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Aug 13, 2023

Pepsico는 값비싼 금속 툴링에 대한 혁신적인 대안을 찾았습니다.

관련 공급업체 시장 출시 속도가 소비자에게 그 어느 때보다 중요해졌습니다.

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브랜드 소유자가 끊임없이 변화하는 고객 요구 사항을 충족하기 위해 새로운 병 및 패키지 디자인을 개발하는 것을 목표로 하기 때문에 소비재 부문에서는 출시 속도가 그 어느 때보다 중요합니다. 그러나 병 블로우 성형을 위한 기존 금속 툴링을 만드는 것은 비용과 시간이 많이 소요되는 작업입니다. 이것이 Pepsico가 대안을 찾은 이유입니다.

음료 회사인 Pepsico의 제품은 전 세계 200개 이상의 국가와 지역에서 소비자가 하루에 10억 번 이상 즐기고 있습니다. 이 그룹은 Lay's, Doritos, Cheetos, Gatorade, Pepsi-Cola, Mountain Dew, Quaker 및 Soda Stream을 포함하는 보완 음료 및 간편 식품 포트폴리오를 통해 2021년에 790억 달러 이상의 순수익을 창출했습니다. Pepsico의 제품 포트폴리오에는 연간 추정 소매 매출이 각각 10억 달러 이상을 창출하는 많은 상징적인 브랜드를 포함하여 다양하고 즐거운 음식과 음료가 포함되어 있습니다.

식품 및 음료 회사는 블로우 몰드 생산을 최적화하여 시장 출시 속도를 가속화할 수 있는 방법을 찾고 있었습니다. 기존 방법을 사용하면 이 프로세스가 상당히 길어질 수 있습니다. 패키지 디자인의 CAD 파일이 생성되면 금속 도구를 가공하는 데 최대 4주가 걸릴 수 있으며, 실제 블로우 성형을 수행하기 위한 시험 장치를 확보하는 데 추가로 2주가 걸릴 수 있습니다. Pepsico Valhalla 연구 센터의 글로벌 패키징 R&D, 고급 엔지니어링 및 디자인 수석 관리자인 Max Rodriguez에 따르면 단일 금속 도구 세트를 생산하는 데 복잡성에 따라 최대 10,000달러까지 쉽게 소요될 수 있다고 합니다.

이로 인해 많은 사람들이 이 프로세스를 단축하기 위해 3D 프린팅을 적용하려고 시도했지만 이전의 신속한 툴링 접근 방식에도 단점이 있었습니다. 250,000달러짜리 Polyjet 3D 인쇄 기계에서 Digital ABS(고가의 재료)로 단일 블로우 성형 도구를 3D 인쇄하는 데 2~3일이 소요됩니다. 그럼에도 불구하고, 결과적으로 만들어진 도구는 내구성이 부족하여 금형이 파손되기 전까지 약 100병 정도만 생산할 수 있었습니다. 이로 인해 Rodriguez와 그의 팀은 기존 금속 금형의 부품과 3D 프린팅된 인서트를 결합하는 하이브리드 접근 방식을 사용하는 방법을 모색하게 되었습니다.

Pepsico가 2020년 후반에 특허를 취득한 이 하이브리드 모델에는 오늘날 대부분의 상업용 블로우 성형 기계에 맞는 범용 금속 외부 금형 쉘을 사용하는 것이 포함됩니다. 그런 다음 회사는 적층 제조를 사용하여 최종 제품의 형상을 생성하는 금형의 필수 내부 부품만 인쇄하는 방법을 모색했습니다. Dynamism과 협력하여 Pepsico 팀은 요구 사항을 충족할 수 있는 3D 프린팅 산업 솔루션을 소개했습니다.

"시간과 비용도 물론 중요하지만 더 중요한 것은 기록적인 속도로 다양한 설계 반복을 실행하여 모든 다운스트림 활동의 성능을 평가할 수 있는 유연성을 갖는 것입니다. 속도를 높이는 데 도움이 됩니다."라고 Rodriguez는 말합니다. 이러한 다운스트림 활동에는 Pepsico의 포장 라인, 자동 판매기 및 유통 네트워크에서 병이 어떻게 작동하는지 확인하는 것이 포함됩니다.

이 그룹은 재료의 강도와 매우 높은 열변형 온도를 포함한 인상적인 성능 요인으로 인해 3D 프린팅 도구 인서트로 Henkel Loctite의 Nexa 3D xPEEK147을 선택했습니다. 이 하이브리드 접근 방식은 기계에 구애받지 않으며 다양한 유형의 3D 프린터를 사용할 수 있지만 Pepsico는 초고속, 높은 처리량의 Nexa 3D NXE 400 3D 프린터와 그에 수반되는 재료 성능이 필요한 금형 구성 요소를 생산하는 데 이상적이라는 것을 발견했습니다.

팀은 인쇄된 인서트에 치과용 석재 뒷면을 적용하여 금형 캐비티에 최대 40bar 압력의 블로우 성형에 필요한 압축 강도를 제공했습니다. 그런 다음 북아일랜드 소재 BMT(Blow Molding Technologies)의 수정된 실험실 규모 Blowscan 스트레치 블로우 성형기를 사용하여 실제 병을 생산했습니다. BMT는 지난 5년 동안 Pepsico의 전략적 서비스 제공자이자 신뢰할 수 있는 파트너였다고 Rodriguez는 말했습니다.