金屬承印物印后一般要經(jīng)過上光處理和成型加工兩道工序。上亮光油的目的是保護(hù)墨膜，增加印刷品的光澤，使制品更加美觀，并能增強(qiáng)對制罐加工時(shí)的彎曲和機(jī)構(gòu)沖擊的承受能力。有關(guān)上光原理及其工藝方法，請參見本書第十二章，本節(jié)側(cè)重介紹金屬包裝制品的成型加工工藝及主要設(shè)備。
需要指出的是，由于金屬包裝制品的制造均以自動(dòng)流水線的方式進(jìn)行，印刷作為其中的一道關(guān)鍵工序，其承印物往往是成型品，而在制品的成型工藝中，又有相當(dāng)一部分工序事實(shí)上是在印前完成的。為保證體系的完整性，本節(jié)在敘述時(shí)未對其印前或印后工序加以嚴(yán)格區(qū)分。
一、成型加工工藝
1.沖壓工藝。金屬包裝容器，無論是盒或罐，從成型工藝上看，大都是利用金屬?zèng)_壓原理，經(jīng)過分離和塑性變形兩大工序而成型的。
分離工序是使沖壓件與板料沿所要求的輪廓線相互分離，并獲得一定的斷面質(zhì)量的沖壓加工方法。分離工序常包括切斷、落料、沖孔、切口、修邊和剖邊等操作。
塑性變形工序是使沖壓毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑形變性，以獲得所要求的形狀和尺寸精度的沖壓加工方法。通常有彎曲、拉伸、成形三類。彎曲包括壓彎、卷曲、扭曲、折彎、滾壓、曲彎、拉彎等操作；拉伸主要是拉深和變薄拉深；成形方法較多，包括翻孔、翻邊、擴(kuò)口、縮口、成形、卷邊、脹形、旋壓、整形、校平等操作。
2.制罐工藝。金屬包裝罐的傳統(tǒng)制作方法是：先將鐵皮平板坯料裁成長方塊，然后將坯
料卷成圓筒（即筒體）再將所形成的縱向接合線錫焊起來，形成側(cè)封口，圓筒的一個(gè)端頭（即罐底）和圓形端蓋用機(jī)械方法形成凸緣并滾壓封口（此即雙重卷邊接縫），從而形成罐身；另一端在裝入產(chǎn)品后再封上罐蓋。由于容器是由罐底、罐身、罐蓋三部分組成，故稱三片罐。這種制罐方法150多年來，基本上無多大變化，只是自動(dòng)化程度和加工精度等方面大為提高，近年來又將側(cè)封口的焊縫改為熔焊。
70年代初出現(xiàn)了一種新的制罐原理。按照這一原理，罐身和罐底是一個(gè)整體，由一塊圓形的平板坯沖壓而成的，裝入產(chǎn)品后封口，此即二片罐。這種罐有兩種成型方法：沖壓——變薄拉伸法（即沖拔法）和沖壓——再?zèng)_壓法（即深沖法）。這些技術(shù)本身并不是新的。沖拔法早在第一次世界大戰(zhàn)中就已用于制造彈殼，制罐與之不同的是使用超薄金屬和生產(chǎn)的速度高（年產(chǎn)量可達(dá)數(shù)億個(gè)）。
（1）三片罐的制造。制作過程是：用剪切機(jī)將卷材切成長方形板材；涂漆和裝演印刷；切成長條坯料；卷成圓筒并焊側(cè)縫；修補(bǔ)合縫處和涂層；切割筒體；形成凹槽或波紋；在兩端壓出凸緣；滾壓封底；檢驗(yàn)及碼放在托盤上。
①筒體的加工。關(guān)鍵工序是卷曲成形和焊側(cè)縫。側(cè)縫的封合方式有錫焊法、熔焊法和膠接法三種。
錫焊罐的錫焊料一般由98％的鉛和2％的錫組成。將平板坯卷成圓筒的筒體制作機(jī)是與進(jìn)行錫焊的側(cè)縫封合機(jī)成對使用的。筒體制作機(jī)內(nèi)，板坯的邊緣經(jīng)清洗并彎成鉤形，這樣在形成圓筒時(shí)便于固定。然后筒體經(jīng)過側(cè)封口機(jī)，加上溶劑和焊料，用瓦斯噴槍預(yù)熱封口區(qū)，通過縱向錫焊滾輪，進(jìn)一步加熱使焊料流滿接縫，之后用旋轉(zhuǎn)刮輥將主要以滴狀存在的多余的焊料清除干凈。
熔焊是利用自耗線電極原理，采用電阻焊工藝。較早期的熔焊系統(tǒng)是采用大的搭接，將鋼的溫度提高到熔點(diǎn)，并在較低的滾輪壓力下焊接。最新的焊機(jī)采用小搭接量（0．3～0.5mm），金屬溫度剛低于熔點(diǎn)，但要提高焊接滾輪壓力，將兩搭接面鍛壓在一起。
焊縫破壞了內(nèi)表面原來的或涂漆的光滑表面，使得在焊縫的兩面都存在暴露的鐵、氧化鐵和錫。為了防止產(chǎn)品受到污染和焊縫受到產(chǎn)品的侵蝕，在大多數(shù)情況下側(cè)封口都需要加涂層保護(hù)。
只裝干燥產(chǎn)品的罐的側(cè)封口可以采用膠接法。即用尼龍帶粘貼縱向接縫，尼龍帶在圓筒成型后熔化并凝結(jié)。其優(yōu)點(diǎn)是能使原來的邊緣得到了完全的保護(hù)，但只能用于無錫鋼（TFS），因?yàn)殄a的熔點(diǎn)接近塑料的熔化溫度。
②簡體的后加工。在簡體的兩端還必須加工凸緣，以便安裝端蓋。對于加工食品罐，在處理過程中罐可能要承受外部壓力，或者在存放期間內(nèi)部處于真空狀態(tài)。為了增加罐的強(qiáng)度，簡體表面可能還要制作加強(qiáng)筋。這個(gè)工藝過程稱作壓波紋。為提高生產(chǎn)效率，制淺容器的圓簡長度往往為兩至三個(gè)罐身長，這時(shí)，第一道工序要切斷圓筒，傳統(tǒng)的做法是，成型前板坯在切割機(jī)（刻痕機(jī)）上作不斷開的切割。但是、近來由于為兩片罐生產(chǎn)而開發(fā)的罐修整剪切機(jī)的出現(xiàn)，已有可能將此剪切機(jī)用于不預(yù)先刻痕的圓筒的切割。
（2）兩片罐的制造。制造兩片罐的兩種成型方法均采用金屬板成型法。這種方法是以在復(fù)合應(yīng)力作用下，通過晶體結(jié)構(gòu)重新排列而表現(xiàn)出的金屬“流動(dòng)性”為基礎(chǔ)，而且在這一過程中材料不應(yīng)發(fā)生斷裂。
①?zèng)_壓成型。即利用沖壓機(jī)的一個(gè)沖頭將一塊平板沖進(jìn)圓柱形的沖模中，從而使平板變形而成圓筒。在初始沖壓后形成的杯的直徑，可以應(yīng)用再?zèng)_壓工序來縮小。再?zèng)_壓工序用一沖壓套筒代替沖模，安裝在沖頭與沖杯內(nèi)徑之間。等面積規(guī)則決定了伴隨直徑縮小的是高度的增加，再?zèng)_壓工序可再重復(fù)一次，書直徑在一定的極限范圍內(nèi)逐漸縮小，并避免金屬發(fā)生斷裂。
②杯壁的變薄拉伸。沖壓后的圓柱形杯被套在沖頭上，沖頭沿軸向擠進(jìn)一個(gè)模具，該模具與沖頭之間的間隙小于杯壁的厚度，這樣在直徑保持不變的情況下，壁厚就得到減薄。變薄后筒體的金屬體積等于變薄拉伸過程中杯的金屬體積，也等于原始板坯的金屬體積。在罐的制造中，這個(gè)過程要重復(fù)兩次或三次，帶杯的沖頭先后通過一系列模具，一次沖程通過一個(gè)模具。將經(jīng)沖壓的林安裝到?jīng)_頭上最方便的方法，是在第一次變薄拉伸之前，進(jìn)行一次再?zèng)_壓操作。
③沖拔罐的制造。沖拔罐的制造過程大體如下：展開普通帶狀卷材；徐潤滑劑；下料和沖杯；再?zèng)_壓；杯側(cè)壁的變薄拉伸；底部成形；簡體按正確高度切邊；清洗和處理。對干飲料罐，則還要進(jìn)行外表面涂層、印刷裝演、內(nèi)表面涂層、敞口端的凸緣成型和收口。對于食品罐，在清洗過程中進(jìn)行外表面涂層、敞開端的凸緣成型、筒體壓波紋和內(nèi)表面涂層。
1-端蓋卷邊并折包在筒體的凸緣上 2-密封填料 3-封口搭接量 4-筒體 5-端蓋
蓋或罐端是在多模具壓力機(jī)上用預(yù)先涂覆的板材制造的，罐蓋壓有波紋（加強(qiáng)筋），以承擔(dān)內(nèi)、外壓力。這里最后一道工序是卷邊，以形成雙重卷邊接縫（見圖17－1）。在最終的封口上放置填料，以充當(dāng)密封墊圈。
④深沖罐的制造。制造深沖罐的步驟如下：將薄板帶材卷切成旋渦狀的板料；涂覆和精飾板材（也可涂覆卷材）；圓片坯下料和沖杯；再?zèng)_壞（一次或二次，取決于罐的尺寸）；罐底成型；凸緣切邊到正確寬度；檢驗(yàn)和滅菌處理。
與沖拔工藝一樣，使用多模具沖杯機(jī)，從寬的薄板帶卷或板材上下料，并將其沖成淺杯。
淺杯通過一次和二次再?zèng)_壓逐漸縮小直徑和增加高度。到一定程度停止最終沖壓時(shí)，罐上會(huì)留下一個(gè)凸緣，象其它所有金屬板成型工藝一樣。不規(guī)則的邊緣要切除，罐底要加工成所要求的外形。
二、加工設(shè)備
制罐加工的主要設(shè)備包括各種沖壓成形機(jī)、剪切落料機(jī)和其它輔助設(shè)備。這些設(shè)備種類繁多，不可能—一介紹。鑒于現(xiàn)代制罐工業(yè)多采用自動(dòng)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，本章僅以沖拔罐生產(chǎn)線的組成
薄板卷由運(yùn)輸車送到展卷機(jī)（展卷架）上。展卷機(jī)一般有兩個(gè)臂，一個(gè)臂朝著薄板卷運(yùn)輸車，另一個(gè)臂給壓力機(jī)供料，可通過旋轉(zhuǎn)臂來更換薄板卷。薄板卷通過潤滑劑涂覆設(shè)備，在兩面均涂上潤滑劑，并經(jīng)過一對橡皮輥，除去過多的潤滑劑、在較老的生產(chǎn)線上，潤滑劑是配成正確的濃度后盛在一個(gè)容器里，需要時(shí)再補(bǔ)充到潤滑劑槽里。在較新的生產(chǎn)線上，一般使用外部循環(huán)系統(tǒng)，它可以進(jìn)行溫度控制，連續(xù)地過濾并保持潤滑油質(zhì)量恒定。
沖杯壓力機(jī)是專門設(shè)計(jì)的雙動(dòng)作壓力機(jī)，它先沖下若干圓形板坯，接著將圓板坯沖壓成淺杯狀。這兩個(gè)動(dòng)作在一次行程中完成。
杯壁變薄拉深機(jī)的作用是將杯轉(zhuǎn)變?yōu)閭?cè)壁厚度正確分布的圓筒，并將杯底變成在使用中能抵抗內(nèi)部壓力的設(shè)計(jì)形狀。此處，沖杯受到再?zèng)_壓并留在沖頭上，然后依次通過三個(gè)變薄拉拔環(huán)，使杯壁減薄。在行程的末了進(jìn)入輔助壓機(jī)，成型圓拱和杯底。在回程的開始，借助沖壓管送來的壓縮空氣，彈簧頂出桿將罐身從沖頭上卸下，由傳送帶將罐送出機(jī)器。
每臺(tái)杯壁變薄拉深機(jī)均與一臺(tái)切邊機(jī)聯(lián)合工作。切邊機(jī)有導(dǎo)軌式和滾輪式兩種形式。導(dǎo)軌式切邊機(jī)的旋轉(zhuǎn)架上裝有許多型芯，罐邊在旋轉(zhuǎn)的型芯和靜止導(dǎo)軌之間被切下。滾輪式切邊機(jī)上，罐的一端被送進(jìn)兩滾輪之間并繞自身的軸旋轉(zhuǎn)，兩滾輪相互靠攏而完成切邊動(dòng)作。
罐按固定的高度切邊后，罐的敞口朝下，倒扣在網(wǎng)格傳送帶上，被大量地傳送到裝有噴霧嘴的一系列清洗室里，用洗滌劑將沖壓與變薄拉伸時(shí)所用的潤滑劑洗掉，最終在無離子水中進(jìn)行漂洗，以確保無污點(diǎn)并進(jìn)行干燥。
收回一凸緣成型機(jī)對飲料罐進(jìn)行收口和凸緣成型加工，而對食品罐則是壓波紋和凸緣成型。為避免在變薄拉拔時(shí)造成金屬軸向表面粗糙，凸緣成型一般采用旋壓工藝。飲料罐頂端的縮頸，可以在旋壓凸緣后用模具進(jìn)行收回成型。
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