题。

经典产品开发案例——易拉罐引言易拉罐是我们日常生活中再常见不过的产品，而事实上早在1959年它便诞生了，至今已有了50多年的历史。

挑选易拉罐作为案例分析，是因为我相信简单却又经久的设计就是最成功的，这些经典产品历经了时间和用户的考验，在易拉罐简单的设计背后却有许多值得学习的常识和经验。

生活中有很多这样的产品，比如拉链、圆珠笔、白炽灯、缝纫机、复印机、剃须刀等等。

这些发明悄然地改变了世界，伴随我们的生活工作。

而我们常常忽视了它们的优秀，在科技更新速度日益飞升的今天，大多数人变得麻木，诸如“什么时候发明的”，“有什么独特的设计”，“功能是如何实现的”这些问题也仅仅是和我们打了个照面而已。

我们欣然地接受这些伟大的发明家们的创造，对于我们而言，花尽可能少的时间知道它怎么使用就足够了，甚至懒惰到可以包容一些并不合理的设计。

之所以叫易拉罐，是由于它在顶部的设计采用了易拉环的结构，这是一次开启性的革命，也给人们的生活带来了极大的便利和享受。

1 易拉罐的诞生与市场需求我们知道，新产品的开发首先应该做的就是需求分析。

需求分析首先要确认已存在产品或系统的未确认缺点及未来可能发生的潜在问题，然后确认用户目前及未来还没有满足的希望。

首先，要了解，大部分灌装饮品如汽水、啤酒等都注满二氧化碳，因此铝罐要承受的压力极大，约每6.5平方厘米需要50公斤的力度，才能把拉盖开启。

如何让使用者轻易将拉盖开启正式制造拉盖的一大难题。

最早的铝罐需要分离式的开罐器，这一局限性使得许多场合下应用都不便利。

1959年，俄亥俄州的艾玛弗兰兹发现外出郊游时喝冰啤酒很困难，于是他用汽车保险杠杆打开啤酒，弗兰兹想要找到更好的办法，思考如何将开罐头的杠杆粘在杠杆上。

他彻夜未眠，终于找到了发明的灵感，当然这也他在达顿可靠工具制造公司的工作经验密不可分，他在金属的制作和刻痕上有着丰富的经验积累，弗兰兹于1963年取得易拉罐的专利权。

他也声明，易拉罐不是他个人发明的，自1800年来大家就一直在研究这个问题，他所做的知识找出将拉环粘到罐顶部的方法。

易拉罐设计第5章罐（桶）式结构听罐包装多用于液体和粉状商品，它可以密封、利于保鲜。

通常采用镀锡薄钢板、铝材和镀烙薄钢板等，广泛用于化工、医药、日用品、食品等领域。

5.1 “鲜橙汁”易拉罐设计说明本例是一个综合性的实例，详细介绍听罐的印刷知识和设计制作的全流程。

相信读者通过学习能够在以后工作中学以致用。

如图5-1 和图5-2所示，分别为“鲜橙汁”的展开平面图和成品立体效果图。

设计前序“鲜橙汁”是名品汽水厂推出的原果鲜橙浓缩汁，饮料容器采用铝箔易拉罐。

厂商要求设计师在设计时要帮助顾客尽快了解和熟悉包装内的产品属性和特征，同时能够在商场专柜陈列中达到较好的视觉效果。

已知“鲜橙汁”易拉罐的尺寸是：高120mm 、直径67mm 。

学习要点? 设置包装的标准尺寸? 制作包装的平面展开图? 版面构成?听罐的输出制版? 制作包装的立体效果图创作思路1 ．产品定位“鲜橙汁”是一种不含防腐剂的原榨鲜橙浓缩汁，其成份有：柠檬酸、维生素 C和、胡萝卜素等。

在开发“鲜橙汁”饮料之前，开发商在果汁饮料市场上已经有很多年的经验，同类产品的市场竞争已经白热化。

随着人们生活质量的提高，消费者对果汁饮料的要求也越来越高，新鲜、健康、浓缩、口感已经成为消费的新方向。

2 ．设计手法为了使包装的画面更具可视性和号召力，在主视面的设计中利用较大的空间来安排产品或加工原料的精美图片，以诱人逼真的形象来增强其真实性和可信度，帮助顾客尽快了解和熟悉包装内的产品属性和特征。

新鲜的橙子、醒目的英文品名、橙黄色的基调、亚热带海滩风情背景、错落有序的构图突出了要表达的主题。

画面的对比强烈、图文清晰，才能具有很强的视觉冲击力和货架竞争力。

3 ．印刷思路听罐印刷有两种不同方法。

一种是听罐制罐先完成后再印刷，另一种是先进行印刷再制罐。

本章“鲜橙汁”易拉罐的印刷采用先制罐后印刷的方法，被称为曲面印刷，也叫干式胶版印刷，是用四色版（黄、红、青、黑）及普通金属加工油墨进行印刷。

易拉罐的形状和尺寸的最优设计摘要本文讨论了以假设易拉罐的上、下底面及侧面所用材料相同为前提，在相同体积情况下，哪种形状的易拉罐所用材料最少。

将易拉罐设计成正圆柱体，分析并建立了非线性规划模型，用连续函数求极值的方法，获得结果；探讨了易拉罐形状为由上面圆台和下面正圆柱体组成的最优化设计，建立了非线性规划模型,分别用隐函数求导数和拉格朗日乘子两种方法求解；最后采用相同体积时球体表面积最小这一数学结论，以及便于运输和放置的实际状况，我们把易拉罐形状设计为用两个平面截去顶部后的圆台，建立非线性规划模型。

也尝试用旋转曲线建立球体最优设计。

通过计算对比结果,第二种形状(目前使用易拉罐形状)是最优的。

本文还对模型进行了推广。

关键词: 非线性规划拉格朗日定理隐函数一．问题重述日常生活中，我们稍加留意就会发现很多的饮料罐(即易拉罐)形状和尺寸几乎都一样。

看来，这并非偶然，这应该是某种意义下的最优设计。

当然，单个易拉罐的生产，对资源充分利用，节约生产成本并不明显。

但如果生产的数量非常多的话，那么节约的钱就很可观了。

为什么不同工厂的易拉罐采用统一规格？从数学的角度怎样给予合理的解释？易拉罐的圆柱底面圆的直径与圆柱的高的比是多少才为最优？和现实中的实际情况有什么差异，为什么？假设易拉罐的上、下底面及侧面所用的材料相同，则在相同的体积情况下，哪种形状和尺寸的饮料罐所用的材料最少则成本就越低，也就最合理。

需要研究的内容:(1) 对现实生活中易拉罐(可口可乐罐为例)的准确测量,包括罐体形状,尺寸等。

(2) 当易拉罐为一正圆柱体时,讨论它的最优设计方案,通过对半径和高的比值来说明和验证所测量的相关数据。

（3）当易拉罐有上面圆台和下面正圆柱体组成,如下图:讨论这种形状的最优方案,并与实际测量数据相分析比较。

(4) 查阅资料,发挥想象力,设计出易拉罐形状和尺寸最优的方案。

进行拉罐设计成本最小问题的数学建模及求解过程。

最后,总结做本题以及以前学习和实践数学建模的亲身体验，写一篇短文，阐述什么是数学建模、它的关键步骤，以及难点。

易拉罐的设计及制造技术研究
易拉罐是一种方便的包装容器，广泛应用于食品、饮料、化妆品等行
业中。

它的设计及制造技术的研究对于提高易拉罐的品质、降低制造成本
具有重要意义。

1.材料选择：易拉罐的制造主要采用铝合金材料，因为铝合金具有重
量轻、耐腐蚀、易回收等优点。

在材料选择上，需要考虑到易拉罐的用途
和环境对材料的要求。

2.成型工艺：易拉罐制造的重要环节是罐体的成型。

常用的成型工艺
有冲压、拉伸、模压等。

冲压是将金属材料在模具上快速冲击成型的方法，拉伸是通过塑性变形使金属材料延伸到一定程度，然后再冷却形成的方法。

模压则是将金属材料放置在模具中进行压制形成的方法。

这些工艺的选择
取决于易拉罐的形状和大小需求。

3.封口技术：易拉罐的封口是保证产品密封性的关键环节。

常用的封
口技术有焊接和胶封。

焊接是将易拉罐的两个端口通过高温熔接实现密封，胶封则是使用胶水将易拉罐的两个端口粘合在一起。

不同的封口技术适用
于不同的易拉罐产品。

4.印刷技术：易拉罐外表的印刷是宣传和营销的重要手段。

常用的印
刷技术有凹版印刷和喷墨印刷。

凹版印刷是将油墨填充在凹陷的模具上，
然后通过压力将油墨转印到易拉罐上。

喷墨印刷则是通过喷射油墨到易拉
罐上实现印刷。

5.内涂技术：易拉罐内涂可以提高食品等产品的品质和保质期。

常用
的内涂技术有内壁涂敷和内壁热封膜。

内壁涂敷是将特殊的涂层涂抹在易
拉罐的内壁上，而内壁热封膜则是将一层薄膜通过热封的方式粘贴在易拉罐的内壁上。