BR112016007806B1

BR112016007806B1 - Recipiente metálico moldado

Info

Publication number: BR112016007806B1
Application number: BR112016007806-3A
Authority: BR
Inventors: Philippe Niec; Marc LEMIALE; John E. Adams; Yuping Lin
Original assignee: The Coca-Cola Company; Ardagh Mp Group Netherlands B.V.
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2021-09-21
Also published as: MX2016004446A; IL244905B1; EP3055084A2; US20210114077A1; WO2015054284A3; CN105722618A; US10906081B2; US11738382B2; CN105722618B; EP4116006A3; IL244905B2; EP4116006A2; IL244905A0; CA2926465C; CA2926465A1; WO2015054284A2; EP3055084B1; BR112016007806A8; ZA201602345B; EP2859966A1

Abstract

recipiente metálico moldado e processo para a fabricação de um recipiente metálico moldado. os princípios da presente invenção fornecem ainda tanto um recipiente metálico moldado e os seus pré-moldes, que exibe uma caraterística estrutural de grão arredondado, criada por um processo de recozimento, e um processo para a fabricação de um recipiente metálico moldado. o processo para a fabricação do referido recipiente metálico oferece como resultado um processo com um tempo de fabricação mais rápido e usa menos metal (pelo menos 10% de economia do peso de metal), permitindo assim uma redução dos custos de fabricação dos referidos recipientes metálicos moldados. um recipiente metálico moldado pode incluir uma chapa metálica endurecida por calandragem, definindo uma parede lateral, uma abertura, e uma base, em que pelo menos uma seção ao longo da parede lateral tem grãos com um alongamento médio menor do que cerca de 4 para 1.

Description

[0001] O presente pedido de patente reclama prioridade ao pedido de patente co-pendente com o número de série EP13187775.5 depositado em 8 de outubro de 2013, cujos conteúdos são aqui incorporados por referência, na sua totalidade.

DOMÍNIO DA INVENÇÃO

[0002] Os princípios da presente invenção se referem a um processo para a fabricação de um recipiente metálico moldado, e a uma microestrutura do mesmo.

ANTECEDENTES

[0003] Os recipientes metálicos são usados geralmente para a embalagem de alimentos, tintas, tintas de impressão, gases, meios de pulverização líquidos, materiais granulares e bebidas, tais como bebidas não alcoólicas. Os recipientes metálicos têm geralmente uma forma cilíndrica. Estes recipientes metálicos podem ser facilmente produzidos com processos conhecidos na técnica, tais como estampagem (profunda) e alisamento das paredes (DWI).

[0004] Regra geral, os recipientes metálicos não têm um impacto essencial sobre a qualidade e o sabor do conteúdo. O manuseamento é muito conveniente, visto que o recipiente metálico geralmente não se quebra quando cai inesperadamente. A resistência do recipiente metálico é geralmente conferida pela combinação do recipiente e do seu conteúdo. Depois do recipiente metálico se esvaziar, o recipiente pode ser facilmente reduzido em volume sem risco de ferimentos. Finalmente, o recipiente metálico pode ser reciclado.

[0005] Há, todavia, uma tendência não só para se fabricarem os tradicionais recipientes metálicos cilíndricos, mas também para se fabricarem recipientes metálicos possuindo a forma de garrafas de vidro ou plástico (PET), tais como as que existem presentemente no mercado, para bebidas. O vidro e os plásticos usados para a fabricação das referidas garrafas de bebidas têm, no entanto, propriedades que são muito diferentes das propriedades dos metais. As diferenças das propriedades se referem à ductilidade e ao manuseamento depois do aquecimento. Por exemplo, um pré-molde de vidro ou plástico pode ser diretamente moldado por sopro na forma de garrafa pretendida. Tais formas são caraterizadas pelo fato de, ao longo da altura axial, a garrafa poder ter diferentes diâmetros (variando gradualmente). A seção superior pode ter um diâmetro menor (Dt). Na direção do fundo o diâmetro aumenta gradualmente, na seção central, para um diâmetro maior (Dm). Em seguida, o diâmetro pode diminuir para um mínimo, se criando deste modo uma forma feita por encomenda. Em seguida o diâmetro aumenta gradualmente para o diâmetro do fundo (Db), que é igual ou inferior ao diâmetro maior Dm.

[0006] Um outro tipo de garrafas de vidro são os frascos de perfume, frascos esses que, na silhueta, têm formatos estáticos atraentes. As referidas silhuetas podem ser semelhantes a uma silhueta feminina, uma silhueta de futebol, uma silhueta de ampulheta, e semelhantes. Tal como se entende na técnica, estas formas não podem ser produzidas se empregando metais como materiais dos recipientes ou dos frascos.

[0007] Em virtude das suas formas, feitas por encomenda, e/ou de formas bojudas, estes recipientes tipo garrafas ou frascos, feitos de vidro ou plástico, têm propriedades muito diferentes das dos metais, tais como alumínio e aço, e é aceite, na generalidade, que tais formas não podem ser criadas, tal e qual, a partir de metais.

[0008] É conhecida a fabricação de recipientes, por exemplo, os recipientes para aerossóis, se moldando metais por sopro, mas este processo não é apropriado para o fabrico de recipientes metálicos moldados, semelhantes aos recipientes metálicos moldados descritos. Há uma maneira de melhorar a eficiência e o custo, que é fabricar um recipiente de duas peças, com as paredes de fundo e lateral feitas em duas peças metálicas, que são ligadas uma à outra. Todavia, para muitas aplicações são preferidos recipientes metálicos inteiriços para bebidas, possuindo um fundo integral.

[0009] Geralmente, os recipientes metálicos inteiriços para bebidas são fabricados por estampagem profunda e soldadura das paredes (DWI) ou por um processo de estiragem e segunda estiragem (DRD). Estes processos usam uma recombinação de soldadura e estiragem profunda, ou estiragens repetidas, para produzir uma espessura de parede predeterminada com um diâmetro menor e uma altura de parede aumentada. Partindo de uma peça em bruto achatada (em geral um disco, para se obter uma lata redonda), a primeira operação de estiragem cria um "copo", definido por um diâmetro e uma altura. A fim de respeitar a capacidade de deformação do material, só é possível se chegar ao diâmetro final com uma sequência de estiragens repetidas. Todas as operações de estiragem transformam uma forma (como um copo) de um diâmetro para outro diâmetro mais pequeno. A altura é dada pelo volume do material da peça original. A espessura do corpo é aproximadamente a espessura original. Para uma lata alta, este processo cria um aumento progressivo de espessura na direção do topo da lata. Nestas condições, para se obter uma lata alta com um razão altura/diâmetro maior, são necessários muitos passos de conformação do material. Para recipientes DRD, um recipiente estirado fundo significa um recipiente feito, em geral, por meio de um grande número de passos de estiragens múltiplas para se alcançar a razão altura/diâmetro.

[0010] Uma tecnologia mais recente, usada durante décadas na indústria das bebidas, introduz a possibilidade de regular a espessura do corpo. O início do processo é o mesmo que para o DRD, nomeadamente uma operação de estiragem (para criar o "copo"), e pelo menos uma operação de estiragem repetida, para reduzir o diâmetro da forma ao diâmetro final da lata. Os passos seguintes do processo apenas alteram a espessura da parede do corpo, mas não o seu diâmetro. Estes passos são definidos pelos movimentos de um punção (no interior da forma) através de anéis calibrados. A sequência de anéis permite a redução progressiva da espessura do corpo. Esta parte do processo é denominada estiragem da parede. O processo completo é denominado estiragem e estiragem da parede (DWI). No topo do mesmo, o perfil do punção torna possível obter diferentes espessuras no corpo; em geral, uma parede delgada e uma parte superior espessa, destinada a formar um gargalo e uma costura. Este processo DWI tem uma ação principal sobre o material, especialmente durante a fase de estiragem, e é um exemplo de têmpera por trabalho mecânico. O processo DRD com os passos de estiragem tem um efeito semelhante sobre a parede, mas em menor extensão. O inconveniente, contudo, é a têmpera por trabalho mecânico. Devido ao fenómeno de têmpera por trabalho mecânico, a dureza do corpo aumenta significativamente. Por exemplo, para alguns tipos de aço a dureza pode aumentar para 650 MPa ou mais. Para o alumínio, a dureza pode aumentar até 300-350 MPa, dependendo das ligas usadas. Este aumento de dureza é acompanhado por uma queda correspondente do alongamento disponível, reduzindo, por conseguinte, a capacidade de moldagem.

[0011] Finalmente, é formado um pré-molde de recipiente possuindo um corpo cilíndrico com um diâmetro de cilindro Dc. As tecnologias DWI e DRD são usadas geralmente para a fabricação, mas a definição, a redefinição e/ou o estiragem originam uma têmpera por esforço mecânico do corpo do pré-molde. A estiragem e/ou o estiragem geram uma solicitação de tração no material. A solicitação de tração tem como resultado uma ruptura quando for ultrapassada uma percentagem de alongamento particular. Esta têmpera por esforço mecânico tem como resultado uma redução da percentagem de alongamento do pré-molde disponível para posterior moldagem, tal como, mas não exclusivamente, por moldagem por sopro ou por expansão mecânica.

[0012] Estes pré-moldes de recipientes metálicos podem ser moldados por moldagem para fora, tal como por utilização da moldagem por sopro. Para o efeito, o pré-molde do recipiente é posicionado em um molde definindo a forma externa final pretendida do recipiente. É aplicada uma pressão elevada ao pré-molde do recipiente, que será soprado para fora e em contato com a superfície interna do molde. A moldagem do pré- molde por sopro também tem como resultado uma redução da altura do pré-molde.

[0013] Os pré-moldes de recipientes metálicos podem ser sujeitos a estiragem para reduzir o diâmetro da seção superior do pré-molde. A estiragem gera estress por compressão no material, resultando em rugas quando um limiar particular de estress por compressão é ultrapassado. Um material rígido é mais sensível a rugas uma vez que o estress por compressão a alcançar é mais elevado para mover para o domínio plástico. Durante a estiragem, a extremidade livre do pré-molde está sujeita a um número de pequenas reduções em diâmetro.

[0014] É evidente que o trabalhar dos pré-moldes aumenta a resistência e a rigidez da parte trabalhada do pré-molde. Tal aumento em rigidez ou resistência não é desejável uma vez que impede outros tipos de moldagem que requerem metais mais maleáveis. Isto se aplica ainda mais no caso de produtos que têm um corpo não circular.

[0015] Uma opção para se ter melhor desempenho quer em um processo DWI, quer em um processo de estiragem, poderia ser a seleção de alumínio adaptado ou de ligas de aço. Todavia, tais ligas podem ter outras propriedades, ou propriedades menos apropriadas, e/ou geralmente não são usadas ligas, o que tem resultados nos custos de material.

SUMÁRIO

[0016] Os princípios da presente invenção providenciam tanto um recipiente metálico moldado e os seus pré-moldes, que exibem uma estrutura caraterística de grãos arredondados, criada por um processo de recozimento, e um processo para a fabricação de um recipiente metálico moldado. O processo para a fabricação de um recipiente metálico moldado tem como resultado um tempo processo mais rápido e utiliza menos metal (pelo menos 10% de economia em peso do material), permitindo assim uma diminuição dos custos de fabricação dos referidos recipientes metálicos moldados. Adicionalmente, o processo corrente tem como resultado uma maneira surpreendente e inesperada de identificar um recipiente metálico moldado. O recipiente metálico moldado exibe uma caraterística de uma estrutura de grão arredondado, criada por um processo de recozimento. A estrutura de grão arredondado, que é definida por um alongamento, pelo menos parcial, constitui a base para a melhoria das propriedades e representa uma "marca específica"para se determinar se o recipiente metálico moldado (ou os seus pré-moldes) foi/(foram) sujeitos ao recozimento, depois da têmpera por esforço mecânico. Em uma forma de realização, o processo de recozimento pode ser realizado a uma temperatura mais alta do que a temperatura de aquecimento típica de trabalho do metal temperado por esforço mecânico, tal como o metal temperado pela calandragem (por exemplo, alumínio de série 3000, e em particular, liga de alumínio série 3104), cujo metal, na forma não recozida, é usado para a fabricação de recipientes metálicos (por exemplo, recipientes para bebidas). Em uma forma alternativa de realização, o processo de recozimento pode ser realizado a uma temperatura de recozimento ou a uma temperatura levemente superior (por exemplo, dentro de 5 °C) do que uma temperatura limiar de recristalização ou uma temperatura limiar de solução em estado sólido.

[0017] Em uma forma de realização, um processo para a fabricação de um recipiente metálico moldado pode incluir uma seção central do recipiente possuindo pelo menos um diâmetro de seção central Dm, sendo que a referida seção central de recipiente está ligada, por uma extremidade, a uma seção inferior de recipiente, possuindo pelo menos um diâmetro de seção inferior Db, e está ligada, pela outra extremidade, a uma seção superior de recipiente, possuindo uma abertura de recipiente, e tendo pelo menos um diâmetro de seção superior Dt: por: (i) se criar um pré-molde de recipiente, possuindo um corpo cilíndrico com um diâmetro Dc, (ii) se moldar para dentro, por estiragem, pelo menos uma seção do corpo cilíndrico, e (iii) se moldar para fora pelo menos uma seção do corpo cilíndrico, sendo que pelo menos uma seção, destinada a ser moldada para dentro ou para fora, é recozida de tal modo que pelo menos um diâmetro Dm da seção central, o diâmetro Db da seção inferior, e o diâmetro Dt da seção superior seja maior do que o diâmetro da parte cilíndrica Dc do pré- molde do recipiente, e pelo menos um diâmetro Dm da seção central, o diâmetro Db da seção inferior e o diâmetro Dt da seção superior seja maior do que o diâmetro da parte cilíndrica Dc do pré-molde do recipiente.

[0018] Os princípios da presente invenção são baseados no critério de que, ao se realizar um passo de recozimento, realizado em um pré-molde de recipiente, a carga de ruptura é reduzida e a ductilidade é aumentada, sendo que, deste modo, o metal do pré-molde do recipiente se torna mais macio, e permite um alongamento maior, antes da ruptura. No passo de recozimento, o metal do pré-molde pode ser sujeito a uma temperatura elevada, geralmente na faixa de 150 até 450 °C, tal como de 200 a 400 °C e de 200 a 350 °C (faixa preferida 200 a 450 °C, faixa mais preferida de 250 °C até cerca de 400 °C, e faixa da maior preferência de 315 °C até cerca de 385 °C), que altera as propriedades do material carga de ruptura, ductilidade e alongamento à ruptura, sendo que assim o material se torna mais maleável. O recozimento é realizado a uma temperatura apropriada, durante um período de tempo adequado para a aquisição da desejada redução da carga de ruptura e a melhoria da ductilidade e do alongamento à ruptura ou falha. O tempo está dependente da tecnologia para fornecer ao produto a temperatura de recozimento. Quanto mais depressa for atingida a temperatura de recozimento, tanto mais curto será o período de tempo do recozimento, o que poderá ser útil em processos com altas taxas de volumes de produção.

[0019] Geralmente, para o alumínio, a temperatura se situa na faixa de 200 a 400 °C, para o chamado recozimento a alta temperatura a temperatura do recozimento é superior, tal como 350 °C até 454 °C durante um período de tempo de 1 microssegundo a 1 hora, tais como 0,1 segundo até 30 minutos, 1 segundo a 5 minutos, ou 10 segundos a 1 minuto. Para o aço, a faixa da temperatura de recozimento geralmente é muito mais elevada, e pode ser, por exemplo, de 500 °C até 950 °C, e o período de tempo pode ser, por exemplo, de 1 microssegundo até 1 hora, tal como 0,1 segundo a 30 minutos, 1 segundo a 5 minutos, ou 10 segundos a 1 minuto. É evidente que a temperatura e o período do recozimento a temperatura elevada podem ser regulados em função da liga de alumínio temperado por esforço mecânico, usada, e da espessura do material. Tais ajustamentos se encontram, contudo, dentro das aptidões dos peritos na técnica. O recozimento pode ser realizado em um forno no qual o pré-molde do recipiente se encontra presente durante um período de tempo suficiente a fim de adquirir a desejada redução da carga de ruptura ou de aumento da ductilidade e do alongamento.

[0020] O tratamento de recozimento tem como resultado uma redução da dureza, uma redução da carga de ruptura, e um aumento da ductilidade. Além disso, como uma microestrutura de um pré-molde de um cilindro metálico se altera durante um processo de recozimento que aqueça o pré- molde metálico até temperaturas superiores às temperaturas às de um processo de aquecimento típico, como serão descritas adiante, os grãos do recipiente metálico, nas secções recozidas, serão alterados de uma situação em que têm altas razões de estiragem (por exemplo, maiores do que cerca de 5) da folha metálica temperada pelo esforço mecânico da calandragem, para uma situação em que têm razões de estiragem médias de menos do que cerca de 4 para 1, e preferencialmente de menos do que cerca de 3,5 para 1, mais preferivelmente menos do que cerca de 3 para 1, ainda mais preferivelmente menos do que cerca de 2,5 para 1, e muito mais preferivelmente menos do que cerca de 2,0 para 1, em virtude de recuperação, recristalização e um possível crescimento do grão.

[0021] No forno, e em uma forma de realização, todo o pré-molde do recipiente é recozido, de maneira que a carga de ruptura do pré-molde de recipiente diminui, a ductilidade aumenta, e o alongamento à ruptura, em percentagem, aumenta em toda a altura. Uma alteração das propriedades, desta natureza, nem sempre é desejada, quando, num passo posterior de fabricação do recipiente metálico moldado, for realizado um passo de moldagem com uma força axial, com uma carga axial que não pode ser suportada por outras secções do pré-molde do recipiente, que sejam menos fortes e, por consequência, poderiam colapsar, ou em que se formem irregularidades, tais como rugas, deformações e/ou dobras.

[0022] De acordo com o exposto, os princípios da presente invenção providenciam, como opção, que seja recozida pelo menos uma subseção, enquanto outras secções não são recozidas e mantêm as propriedades originais do material. É possível realizar um recozimento por secções, conforme é descrito, por recozimento por indução ou outras técnicas de aquecimento localizadas.

[0023] Em um tratamento de recozimento por indução, a seção relevante do pré-molde de recipiente é sujeita a indução eletromagnética, sendo criado, no seio do metal, o chamado calor de Joule do metal. Para um tal aquecimento por indução eletromagnética é usado um aquecedor de indução, que inclui um eletroíman, através do qual se faz passar uma corrente alternada de alta frequência. As condições para o aquecimento por indução são dependentes, como é óbvio, do tamanho do pré-molde de recipiente, do contato, e da distância ao aquecedor de indução, e/ou da profundidade de penetração. No caso da utilização de aquecimento por indução em folha metálica temperada por esforço mecânico na calandra (por exemplo, alumínio e as suas ligas), tal como alumínio de série 3000, tal como alumínio de série 3104, o tempo para o aquecimento da folha metálica temperada por esforço mecânico na calandra, acima de uma temperatura limiar de cristalização, para originar que a estiragem dos grãos do metal seja reduzida para menos do que cerca de 4, menos do que cerca de 3,5, menos do que cerca de 3, menos do que cerca de 2,5, ou menos do que cerca de 2, pode ser menor do que 5 segundos. Em contraste com o aquecimento por indução, um forno de caixa ou outra técnica de aquecimento por ar pode precisar de 5 minutos ou menos para elevar a temperatura do metal de maneira a obrigar a estiragem dos grãos do metal a ser reduzida para menos do que cerca de 4, menos do que cerca de 3,5, menos do que cerca de 3, menos do que cerca de 2,5 ou menos do que cerca de 2. O tempo de manutenção da temperatura acima do nível do limiar de recristalização, para qualquer dos processos de aquecimento, pode variar, em resultado da espessura do metal e da composição específica do metal, mas é facilmente determinável pelos peritos na técnica. Uma temperatura que seja preciso atingir para produzir as estiragens em um período de tempo mais curto, que possa ser usada para a produção em massa dos recipientes metálicos moldados por calandragem do alumínio e das suas ligas pode ser mais elevada, tal como entre cerca de 315 °C e 450 °C, e entre cerca de 325 °C e 350 °C e a, ou a cerca de, 350 °C durante um período de tempo entre cerca de 0,1 segundo e cerca de 1 minuto, por exemplo. O arrefecimento do pré-molde metálico recozido pode ser realizado à temperatura ambiente, tal como a temperatura reinante.

[0024] Em um passo de moldagem subsequente, a moldagem é o resultado de uma deformação plástica (permanente) e não de uma deformação elástica. Devido ao tratamento de recozimento, o material pode ser alongado até uma extensão de cerca de 10% a 20%, dependendo do tipo de material e liga metálica, tal como a série 3000, como 3104H19. Uma vez que o tratamento de recozimento tem como resultado um aumento do alongamento, é evidente que o tratamento de recozimento tem um efeito benéfico sobre a moldagem para fora, que é geralmente baseada em um alongamento do material. Os efeitos benéficos do tratamento de recozimento são baseados na conversão da estrutura de grão achatada, tipo "panqueca", temperada pelo esforço mecânico, possuindo uma estiragem média alongada (por exemplo, maior do que cerca de 5) para uma estrutura de grão arredondado, possuindo uma estiragem média mais curta (por exemplo, menor do que cerca de 4 para 1, e preferivelmente menor do que 3,5 para 1, mais preferivelmente menor do que cerca de 3 para 1, muito mais preferivelmente menor do que cerca de 2,5 para 1, ou idealmente menor do que cerca de 2,0 para 1), que é mais simétrica e multidirecional em propriedades, e tem menos tensões e com uma capacidade de moldagem significativamente melhorada.

[0025] Em relação às secções do pré-molde de recipiente que poderá ser sujeito a um tratamento de recozimento, é evidente que, quando a seção central do recipiente tiver que adquirir um diâmetro maior do que o pré-molde de recipiente, por moldagem para fora, tal como a moldagem por sopro, então a seção central é sujeita ao tratamento de recozimento. A seção inferior do recipiente não pode ser sujeita a um tratamento de recozimento, porque o fundo é a seção mais espessa do pré-molde do recipiente, cuja espessura é substancialmente igual à espessura da peça em bruto em forma de disco. A transição do fundo para o corpo cilíndrico é geralmente menos forte, devido à mudança de espessura, à forma curva e à sua localização, e assim geralmente não é requerido o recozimento desta área de transição. Em relação à seção superior do recipiente, que se destina, geralmente, a ser sujeita a uma estiragem, ou moldagem para dentro, não é requerido o recozimento, ou é requerido apenas em uma extensão limitada. Quando é recozido, a operação de estiragem subsequente pode ser realizada sobre material duro. O uso do recozimento para reduzir a carga de ruptura pode auxiliar a reduzir um número dos passos de estiragem na estiragem por múltiplos moldes, que reduz a complexidade e o custo da moldagem dos recipientes metálicos. Embora sejam aqui apresentadas a moldagem por sopro e a estiragem em moldes, para conformar um recipiente metálico, a partir de um pré-molde metálico recozido, deverá ser entendido que poderão ser utilizadas, de acordo com os princípios da presente invenção, quaisquer outras tecnologias de moldagem de metais, tais como moldagem à pressão, hidromoldagem, tecnologias mecânicas e/ou não mecânicas de moldagem de metais. Em virtude dos grãos de metal arredondados, o pré-molde metálico moldado de alumínio temperado por esforço mecânico e das suas ligas, pode ser remoldado à temperatura ambiente a um nível de expansão que anteriormente não era considerado possível. Todavia, quando a seção superior do recipiente, estirada, tiver que ser dotada de uma rosca e/ou com um rebordo periférico, então é geralmente utilizado o recozimento, visto que uma rosca e/ou uma dobra periférica é formada mais facilmente em metal com uma tensão reduzida. Dado que a extensão do recozimento pode ser diferente entre a seção central do recipiente e a seção superior do recipiente, pode ser utilizado o recozimento por indução, de modo que cada uma das secções seja recozida em uma extensão diferente, conforme seja pretendido.

[0026] Quando o pré-molde do recipiente tiver que ser dotado de um verniz ou de uma impressão, o tratamento de recozimento é realizado antes do tratamento subsequente de envernizamento ou de impressão. Por consequência, é evitado o recozimento depois da aplicação de verniz e/ou da impressão ao pré-molde de recipiente, visto que o recozimento a alta temperatura tem geralmente um efeito negativo sobre o verniz e/ou a impressão.

[0027] A moldagem para fora pode ser realizada com várias técnicas mecânicas e não mecânicas diferentes, tais como expansão mecânica ou estiragem, mas pode ser usada a moldagem por sopro, em virtude da alta qualidade da moldagem para fora. Além disso é possível, quando for desejado, dotar a superfície exterior da parede moldada por sopro de estruturas de reforço ou estéticas, que se prolongam para dentro e/ou para fora. Tais estruturas estão frequentemente presentes nas paredes do corpo de recipientes de vidro ou de garrafas para bebidas, tais como bebidas não alcoólicas.

[0028] A moldagem para fora, por estiragem, tem como resultado uma carga axial sobre o pré-molde do recipiente. Esta carga axial pode ascender a cerca de 1000 N-1800 N, e mais preferivelmente a cerca de 1300 N-1600 N, que geralmente é uma carga axial demasiado grande para ser suportada pela base do pré-molde, para o pré-molde moldado por sopro. Quando uma seção superior, que é demasiado mole, é submetida à operação de estiragem, se obtém como resultado a formação de rugas indesejadas. Isto poderia ser solucionado pela escolha de uma outra têmpera do metal, ou por um número acrescido de moldes de estiragem usados, ou a mudança da espessura da seção superior do recipiente. Em uma forma de realização de acordo com a presente invenção, é preferível, nestas circunstâncias, realizar a operação de estiragem em um pré-molde de recipiente ou em um pré-molde de recipiente moldado, com o pré-molde acomodado e suportado, em particular nas suas secções ou partes que tenham uma resistência inferior e susceptíveis de colapsar sob a carga axial, por meio de uma manga de suporte.

[0029] Frequentemente, o recipiente metálico moldado tem que ser dotado, na sua abertura, com uma rosca em que possa ser enroscada uma tampa roscada, para fechar o recipiente metálico moldado. É geralmente preferido, depois do enchimento do recipiente metálico, aplicar a tampa enquanto se aplica uma força axial de fecho. A tampa é montada sobre a rosca e sobre a abertura. Para este fecho, mas também para um manuseamento tradicional do recipiente metálico antes e durante o enchimento e mais tarde no transporte, a seção superior, estirada, do recipiente pode ser dotada de um, assim chamado, rebordo de tampa.

[0030] Será evidente, para os peritos na técnica, que a moldagem deste rebordo de tampa e/ou da rosca reduzem a resistência da seção superior, estirada, do recipiente, de modo que esta seção superior do recipiente pode ter uma resistência insuficiente para suportar a carga axial. Consequentemente, os princípios da presente invenção fornecem uma solução para este problema na forma de pelo menos uma interrupção axial criada no rebordo periférico e/ou na rosca. Esta interrupção no rebordo restaura parte da forma original e, por consequência, aumenta a resistência axial. Para um aumento da resistência axial no perímetro da seção superior do recipiente, podem existir duas, três ou mais interrupções axiais, separadas, no perímetro do rebordo da tampa. Analogamente, estas interrupções axiais podem ser praticadas também na rosca da seção superior do recipiente, onde as interrupções axiais podem estar separadas no perímetro, desde que estas interrupções axiais não interfiram com a ação de roscagem da tampa. A aplicação destas interrupções axiais aumenta a resistência axial, de tal forma que a carga axial a ser aplicada durante a operação de fecho é geralmente suportada sem o colapso da seção superior do recipiente.

[0031] Depois do recozimento do pré-molde, em particular da seção central da tampa, tendo como resultado uma parede mais mole da seção central, a transição para a parte inferior é menos mole e se torna mais forte com o aumento da espessura, na direção do fundo. Por consequência, esta seção de transição entre a seção central do recipiente e a seção inferior do recipiente pode ser difícil de moldar para fora por meio de moldagem por sopro. Consequentemente, a forma definitiva da base da seção inferior pode não ser a desejada. Este problema em relação à dificuldade de moldar por sopro a transição entre a seção central do recipiente e a seção inferior do recipiente pode ser solucionado por aplicação de uma compressão axial sobre o pré-molde metálico do recipiente, durante a moldagem por sopro. A aplicação de uma compressão axial tem como resultado um maior fluxo de material para fora, mas também mais na direção da seção inferior e da base, e por consequência, uma melhor moldagem da forma desejada, em particular da parte de transição para a parte da base.

[0032] Depois da estiragem ou da moldagem para fora, as extremidades livres da abertura podem ser retificadas e encurvadas. A retificação é geralmente requerida para dotar um recipiente metálico moldado com as dimensões (altura) especificadas. O encurvamento da extremidade livre não só melhora o aspecto estético, como proporciona também uma superfície lisa para a vedação, e quando o consumidor entende beber pelo gargalo, diretamente do recipiente metálico moldado. Como é óbvio, este encurvamento da extremidade livre tem como resultado a perda de algum material, visto que é o resultado de uma operação de retificação.

[0033] O recipiente metálico moldado pode ser um recipiente inteiriço, tal como uma garrafa metálica para bebidas. Uma garrafa deste tipo é geralmente caracterizada por uma seção inferior do recipiente possuindo um diâmetro Db que é geralmente maior ou igual ao diâmetro Dc da parte cilíndrica do pré-molde, a seção central do recipiente pode ter um primeiro diâmetro Dm1 maior ou igual a Dc, e um segundo diâmetro Dm2 igual ou menor do que o diâmetro Dm1, mas maior ou igual ao diâmetro Dc, e a seção superior do recipiente é menor do que o diâmetro Dc. Por consequência esta garrafa metálica para bebidas é formada por recozimento do pré-molde, seguido da moldagem por sopro e, em seguida, a estiragem, ou é formada por estiragem seguida de moldagem por sopro. A operação de estiragem reduz o diâmetro abaixo do valor do diâmetro Dc do pré-molde, enquanto a moldagem por sopro aumentou o diâmetro para além do diâmetro Dc do pré-molde. O recipiente pode ter diâmetros que variam gradualmente entre as várias secções do recipiente, e que são maiores, iguais e/ou menores que Dc.

[0034] Um outro aspecto dos princípios da presente invenção se referem a um recipiente metálico moldado, do qual pelo menos uma seção foi sujeita a recozimento, sendo que deste modo a seção recozida adquire uma estrutura de grãos arredondados, tal como é definida por um alongamento médio que é reduzido para menos do que cerca de 4,0. A seção recozida se torna mais multidirecional em propriedades, porque a estrutura de grão arredondado adquirida através da redução da recuperação da tensão no metal e da morfologia de recristalização da estrutura do grão, muda de uma forma alongada para uma forma arredondada. É de notar que o grão já não é alongado, como foi fornecido inicialmente a partir de uma folha metálica, temperada por esforço mecânico em calandra, e embora ainda não uniforme em natureza, tem tipicamente um alongamento médio, em seção transversal (do maior diâmetro para o menor diâmetro) que se situa numa faixa de menos do que cerca de 4 para 1 (ou seja, 4), menos do que cerca de 3,5, menos do que cerca de 3, menos do que cerca de 2,5, ou menos do que cerca de 2. Como resultado do tratamento de recozimento, a forma do grão alongado, pelo esforço mecânico, ou achatada tipo "panqueca", tem um grande alongamento médio (por exemplo, maior do que 7), que se transforma em uma forma de grão arredondada (por exemplo, menos do que cerca de 4 ou menos do que cerca de 2), sendo que deste modo a dureza diminui e o alongamento do metal aumenta. Em seguida, a moldagem por sopro e a estiragem em moldes têm como resultado um pré-molde metálico, com um aumento da dureza e da resistência do metal.

[0035] Um outro aspecto dos princípios da presente invenção se refere a um pré-molde para um recipiente metálico moldado, em que o pré- molde ou uma seção do pré-molde tem uma estrutura de grão arredondado com um alongamento na faixa de menos do que cerca de 4, menos do que cerca de 3,5, menos do que cerca de 3, menos do que cerca de 2,5, ou menos do que cerca de 2.

[0036] Um outro aspecto dos princípios da presente invenção se refere a um recipiente metálico moldado, tal como um recipiente inteiriço ou em duas peças, possuindo uma seção central de recipiente, ligada por uma extremidade a uma seção inferior de recipiente, e ligada pela outra extremidade a uma seção superior, sendo pelo menos parte da seção superior de recipiente, a seção central do recipiente e/ou a seção inferior do recipiente moldadas por estiragem, e sendo uma outra parte moldada por moldagem para fora, de tal maneira que pelo menos um diâmetro Dm da seção central, o diâmetro Db da seção inferior, e o diâmetro Dt da seção superior são maiores do que o diâmetro Dc da parte cilíndrica do pré-molde do recipiente a partir de cujo pré-molde do recipiente foi feito o recipiente metálico moldado, e pelo menos um diâmetro Dm da seção central, o diâmetro Db da seção inferior e o diâmetro Dt da seção superior são menores do que o diâmetro Dc da parte cilíndrica do pré-molde do recipiente a partir de cujo pré-molde do recipiente foi feito o recipiente metálico moldado. Os diâmetros podem variar gradualmente entre as secções do recipiente.

[0037] Conforme foi indicado, aqui e anteriormente, a seção superior, estirada, do recipiente é dotada frequentemente de uma rosca e/ou de um rebordo, com pelo menos uma interrupção axial. Para a obtenção de uma garrafa metálica para bebidas, uma forma de realização da seção central do recipiente é moldada para fora, e o diâmetro Dm é maior do que o diâmetro Dc, e a seção inferior pode ser moldada para fora, com o diâmetro Db maior do que o diâmetro Dc.

[0038] Finalmente, para imitar melhor uma garrafa de vidro, tal como uma garrafa de vidro para bebidas, a seção superior do recipiente, a seção central do recipiente e/ou a seção inferior do recipiente podem ser dotadas de estruturas de reforço ou estéticas que se estendem para dentro e/ou para fora.

[0039] Os aspectos e as caraterísticas mencionados acima e outros aspectos do processo para a fabricação de um recipiente metálico moldado, e do recipiente metálico moldado, de acordo com a invenção, serão apreciados a partir da descrição, a seguir, de algumas formas de realização do processo e do recipiente metálico moldado de acordo com a invenção, embora a invenção não esteja restrita aos mesmos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0040] As formas de realização ilustrativas da presente invenção serão descritas com detalhe adiante, com referência às figuras dos desenhos anexos, que são aqui incorporadas por referência, e em que:

[0041] As figuras 1A-1D são ilustrações que incluem vistas em perspectiva (FIGS. 1A e 1B), uma vista de perfil (FIG. 1C), e uma vista em seção transversal (FIG. 1D) de um recipiente metálico moldado ilustrativo, que pode ser formado utilizando os princípios da presente invenção;

[0042] As FIGS. 2A e 2B são ilustrações de uma vista de perfil e de uma vista em seção transversal de um outro recipiente moldado ilustrativo, incluindo estruturas que se estendem para dentro, que podem ser formadas utilizando os princípios da presente invenção;

[0043] As FIGS. 3A-3C são ilustrações de um outro recipiente moldado ilustrativo em vista de perfil, em vista em seção transversal e uma ampliação pontual, respectivamente, e com estruturas que se estendem para fora;

[0044] As figuras 4A-4K são ilustrações de uma garrafa metálica ilustrativa, formada em cada passo de um processo ilustrativo para a fabricação de um recipiente metálico moldado, utilizando os princípios da presente invenção;

[0045] As figuras 5A-5K são ilustrações de uma garrafa metálica ilustrativa, sendo formada progressivamente em cada passo, utilizando um processo alternativo para a fabricação de um recipiente metálico moldado;

[0046] As figuras 6A-6D mostram uma moldagem por sopro de um recipiente metálico moldado, com as FIGS. 6C e 6D que são ilustrações que mostram ampliações pontuais da seção de transição entre a parede lateral e a base;

[0047] As FIGS. 7A-7D são ilustrações de vistas em perspectiva, vista de perfil e vista de seção transversal, respectivamente, de uma seção superior de um recipiente estirado, com um rebordo de acordo com os princípios da presente invenção;

[0048] As FIGS. 8A-8C são ilustrações que mostram a moldagem para dentro por estiragem no processo de fabricação de um recipiente metálico moldado usando uma manga de suporte;

[0049] As FIGS. 9A-9C são ilustrações de recipientes metálicos moldados alternativos, ilustrativos, de acordo com os princípios da presente invenção;

[0050] A FIG. 10 é uma ilustração de uma forma de realização alternativa para um acabamento ilustrativo de um recipiente metálico moldado da FIG. 9C;

[0051] A FIG. 11 é uma ilustração de uma alternativa para a seção superior do recipiente, de um recipiente metálico moldado de acordo com os princípios da presente invenção;

[0052] As FIGS. 12A e 12B são ilustrações de uma vista lateral de um pré-molde e de um recipiente de aerossol moldado;

[0053] A FIG. 13 é um fluxograma de um processo ilustrativo para a produção de recipientes metálicos moldados, de acordo com os princípios da presente invenção;

[0054] A FIG. 14 é uma ilustração que representa uma seção transversal ilustrativa de um recipiente metálico formado por recozimento e moldagem de um pré-molde metálico cilíndrico, utilizando os princípios da presente invenção; e

[0055] As FIGS. 15A e 15B, 16A e 16B, 17A e 17B, e 18A e 18B são fotografias acompanhantes e imagens de análise de partes ilustrativas respectivas do recipiente metálico da FIG. 14 que mostram os efeitos do recozimento, da moldagem por sopro, e da estiragem, sobre os grãos de metal do recipiente metálico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0056] As FIGS. 1A-1D são ilustrações de um recipiente metálico 100, que pode ser formado utilizando os princípios da presente invenção. O recipiente metálico 100 é um recipiente inteiriço para bebidas, possuindo um fundo integral. O recipiente 100 inclui uma seção central de recipiente 102, definida pelas partes da seção central 104, 106 e 108. A seção central do recipiente 102 está ligada, por uma extremidade, a uma seção inferior de recipiente 110, incluindo uma seção de transição 112, uma base 114, e uma seção central abobadada 116. Na outra extremidade, a seção central 102 do recipiente está ligada a uma seção superior de recipiente 118, que inclui um rebordo 120, uma rosca 122, e uma extremidade 124 enrolada para dentro, que define uma abertura do recipiente 126. O recipiente metálico moldado 100 pode incluir uma seção inferior possuído um diâmetro Db, por exemplo, de 53 mm. Em uma forma de realização a seção central de recipiente 102 pode ter um diâmetro maior Dm1 de 53 mm, e um diâmetro menor Dm2 de 47 mm. A seção superior de recipiente 118 pode ter um diâmetro de seção superior Dt de 25 mm. A altura do recipiente moldado 100 é, por exemplo, de 185 a 190 mm. É evidente, a partir da FIG. 1C, que o diâmetro do recipiente metálico moldado 100 pode variar gradualmente entre os vários diâmetros identificados. A parede do corpo do recipiente metálico moldado 100 pode ter uma espessura de 0,14 a 0,20 mm, tal como 0,175 mm. A espessura do material original pode ser de cerca de 0,30 a cerca de 0,40 mm, tal como 0,35 mm, que é essencialmente a espessura da seção abobadada 116. O conteúdo do recipiente metálico moldado 100 pode ser de 250 a 280 mL, tal como 270 mL. Deverá ser entendido que são também possíveis recipientes metálicos moldados com dimensões e/ou volumes menores ou maiores.

[0057] As FIGS. 2A e 2B são ilustrações que mostram um recipiente metálico moldado alternativo 200, em vista de perfil e em vista em seção transversal, respectivamente. As mesmas caraterísticas estruturais que na FIG. 1 são identificadas pelos mesmos números de referência. A seção central 102 do recipiente é dotada de estruturas ou estrias 202, que se estendem axialmente e para dentro. Estas estrias 202 conferem maior resistência à seção central 102 do recipiente e/ou podem também dotar o recipiente metálico moldado 200 de um aspecto estético melhorado. Adicionalmente e/ou em alternativa, as estrias 202 podem se estender em uma direção não axial.

[0058] As FIGS. 3A-3C são ilustrações que mostram um recipiente metálico moldado alternativo 300 em vista de perfil, em vista em seção transversal e em ampliação pontual, respectivamente. Novamente, as mesmas caraterísticas estruturais são identificadas pelos mesmos números de referência. A seção central 102 do recipiente e, em particular, as partes 106 e 108 da seção central, são dotadas de estruturas ou "flores" 302, que se estendem para fora. As "flores" 302 estendem-se para fora e podem estar igualmente espaçadas ao longo do perímetro da seção central 102 do recipiente. Estas estruturas 302 conferem resistência e/ou uma estética desejada ao recipiente metálico moldado 300, e podem estender-se não axialmente.

[0059] Os peritos na técnica compreenderão que as estruturas 202 e 302 podem ser também incorporadas nas outras secções de um recipiente metálico moldado, de acordo com os princípios da presente invenção, e podem estar presentes no mesmo recipiente metálico moldado. As estruturas 202 e 302 podem ser também configuradas de modo a dar o aspecto de um logotipo da companhia que embalou ou irá embalar o seu conteúdo no recipiente metálico moldado. Além do referido logotipo, podem ser também aplicadas estampas na superfície exterior do recipiente metálico moldado.

[0060] As FIGS. 4A-4K (coletivamente, a FIG. 4) são ilustrações de uma garrafa metálica moldada, que é formada em cada passo de um processo 400 para a fabricação do recipiente metálico moldado representado em qualquer das FIGS. 2 ou 3. O processo começa com uma peça em bruto 402, com a forma de um disco circular, na FIG. 4A, que é moldado como um copo 404 na FIG. 4B, incluindo a parede cilíndrica 406 e um fundo 408 (ver FIGS. IA e IB). A espessura da parede cilíndrica é ligeiramente menor do que a espessura da peça em bruto 402, mas a espessura do fundo 408 é essencialmente a mesma que a espessura da peça em bruto 402. Através da estiragem e da estiragem, os copos 410 e 412 nas FIGS. 4C e 4D, respectivamente, são formados com diâmetros progressivamente menores e alturas acrescidas (FIGS. 3C e 3D). O copo 412 é depois retificado, sendo o resultado o pré-molde 414, como se mostra na FIG. 4E. O pré-molde 414 tem um corpo cilíndrico 416 com um diâmetro Dc, ver a FIG. 4E. A espessura do pré-molde 414 se encontra geralmente na faixa de 0,10 a 0,40 mm, tal como 0,14 a 0,26 mm, tal como 0,16 a 0,24 mm. Este pré-molde 414 é sujeito a um tratamento de recozimento, conforme foi aqui descrito anteriormente, em toda a sua altura, em um forno (não representado). O recozimento pode ter como resultado uma carga de ruptura para o pré-molde 414 dentro de uma faixa de cerca de 250 a cerca de 650 MPa, tal como 270 a 630 MPa, tal como 280 a 600 MPa. A carga de ruptura definitiva, a ser adquirida pelo tratamento de recozimento, está ainda dependente do metal e/ou da espessura da parede cilíndrica do pré- molde 414. O pré-molde 414 recozido é sujeito a uma moldagem para fora do corpo cilíndrico 416, para o pré-molde 418, representado na FIG. 4F.

[0061] A seção central 102 do recipiente, a seção inferior 110 do recipiente e a seção superior 118 do recipiente fora todas sujeitas a uma moldagem por sopro, enquanto na seção central 102 do recipiente se formaram as estruturas 18. O pré-molde moldado por sopro 418 pode ser sujeito em seguida a uma moldagem para dentro, por estiragem da seção superior 420 do recipiente moldado por sopro, representado na FIG. 4G. Depois da realização de um procedimento de estiragem em múltiplos anéis de estiragem, tais como 1 a 40 anéis de estiragem, tais como 1 a 30 anéis de estiragem, preferencialmente 1-20 anéis de estiragem, dependendo da espessura da parede, a dureza e a carga de ruptura, em particular da seção superior 420 formada por sopro, aumentaram. O pré-molde 422 resultante, formado por sopro e estirado, é depois sujeito a uma operação de rebordagem, para a formação dos rebordos 120 e 424, como se mostra na FIG. 4H. O pré-molde moldado 426 é sujeito a uma operação posterior de estiragem para a formação da seção exterior estirada 428, mediante a utilização de 1-10 anéis de estiragem, tais como 1-5 anéis de estiragem, como se mostra na FIG. 4I. O pré-molde 430 obtido é sujeito em seguida a uma operação de ondulação, para a ondulação da seção estirada 428, conforme é mostrado na FIG. 4I. O pré-molde 432 da FIG. 4J é finalmente sujeito a uma operação de rosqueamento para formar a rosca 122, formando assim o recipiente metálico moldado 200, por exemplo.

[0062] A vista ampliada da seção superior do recipiente 118, como se mostra na FIG. 4K, mostra que o rebordo 120 não é contínuo ao longo do perímetro do gargalo 434 do recipiente metálico moldado 200, mas pode estar interrompido ao longo do seu perímetro, formando deste modo interrupções axiais 436 entre as partes do rebordo 438, o que aumenta a resistência axial do gargalo 434. Em uma forma de realização, o rebordo 120 não é contínuo em todo o perímetro do gargalo do recipiente metálico moldado 200, mas pode estar interrompido ao longo do seu perímetro, formando assim interrupções axiais entre as partes do rebordo, o que aumenta a resistência axial do gargalo. O gargalo adquire assim uma resistência axial que suporta uma carga axial de mais de 1100 N, tal como 1200 a 1300 N. Sem a presença destas interrupções do rebordo a resistência máxima a cargas teria sido apenas de cerca de 1000 N. Deve se notar que, no conceito da invenção, é também possível realizar primeiro o passo de estiragem, conforme é ilustrado pela FIG. 4G, e em seguida o passo de sopro, ilustrado pela FIG. 4F.

[0063] As FIGS. 5A-5K são ilustrações de uma garrafa metálica moldada a ser progressivamente formada em cada passo do processo 500, utilizando um processo alternativo de acordo com os princípios da presente invenção para a fabricação de um recipiente metálico moldado 200. São usados os mesmos números de referência para identificar as mesmas caraterísticas estruturais tal como são reveladas e descritas em relação às FIGS. 4A-4K. A diferença, no processo de fabricação do recipiente moldado 200 é que o pré-molde 414 da fig. 5E não é sujeito, depois do tratamento de recozimento, a uma operação de moldagem por sopro, mas o pré-molde 414 é sujeito a uma operação de estiragem, conforme foi usada no processo de acordo com a FIG. 4 para o pré-molde moldado por sopro 418. O pré-molde 414 é sujeito a uma operação de estiragem, usando anéis de estiragem em número de 1 a 30, tais como 1-25 ou 1-20 anéis de estiragem, conforme é ilustrado na FIG. 5F. O pré-molde 502 inclui uma seção superior de recipiente 504 que está ligada à parte da seção central 114, cujo diâmetro aumenta gradualmente para o diâmetro Dc da parede cilíndrica do corpo 416. Subsequentemente, a seção central de recipiente 102 do pré-molde 502 pode ser sujeita a um processo de recozimento, conforme será aqui descrito posteriormente, por recozimento por indução, por exemplo, em que a carga de ruptura é diminuída e a ductilidade e o alongamento à ruptura são aumentados. Depois do tratamento de recozimento, o pré-molde 502 é sujeito a uma operação de moldagem por sopro da seção central 102 do recipiente e parte da seção inferior 110 do recipiente, conforme é ilustrado pela FIG. 5G. Deve se notar que, no conceito da invenção, é também possível realizar primeiro o passo de estiragem, conforme é ilustrado pela FIG. 5G, e em seguida o passo de sopro, conforme é ilustrado pela FIG. 5F.

[0064] Produzido pelo processo 500 é essencialmente o mesmo pré- molde 422, conforme é produzido pelo processo 400 de acordo com os princípios da presente invenção, ilustrada na FIG. 4.

[0065] Em seguida, os pré-moldes 426, 430 e 432 são produzidos conforme se mostra nas FIGS. 5H-5J, e finalmente é formado o recipiente metálico moldado 200, do qual se mostra um detalhe na FIG. 5K.

[0066] O recipiente metálico moldado pode ser fabricado em alumínio ou aço, a partir de ligas e/ou têmperas apropriadas.

[0067] Geralmente, a peça em bruto 420 pode ter um diâmetro de 100-150 mm, tal como 125 a 135 mm, e uma espessura que pode ser de 0,30 a 0,60 mm, tal como 0,40 a 0,50 mm. Os coos 404-412 podem ter um diâmetro de 80-100 mm, 60-70 mm e 40-50 mm, respectivamente. O pré- molde 414 pode ter um diâmetro de 40 a 50 mm, tal como 45 mm, para produzir o recipiente metálico moldado 100 ou 200, conforme descrito nas FIGS. 1, 2 ou 3. Estas dimensões estão dependentes das dimensões do recipiente metálico moldado definitivo, e podem ser escolhidas pelos peritos na técnica.

[0068] As FIGS. 6A-6D são ilustrações que mostram, com mais detalhe, a moldagem para fora do pré-molde 414 por moldagem por sopro. Contudo, deve se notar que podem ser usadas outras técnicas mecânicas, tais como expansão mecânica ou estiragem. Com a variante de moldagem por sopro, é também possível dotar o recipiente metálico moldado com estruturas de reforço e/ou ornamentais, e, se desejado, logotipos de clientes.

[0069] A FIG. 6A é uma ilustração que mostra o pré-molde 418 depois da moldagem por sopro. O pré-molde 418 inclui uma seção superior de recipiente 118 essencialmente cilíndrica, cujo diâmetro é essencialmente o mesmo que o diâmetro Dc do corpo cilíndrico 416 do pré-molde 414. Por exemplo, o diâmetro Dc da parte cilíndrica pode ser de 45 mm. A seção central do recipiente 102 e parte da seção inferior 110 do recipiente foram também sujeitas à operação de moldagem por sopro. Como resultado se obtém um diâmetro Dm1 de, por exemplo, 53 mm, um diâmetro Dm2 de 47 mm e um diâmetro Db de 53 mm, ver também a FIG. 1C e a FIG. 6D.

[0070] A FIG. 6B é uma ilustração que mostra a unidade de moldagem por sopro 600, incluindo duas partes de molde separáveis 602, possuindo uma superfície interna 604 correspondente à forma externa da seção central 102 do recipiente, moldada por sopro, e à seção 110 do recipiente, conforme se mostra na FIG. 6A. A superfície interna 604 também inclui os detalhes de superfície que determinam a formação das estruturas 302. O pré-molde 414 é montado na unidade de moldagem por sopro 600, assentando sobre um suporte 606 que determina a forma da seção abobadada, e é inserido um bujão de molde 608 no pré-molde 414. Deve se notar que, em uma forma alternativa, pode se usar uma tampa de molde, que é colocada à pressão sobre a extremidade livre do pré-molde 414, ou se estende e é apertada sobre a parte exterior da parte superior do pré- molde 414. Pode ser formada uma ligação estanque ao ar, com o pré- molde 414, para se realizar um processo de sopro que utiliza os princípios da presente invenção. O bujão de molde 608 é dotado de uma entrada de ar 610, de modo que o pré-molde 414 possa ser sujeito a uma alta pressão, tal como 30-50 bar, tal como 40 bar. O sopro a alta pressão pode ter como resultado uma moldagem por sopro do pré-molde 414, até à extensão que é permitida pelo molde, e, em particular, pelas partes 602 do molde.

[0071] Como se mostra pela ampliação pontual da FIG. 6C, pode ser formado um perfil de fundo 612 definindo a seção abobadada 116, a base 114, a seção de transição 112 e a parede do corpo 614.

[0072] Em vez de uma parede de corpo cilíndrico 418, é possível dotar a base 114 com uma seção de transição 616 que se projeta para fora, conforme se mostra na FIG. 6D. Para este efeito se recomenda que seja realizada, com o bujão de molde 610, uma carga de compressão sobre o pré-molde 414 durante a operação de moldagem por sopro.

[0073] Adicionalmente, e tal como foi discutido acima, é benéfico que pelo menos a seção central 102 e a seção inferior 110 do recipiente tenham sido sujeitas ao tratamento de recozimento, reduzindo assim a carga de ruptura e aumentando a ductilidade e o alongamento à ruptura. A carga axial aplicada pode ser da ordem de 1000 a 1800 N, tal como 1200-1700 N, tal como 1600 N.

[0074] Conforme se mostra na FIG. 6D, a espessura do fundo 116 é essencialmente da mesma grandeza que a espessura da peça em bruto 402 e pode ser da ordem de 0,30 a 0,60 mm, tal como 0,40 a 0,50 mm, tal como 0,45 mm. A espessura da parede do corpo 614 é substancialmente menor e pode estar situada na faixa de 0,15 a 0,25 mm, tal como 0,20 mm.

[0075] O alongamento à ruptura, em particular da seção central e da seção inferior do recipiente pode ser de cerca de 10% a 25%, tal como 15% a 20%, tal como 18%. Estes alongamentos são possíveis devido ao tratamento de recozimento prévio, conforme será aqui descrito mais adiante, e da escolha da espessura apropriada e preferencialmente da liga e/ou da têmpera usadas. Como é óbvio, as escolhas podem ser feitas pelos peritos na técnica e estão também dependentes da escolha e do tipo do metal Al temperado por esforço mecânico, tal como alumínio e aço. Uma liga apropriada é, por exemplo, a liga de alumínio 3104-H19.

[0076] O metal temperado por esforço mecânico, tal como o alumínio ou aço, e as suas ligas, é um termo conhecido dos peritos na técnica como o reforço de um metal por deformação plástica. Deve se entender adicionalmente que a liga de alumínio temperada por esforço mecânico tem também como resultado a presença de uma maior resistência mecânica e uma alta densidade de deslocamento no metal. A tensão residual e a densidade do deslocamento podem conduzir a uma alta resistência e a um alongamento reduzido.

[0077] O termo "arredondado", aqui usado quando se descreve a estrutura do grão recozido, significa qualquer tipo de forma (ou seja, geométrica ou não geométrica), que inclui espaço, tanto dentro das linhas que definem a forma, como das linhas da forma.

[0078] As FIGS. 7A-7D são ilustrações que mostram uma vista em perspectiva, uma vista de perfil e uma vista em seção transversal da seção superior do recipiente 118, de um recipiente metálico moldado, de acordo com os princípios da presente invenção. A seção superior do recipiente 118 é dotada de um rebordo 120 que inclui partes do rebordo 438 interrompidas por interrupções 436 que estão uniformemente espaçadas ao longo do perímetro do rebordo. Conforme foi aqui discutido anteriormente, a inclusão das interrupções 436 aumenta a resistência axial de cerca de 800 para 1200 N, para cerca de 1200 a 1600 N, tal como 1300-1400 N. Este aumento da resistência axial é benéfico para os clientes que usam os recipientes metálicos moldados durante o enchimento e o fecho do recipiente metálico moldado, enquanto o recipiente é manipulado e suportado pelo rebordo 120. Durante o fecho, pode ser exercida uma carga axial sobre a seção superior do recipiente 118, que é suportada pelo rebordo 120, conforme foi descrito anteriormente.

[0079] As FIGS. 8A-8C são ilustrações que mostram uma operação de estiragem ilustrativa 800a-800c (coletivamente 800), do pré-molde 418, assim transformado no pré-molde 422, dotado com a seção superior, estirada, do recipiente. Durante a operação de estiragem um anel de estiragem 802 é empurrado ao longo da seção superior de recipiente 804, sendo que o diâmetro da abertura do anel de estiragem é ligeiramente menor do que o diâmetro externo da seção superior do recipiente 804. A operação de estiragem 800a tem como resultado uma pequena diminuição do diâmetro externo da seção superior do recipiente 804. Realizando repetidamente esta operação de estiragem com anéis de estiragem com diâmetros da abertura dos anéis gradualmente menores, a seção superior do recipiente 804 adquire finalmente o diâmetro externo desejado 806, tal como um diâmetro na faixa de cerca de 20-40 mm, tal como 25 mm. Conforme foi aqui dito anteriormente, o anel de estiragem 802 exerce e carga axial sobre o pré-molde, sendo que essa carga é da ordem de 700 N- 1200 N, tal como 1000 N. Esta carga pode ser demasiado alta para partes relativamente fracas do pré-molde tais como a seção de transição 808 perto da base do recipiente metálico moldado, a parte inferior da seção central de recipiente 810 e próximo do diâmetro máximo na parte superior da seção central do recipiente 812. A operação de estiragem pode ser ainda realizada sem defeitos do pré-molde durante a operação de estiragem, e para isso os princípios da presente invenção fornecem uma manga de suporte 814 que suporta o pré-molde, e põe em contato o pré-molde com as superfícies de contato 816-820, localizadas nas secções mais fracas do pré-molde, ou próximo das mesmas. A manga de suporte 814 pode, obviamente, ser também usada para a manipulação e transporte do pré- molde e do metal moldado posteriormente, e, para isso, a manga de suporte 814 pode ser dotada de uma estrutura externa de manuseamento 822 relacionada.

[0080] As FIGS. 9A-9C são ilustrações que mostram formas alternativas para um recipiente metálico moldado 900a-900c, utilizando os princípios da presente invenção.

[0081] A FIG. 9A é uma ilustração de um outro recipiente metálico moldado ilustrativo 900a, incluindo uma seção inferior de recipiente 902, possuindo um diâmetro igual ao diâmetro do pré-molde 414. Uma parte inferior 904 do recipiente tem uma seção central de diâmetro menor do que o pré-molde 414, e para isso o pré-molde 414 foi sujeito a uma operação de estiragem que se estende até à seção inferior 902. Em seguida, a parte do gargalo é sujeita (depois do recozimento) a uma operação de moldagem por sopro, proporcionando assim um perfil conforme é mostrado na FIG. 9A, para a parte saliente para fora 906 da seção central do recipiente. A seção superior do recipiente 908 tem o mesmo diâmetro que o pré-molde 414 e é dotada de uma curvatura 910 à qual está ligado um fecho 912.

[0082] Um recipiente metálico moldado 900b, de acordo com a FIG. 9B, tem uma seção inferior 914 e uma parte superior 916 da seção central do recipiente possuindo um diâmetro menor do que o diâmetro do pré- molde 414. Este diâmetro pode ser, por exemplo, tão pequeno quanto 23 mm. A parte inferior 918 da seção central do recipiente tem um diâmetro maior do que o pré-molde 414, enquanto a parte superior 920 tem um diâmetro igual ao pré-molde 414. O recipiente 900b pode ser produzido se estirando primeiro o pré-molde 414 ao longo da sua altura total, e em seguida se recozendo pelo menos as partes 918 e 920, que são então sujeitas à operação de moldagem por sopro, dotando assim o recipiente 900b com a forma representada na FIG. 9B. A extremidade da seção superior é igualmente dotada de uma curvatura 922, sobre a qual é aplicada uma tampa de pressão 924.

[0083] A FIG. 9C é uma ilustração de ainda um outro recipiente metálico moldado ilustrativo 900c, cuja seção inferior 926 é sujeita a uma operação de moldagem por sopro, e a seção do gargalo 928 é sujeita a uma operação de estiragem e em seguida é dotada de um rebordo 120 e de uma rosca 122, sobre a qual pode ser enroscada uma tampa roscada 930.

[0084] A FIG. 10 é uma ilustração que mostra uma forma de realização alternativa para o gargalo 1028. Uma parte do gargalo 1000 é dotada de uma manga metálica ou de plástico 1002, que é portadora, na sua parte exterior, do rebordo 120 e da rosca 122. A tampa 1030 está enroscada na rosca 122. Consequentemente, é possível, de acordo com o assunto da invenção, que a parte estirada do recipiente metálico moldado seja dotada de uma manga presa à seção superior do recipiente e dotada de uma rosca 122, ou de um rebordo 120, ou de ambos.

[0085] A FIG. 11 é uma ilustração que mostra uma forma de realização alternativa de uma parte de gargalo 1100 em que o rebordo 120 é dotado de uma parte de rebordo interrompida 438 e das interrupções 436. Ao mesmo tempo, a rosca 1102 é dotada de interrupções da rosca 1104, aumentando assim a resistência axial da parte de gargalo 1100.

[0086] A FIG. 12A é uma ilustração de um pré-molde ilustrativo 1200a para um produto final, tal como um recipiente de bebida, um recipiente para bebidas gaseificadas ou um recipiente de aerossol, por utilização dos processos aqui descritos. O pré-molde 1200a pode ter um corpo cilíndrico 1202 com um diâmetro cilíndrico Dc, e uma parte superior estirada 1204, possuindo um diâmetro Dt, e com uma curvatura 1206 definindo uma abertura 1208 do pré-molde 1200a. O pré-molde 1200a é sujeito a um tratamento de recozimento na parte superior da seção central 1210a e na parte inferior da seção central 1212a do corpo cilíndrico 1202. Os tratamentos de recozimento podem ser realizados ao mesmo tempo ou sequencialmente, por qualquer ordem. Quando os tratamentos de recozimento são realizados a diferentes temperaturas e/ou durante períodos de tempo diferentes, pode ser então realizado um tratamento a baixa temperatura de recozimento antes de um tratamento a alta temperatura de recozimento. A utilização de um processo de recozimento por indução permite períodos de tempo de recozimento curtos, aumentando assim as taxas de produção.

[0087] A parte superior recozida da seção central 1210a é, como se mostra, sujeita a uma moldagem para dentro, ilustrada pela seta 1214, que pode ser realizada por estiragem para dentro ou por outra técnica apropriada. O resultado do processo de estiragem para dentro é uma parte superior da seção central 1210b moldada para dentro.

[0088] A parte inferior recozida da seção central 1212a é sujeita a moldagem para fora por qualquer técnica apropriada, ilustrada pelas setas 1216, tais como moldagem por sopro ou moldagem mecânica, para provocar que seja criada uma parte inferior da seção central 1212b moldada para fora. O produto final 1200b é customizado, possuindo ao mesmo tempo uma seção moldada para dentro, com o diâmetro D1m, e uma seção moldada para fora, com o diâmetro D2m, que são ambos diferentes do diâmetro original Dc.

[0089] De acordo com os princípios da presente invenção, um recipiente metálico moldado, tal como uma garrafa em alumínio, é configurada para ter peso leve, de modo que os custos de portes e embalagem possam ser reduzidos. Um tal recipiente metálico moldado leve pode ser reduzido. Um tal recipiente metálico moldado leve pode ser reduzido a menos de 20 g, e ainda menos, como cerca de 17 g ou menos. O recipiente metálico moldado leve deve ser suficientemente forte para resistir aos ambientes de transporte e uso do consumidor. Para se obterem tais resultados são utilizados processos de recozimento, moldagem por sopro e de estiragem em moldes múltiplos (ver FIG. 13) em conjunto com processos para recipientes metálicos convencionais, para se obter uma nova estrutura de grão do recipiente metálico.

[0090] No que diz respeito à FIG. 13, é representado um fluxograma de um processo ilustrativo 1300 para a produção de recipientes metálicos moldados de acordo com os princípios da presente invenção. O processo 1300 pode começar no passo 1302, onde é utilizado um desenrolador para desenrolar, de um rolo, a folha metálica enrolada. Tal como se entende na técnica, a folha metálica enrolada é temperada por esforço mecânico, durante o processo de enrolamento, de tal modo que os grãos de metal ficam alongados para terem alongamentos que são tipicamente maiores do que 5,0 e frequentemente de 7,0 e superiores. Além disso, os grãos parecem estar empilhados como "panquecas" e em uma disposição ordenada, como se mostra ainda nas FIGS. 13A-13B. Em serviço, os desenroladores seguram uma bobine de folha metálica verticalmente e enviam uma tira da folha metálica enrolada para as primeiras operações de moldagem, incluindo um passo de lubrificação 1304 e um passo de moldagem de copos 1306, que pode utilizar uma ferramenta de corte para formar uma "peça em bruto" (ver FIG. 5A) e uma ferramenta de reperfilagem, que estira a peça em bruto para formar um copo (ver FIG. 5B). Em uma forma de realização, os múltiplos passos de moldagem de copos podem ser utilizados para moldar um copo alongado (ver FIG. 5C). O copo pode ter uma altura inicial formada pela ferramenta de corte. Durante a operação de formação do copo ocorre muito pouco desbaste de material. Na eventualidade de se terem múltiplas operações de moldagem de copos no passo 1306 ocorre uma estiragem adicional do copo inicial e assim a altura do copo é aumentada. Em uma forma de realização, pode não ser usado lubrificante adicional na segunda operação de moldagem de copos. Em resultado de uma segunda operação de moldagem de copos, a espessura das paredes pode ser reduzida ligeiramente, tipicamente na ordem de menos de 1/10 de um milímetro.

[0091] No passo 1308 pode ser configurado um passo de construção do corpo, para alongar significativamente o copo formado pelo passo de moldagem de copos 1306. O passo de construção do corpo 1308 pode incluir uma fase de estiragem da parede, que utiliza anéis de estiragem que, progressivamente, reduzem a espessura da parede lateral, enquanto, ao mesmo tempo, aumenta significativamente as propriedades relativas à tensão. Como exemplo, as paredes laterais do copo podem ser adelgaçadas de 0,60 mm para cerca de 0,15 mm. Adicionalmente, pode ser também formado no formador do corpo um perfil abobadado da base, o que é uma prática convencional para a fabricação de latas. O resultado do formador de corpo é um pré-molde cilíndrico estirado (ver FIG. 5D). No passo 1310 pode ser usado um processo de retificação para retificar o pré- molde metálico cilíndrico, de modo que as paredes laterais tenham uma altura substancialmente semelhante ao longo do perímetro do pré-molde cilíndrico.

[0092] O pré-molde metálico cilíndrico pode ser lavado e seco nos passos 1312 e 1314. Na secagem do pré-molde metálico cilíndrico um forno de lavagem pode aquecer o pré-molde metálico cilíndrico até menos de cerca de 200 °C. Ao se aproximar de uma certa temperatura, a temperatura pode ser alguns graus superior ou inferior à temperatura certa e estar situada em uma faixa de temperaturas apropriada, de acordo com os princípios da presente invenção. Deverá se entender que podem ser usadas outras temperaturas para secar o pré-molde metálico cilíndrico, mas que as temperaturas usadas não excedam uma temperatura que iria alterar a composição estrutural (por exemplo, grãos) do metal, tal como por recozimento para reduzir a resistência à tensão. Por lavagem e secagem do pré-molde metálico cilíndrico, o lubrificante e a sujidade são removidos da superfície, de modo a assegurar que a superfície metálica esteja apropriada para processos de aplicação e revestimentos e de adesão.

[0093] De acordo com os princípios da presente invenção, é utilizado um passo de recozimento 1316 para recozer uma parte ou a totalidade de um o pré-molde metálico cilíndrico. Ao contrário do aquecimento convencional, o recozimento aquece uma parte ou todo o pré-molde metálico cilíndrico (i) a temperaturas que excedem processos de aquecimento típicos para folhas metálicas enroladas usadas para recipientes de bebidas e/ou aerossol. Além disso, e em resultado do processo de recozimento aqui descrito, pode ser realizado o processamento posterior e a fabricação de um recipiente "utilizável"a partir de um pré-molde completamente recozido.

[0094] Um resultado da estrutura do grão significativamente alterada do pré-molde metálico cilíndrico com aquecimento acrescido é a capacidade de realizar uma moldagem por sopro à temperatura ambiente, para produzir uma expansão maior do que a que seria possível com um recozimento mais baixo ou se não tivesse sido realizado o recozimento. Como exemplo, a moldagem por sopro da folha metálica enrolada com uma temperatura de recozimento fraca ou baixa, à temperatura ambiente, teria como resultado uma expansão máxima de cerca de 8%, e geralmente inferior a 3%, ao passo que se verificou, depois do recozimento, que pode ser alcançada à temperatura ambiente um aumento da expansão do pré- molde metálico cilíndrico até 18% ou superior. Como exemplo, um sopro a alta pressão pode expandir um cilindro de 45 mm de diâmetro até um cilindro com um diâmetro de 53,0 mm em uma operação de sopro simples à temperatura ambiente. O recozimento pode ser realizado segundo um certo número de vias diferentes, incluindo (1) o recozimento do corpo inteiro utilizando um forno de caixa de circulação de ar, (2) o recozimento do corpo inteiro utilizando uma unidade de indução de estação simples, e (3) recozimento localizado, utilizando uma unidade de indução de estação simples. Deverá ficar entendido que podem ser utilizados processos de recozimento adicionais e/ou alternativos, de acordo com os princípios da presente invenção. Além disso, pelo menos uma seção ao longo da parede lateral pode ter grãos com um alongamento médio menor do que cerca de 4 para 1, em que a seção(s) ao longo da parede lateral é uma seção horizontal ao longo de uma altura particular da parede lateral que se estende em torno da parede lateral. Em uma forma de realização, grãos em lados opostos da seção(s) ao longo da parede lateral têm um alongamento médio maior do que o alongamento médio da seção(s) ao longo da parede lateral.

[0095] Conforme foi previamente descrito, a folha metálica enrolada é temperada pelo esforço mecânico e tem uma estrutura de grão altamente organizada com grãos organizados (por exemplo, alongamento maior do que 7) em resultado da estiragem do metal quando se forma a folha. A TABELA I mostra alguns pontos de dados do alongamento médio para a folha metálica enrolada que sofre o processo de recozimento, conforme foi aqui descrito.

TABELA I. Estado em relação ao alongamento médio

[0096] Continuando com a FIG. 13, pode ser realizada uma operação de pulverização interna no passo 1318, em que o pré-molde metálico cilíndrico recozido recebe um revestimento interno pulverizado, ao mesmo tempo que a pulverização é curada em um forno com pulverização no passo 1320. A temperatura do forno com pulverização está situada na faixa de cerca de 200 °C. O pré-molde metálico cilíndrico pode ser também revestido externamente por um dispositivo de revestimento externo no passo 1322, e o revestimento externo pode ser curado em um forno de cura no passo 1324. No passo 1326 o pré-molde pode ser decorado por estampagem, como é entendido na técnica, e a tinta pode ser curada em um forno de estampagem no passo 1328. No passo 1330 pode ser usado um dispositivo de revestimento com verniz, para aplicar um verniz para proteger as decorações, e o verniz pode ser curado por um forno para verniz no passo 1332. Uma vez mais, as temperaturas dos fornos estão tipicamente situadas na faixa de cerca de 200 °C.

[0097] Conforme é realizado convencionalmente em garrafas metálicas usadas para bens de consumo, é realizado um processo de estiragem em moldes múltiplos 1334. Conforme se entende na técnica, o processo convencional de estiragem em moldes múltiplos 1334 pode incluir estiragens ascendentes de 50 ou mais passos, dependendo da configuração do recipiente metálico. Na eventualidade de um recipiente metálico com aparência de forma de garrafa, são utilizados números altos de operações de estiragem, para proporcionar uma transição suave ao longo do gargalo da garrafa metálica. Contudo, a utilização da estiragem pode ser usada tanto para aumentar, quanto para diminuir, um diâmetro do recipiente metálico, e assim a operação de estiragem em moldes múltiplos 1334 é geralmente usada para criar uma forma de corpo e/ou um gargalo de uma garrafa metálica. Visto que a estiragem é uma operação complexa e que exige tempo, quantos mais passos de estiragem puderem ser eliminados, tanto mais rapidamente pode decorrer a fabricação das garrafas, com uma diminuição das perdas devidas a erros nos processos de estiragem.

[0098] De acordo com os princípios da presente invenção, em vez de se realizar simplesmente a operação de estiragem em moldes múltiplos 1334, podem ser realizadas no pré-molde metálico cilíndrico recozido uma operação de moldagem por sopro 1336 e uma operação de estiragem em moldes múltiplos 1338. A operação de moldagem por sopro 1336 pode ser realizada a 40 bar ou superior, usando ar ou outro meio a alta pressão. Uma vez mais, a operação de moldagem por sopro 1336 pode ser realizada à temperatura ambiente e produzir um recipiente significativamente expandido, devido ao recozimento realizado no passo 1316, conforme foi descrito anteriormente. Como resultado da realização da operação de moldagem por sopro no passo 1316 e da operação de estiragem em moldes múltiplos no passo 1338, o metal pode ser temperado por esforço mecânico, sendo que os grãos do metal podem ser estirados de modo a terem um alongamento maior do que depois de terem sido recozidos, conforme descrito anteriormente, ao mesmo tempo que sofrem aumentos da resistência à tensão na área do gargalo, depois de sucessivas operações de estiragem em moldes. Mediante a expansão e a contração do pré-molde metálico cilíndrico recozido, o metal é temperado por esforço mecânico e o alongamento dos grãos pode aumentar e diminuir, respectivamente (ver TABELA I).

[0099] A seguir à estiragem em moldes múltiplos no passo 1338 pode ser realizado um passo de teste de estanquicidade 1340, um passo de lavagem 1342 e um passo de paletização 1344. Logo que são paletizados, os recipientes metálicos moldados podem ser encaminhados para uma linha de enchimento, para o enchimento dos recipientes metálicos com um produto, tal como uma bebida não alcoólica. Embora o recozimento 1316 seja mostrado como sendo realizado antes da decoração do recipiente metálico moldado, a tecnologia de decoração, que é capaz de ser aquecida até temperaturas de 300 °C ou superiores pode permitir que o recozimento 1316 seja realizado em uma posição diferente dentro do processo 1300.

[0100] Como ampla generalização, os passos 1302-1314 definem um processo para a formação do pré-molde metálico cilíndrico, os passos 1318-1332 definem um processo de decoração, os passos 1336 e 1338 definem uma remodelagem do pré-molde metálico cilíndrico em um recipiente metálico moldado, e os passos 1340-1344 definem um processo posterior à moldagem do recipiente metálico, incluindo uma inspeção, limpeza e embalagem.

[0101] Conforme foi descrito anteriormente, os passos 1316 e 1336 de recozimento e moldagem por sopro/estiragem em moldes múltiplos permitem uma capacidade de se produzirem recipientes metálicos moldados que, até ao presente, têm sido incapazes de ser produzidos, devido às limitadas capacidades de expansão da folha metálica rolada para utilização em embalagens para o consumidor, tais como bebidas não alcoólicas e bebidas gaseificadas. Com a inclusão dos passos de recozimento e moldagem por sopro/estiragem em moldes múltiplos 1316 e 1336-1338, podem ser produzidos recipientes moldados assimétricos utilizando processos de fabricação de recipientes metálicos leves por utilização de um sopro simples à temperatura ambiente.

[0102] Como resultado da utilização dos princípios da presente invenção, são fornecidos um certo número de caraterísticas e/ou de resultados que, de outro modo, não estariam disponíveis, através da utilização de uma abordagem convencional de estiragem em moldes múltiplos, incluindo:

[0103] (1) Pode ser usado um pré-molde de menor diâmetro, que reduz o peso de um recipiente metálico moldado acabado, e também beneficia processos a jusante por eliminação de passos de processamento de moldagem que teriam de ser realizados, ou simplificando o processamento de moldagem de metais.

[0104] (2) O recozimento do pré-molde cilíndrico pode recristalizar os grãos tipo "panqueca" temperados por esforço mecânico da folha metálica enrolada, o que elimina as tensões geradas, que são parte inerente da folha metálica rolada. Uma tal eliminação das tensões geradas aumenta consideravelmente a ductilidade e, consequentemente, a aptidão à moldagem. Como exemplo, no caso da utilização da liga 3014 H19, um aumento do alongamento se estende desde menos de 3% (depois da estiragem da parede) até cerca de 18%.

[0105] (3) A utilização da moldagem por sopro entre os passos de moldagem e de decoração permite que os pré-moldes metálicos cilíndricos recozidos sejam moldados por vias que seriam impossíveis unicamente por estiragem em moldes múltiplos. Por exemplo, a fase de moldagem por sopro permite que a inclusão de estrias, a criação de padrões de superfície, a gravação em relevo, etc., sejam incluídas no padrão global, sem terem que ser realizados processos adicionais de estiragem. Estas estrias e outros padrões podem contribuir para a têmpera por esforço mecânico nessas localizações, o que fornece suporte estrutural para o recipiente metálico moldado.

[0106] (4) Dado que o processo de moldagem por sopro não gera atrito, a grande maioria dos alongamentos criados pelo processo de recozimento pode ser usada na moldagem do corpo.

[0107] (5) Uma combinação de recozimento e moldagem por sopro significa que é reduzido significativamente um grande número de fases de estiragens em moldes múltiplos, e as fases de expansão mecânica podem ser eliminadas.

[0108] (6) Todo o corpo inferior do recipiente metálico moldado pode ser moldado em uma única operação, sem a indução de qualquer têmpera por esforço mecânico ou tensão, na área do gargalo.

[0109] (7) Pode ser alcançado um processo de produção potencialmente mais robusto e menos complexo, e pode ser reduzido significativamente um certo número de fases de estiragem em moldes múltiplos (por exemplo, 40 ou mais fases de estiragem em moldes múltiplos para a produção de um recipiente metálico moldado particular podem ser reduzidas a cerca de 20 fases de estiragem em moldes múltiplos).

[0110] (8) Uma redução no número de fases de moldagem do gargalo pode ser reduzida, o que reduz necessariamente o número de fases de retificação e lubrificação, mais o equipamento associado para retificação e lubrificação.

[0111] (9) Uma redução significativa do risco de formação de fendas durante a formação da curvatura de um lábio do recipiente metálico moldado pode resultar da recristalização da área acabada do recipiente metálico.

[0112] (10) Podem ser possíveis mudanças rápidas em uma linha de produção se as diferenças de forma forem limitadas a uma área do recipiente de folha metálica formada pela moldagem por sopro ou outros processos de moldagem de metais.

[0113] O efeito do recozimento e da moldagem por sopro sobre a dureza e a estrutura dos grãos de várias secções de pré-moldes alcançam resultados que anteriormente não eram possíveis. Os pré-moldes feitos com o processo da FIG. 13 e das FIGS. 4A-4F, por exemplo, fornecem os recipientes metálicos moldados leves aqui descritos. Deverá ser entendido que podem ser usadas em alternativa outras formas de realização dos processos de acordo com os princípios da presente invenção. O pré-molde 414 foi produzido a partir da peça em bruto 402 feita da liga de alumínio 3104-H19. A peça em bruto 402 tem uma espessura de 0,2 mm. O pré- molde 414 foi sujeito a um recozimento total do corpo em um forno de caixa ajustado para 350 °C, durante cerca de um minuto (o tempo total no forno de caixa é de 3 minutos), ou foi usada uma bobine de indução para aquecer o metal do pré-molde a 350 °C durante 1-2 segundos.

[0114] Invólucros de teste recozidos foram sujeitos a um teste de tensão (L0: 49,3 mm, 3 mm/min, a 20 °C), de acordo com a norma NF EN ISO 6892-1, processo A. O invólucro de teste recozido tinha as seguintes caraterísticas de resistência à tensão:

[0115] Rm: a resistência à tensão Rm indica o limite ao qual o metal se rompe sob pressão, ou seja, a resistência máxima à tensão;

[0116] Rp 0,2: tensão à qual o metal sofre uma extensão de 0,2% não proporcional (permanente) durante um teste de tensão;

[0117] Alongamento: o alongamento à ruptura máximo.

[0118] Depois do recozimento, ou depois do recozimento e da moldagem por sopro, os pré-moldes foram sujeitos a um teste de dureza. A Dureza Vickers (MPa) foi medida em várias secções ao longo da altura dos pré-moldes recozidos, e dos pré-moldes recozidos e moldados por sopro. A Dureza Vickers foi medida de acordo com a Norma NF ISO 6507-1. Os resultados foram os que são apresentados na TABELA II:

TABELA II. RESULTADOS DOS TESTES - DUREZA

[0119] As secções a uma altura de 170 mm e 130 mm foram secções sujeitas a uma operação de estiragem e não foram sujeitas a moldagem por sopro. As secções a 90 mm e a 15 mm eram secções que tinham sido sujeitas à moldagem por sopro. A seção a 50 mm reteve essencialmente o diâmetro original e não foi sujeita à moldagem por sopro, ou o foi em menor extensão. Os resultados da dureza dados na TABELA II acima mostram que a moldagem por sopro, que é uma forma de conferir têmpera por esforço mecânico, teve como resultado um aumento da dureza.

[0120] A FIG. 14 é uma ilustração que representa um recipiente metálico ilustrativo, formado a partir do recozimento e da moldagem de um pré-molde metálico cilíndrico, utilizando os princípios da presente invenção. O recipiente metálico inclui quatro partes, identificadas como A (base), B (seção central inferior), C (seção central superior), e D (gargalo), em que foram realizados diferentes graus de têmpera por esforço mecânico. Foi estudado o efeito do recozimento, da moldagem por sopro e da estiragem sobre a estrutura dos grãos do metal. A estrutura dos grãos foi determinada por realização de uma cauterização superficial convencional e inspeção visual por microscopia. Foram cortadas amostras de pré-molde a partir do pré-molde em um modo de seção transversal longitudinal ao longo da espessura do pré-molde. As amostras de pré-molde foram montadas em resina e, depois do polimento e da cauterização da superfície de corte, foram tomadas fotografias (com ampliações à escala).

[0121] As FIGS. 15A e 15B, 16A e 16B, 17A e 17B, e 18A e 18B, são fotografias associadas e imagens de análise de partes ilustrativas respectivas do recipiente metálico da FIG. 14, que mostram os efeitos do recozimento, da moldagem por sopro e da estiragem sobre os grãos de metal do recipiente metálico. As imagens do pré-molde foram tomadas a diversas alturas dos pré-moldes, como está representado na FIG. 14 em quatro partes A (base), B (seção central inferior - 40 mm acima da base), C (seção central superior - 90 mm acima da base), e D (gargalo - 150 mm acima da base). As amostras de pré-molde foram tomadas das secções em partes que (i) não foram sujeitas a recozimento (FIG 15A), (ii) sujeitas a recozimento e moldagem por sopro com 4% de expansão (FIG 16A), (iii) sujeitas a recozimento e moldagem por sopro com 18% de expansão (FIG 17A) e (iv) sujeita a recozimento e estiragem em moldes (FIG 18A). Todas as fotografias e imagens de análise 15A/B, 16A/B, 17A/B e 18A/B têm a mesma escala. As imagens de análise nas FIGS. 15B-18B foram obtidas por processamento com software ImageJ, que extrai perfis dos grãos das fotografias das microestruturas, a fim de realizar uma análise quantitativa do tamanho dos grãos e do alongamento.

[0122] As FIGS. 15A e 15B (coletivamente FIG. 15) são uma fotografia ilustrativa e uma imagem de análise respectivamente, que ilustram a estrutura do grão em uma base (FIG. 14, parte A) de um recipiente metálico moldado. A base, nesta forma de realização, não está recozida nem moldada por sopro, e tem uma estrutura de grão achatada, tipo "panqueca", alongada, e alinhada na sua orientação. A FIG. 15B é uma imagem de análise em que a estrutura do grão está esboçada para permitir uma análise de computador para determinar um alongamento médio dos grãos na parte que sofreu a amostragem. Os grãos estendem-se bidirecionalmente através da base. Nesta forma de realização o grão tem uma largura média de 55,70 mícrons, altura média de 7,45 mícrons e alongamento médio de 7,03. Deve se notar que o algoritmo é calcular primeiro o alongamento de cada grão individual, e em seguida calcular a média dos alongamentos de todos os grãos. Consequentemente, o alongamento médio não é simplesmente a largura média dividida pela altura média.

[0123] As FIGS. 16A e 16B (coletivamente FIG. 16) são uma fotografia ilustrativa e uma imagem de análise, respectivamente, que ilustram a estrutura de grão em uma seção central inferior (FIG. 14, parte B) de um recipiente metálico moldado. Os grãos neste seção estão recozidos e expandidos 4%. Os grãos são mostrados como estando dispostos aleatoriamente (ou seja, já não tipo "panqueca" nem alinhados em orientação). Nesta forma de realização o grão tem uma largura média de 23,91 mícrons, altura média de 16,70 mícrons, e alongamento médio de 1,54.

[0124] As FIGs. 17A e 17B (coletivamente FIG. 17) são uma fotografia ilustrativa e uma imagem de análise, respectivamente, que ilustram a estrutura de grão em uma seção central superior (FIG. 14, parte C) de um recipiente metálico moldado. Os grãos nesta seção estão recozidos e expandidos 18%. Os grãos são mostrados como estando dispostos aleatoriamente (ou seja, já não tipo "panqueca" nem alinhados em orientação). Nesta forma de realização o grão tem uma largura média de 25,55 mícrons, altura média de 15,89 mícrons, e alongamento médio de 1,71.

[0125] As FIGs. 18A e 18B (coletivamente FIG. 18) são uma fotografia ilustrativa e uma imagem de análise, respectivamente, que ilustram a estrutura de grão em uma seção do gargalo (FIG. 14, região D) de um recipiente metálico moldado. Os grãos nesta seção estão recozidos e estirados em moldes. Os grãos são mostrados como estando dispostos aleatoriamente (ou seja, já não tipo "panqueca" nem alinhados em orientação). Nesta forma de realização o grão tem uma largura média de 18,64 mícrons, altura média de 14,10 mícrons, e alongamento médio de 1,36.

[0126] Os efeitos em relação à alteração da estrutura do grão podem ser explicados pelo fato de a estrutura de grão tipo "panqueca" ser assimétrica e bidirecional, de modo que as propriedades são diferentes em ambas as direções. A estrutura de grão arredondado é simétrica e omnidirecional, de modo que as propriedades são mais uniformes em qualquer direção. Os grãos achatados, tipo "panqueca", se estendem paralelamente à direção de rolagem, e são por consequência propensos a fender durante a estiragem ou o reviramento do rebordo. Além disso, a estrutura inclui uma tensão indevida. A estrutura de grão arredondado é muito menos propensa a fender durante a estiragem ou o reviramento do rebordo. Em virtude de os grãos se estenderem mais omnidirecionalmente, a estrutura inclui menos tensões e, assim, está mais apta à moldagem.

[0127] Conforme foi aqui indicado anteriormente, na construção de um recipiente metálico moldado, dotado de uma seção inferior de recipiente, uma seção central de recipiente e uma seção superior de recipiente, que têm diferentes diâmetros maior, igual e menor do que o diâmetro do pré- molde Dc, existem condições capazes de gerar conflitos de forma. Visto que na construção de um recipiente metálico assim moldado as secções ou partes de secções possuindo um diâmetro maior do que o diâmetro Dc deveriam ser menos duras, tais como uma carga de ruptura menor, e uma ductilidade e alongamento à ruptura mais altas, enquanto as secções ou partes de seção que têm um diâmetro menor do que Dc e são produzidas por estiragem usam uma resistência ou dureza relativamente altas. Acima de tudo, foram descritas situações em que os pré-moldes podem ser sujeitos primeiro a uma estiragem e em seguida outras partes podem ser sujeitas a moldagem por sopro. Estes conflitos de processos de fabricação podem sere solucionados ou ultrapassados utilizando os princípios da presente invenção, inclusivamente de moldagem para dentro e moldagem para fora, sendo que a moldagem para fora é realizada depois do tratamento de recozimento, para permitir uma maior expansão do pré- molde recozido.

[0128] Deverá ser evidente para os peritos na técnica que o processo para a fabricação do recipiente metálico moldado faz uso de várias técnicas já existentes no processo de fabricação de recipientes. Por consequência, os processos aqui descritos podem ser facilmente incorporados em linhas de produção de recipientes existentes.

[0129] O processo de recozimento fornece uma forma elegante de moldagem para fora, particularmente por incorporar desenhos estéticos e ornamentais, tais como logotipos, pode ser realizado em um forno, que é relativamente lento, ou por indução, que é relativamente rápido. O recozimento por indução, ou o recozimento, proporcionam a vantagem adicional de realizar localmente o recozimento rápido ou o recozimento de uma seção ou parte da seção do pré-molde. Além disso é possível ter primeiro o pré-molde recozido em um forno, na totalidade, e depois de um passo de moldagem por sopro, pode ser realizado ou outro passo de recozimento em uma seção ou parte de seção particular, sendo que, depois de essa parte ter sido sujeita novamente a um processo de moldagem por sopro, conforme for desejado ou exigido pela forma desejada do recipiente metálico moldado. O recozimento tem como resultado a redução da dureza, em particular da carga de ruptura, enquanto o alongamento à ruptura é aumentado, tal como para 10-25%, mais particularmente 15-20%, tal como 18-20%.

[0130] O recipiente metálico moldado é geralmente fabricado a partir de um metal, tal como alumínio ou aço, ou de ligas, que devem ter uma têmpera particular. É igualmente possível utilizar combinações de metal com plásticos e com vidro.

[0131] Finalmente, embora não esteja descrito em detalhe, ao se fabricar o recipiente metálico moldado, é também possível fazer um recipiente metálico moldado que não tenha uma seção transversal circular, mas que pode ter uma seção transversal não circular, tal como oval, elipse, ou qualquer outra seção transversal geométrica ou não geométrica.

[0132] Embora tenham sido explicadas em detalhe formas de realização da presente invenção, deverá ser entendido que podem ser feitas a tais formas de realização várias modificações, substituições e alterações, sem que se afastem do escopo da presente invenção, tal como é definida palas reivindicações a seguir.

Claims

1. Recipiente metálico moldado, caracterizado pelo fato de que compreende uma chapa metálica endurecida por calandragem, definindo uma parede lateral, uma abertura (126), e uma base (A), pelo menos uma seção ao longo da parede lateral tendo grãos com um alongamento médio menor do que 4 para 1.

2. Recipiente metálico moldado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alongamento médio é menor do que 2.

3. Recipiente metálico moldado, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma seção ao longo da parede lateral é uma seção horizontal ao longo de uma altura particular da parede lateral que se estende em torno da parede lateral.

4. Recipiente metálico moldado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que os grãos em lados opostos da, pelo menos uma, seção ao longo da parede lateral, têm um alongamento médio mais alto do que o alongamento médio da pelo menos uma, seção ao longo da parede lateral.

5. Recipiente metálico moldado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que os grãos em lados opostos da pelo menos uma seção ao longo da parede lateral tem alongamentos médios que são, respectivamente, mais altos e mais baixos do que o alongamento médio da pelo menos uma seção ao longo da parede lateral.

6. Recipiente metálico moldado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a folha metálica endurecida por calandragem é uma folha de alumínio endurecida por calandragem.

7. Recipiente metálico moldado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o recipiente metálico é configurado para armazenar uma bebida.

8. Recipiente metálico moldado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o recipiente metálico é configurado para conservar uma bebida carbonatada.

9. Recipiente metálico moldado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o recipiente metálico é configurado para guardar um aerossol.

10. Recipiente metálico moldado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede lateral do recipiente compreende uma seção intermediária do contêiner com pelo menos um diâmetro de seção central (Dm), a seção central do recipiente está ligada por uma extremidade a uma seção inferior do recipiente possuindo pelo menos um diâmetro de seção inferior (Db) e a seção central do recipiente está ligada pela outra extremidade a uma seção superior do recipiente, possuindo uma abertura e tendo pelo menos um diâmetro de seção superior (Dt), em que pelo menos um do diâmetro de seção central ( Dm), o diâmetro de seção inferior (Db) e o diâmetro de seção superior (Dt) seja maior que o diâmetro da parte cilíndrica (DC) de uma pré-forma com um corpo cilíndrico usado para fazer o recipiente de metal moldado.

11. Recipiente metálico moldado, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que pelo menos um diâmetro de seção central é um primeiro diâmetro da seção central (Dm1) e a seção central compreende ainda um segundo diâmetro de seção central (Dm2), em que o diâmetro de seção superior (Dt) é menor que cada um do primeiro diâmetro de seção central (Dm1), segundo diâmetro de seção central (Dm2) e diâmetro de seção inferior (Db), em que o primeiro diâmetro de seção central (Dm1) é maior que o segundo diâmetro de seção central (Dm2); e em que o diâmetro de seção inferior (Db) é maior que o segundo diâmetro de seção central (Dm2) e menor ou igual ao primeiro diâmetro de seção central (Dm1).