KR20230002779A - Method and apparatus for manufacturing a two-piece can body from a laminated metal plate and the two-piece can body produced thereby - Google Patents

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KR20230002779A
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cooling
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KR1020227039991A
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Inventor
알렉산더 짐밍크
요리스 용커르
루카스 요하네스 비어스
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타타 스틸 이즈무이덴 베.뷔.
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Abstract

본 발명은 적층 금속판을 드로잉 및 아이어닝 가공하여 2-조각 캔 본체를 생산하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 아이어닝 동안 캔 본체 상의 라미네이트 층의 마모 손상 또는 스커핑을 방지하는 가공 방법과 이에 의해 생산된 드로잉 및 아이어닝 가공된 2-조각 캔 본체에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for producing a two-piece can body by drawing and ironing laminated metal sheets, and more particularly to a processing method for preventing wear damage or scuffing of a laminate layer on a can body during ironing. and a drawn and ironed two-piece can body produced thereby.

Description

적층 금속판으로부터 2-조각 캔 본체를 제조하는 방법 및 장치와 이에 의해 생산된 2-조각 캔 본체Method and apparatus for manufacturing a two-piece can body from a laminated metal plate and the two-piece can body produced thereby

본 발명은 적층(laminated) 금속판을 드로잉(drawing) 및 아이어닝(ironing) 가공하여 2-조각 캔 본체를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아이어닝 가공 동안 캔 본체 상의 라미네이트 층의 마모 손상 또는 긁힘(scuffing)을 방지하는 가공 방법, 그리고 이에 의해 생산된 드로잉 및 아이어닝 가공된 2-조각 캔 본체에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a two-piece can body by drawing and ironing laminated metal sheets, and more particularly to a method for forming a laminate layer on a can body during ironing. A processing method that prevents abrasion damage or scuffing, and a drawn and ironed two-piece can body produced thereby.

포장용 적층 금속판은 금속판과, 이 금속판의 한 면 또는 양면을 덮는 라미네이트 층을 포함하며, 여기서 상기 라미네이트 층은 상기 금속판 위에 열 접착(heat bonding) 또는 직접 압출(direct extrusion)에 의해 상기 라미네이트 층을 상기 금속판 위에 적층함으로써 제조된다. 상기 라미네이트 층은 하나 이상의 열가소성 중합체 층을 포함한다.A laminated metal plate for packaging includes a metal plate and a laminate layer covering one or both surfaces of the metal plate, wherein the laminate layer is formed on the metal plate by heat bonding or direct extrusion to form the laminate layer as described above. It is manufactured by laminating on a metal plate. The laminate layer includes one or more thermoplastic polymer layers.

상기 적층 금속판은 2-조각 캔의 생산에 사용된다. 이러한 캔은 적어도 한 면이 라미네이트 층으로 코팅된 금속판으로 이루어진 관형 본체와 베이스를 포함하는 캔 본체와 상기 캔 본체에 결합되는 뚜껑으로 구성된다.The laminated metal sheet is used for the production of two-piece cans. Such a can is composed of a can body including a base and a tubular body made of a metal plate coated with a laminate layer on at least one side, and a lid coupled to the can body.

상기 캔 본체의 생산을 위해 상기 적층 금속판에서 디스크(보통 원형)가 생산되며, 이 디스크는 이어서 적어도 외부에 라미네이트 층을 가진 컵으로 딥-드로잉(deep-drawing) 가공되며, 그 다음에 이 컵은 월- 아이어닝(wall-ironing)에 의해 캔으로 형성되며, 여기서 상기 월-아이어닝은 드로잉 및 아이어닝 기계에서 펀치를 사용하여 재드로잉(redraw) 링 및 하나 이상의 월-아이어닝 링을 통해 컵을 연속적으로 펀칭함으로써 단일 스트로크로 이루어진다. 펀치의 외부 형상은 일반적으로 원통형이고, 따라서 회전 대칭이며, 작동 부분에 걸쳐 동일한 직경을 가질 수 있다. 또는 상기 펀치는 JP2000042644, EP0402006, WO2019154743, GB2547016에서와 같이 상기 작동 부분에 걸쳐 상이한 직경을 가질 수 있다.For the production of the can body, a disc (usually round) is produced from the laminated metal sheet, which disc is then deep-drawn into a cup with at least an outer layer of laminate, which is then formed into a can by wall-ironing, wherein the wall-iron passes through a redraw ring and one or more wall-iron rings using a punch in a drawing and ironing machine into a cup. It is made in a single stroke by punching continuously. The external shape of the punch is generally cylindrical, and thus rotationally symmetrical, and may have the same diameter throughout the working part. Alternatively, the punches may have different diameters across the working part as in JP2000042644, EP0402006, WO2019154743, GB2547016.

일반적으로 별도의 펀치가 드로잉 및 아이어닝 기계에서 왕복 램(reciprocating ram)의 선단에 제거 가능하게 고정된다. 상기 펀치는 내부 굴대를 제공하며 그 위에서 상기 캔은 상기 하나 이상의 월-아이어닝 링을 통과하면서 성형, 드로잉, 아이어닝 가공된다. 상기 펀치의 온도는, 펀치와, 상기 캔 본체의 내부와, 및 상기 펀치가 통과하는 상기 하나 이상의 월-아이어닝 링 사이의 반복적인 마찰 접촉으로 발생하는 열로 인해 증가한다. 월-아이어닝 동안 전단력은 라미네이트 층 자체에서 과도하게 높아질 수 있다. 이러한 과도한 전단은 라미네이트 층을 손상시킬 위험을 증가시킨다. 손상의 한 유형은 소위 스커핑(scuffing, 긁힘) 또는 마모이며, 이는 라미네이트 층을 손상시키고 금속 기재와 월-아이어닝 도구 사이의 직접적인 접촉 및/또는 시각적으로 허용할 수 없는 라미네이트 층 마감 또는, 매우 심각한 경우, 캔 본체 벽의 파열을 초래할 수 있다. 월-아이어닝 도구와 라미네이트 층 사이의 적절한 윤활은 스커핑이나 마모 손상을 방지하는 데 중요하며, 이러한 윤활은 중합체 층 자체에 의해 제공될 수 있다(건식 공정). 그러나 변형 과정으로 인해 상기 금속판, 상기 라미네이트 층, 상기 재드로잉 및 아이어닝 링과 상기 펀치의 온도가 상승한다. 라미네이트 층의 온도가 증가하면 라미네이트 층을 손상시킬 위험이 증가한다. 결과적으로 월-아이어닝 도구의 온도는 라미네이트 층을 손상시키는 위험이 발생하기 시작하는 임계 값 이하로 유지되어야 하며, 이는 드로잉- 및 월-아이어닝의 생산 속도가 이에 의해 제한됨을 의미한다. 이 임계값은 라미네이트 층의 조성에 따라 다르다. 기존의 캔 형성에서, 외부에서 적용되는 냉각 유체가 작동 온도 조건을 유지한다. 그러나 건식 DWI 공정에서는, 외부적으로 적용된 냉각 유체가 용기 표면을 오염시킬 수 있어 비용이 많이 들고 환경적으로 바람직하지 않을 수 있는 성형 후 세척 공정이 필요할 수 있기 때문에, 외부에서 적용된 냉각 유체가 사용되지 않는다.A separate punch is usually removably secured to the tip of a reciprocating ram in a drawing and ironing machine. The punch provides an internal mandrel on which the can is shaped, drawn and ironed while passing through the one or more wall-iron rings. The temperature of the punch increases due to heat generated by repetitive frictional contact between the punch, the interior of the can body, and the one or more wall-ironing rings through which the punch passes. During wall-ironing, shear forces can become excessively high in the laminate layer itself. This excessive shear increases the risk of damaging the laminate layer. One type of damage is so-called scuffing or abrasion, which damages the laminate layer and results in direct contact between the metal substrate and the wall-ironing tool and/or visually unacceptable laminate layer finish or, very In severe cases, it can lead to rupture of the can body wall. Proper lubrication between the wall-iron tool and the laminate layer is important to avoid scuffing or abrasion damage, and this lubrication can be provided by the polymer layer itself (dry process). However, due to the deformation process, the temperature of the metal plate, the laminate layer, the redrawing and ironing ring and the punch rises. The risk of damaging the laminate layer increases as the temperature of the laminate layer increases. As a result, the temperature of the wall-ironing tool must be kept below a critical value at which the risk of damaging the laminate layer begins to occur, which means that the production rate of drawing- and wall-iring is thereby limited. This threshold value depends on the composition of the laminate layer. In conventional can formations, an externally applied cooling fluid maintains operating temperature conditions. However, in the dry DWI process, no externally applied cooling fluid is used, as the externally applied cooling fluid can contaminate the vessel surface, requiring a post-mold cleaning process that can be costly and environmentally undesirable. don't

US2030084699는 드로잉 및 아이어닝 기계에서 왕복 램의 단부에 배치된 펀치의 내부 표면을 냉각시킬 수 있는 냉각제를 원주 방향 채널에 제공하는 수단을 포함하는 펀치 조립체를 개시하고 있다. 그러나 이 펀치 어셈블리의 적용은, 특히 캔 본체의 높은 감소 및 고속 생산에서 캔 본체의 마모 손상 및 스커핑을 여전히 유발하는 것으로 밝혀졌다.US2030084699 discloses a punch assembly comprising means for providing a circumferential channel with coolant capable of cooling the inner surface of a punch disposed at the end of a reciprocating ram in a drawing and ironing machine. However, it has been found that the application of this punch assembly still causes wear damage and scuffing of the can body, especially at high reduction and high speed production of the can body.

본 발명의 목적은 라미네이트 층의 마모 손상 또는 스커핑 없이 적층 금속판으로부터 생산된 2-조각 캔용 캔 본체를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing a can body for a two-piece can produced from laminated metal sheets without wear damage or scuffing of the laminate layer.

또한, 본 발명의 목적은 라미네이트 층의 마모 손상 또는 스커핑 없이 더 빠른 속도/감소로 적층 금속판으로부터 생산되는 2-조각 캔용 캔 본체를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for producing a can body for a two-piece can produced from laminated metal sheets at a higher speed/reduction without wear damage or scuffing of the laminate layer.

또한, 본 발명의 목적은 증가된 생산 속도에서 라미네이트 층의 스커핑 없이 2-조각 캔용 캔 본체를 생산제는 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for producing can bodies for two-piece cans at increased production rates and without scuffing of the laminate layer.

또한, 본 발명의 목적은 본 발명에 따른 캔 본체를 생산하기 위한 장치를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide an apparatus for producing a can body according to the present invention.

상기 목적들 중 하나 이상은 하기 청구항 1에 따른 방법으로 달성된다: 딥-드로잉(deep-drawing) 및 월-아이어닝(wall-ironing)에 의해 적층 금속판으로부터, 2-조각 캔용 관형 본체와 베이스를 포함하는 캔 본체를 생산하는 방법으로서, 여기서 상기 적층 금속판으로부터 디스크(disc)가 생산되고, 이 디스크는 컵으로 딥-드로잉 가공되고, 이어서 상기 컵을 재드로잉(redrawing) 가공한 후 재드로잉 가공된 컵을 월-아이어닝에 의해 캔-본체로 성형하며, 여기서 상기 월-아이어닝은 상기 재드로잉 가공된 컵을 내부적으로 냉각된 펀치 조립체에 의해 하나 이상의 월-아이어닝 링을 통과하여 펀칭함으로써 단일 스트로크로 이루어진다. 여기서 상기 펀치 조립체는:At least one of the above objects is achieved by a method according to claim 1 below: To prepare a tubular body and a base for a two-piece can from laminated metal sheets by deep-drawing and wall-ironing. A method for producing a can body comprising, wherein a disc is produced from the laminated metal sheet, the disc is deep-drawn into a cup, and then the cup is redrawn and then redrawn. A cup is formed into a can-body by wall-iring, wherein the wall-iron punches the redrawn cup through one or more wall-iron rings with an internally cooled punch assembly to form a single made up of strokes wherein the punch assembly is:

Figure pct00001
램(ram)(14),
Figure pct00001
ram (14);

Figure pct00002
펀치(1)로서, 바람직하게는 상기 램에 제거 가능하게 부착되고, 상기 펀치 조립체는 펀치의 원위 단부 근처 위치(15a)와 상기 펀치의 근위 단부 근처 위치(15b) 사이 상기 펀치의 표면 아래에 내부 환형 공동(15)을 포함하는, 펀치(1), 및
Figure pct00002
A punch (1), preferably removably attached to the ram, wherein the punch assembly is internally below the surface of the punch between a location (15a) near the distal end of the punch and a location (15b) near the proximal end of the punch. A punch (1) comprising an annular cavity (15), and

Figure pct00003
상기 내부 환형 공동 내로 냉각 유체를 공급하기 위한 복수의 냉각 유체 입구(16) 및 상기 내부 환형 공동으로부터 상기 냉각 유체를 제거하기 위한 복수의 냉각 유체 출구(17), 여기서 상기 내부 환형 공동에는 상기 펀치의 내부 냉각 효율을 향상시키기 위한 수단이 제공되는, 복수의 냉각 유체 출구(17)를 포함하며,
Figure pct00003
A plurality of cooling fluid inlets (16) for supplying cooling fluid into the inner annular cavity and a plurality of cooling fluid outlets (17) for removing the cooling fluid from the inner annular cavity, wherein the inner annular cavity has a plurality of cooling fluid outlets (17) of the punch. a plurality of cooling fluid outlets (17) provided with means for improving internal cooling efficiency;

Figure pct00004
여기서 상기 펀치의 내부 냉각 효율을 개선하기 위한 수단은 상기 냉각 유체 입구에서 상기 냉각 유체 출구로 이동하는 동안 상기 냉각 유체의 난류를 증가시키고 상기 펀치로부터 열을 추출하기 위한 더 큰 냉각 표면을 제공하기 위해 상기 내부 환형 공동 내의 장애물(18)로 구성되며, 상기 장애물은:
Figure pct00004
wherein the means for improving the internal cooling efficiency of the punch is to increase the turbulence of the cooling fluid while moving from the cooling fluid inlet to the cooling fluid outlet and to provide a larger cooling surface for extracting heat from the punch. consisting of an obstruction (18) in the inner annular cavity, said obstruction being:

- V 형상(shevrons), 실린더, 불연속 벽 또는 불연속 지그재그(zigzag) 벽과 같은 불연속 장애물(18)로 구성되거나, 또는 - consist of discontinuous obstacles (18), such as shevrons, cylinders, discontinuous walls or discontinuous zigzag walls, or

- 상기 냉각 유체를 상기 냉각 유체 입구로부터 상기 냉각 유체 출구로 안내하기 위해 상기 내부 환형 공동 내의 복수의 나선형 냉각 채널을 한정하는 복수의 인접한 나선형 벽 형태의 연속 장애물(18)로 구성되고, - a plurality of adjacent helical wall-shaped continuous obstacles (18) defining a plurality of helical cooling channels in the inner annular cavity for guiding the cooling fluid from the cooling fluid inlet to the cooling fluid outlet,

Figure pct00005
상기 램은 냉각 유체를 상기 냉각 유체 입구에 공급하고 상기 냉각 유체 출구로부터 냉각 유체를 제거하기 위한 수단을 포함하여,
Figure pct00005
wherein the ram includes means for supplying cooling fluid to the cooling fluid inlet and removing cooling fluid from the cooling fluid outlet;

상기 캔 본체의 생산 동안 상기 펀치를 효율적으로 내부 냉각하여 상기 캔 본체의 관형 본체 상의 라미네이트 층의 마모 손상 또는 스커핑을 방지한다. 여기서Efficient internal cooling of the punch during production of the can body prevents wear damage or scuffing of the laminate layer on the tubular body of the can body. here

a. 상기 냉각 유체 입구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되고 상기 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되며, 바람직하게는 상기 입구들 및 출구들은 상기 펀치의 원주 둘레에 규칙적인 패턴으로 배열되거나, 또는a. The cooling fluid inlets are arranged closer to the distal end of the punch and the cooling fluid outlets are arranged closer to the proximal end of the punch, preferably the inlets and outlets are arranged in a regular pattern around the circumference of the punch. arranged in a pattern, or

b. 상기 냉각 유체 입구들은 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되고 상기 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되며, 바람직하게는 상기 입구들 및 출구들은 상기 펀치의 원주 둘레에 규칙적인 패턴으로 배열되거나, 또는b. The cooling fluid inlets are arranged closer to the proximal end of the punch and the cooling fluid outlets are arranged closer to the distal end of the punch, preferably the inlets and outlets are arranged in a regular pattern around the circumference of the punch. arranged in a pattern, or

c. 상기 나선형 냉각 채널들 중 일부의 냉각 유체 입구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되고, 대응하는 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되며, 다른 나선형 냉각 채널들의 냉각 유체 입구는 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되고, 대응하는 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되어, 상기 나선형 냉각 채널들 중 일부 채널은 냉각 유체를 상기 펀치의 상기 원위 단부로부터 상기 근위 단부로 전도하고 다른 냉각 채널들은 냉각 유체를 상기 펀치의 상기 근위 단부로부터 상기 원위 단부로 전도하며, 바람직하게는 상기 냉각 유체의 방향은 하나의 나선형 냉각 채널로부터 그에 인접한 나선형 냉각 채널로 교대하고, 바람직하게는 상기 입구들 및 출구들은 상기 펀치의 원주 둘레에 규칙적인 패턴으로 배열된다.c. Cooling fluid inlets of some of the spiral cooling channels are arranged closer to the distal end of the punch, corresponding cooling fluid outlets are arranged closer to the proximal end of the punch, and cooling fluid inlets of other spiral cooling channels are arranged closer to the proximal end of the punch. are arranged closer to the proximal end of the punch, and corresponding cooling fluid outlets are arranged closer to the distal end of the punch, so that some of the spiral cooling channels direct cooling fluid from the distal end of the punch. to the proximal end and other cooling channels conduct cooling fluid from the proximal end to the distal end of the punch, preferably the direction of the cooling fluid alternates from one spiral cooling channel to an adjacent spiral cooling channel; , preferably the inlets and outlets are arranged in a regular pattern around the circumference of the punch.

따라서 본 발명은 세 가지 다른 변형, 즉 a, b 및 c를 구현한다. 변형 a 및 b는 불연속 장애물 또는 연속 장애물(나선형 냉각 채널)이 있는 내부 환형 공동에서 냉각 유체에 대한 입구 및 출구의 위치가 다르다.Thus, the present invention implements three different variants: a, b and c. Variants a and b differ in the location of the inlet and outlet for the cooling fluid in the inner annular cavity with discontinuous or continuous obstacles (spiral cooling channels).

변형 c는 상기 내부 환형 공동에 나선형 냉각 채널의 형태로 연속적인 장애물이 제공되는 실시형태에만 관련된다.Variant c only relates to an embodiment in which the inner annular cavity is provided with a continuous obstacle in the form of a helical cooling channel.

바람직한 실시형태들은 종속항들에 제공된다.Preferred embodiments are presented in the dependent claims.

상기 펀치는 상기 램의 끝에 부착된다. 바람직하게는 상기 펀치는 상기 램에 제거 가능하게 부착된다. 이는, 예를 들면 상기 펀치가 마모되거나 손상된 경우, 외부 표면이 캔 본체와 직접 접촉하는 펀치가 상기 램을 교체할 필요 없이 교체될 수 있음을 의미한다. 그러나 본 발명은 또한 하나의 일체형 부품을 형성하는 램과 펀치에 의해 구현되며, 여기서 상기 펀치는 상기 램에 제거 가능하게 부착되지 않고, 상기 내부 환형 공동이 상기 일체형 램&펀치 조합에서 공동을 형성한다. 만일 상기 펀치 부분이 상기 램에 용접되면, 상기 펀치는 상기 램에서 더 이상 쉽게 제거할 수 없기 때문에 상기 펀치는 상기 램&펀치 조합의 일체형 부분을 형성하는 것으로 간주된다. 이러한 구조에서 상기 펀치 부분이 마모되거나 손상된 경우 상기 램&펀치 조합은 교체되어야 한다.The punch is attached to the end of the ram. Preferably the punch is removably attached to the ram. This means that, for example, if the punch is worn or damaged, a punch whose outer surface is in direct contact with the can body can be replaced without the need to replace the ram. However, the invention is also realized by means of a ram and a punch forming one integral part, wherein the punch is not removably attached to the ram, and the inner annular cavity forms a cavity in the integral ram and punch combination. . If the punch part is welded to the ram, the punch is considered to form an integral part of the ram & punch combination since the punch can no longer be easily removed from the ram. In this structure, when the punch part is worn or damaged, the ram & punch combination must be replaced.

상기 펀치가 제거 가능하게 부착된 경우 상기 내부 환형 공동 내의 장애물은 바람직하게는 상기 펀치의 일부이고, 따라서 상기 펀치가 제거될 때 장애물은 상기 펀치와 함께 제거된다. 덜 바람직하게는 상기 장애물이 상기 램에 직접 형성되고, 따라서 상기 펀치가 상기 램에서 제거되는 경우 상기 장애물이 램 상에 그대로 남는다. 이러한 두 실시형태는 상기 펀치가 상기 램에 장착될 때 형태학적으로 동일하다.When the punch is removably attached, the obstruction within the inner annular cavity is preferably part of the punch, so that when the punch is removed the obstruction is removed with the punch. Less preferably, the obstacle is formed directly on the ram, so that when the punch is removed from the ram, the obstacle remains on the ram. These two embodiments are morphologically identical when the punch is mounted on the ram.

본 발명에 따른 방법은 냉각 효율을 증가시킴으로써 펀치 조립체의 내부 냉각의 개선에 기초한다. 이것은 상기 펀치를 통과하는 냉각 유체의 난류 정도를 증가시킴으로써 그리고 상기 냉각 유체와 상기 펀치 사이의 접촉 표면을 증가시킴으로써 달성된다. 본 발명이 상기 냉각 유체에서 난류의 증가를 달성하고 상기 냉각 유체와 상기 펀치 사이의 접촉 표면을 증가시키는 방식은 상기 내부 환형 공동에 불연속적 또는 연속적 장애물을 배치하는 것이다. 상기 펀치는 상기 월-아이어닝 단계 동안 상기 캔 본체의 측벽과 접촉하게 되는 상기 펀치의 표면 바로 아래에서 상기 펀치의 길이에 걸쳐 연장되는 내부 환형 공동을 포함한다. 상기 펀치의 표면과 상기 내부 환형 공동 사이의 거리(즉, 벽 두께)는 딥 드로잉 및 월-아이어닝 공정의 기계적 응력을 견디고 그 치수를 유지할 수 있을 만큼 충분히 두꺼워야 하지만, 상기 내부 환형 공동의 표면으로부터 상기 공동을 통해 흐르는 냉각 유체로의 열 전달을 최대화할 수 있을 만큼 충분히 얇아야 한다. 이러한 내부 환형 공동을 통해 냉각 유체는 내부 환형 공동의 한 단부에 있는 냉각 유체 입구로부터 내부 환형 공동의 다른 단부에 있는 냉각 유체 출구로 유도될 수 있다. 이러한 방식으로 냉각 유체에 의해 펀치에서 열이 빠져나갈 수 있고, 펀치의 표면 온도를 임계값 아래로 유지하여 스커핑이나 마모 손상을 방지할 수 있다. 종래 기술 상황에서와 같이 상기 내부 환형 공동에 어떤 장애물도 없는 경우, 냉각 유체는 냉각 유체 입구와 출구 사이에서 직접 및 층류로 흐른다. 이는 냉각 유체가 열을 흡수할 시간이 거의 없고, 또한 층류의 결과로서, 냉각 유체의 냉각 용량이 효율적으로 사용되지 않음을 의미한다. 일반적으로 상기 재드로잉 링과 아이어닝 링은 또한 내부 냉각 채널을 가지며 이것들이 캔 본체의 외부 라미네이트 층을 냉각시킨다는 것을 주목해야 한다. 그러나 대부분의 열은 냉각된 펀치에 의해 발산된다. 왜냐하면, 이것이 훨씬 더 긴 접촉 시간과 라미네이트 층과의 훨씬 더 큰 접촉 면적을 갖기 때문이다.The method according to the invention is based on improving the internal cooling of the punch assembly by increasing the cooling efficiency. This is achieved by increasing the degree of turbulence of the cooling fluid through the punch and increasing the contact surface between the cooling fluid and the punch. The manner in which the present invention achieves an increase in turbulence in the cooling fluid and increases the contact surface between the cooling fluid and the punch is by placing a discontinuous or continuous obstacle in the inner annular cavity. The punch includes an internal annular cavity extending the length of the punch just below the surface of the punch that comes into contact with the sidewall of the can body during the wall-ironing step. The distance (i.e. wall thickness) between the surface of the punch and the inner annular cavity must be thick enough to withstand the mechanical stress of deep drawing and wall-iron processes and maintain its dimensions, but the surface of the inner annular cavity thin enough to maximize heat transfer from the cooling fluid to the cooling fluid flowing through the cavity. Through this inner annular cavity, cooling fluid can be directed from a cooling fluid inlet at one end of the inner annular cavity to a cooling fluid outlet at the other end of the inner annular cavity. In this way heat can be drawn from the punch by the cooling fluid and the surface temperature of the punch can be kept below a critical value to avoid scuffing or abrasion damage. When there are no obstructions in the inner annular cavity, as in the prior art situation, the cooling fluid flows directly and laminarly between the cooling fluid inlet and outlet. This means that the cooling fluid has little time to absorb heat, and also as a result of the laminar flow, the cooling capacity of the cooling fluid is not used efficiently. It should be noted that typically the redrawing ring and ironing ring also have internal cooling channels which cool the outer laminate layer of the can body. However, most of the heat is dissipated by the cooled punch. This is because it has a much longer contact time and a much larger contact area with the laminate layer.

상기 냉각 유체는 특별히 제한되지 않는다. 물, 바람직하게는 탈염수가 매우 적합한 것으로 입증되었다. 상기 냉각 유체에 부식 방지제를 첨가할 수 있다.The cooling fluid is not particularly limited. Water, preferably demineralized water, has proven to be very suitable. A corrosion inhibitor may be added to the cooling fluid.

상기 장애물은 상기 냉각 유체의 흐름을 차단하고 또한 펀치의 냉각 표면을 증가시키므로 펀치에서 냉각 유체로 열을 전달하는 능력은 냉각 표면의 증가와 난류의 증가의 결과로서 증가한다. 이것은 난류가 층류보다 더 많은 열을 흡수할 수 있기 때문이다.The obstruction blocks the flow of the cooling fluid and also increases the cooling surface of the punch so that the ability to transfer heat from the punch to the cooling fluid increases as a result of the increased cooling surface and increased turbulence. This is because turbulent flow can absorb more heat than laminar flow.

본 발명의 일 실시형태에서 상기 내부 환형 공동 내의 불연속적인 장애물은 예를 들어 기둥들(원통형 또는 기타), V 형상, 상기 공동을 통한 냉각 유체의 흐름에 수직이거나 각을 이루는 불연속적인 짧은 벽들, 또는 불연속 지그재그 벽들로 구성될 수 있다. 상기 펀치의 외부 형상은 상기 램의 중심선에 대해 회전 대칭인 것이 바람직하다.In one embodiment of the invention the discontinuous obstacles within the inner annular cavity are for example pillars (cylindrical or otherwise), V-shaped, discontinuous short walls perpendicular or angled to the flow of cooling fluid through the cavity, or It may consist of discontinuous zigzag walls. Preferably, the outer shape of the punch is rotationally symmetric with respect to the center line of the ram.

상기 연속적인 장애물은 냉각 유체와 펀치 사이의 접촉 시간을 연장하는데 이는 장애물이 냉각 유체가 냉각 유체 입구와 냉각 유체 출구 사이에서 더 긴 경로를 취하도록 강제하기 때문이며, 상기 내부 환형 공동의 접촉 표면은 내부 환형 공동 내에 불연속적인 장애물이 있기 때문에 더 커진다. 또한, 상기 연속적인 장애물로 인해 경로가 길어진 결과에 따라, 상기 냉각 유체가 유동해야 하는 영역이 더 작아지며, 이는 차례로 상기 유체의 난류를 증가킨다.The continuous obstruction prolongs the contact time between the cooling fluid and the punch because the obstruction forces the cooling fluid to take a longer path between the cooling fluid inlet and the cooling fluid outlet, and the contact surface of the inner annular cavity is It is larger because there are discontinuous obstacles within the annular cavity. Also, as a result of the path being lengthened by the successive obstructions, the area in which the cooling fluid has to flow becomes smaller, which in turn increases the turbulence of the fluid.

따라서, 본 발명에 따른 방법은 펀치의 더 효율적인 냉각을 제공하고 따라서 종래 기술의 펀치와 비교하여 펀치의 더 낮은 표면 온도를 제공한다. 더 낮은 펀치 온도는 월-아이어닝 공정 동안 라미네이트 층의 온도를 낮추어, 손상을 받기 쉬운 라미네이트 층의 스커핑 또는 마모 손상을 방지하고, 캔 본체의 생산 속도를 증가시킬 수 있도록 하며, 이는 라미네이트 층에서의 스커핑 또는 마모 손상 위험이 두드러지게 되는 펀치 온도가 선행 기술 상황에 비해 더 높은 생산 속도에서 도달하기 때문이다.Thus, the method according to the invention provides a more efficient cooling of the punch and thus a lower surface temperature of the punch compared to punches of the prior art. The lower punch temperature lowers the temperature of the laminate layer during the wall-ironing process, preventing scuffing or abrasion damage of the fragile laminate layer and allowing for increased production rates of the can body, which can increase the production rate of the laminate layer. This is because punch temperatures at which the risk of scuffing or abrasion damage becomes noticeable are reached at higher production rates than in the prior art situation.

본 발명의 일 실시형태(변형 a)에서 상기 냉각 유체 입구는 펀치의 원위 단부에 더 가깝게 배열되고 상기 냉각 유체 출구는 펀치의 근위 단부에 더 가깝게 배열된다. 바람직하게는 상기 입구 및 출구는 펀치의 원주 둘레에 규칙적인 패턴으로 배열된다. 본 발명의 다른 실시형태(변형 b)에서 상기 냉각 유체 입구는 펀치의 근위 단부에 더 가깝게 배열되고 상기 냉각 유체 출구는 펀치의 원위 단부에 더 가깝게 배열되며, 바람직하게는 상기 입구 및 출구는 펀치의 원주 둘레에 규칙적으로 배열된다. 변형 a 및 b에서, 펀치의 내부 냉각 효율을 개선하기 위한 수단은 불연속적인 장애물로 구성되거나 상기 내부 환형 공동 내의 복수의 나선형 냉각 채널을 한정하는 복수의 인접한 나선형 벽 형태의 연속적인 장애물로 구성된다.In one embodiment of the invention (variant a) the cooling fluid inlet is arranged closer to the distal end of the punch and the cooling fluid outlet is arranged closer to the proximal end of the punch. Preferably the inlets and outlets are arranged in a regular pattern around the circumference of the punch. In another embodiment of the invention (variant b) the cooling fluid inlet is arranged closer to the proximal end of the punch and the cooling fluid outlet is arranged closer to the distal end of the punch, preferably the inlet and outlet are arranged closer to the punch's distal end. arranged regularly around the circumference. In variants a and b, the means for improving the internal cooling efficiency of the punch consists of discontinuous obstacles or of continuous obstacles in the form of a plurality of adjacent spiral walls defining a plurality of spiral cooling channels in the inner annular cavity.

본 발명의 다른 실시형태(변형 c)에서 상기 연속적인 장애물은 상기 내부 환형 공동 내의 나선형 벽이므로 상기 내부 환형 공동 내 나선형 냉각 채널을 형성한다. 이 실시형태에서 상기 냉각 유체 입구의 일부는 펀치의 원위 단부에 더 가깝게 배열되고 다른 냉각 유체 입구는 펀치의 근위 단부에 더 가깝게 배열되어, 상기 나선형 냉각 채널들 중 일부 냉각 채널은 펀치의 원위 단부로부터 근위 단부로 냉각 유체를 전도하고 다른 냉각 채널은 펀치의 근위 단부로부터 원위 단부로 냉각 유체를 전도하며, 바람직하게는 상기 냉각 유체의 방향은 하나의 나선형 냉각 채널에서 인접한 나선형 냉각 채널로 교대한다.In another embodiment of the invention (variant c) the continuous obstacle is a helical wall in the inner annular cavity and thus forms a helical cooling channel in the inner annular cavity. In this embodiment some of the cooling fluid inlets are arranged closer to the distal end of the punch and other cooling fluid inlets are arranged closer to the proximal end of the punch so that some of the spiral cooling channels are drawn from the distal end of the punch. A cooling channel conducts cooling fluid to the proximal end and another cooling channel conducts cooling fluid from the proximal end to the distal end of the punch, preferably the direction of the cooling fluid alternates from one spiral cooling channel to an adjacent spiral cooling channel.

나선은 나선형 계단과 같은 모양이다. 이것은 고정된 축에 일정한 각도로 접선을 갖는 일종의 부드러운 공간 곡선이다. 반지름이 a이고 기울기가 b/a(또는 피치 2nb)인 원형 나선은 다음 매개변수화로 묘사된다:A spiral is shaped like a spiral staircase. It is a kind of smooth spatial curve with a tangent at a constant angle to a fixed axis. A circular helix with radius a and slope b/a (or pitch 2nb) is described by the following parameterization:

x(t)=a·cos(t) y(t)=a·sin(t) z(t)=b·tx(t)=a cos(t) y(t)=a sin(t) z(t)=b t

본 발명에 따르면 나선형 연속 장애물의 수는 복수, 바람직하게는 적어도 3개의 나선형 냉각 채널이 형성되도록 해야 한다. 각 나선형 냉각 채널에는 자체 냉각 유체 입구와 자체 냉각 유체 출구가 제공되는 것이 바람직하다. 발명자들은 3개 이상의 나선형 냉각 채널이 매우 효율적인 냉각을 유도한다는 것을 발견했다. 왜냐하면, 냉각 유체가 펀치의 작업 표면을 효과적이고 효율적으로 냉각할 수 있도록 하는 채널의 길이가 필요하기 때문이다. 하나 또는 두 개의 냉각 채널을 사용하면 냉각 효율이 크게 감소하고 라미네이트 층의 스커핑 또는 마모 손상 위험이 증가한다. 바람직하게는 펀치는 적어도 4개의 인접한 나선형 냉각 채널, 더 바람직하게는 적어도 5개의 인접한 나선형 냉각 채널, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 6개의 인접한 나선형 냉각 채널을 포함한다. 본 발명자들은 펀치의 설계를 과도하게 복잡하게 하지 않으면서 6개의 채널이 냉각 용량의 최적 조합을 가져온다는 것을 발견했다. 바람직하게는 냉각 유체를 위한 입구 및 출구는 펀치의 원주 둘레에 규칙적인 패턴으로, 즉 6-채널 실시형태의 경우 원주 둘레의 각 입구 또는 출구 사이에서 60°, 또는 5-채널 실시형태의 경우 72°로 배열된다. 하나의 입구로 둘 이상의 나선형 채널을 공급하거나 하나의 출구로 둘 이상의 나선형 채널을 배출(bleed)하는 것이 가능하지만, 각 채널이 자체 냉각 유체 입구로 공급되고 자체 냉각 유체 출구로 배출되는 것이 바람직하다. 냉각 유체를 위한 개별 입구 및 출구는 또한 인접한 나선형 냉각 채널들 사이에 흐름 방향을 교대하는 것을 허용하여, 잠재적으로 펀치의 훨씬 더 균일한 냉각을 달성할 수 있다.According to the present invention the number of spirally continuous obstacles should be such that a plurality, preferably at least three spiral cooling channels are formed. Each spiral cooling channel is preferably provided with its own cooling fluid inlet and its own cooling fluid outlet. The inventors have found that three or more spiral cooling channels lead to very efficient cooling. This is because the length of the channel is required to allow the cooling fluid to effectively and efficiently cool the working surface of the punch. The use of one or two cooling channels greatly reduces cooling efficiency and increases the risk of scuffing or abrasion damage to the laminate layer. Preferably the punch comprises at least 4 contiguous helical cooling channels, more preferably at least 5 contiguous helical cooling channels, even more preferably at least 6 contiguous helical cooling channels. The inventors have found that six channels result in an optimal combination of cooling capacities without unduly complicating the design of the punch. Preferably the inlets and outlets for the cooling fluid are in a regular pattern around the circumference of the punch, i.e. 60° between each inlet or outlet around the circumference in the case of a six-channel embodiment, or 72 degrees in the case of a five-channel embodiment. arranged in degrees. While it is possible to feed two or more helical channels with one inlet or bleed two or more helical channels with one outlet, it is preferred that each channel be fed to its own cooling fluid inlet and bleed through its own cooling fluid outlet. Separate inlets and outlets for the cooling fluid also allow alternating flow direction between adjacent helical cooling channels, potentially achieving much more uniform cooling of the punch.

입구가 펀치의 원위 단부 또는 근위 단부에 배열되고 대응하는 출구가 펀치의 근위 단부 또는 원위 단부에 배열되는 것의 이점은 냉각 액체가 펀치의 한쪽 끝의 입구로부터 다른 쪽 끝으로 직접 이동하여 직접 최대 냉각 효과가 달성될 수 있음을 의미한다. JP2006055860, JP2006-055860 및 JP2005-288483과 같은 선행 기술에서 냉각 액체의 입구 및 출구는 모두 펀치의 근위 단부에 위치하기 때문에 상기 냉각 액체는 펀치 위아래로 이동해야 한다. JP2006055860은 연속적인 지그재그 채널을 갖는 펀치를 개시하는 반면, JP2006-055860 및 JP2005-288483은 단일 나선형 채널을 갖는 실시형태와 냉각 액체가 통과하는 연속적인 지그재그 채널을 갖는 실시형태를 개시한다.The advantage of the inlet being arranged at the distal or proximal end of the punch and the corresponding outlet being arranged at the proximal or distal end of the punch is that the cooling liquid moves directly from the inlet at one end of the punch to the other, resulting in direct maximum cooling effect. means that can be achieved. In the prior art such as JP2006055860, JP2006-055860 and JP2005-288483, the cooling liquid has to move up and down the punch because both the inlet and outlet of the cooling liquid are located at the proximal end of the punch. JP2006055860 discloses a punch with a continuous zigzag channel, while JP2006-055860 and JP2005-288483 disclose an embodiment with a single spiral channel and an embodiment with a continuous zigzag channel through which cooling liquid passes.

JP2006055860, JP2006-055860 및 JP2005-288483과 같은 선행 기술에서, 되돌아오는 다시 데워진 냉각 액체가 냉각기 냉각 액체와 만나서 유입되는 냉각 액체를 가열한다. 이는 유입되는 냉각 액체의 냉각 용량을 감소시켜 냉각된 펀치의 냉각 효율을 전체적으로 감소시킨다. 따라서 이러한 종래 기술의 구성은 본 발명에 따른 구성에 비해 상당히 감소된 냉각 용량을 갖는다.In prior art such as JP2006055860, JP2006-055860 and JP2005-288483, the returning reheated cooling liquid meets the cooler cooling liquid to heat the incoming cooling liquid. This reduces the cooling capacity of the incoming cooling liquid, thereby reducing the cooling efficiency of the cooled punch as a whole. This prior art configuration therefore has a significantly reduced cooling capacity compared to the configuration according to the present invention.

펀치의 외부 온도는, 예를 들어 펀치 온도의 직접적인 접촉 또는 비접촉 측정에 의해 또는 펀치에 들어가고 나가는 냉각 유체의 온도를 모니터링함으로써, 지속적으로 모니터링될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 펀치 조립체의 온도는 온도 제어 유닛에 의해 제어되며, 여기서 상기 온도 제어 유닛은 캔 본체의 생산 속도를 조정함으로써 및/또는 상기 내부 환형 공동에 들어가는 냉각 유체의 유량(flow rate)를 조정함으로써 및/또는 상기 내부 환형 공동에 들어가는 냉각 유체의 온도를 조정함으로써 펀치의 온도를 제어할 수 있다. The external temperature of the punch may be continuously monitored, for example by direct contact or non-contact measurement of the punch temperature or by monitoring the temperature of the cooling fluid entering and exiting the punch. In one embodiment of the present invention, the temperature of the punch assembly is controlled by a temperature control unit, wherein the temperature control unit adjusts the production rate of the can body and/or the flow of cooling fluid entering the inner annular cavity. The temperature of the punch can be controlled by adjusting the cooling rate and/or by adjusting the temperature of the cooling fluid entering the inner annular cavity.

일 실시형태에서, 상기 재드로잉 링 및 상기 하나 이상의 아이어닝 링은 또한 내부 냉각 채널을 가지며, 이것은 상기 딥 드로잉 및 월-아이어닝 동안 캔 본체의 외부 라미네이트 층의 냉각을 가능하게 한다.In one embodiment, the redrawing ring and the one or more ironing rings also have internal cooling channels, which allow cooling of the outer laminate layer of the can body during the deep drawing and wall-iring.

본 발명은 또한 청구항 6에 따른 펀치 조립체에서 구현된다. 바람직한 실시형태는 그 종속항에 제공된다.The invention is also embodied in a punch assembly according to claim 6 . Preferred embodiments are presented in the dependent claims.

본 발명에 따른 펀치에는 두 가지 방식으로 상기 장애물이 제공될 수 있다. 상기 불연속 또는 연속 장애물이 제공된 내부 환형 공동은 구조적으로 상당히 복잡하기 때문에, 3D 인쇄와 같은 적층 가공(additive manufacturing)을 통해 상기 펀치를 생산하는 것이 바람직하다. 적층 가공에 의해, 상기 내부 환형 공동의 복잡한 내부 구조를 포함하는, 캔 본체의 라미네이트 층과 (사용 중) 접촉하는 외부 표면을 갖는 펀치가, 하나의 생산 단계에서, 하나의 통합 부품으로 생산될 수 있다. 예를 들어, 펀치 슬리브(19)와 인서트(20)가 한 부품으로서 만들어질 수 있도록 도 4에 도시된 바와 같은 펀치가 하나의 생산 단계에서 적층 가공에 의해 생산될 수 있다. 여기서 상기 펀치 슬리브와 인서트는 하나의 부품으로 즉 하나의 통합된 부품으로 결합되어 분리할 수 없다. 상기 내부 환형 공동 내의 채널 또는 장애물은 펀치가 적층 가공에 의해 생산될 때 펀치의 나머지와 동시에 생산된다. 상기 내부 환형 공동 내 불연속 장애물의 복잡한 모양을 가진 이러한 펀치의 생산은 고전적인 기계 가공에 의해 한 부품, 즉 하나의 통합 부품으로 생산될 수 없다.The punch according to the present invention can be provided with the barrier in two ways. Since the inner annular cavity provided with the discontinuous or continuous obstacle is structurally quite complex, it is preferable to produce the punch through additive manufacturing such as 3D printing. By means of additive manufacturing, a punch with an outer surface in contact (in use) with the laminate layer of the can body, comprising the complex internal structure of the inner annular cavity, can be produced as one integral part in one production step. there is. For example, a punch as shown in FIG. 4 can be produced by additive manufacturing in one production step so that the punch sleeve 19 and the insert 20 can be made as one piece. Here, the punch sleeve and the insert are combined as one part, that is, as one integrated part, and cannot be separated. The channels or obstructions within the inner annular cavity are produced simultaneously with the rest of the punch when the punch is produced by additive manufacturing. The production of such punches with complex shapes of discrete obstacles in the inner annular cavity cannot be produced as one integral part, ie as one integral part, by classical machining.

대안으로 상기 펀치는 두 개 이상의 부품: 펀치 슬리브와 인서트로부터 생산될 수 있으며, 이것들은 함께 결합될 때 불연속 또는 연속 장애물(예를 들어, 인접한 나선형 채널)이 있는 내부 환형 공동을 형성한다. 상기 장애물이 있는 인서트는 적층 가공(AM)에 의해 생산될 수 있으며, 여기서 상기 인서트는 또한 공구강(tool steel), WC와 같은 초경합금, 또는 구리 또는 구리 합금과 같은 AM에 적합한 재료로부터의 냉각 유체 입구 및 냉각 유체 출구를 포함할 수 있다. 대안으로, 상기 인서트는 예를 들어 공구강 또는 스테인리스 강, 구리 또는 구리 합금과 같은 다른 적합한 재료로부터 인서트를 기계 가공함으로써 생산될 수 있다.Alternatively, the punch may be produced from two or more parts: a punch sleeve and an insert, which when joined together form an internal annular cavity with discontinuous or continuous obstacles (eg adjacent helical channels). The obstructed insert may be produced by additive manufacturing (AM), wherein the insert also has a cooling fluid inlet from tool steel, cemented carbide such as WC, or a material suitable for AM such as copper or copper alloys. and a cooling fluid outlet. Alternatively, the insert may be produced by machining an insert from another suitable material, such as for example tool steel or stainless steel, copper or a copper alloy.

상기 내부 환형 공동에 통합 내부 구조를 가진 펀치 또는 상기 내부 환형 공동에 불연속 또는 연속 장애물이 있는 인서트(펀치 슬리브와 조립한 후)의 재료는 바람직하게는 초경합금, WC, 또는 구리 또는 구리 합금과 같은 AM에 적합한 재료이다.The material of the punch with integrated internal structure in the internal annular cavity or the insert with discontinuous or continuous obstacles in the internal annular cavity (after assembly with the punch sleeve) is preferably cemented carbide, WC, or AM such as copper or copper alloy. It is a suitable material for

본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법 또는 장치에 따라 제조된 캔 본체로 구현된다.The invention is also embodied in a can body manufactured according to the method or apparatus according to the invention.

포장용 적층 금속판은 금속판과, 상기 금속판의 적어도 일면을 덮는 라미네이트 층을 포함한다. 이러한 적층 금속판은 금속판 위에 라미네이트 층을 적층함으로써 생산된다. 상기 라미네이트 층은, 라미네이트 층을 상기 금속판에 열 접합함으로써, 또는 라미네이트 층과 금속판 사이에 접착 촉진제를 사용함으로써, 또는 접착제 층을 포함하는 라미네이트 층을 사용함으로써, 금속판에 적용될 수 있다. 상기 라미네이트 층은 인라인(in-line) 생성되고 통합된 적층 단계에서 금속판 상에 적층될 수 있거나, 또는 미리 생산된 라미네이트 층이 별도의 적층 공정 단계에서 금속판 상에 적층될 수 있다. 다른 적층 방법은 평판 다이를 사용하여 라미네이트 층을 압출하고 금속판 위에 직접 상기 라미네이트 층을 적층하는 것이다.A laminated metal plate for packaging includes a metal plate and a laminate layer covering at least one surface of the metal plate. Such a laminated metal sheet is produced by laminating a laminate layer on a metal sheet. The laminate layer may be applied to the metal plate by thermally bonding the laminate layer to the metal plate, or by using an adhesion promoter between the laminate layer and the metal plate, or by using a laminate layer comprising an adhesive layer. The laminate layer may be produced in-line and laminated onto the metal plate in an integrated lamination step, or a pre-produced laminate layer may be laminated onto the metal plate in a separate lamination process step. Another lamination method is to extrude a laminate layer using a flat die and laminate the laminate layer directly onto a metal plate.

본 발명의 아이어닝 방법은 냉간 압연된 강철, 흑판, 양철판, ECCS, TCCT®, 아연도금 강철 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속판들의 군으로부터 선택된 금속판을 아이어닝하는데 특히 효과적이다. 상기 금속판은 코일 형태로 공급되는 것이 바람직하다.The ironing method of the present invention is particularly effective for ironing metal sheets selected from the group of metal sheets such as cold rolled steel, blackboard, tinplate, ECCS, TCCT®, galvanized steel, or aluminum or aluminum alloys. The metal plate is preferably supplied in a coil form.

상기 금속판은 바람직하게는 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드 및 기타 열가소성 수지로부터 선택된 유기 수지로 일면 또는 양면에 코팅된다. 본 발명이 적용되는 수지 필름은 단층 또는 2층 이상의 필름으로 형성된 필름일 수 있으며, 바람직하게는 열가소성 수지, 특히 폴리에스테르 수지의 필름이다.The metal sheet is preferably coated on one or both sides with an organic resin selected from polyesters, polyolefins, polyamides and other thermoplastics. The resin film to which the present invention is applied may be a film formed of a single layer or a film of two or more layers, and is preferably a film of a thermoplastic resin, particularly a polyester resin.

상기 폴리에스테르 수지는 에틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌 이소프탈레이트, 부틸렌 테레프탈레이트, 부틸렌 이소프탈레이트 등의 에스테르 단위를 갖는 것이 바람직하고, 이들로부터 선택되는 1종 이상의 에스테르 단위를 주로 포함하는 폴리에스테르인 것이 바람직하다. 각각의 에스테르 단위는 공중합체일 수 있고, 상기 폴리에스테르는 단독중합체의 또는 2종 이상의 에스테르 단위의 공중합체의 혼합물일 수 있다. 또한, 예를 들어, 산 성분으로서 나프탈렌디카르복실산, 아디프산, 세바스산 또는 트리멜리트산을 포함하거나, 또는 예를 들어 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 시클로헥산디메탄올 또는 펜타에리트리톨을 알코올 성분으로서 포함하는 다른 에스테르 단위를 사용할 수도 있다.The polyester resin preferably has an ester unit such as ethylene terephthalate, ethylene isophthalate, butylene terephthalate, or butylene isophthalate, and is preferably a polyester mainly containing one or more ester units selected from these. Do. Each ester unit may be a copolymer, and the polyester may be a mixture of a homopolymer or a copolymer of two or more ester units. It also contains, for example, naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid, sebacic acid or trimellitic acid as an acid component, or, for example, propylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol or pentachlorethylene glycol. Other ester units containing erythritol as an alcohol component may also be used.

상기 폴리에스테르는 호모폴리에스테르 또는 코폴리에스테르, 또는 이들의 2개 이상의 혼합물로 이루어진 2개 이상의 폴리에스테르 층의 라미네이트일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 필름은 하부 층으로서 열 접착성이 높은 공중합 폴리에스테르 층을 갖고, 상부 층으로서 고강도, 내열성 및 부식성 물질에 대한 차단성을 갖는 폴리에스테르 또는 변성 폴리에스테르 층을 가질 수 있다.The polyester may be a laminate of two or more polyester layers consisting of a homopolyester or a copolyester, or a mixture of two or more thereof. For example, the polyester film may have a co-polyester layer having high heat adhesion as a lower layer and a polyester or modified polyester layer having high strength, heat resistance, and barrier properties against corrosive substances as an upper layer. .

상기 수지 필름의 두께는 단층 필름인 경우 바람직하게는 5 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 40㎛이다. 두께가 5㎛ 미만인 필름은 표면-처리된 강판에 적층하기 매우 어려우며, 드로잉 또는 드로잉 및 아이어닝 시 수지층 불량이 발생하기 쉽고, 캔을 성형하고 내용물로 채울 때 부식성 물질에 대한 불침투성(impermeabiity)이 만족스럽지 않다. 두께의 증가는 만족스러운 불침투성을 제공하지만, 100㎛를 초과하는 두께는 경제적으로 불리하다. 다층 필름의 층들의 두께 비율은 성형성, 불침투성 등에 따라 달라지며, 층들의 두께는 총 두께가 5 내지 60㎛가 되도록 조절된다. The thickness of the resin film is preferably 5 to 100 μm, more preferably 10 to 40 μm in the case of a single layer film. A film with a thickness of less than 5 μm is very difficult to laminate on a surface-treated steel sheet, prone to resin layer failure during drawing or drawing and ironing, impermeability to corrosive substances when forming and filling cans this is not satisfactory Increasing the thickness provides satisfactory impermeability, but a thickness exceeding 100 μm is economically disadvantageous. The thickness ratio of the layers of the multilayer film varies depending on moldability, imperviousness, etc., and the thickness of the layers is adjusted so that the total thickness is 5 to 60 μm.

상기 수지 필름은 착색 안료, 안정제, 산화 방지제, 윤활제 등이 필요한 특성을 손상시키지 않는 범위에서 첨가된 수지로부터 형성될 수 있다. 캔의 내부면을 형성하게 될 측면에는 무색소의 폴리에스테르 수지 필름이 적층되고, 캔의 외부을 형성하게 될 측면에는 산화티타늄과 같은 안료를 함유한 폴리에스테르 수지 필름이 적층되는 금속판을 사용하는 것이 가능하다.The resin film may be formed from a resin to which color pigments, stabilizers, antioxidants, lubricants, and the like are added within a range that does not impair required properties. It is possible to use a metal plate on which a non-dyed polyester resin film is laminated on the side to form the inner surface of the can and a polyester resin film containing a pigment such as titanium oxide is laminated on the side to form the outer surface of the can. .

도 1은 미리 형성된 딥-드로잉 컵(3)이 완성된 월-아이어닝 캔 본체(9)로 어떻게 형성되는지를 보여준다.
도 2는 예를 들어 월-아이어닝 링(6)을 통과하여 형성될 캔 벽의 일부의 통로의 상세한 예시를 제공한다.
도 3은 일반적으로 드로잉 및 아이어닝 기계에서 왕복 램(14)의 선단부에 제거 가능하게 고정되는 펀치(1)를 도시한다.
도 4는 인접한 나선형 냉각 채널들을 형성하는 연속 장애물을 가진 펀치의 단면을 보여준다.
도 5a는 나선형 연속 장애물(18)이 있는 인서트(20)의 외부 표면을 도시한다.
도 5b는 도 4에서 사용된 것과 동일한 인서트의 단면을 보여준다.
도 6a 내지 6e는 내부 환형 공동의 6가지 다른 예를 도시한다.
도 7은 다양한 예의 표면 온도를 보여준다.
도 8은 이러한 낮은 표면 온도의 영향을 보여준다.
Figure 1 shows how a preformed deep-drawn cup 3 is formed into a finished wall-ironing can body 9.
2 provides a detailed illustration of the passage of a portion of the can wall to be formed, for example through a wall-ironing ring 6 .
Figure 3 shows a punch 1 removably secured to the tip of a reciprocating ram 14, typically in a drawing and ironing machine.
Figure 4 shows a cross-section of a punch with continuous obstacles forming adjacent helical cooling channels.
5a shows the outer surface of an insert 20 with a helical continuous obstacle 18 .
Figure 5b shows a cross-section of the same insert used in Figure 4.
6a to 6e show six different examples of internal annular cavities.
7 shows the surface temperature of various examples.
8 shows the effect of these low surface temperatures.

본 발명은 다음의 비 제한적인 도면에 의해 추가로 설명된다.The invention is further illustrated by the following non-limiting figures.

도 1은 미리 형성된 딥-드로잉 컵(3)이 완성된 월-아이어닝 캔 본체(9)로 어떻게 형성되는지를 보여준다. 상기 컵(3)은 재드로잉 슬리브(2)와 재드로잉 다이(4) 사이에 배치된다. 펀치(1)가 오른쪽으로 이동할 때, 컵(3)은 재드로잉 단계에 의해 최종 완성된 캔(9)의 내부 직경을 갖게 된다. 그런 다음, 펀치(1)는 (이 예에서는) 두 개의 월-아이어닝 링(6, 7)을 통해 제품을 연속적으로 밀어낸다. 링(8)은 선택사항인 스트리퍼 링(stripper ring)이다. 월-아이어닝은 캔 본체(9)를 최종 벽 두께 및 벽 길이로 형성되게 한다. 마지막으로, 펀치(1)를 선택사항인 베이스 툴(10) 쪽으로 이동시켜 캔 본체(9)의 바닥이 형성된다. 펀치(1)를 후퇴시키면 캔(9)이 펀치(1)로부터 분리되어 가로 방향으로 배출될 수 있다. 상기 선택사항인 스트리퍼 링이 이를 도울 수 있다. 캔(9)은 이어서 트리밍(trimming), 선택사항인 목부 성형(necking), 플랜지 성형 후, 내용물을 채운 다음 뚜껑이 제공된다.Figure 1 shows how a preformed deep-drawn cup 3 is formed into a finished wall-ironing can body 9. The cup 3 is placed between the redrawing sleeve 2 and the redrawing die 4 . When the punch 1 moves to the right, the cup 3 has the inner diameter of the can 9 finally completed by the re-drawing step. The punch 1 then successively pushes the product through the two wall-ironing rings 6, 7 (in this example). Ring 8 is an optional stripper ring. Wall-ironing causes the can body 9 to be formed to a final wall thickness and wall length. Finally, the bottom of the can body 9 is formed by moving the punch 1 towards the optional base tool 10 . When the punch 1 is retracted, the can 9 can be separated from the punch 1 and discharged in the horizontal direction. The optional stripper ring above can help with this. The can 9 is then filled, after trimming, optional necking, flange forming, and then provided with a lid.

도 2는 예를 들어 월-아이어닝 링(6)을 통과하여 형성될 캔 벽의 일부의 통로의 상세한 예시를 제공한다. 펀치(1)는 도식적으로 표시되어 있다. 월-아이어닝 링(6)의 입구 평면은 월-아이어닝 링의 축 방향에 대해 입구 각도(α)로 이어진다. 형성될 벽 재료의 두께는 펀치(1)와 월-아이어닝 링(6) 사이에서 감소된다. 이 재료는 양쪽에 라미네이트 층(12, 13)이 있는 실제 금속 캔 본체 벽(11)을 포함한다. 라미네이트 층(12)은 캔 본체의 외부가 되고, 라미네이트 층(13)은 캔 본체의 내부가 되어 궁극적으로 캔의 내용물과 접촉하게 된다. 도면은 세 개의 층(11, 12, 13) 모두의 두께가 어떻게 감소되는지를 보여준다.2 provides a detailed illustration of the passage of a portion of the can wall to be formed, for example through a wall-ironing ring 6 . The punch 1 is shown schematically. The inlet plane of the wall-ironing ring 6 runs at an inlet angle α with respect to the axial direction of the wall-ironing ring. The thickness of the wall material to be formed is reduced between the punch (1) and the wall-ironing ring (6). This material comprises a real metal can body wall 11 with laminate layers 12, 13 on either side. Laminate layer 12 becomes the exterior of the can body, and laminate layer 13 becomes the interior of the can body and ultimately comes into contact with the contents of the can. The figure shows how the thickness of all three layers 11, 12, 13 is reduced.

도 3은 일반적으로 드로잉 및 아이어닝 기계에서 왕복 램(14)의 선단부에 제거 가능하게 고정되는 펀치(1)를 도시한다. 도 3은 본 발명의 실시형태들 중 하나에서 램 상부에 있는 펀치를 상세히 도시한다. 내부 환형 공동은 15a와 15b 사이에 있으며 도 4의 펀치의 단면에서 점선 상자에 의해 더 두드러지게 윤곽이 나타난다.Figure 3 shows a punch 1 removably secured to the tip of a reciprocating ram 14, typically in a drawing and ironing machine. Figure 3 shows a detail of the punch on top of the ram in one of the embodiments of the present invention. The inner annular cavity is between 15a and 15b and is more prominently outlined by the dotted box in the cross-section of the punch in FIG. 4 .

도 4는 인접한 나선형 냉각 채널들을 형성하는 연속 장애물을 가진 펀치의 단면을 보여준다. 이 도면에서 펀치는 펀치 슬리브(19)와 인서트(20)로 구성된다. 펀치 슬리브와 인서트가 결합되어 형성된 내부 환형 공동은 연속 장애물로 채워진다.Figure 4 shows a cross-section of a punch with continuous obstacles forming adjacent helical cooling channels. In this figure, the punch consists of a punch sleeve 19 and an insert 20. The inner annular cavity formed by the combination of the punch sleeve and the insert is filled with a continuous obstacle.

도 5a는 나선형 연속 장애물(18)이 있는 인서트(20)의 외부 표면을 도시한다. 이 도면은 냉각 유체를 위한 개별적인 입구 및 출구를 각각 갖는 6개의 인접한 나선형 냉각 채널(채널 a-f)을 도시한다. 도 5b는 도 4에서 사용된 것과 동일한 인서트의 단면을 보여준다.5a shows the outer surface of an insert 20 with a helical continuous obstacle 18 . This figure shows six adjacent spiral cooling channels (channels a-f), each with a separate inlet and outlet for cooling fluid. Figure 5b shows a cross-section of the same insert used in Figure 4.

도 6a 내지 6e는 내부 환형 공동의 6가지 다른 예를 도시한다: 도 6a는 장애물이 없는 경우(종래 기술); 도 6b는 불연속 장애물(냉각 유체의 흐름에 수직인 짧은 벽)이 있는 경우; 도 6c는 원형 기둥이 있는 경우, 도 6d는 V 형상이 있는 경우, 도 6e는 지그재그 채널이 있는 경우; 도 6f는 연속 장애물(채널들의 벽을 형성하는 연속적인 장애물에 의해 형성된 6개의 인접한 나선형 냉각 채널)이 있는 경우를 도시한다. 냉각 유체와 펀치의 작업 표면 사이의 거리는 모든 실시형태에서 동일하다.Figures 6a to 6e show six different examples of internal annular cavities: Figure 6a when there is no obstruction (prior art); Figure 6b shows the case with a discontinuous obstruction (a short wall perpendicular to the flow of the cooling fluid); Fig. 6c shows a case with a circular column, Fig. 6d shows a case with a V shape, and Fig. 6e shows a case with a zigzag channel; Fig. 6f shows the case where there are continuous obstacles (six adjacent spiral cooling channels formed by continuous obstacles forming the walls of the channels). The distance between the cooling fluid and the working surface of the punch is the same in all embodiments.

도 7은 다양한 예의 표면 온도를 보여준다. 본 발명에 따른 모든 실시형태는 펀치의 길이(약 40 내지 약 110mm)를 따라 매우 균질한 온도 프로파일을 제공한다는 것이 명백하다. 선행 기술은 상당히 더 높은 펀치의 표면 온도를 보여주며, 본 발명이 펀치의 표면 온도와 관련하여 제공할 수 있는 개선 사항을 보여준다. 채널에서 냉각 유체의 흐름 방향(원위 단부에서 근위 단위로, 근위 단부에서 원위 단부로 또는 혼합의 경우)에 관계없이 나선형 채널을 형성하는 연속적인 장애물로 최저 표면 온도가 달성된다. 본 발명의 모든 실시형태는 종래 기술에 비해 상당한 개선을 나타낸다.7 shows the surface temperature of various examples. It is clear that all embodiments according to the present invention provide a very homogeneous temperature profile along the length of the punch (about 40 to about 110 mm). The prior art shows significantly higher punch surface temperatures, and shows the improvements that the present invention can provide with respect to punch surface temperatures. Regardless of the direction of flow of the cooling fluid in the channel (distal end to proximal unit, proximal end to distal end or in the case of mixing), the lowest surface temperature is achieved with a continuous obstruction forming a helical channel. All embodiments of the present invention represent significant improvements over the prior art.

도 8은 이러한 낮은 표면 온도의 영향을 보여준다. 닫힌 원들은 장애물이 없는 종래 기술의 환형 내부 공동을 사용하여 분당 165개의 속도로 캔 본체를 생산하는 동안의 온도를 나타낸다. 삼각형들은 6개의 인접한 나선형 냉각 채널이 있는 실시형태에 대해 동일한 생산 속도 및 동일한 경계 조건에서의 펀치 온도를 나타내며, 선행 기술 펀치의 경우 95℃에 비해 약 65℃의 정상 상태 온도에 도달한다. 이는 생산 속도를 높일 수 있음을 의미한다. 이 예에서 생산 속도는 분당 280개의 캔으로 70% 증가했으며 이로 인해 펀치의 최대 온도가 90℃ 이하가 되었으며, 이는 훨씬 더 낮은 생산 속도에서 여전히 선행 기술 상황보다 낮다. 본 발명의 방법에 따라 증가된 생산 속도로 제조된 캔은 스커핑 또는 마모 손상이 관찰되지 않았다.8 shows the effect of these low surface temperatures. Closed circles represent temperatures during can body production at a rate of 165 rounds per minute using a prior art annular internal cavity with no obstructions. The triangles represent the punch temperature at the same production rate and the same boundary conditions for the embodiment with six adjacent spiral cooling channels, reaching a steady state temperature of about 65°C compared to 95°C for the prior art punch. This means that production rates can be increased. In this example, the production rate is increased by 70% to 280 cans per minute, which results in a maximum punch temperature of less than 90°C, which is still lower than the prior art situation at much lower production rates. No scuffing or abrasion damage was observed in the cans made at the increased production rate according to the method of the present invention.

불연속 장애물의 결과는 연속 장애물에 비해 단지 약간 덜 유리할 뿐이지만 표면 온도 제어의 뚜렷한 개선과 약 60-65%의 관련 생산 속도 개선을 가능하게 한다.The result of the discrete barrier is only slightly less favorable than that of the continuous barrier, but allows for a marked improvement in surface temperature control and a related production rate improvement of around 60-65%.

Claims (14)

딥-드로잉 및 월-아이어닝에 의해 적층 금속판으로부터, 2-조각 캔용 관형 본체와 베이스를 포함하는 캔 본체를 생산하는 방법으로서,
여기서 상기 적층 금속판으로부터 디스크가 생산되고, 상기 디스크는 컵으로 딥-드로잉 가공되고, 이어서 상기 컵을 재드로잉 가공한 후 재드로잉 가공된 컵을 월-아이어닝에 의해 캔-본체로 성형하며, 여기서 상기 월-아이어닝은 상기 재드로잉 가공된 컵을 내부적으로 냉각된 펀치 조립체에 의해 하나 이상의 월-아이어닝 링을 통과하여 펀칭함으로써 단일 스트로크로 이루어지며, 여기서 상기 펀치 조립체는:
Figure pct00006
램(ram)(14),
Figure pct00007
펀치(1)로서, 여기서 상기 펀치(1)는 바람직하게는 상기 램에 제거 가능하게 부착되고, 상기 펀치 조립체는 펀치의 원위 단부 근처 위치(15a)와 상기 펀치의 근위 단부 근처 위치(15b) 사이 상기 펀치의 표면 아래에 내부 환형 공동(15)을 포함하는, 펀치(1), 및
Figure pct00008
상기 내부 환형 공동 내로 냉각 유체를 공급하기 위한 복수의 냉각 유체 입구(16) 및 상기 내부 환형 공동으로부터 상기 냉각 유체를 제거하기 위한 복수의 냉각 유체 출구(17)로서, 여기서 상기 내부 환형 공동에는 상기 펀치의 내부 냉각 효율을 개선하기 위한 수단이 제공되는, 복수의 냉각 유체 입구(16) 및 복수의 냉각 유체 출구(17)를 포함하며,
Figure pct00009
여기서 펀치의 내부 냉각 효율을 개선하기 위한 상기 수단은, 상기 냉각 유체 입구에서 상기 냉각 유체 출구로 이동하는 동안 상기 냉각 유체의 난류를 증가시키기 위해 그리고 상기 펀치로부터 열을 추출하기 위한 더 큰 냉각 표면을 제공하기 위해 상기 내부 환형 공동 내에 장애물(18)을 포함하며, 상기 장애물은:
- V 형상, 실린더, 불연속 벽 또는 불연속 지그재그(zigzag) 벽과 같은 불연속 장애물(18)로 구성되거나, 또는
- 상기 냉각 유체를 상기 냉각 유체 입구로부터 상기 냉각 유체 출구로 전도하기 위해 상기 내부 환형 공동에서 복수의 나선형 냉각 채널을 한정하는 복수의 인접한 나선형 벽 형태의 연속 장애물(18)로 구성되고,
Figure pct00010
상기 램은 냉각 유체를 상기 냉각 유체 입구에 공급하고 상기 냉각 유체 출구로부터 냉각 유체를 제거하기 위한 수단을 포함하여,
상기 캔 본체의 생산 동안 상기 펀치를 효율적으로 내부 냉각하여 상기 캔 본체의 관형 본체 상의 라미네이트 층의 마모 손상 또는 스커핑을 방지하며, 여기서
a. 상기 냉각 유체 입구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되고 상기 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되며, 바람직하게는 상기 입구들 및 출구들은 상기 펀치의 원주 둘레에 규칙적인 패턴으로 배열되거나, 또는
b. 상기 냉각 유체 입구들은 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되고 상기 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되며, 바람직하게는 상기 입구들 및 출구들은 상기 펀치의 원주 둘레에 규칙적인 패턴으로 배열되거나, 또는
c. 상기 나선형 냉각 채널들 중 일부의 냉각 유체 입구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되고, 대응하는 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되며, 다른 나선형 냉각 채널들의 냉각 유체 입구들은 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되고, 대응하는 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되어, 상기 나선형 냉각 채널들 중 일부 채널은 냉각 유체를 상기 펀치의 상기 원위 단부로부터 상기 근위 단부로 전도하고 다른 냉각 채널들은 냉각 유체를 상기 펀치의 상기 근위 단부로부터 상기 원위 단부로 전도하며, 바람직하게는 상기 냉각 유체의 방향은 하나의 나선형 냉각 채널로부터 그에 인접한 나선형 냉각 채널로 교대하고, 바람직하게는 상기 입구들 및 출구들은 상기 펀치의 원주 둘레에 규칙적인 패턴으로 배열되는, 캔 본체를 제조하는 방법.
A method for producing a can body comprising a base and a tubular body for a two-piece can from a laminated metal sheet by deep-drawing and wall-ironing, comprising:
Here, a disk is produced from the laminated metal plate, the disk is deep-drawn into a cup, and then the cup is re-drawn and then the re-drawn cup is formed into a can-body by wall-ironing, wherein The wall-ironing is effected in a single stroke by punching the redrawn cup through one or more wall-ironing rings by means of an internally cooled punch assembly, wherein the punch assembly:
Figure pct00006
ram (14);
Figure pct00007
A punch (1), wherein the punch (1) is preferably removably attached to the ram, the punch assembly being between a position (15a) near the distal end of the punch and a position (15b) near the proximal end of the punch. a punch (1) comprising an internal annular cavity (15) below the surface of the punch; and
Figure pct00008
a plurality of cooling fluid inlets (16) for supplying cooling fluid into the inner annular cavity and a plurality of cooling fluid outlets (17) for removing the cooling fluid from the inner annular cavity, wherein the inner annular cavity has the punch a plurality of cooling fluid inlets (16) and a plurality of cooling fluid outlets (17) provided with means for improving the internal cooling efficiency of the
Figure pct00009
wherein the means for improving the internal cooling efficiency of the punch comprises a larger cooling surface for extracting heat from the punch and for increasing the turbulence of the cooling fluid while moving from the cooling fluid inlet to the cooling fluid outlet. comprising an obstruction (18) within the inner annular cavity to provide, said obstruction:
- consists of discontinuous obstacles 18, such as V-shapes, cylinders, discontinuous walls or discontinuous zigzag walls, or
- a plurality of adjacent helical wall-shaped continuous obstacles (18) defining a plurality of helical cooling channels in the inner annular cavity for conducting the cooling fluid from the cooling fluid inlet to the cooling fluid outlet,
Figure pct00010
wherein the ram includes means for supplying cooling fluid to the cooling fluid inlet and removing cooling fluid from the cooling fluid outlet;
Efficient internal cooling of the punch during production of the can body prevents wear damage or scuffing of the laminate layer on the tubular body of the can body, wherein
a. The cooling fluid inlets are arranged closer to the distal end of the punch and the cooling fluid outlets are arranged closer to the proximal end of the punch, preferably the inlets and outlets are arranged in a regular pattern around the circumference of the punch. arranged in a pattern, or
b. The cooling fluid inlets are arranged closer to the proximal end of the punch and the cooling fluid outlets are arranged closer to the distal end of the punch, preferably the inlets and outlets are arranged in a regular pattern around the circumference of the punch. arranged in a pattern, or
c. Cooling fluid inlets of some of the spiral cooling channels are arranged closer to the distal end of the punch, corresponding cooling fluid outlets are arranged closer to the proximal end of the punch, and cooling fluid inlets of other spiral cooling channels are arranged closer to the proximal end of the punch. are arranged closer to the proximal end of the punch, and corresponding cooling fluid outlets are arranged closer to the distal end of the punch, so that some of the spiral cooling channels direct cooling fluid from the distal end of the punch. to the proximal end and other cooling channels conduct cooling fluid from the proximal end to the distal end of the punch, preferably the direction of the cooling fluid alternates from one spiral cooling channel to an adjacent spiral cooling channel; , preferably wherein the inlets and outlets are arranged in a regular pattern around the circumference of the punch.
제1항에 있어서,
상기 펀치는 3개 이상의 인접한 나선형 냉각 채널을 포함하고, 바람직하게는 4개 이상의 인접한 나선형 냉각 채널을 포함하고, 더욱 바람직하게는 5개 이상의 인접한 나선형 냉각 채널을 포함하고, 훨씬 더 바람직하게는 6개 이상의 인접한 나선형 냉각 채널을 포함하는, 캔 본체를 제조하는 방법.
According to claim 1,
The punch comprises at least 3 contiguous helical cooling channels, preferably at least 4 contiguous helical cooling channels, more preferably at least 5 contiguous helical cooling channels, and even more preferably at least 6 contiguous helical cooling channels. A method of manufacturing a can body comprising one or more contiguous spiral cooling channels.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각각의 나선형 냉각 채널에는 자체 냉각 유체 입구 및 자체 냉각 유체 출구가 제공되는, 캔 본체를 제조하는 방법.
According to claim 1 or 2,
wherein each spiral cooling channel is provided with its own cooling fluid inlet and its own cooling fluid outlet.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재드로잉 링 및 상기 하나 이상의 아이어닝 링은 또한 내부 냉각 채널들을 가지며, 여기서 상기 내부 냉각 채널들은 상기 딥 드로잉 및 월-아이어닝 동안 상기 캔 본체의 외부 라미네이트 층을 냉각시키는, 캔 본체를 제조하는 방법.
According to any one of claims 1 to 3,
wherein the redrawing ring and the one or more ironing rings also have internal cooling channels, wherein the internal cooling channels cool an outer laminate layer of the can body during the deep drawing and wall-iring. method.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펀치 조립체의 온도는 온도 제어 유닛에 의해 제어되며,
여기서 상기 온도 제어 유닛은, 캔 본체의 생산 속도를 조정하는 방식; 상기 내부 환형 공동으로 들어가는 냉각 유체의 유량을 조정하는 방식; 및 상기 내부 환형 공동으로 들어가는 냉각 유체의 온도를 조정하는 방식 중 하나 이상의 방식에 의해, 상기 펀치의 온도를 제어할 수 있는, 캔 본체를 제조하는 방법.
According to any one of claims 1 to 4,
The temperature of the punch assembly is controlled by a temperature control unit,
Here, the temperature control unit may include a method of adjusting the production speed of the can body; a manner of adjusting the flow rate of the cooling fluid entering the inner annular cavity; and adjusting the temperature of the cooling fluid entering the inner annular cavity, thereby controlling the temperature of the punch.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법에 사용하기 위한 내부 냉각식 펀치 조립체로서, 상기 펀치 조립체는:
Figure pct00011
램(ram)(14),
Figure pct00012
펀치(1)로서, 여기서 상기 펀치(1)는 바람직하게는 상기 램에 제거 가능하게 부착되고, 상기 펀치 조립체는 펀치의 원위 단부 근처 위치(15a)와 상기 펀치의 근위 단부 근처 위치(15b) 사이 상기 펀치의 표면 아래에 내부 환형 공동(15)을 포함하는, 펀치(1), 및
Figure pct00013
상기 내부 환형 공동 내로 냉각 유체를 공급하기 위한 복수의 냉각 유체 입구(16) 및 상기 내부 환형 공동으로부터 상기 냉각 유체를 제거하기 위한 복수의 냉각 유체 출구(17)로서, 여기서 상기 내부 환형 공동에는 상기 펀치의 내부 냉각 효율을 개선하기 위한 수단이 제공되는, 복수의 냉각 유체 입구(16) 및 복수의 냉각 유체 출구(17)를 포함하며,
Figure pct00014
여기서 펀치의 내부 냉각 효율을 개선하기 위한 상기 수단은, 상기 냉각 유체 입구에서 상기 냉각 유체 출구로 이동하는 동안 상기 냉각 유체의 난류를 증가시키기 위해 그리고 상기 펀치로부터 열을 추출하기 위한 더 큰 냉각 표면을 제공하기 위해 상기 내부 환형 공동 내에 장애물(18)을 포함하며, 상기 장애물은:
- V 형상, 실린더, 불연속 벽 또는 불연속 지그재그(zigzag) 벽과 같은 불연속 장애물(18)로 구성되거나, 또는
- 상기 냉각 유체를 상기 냉각 유체 입구로부터 상기 냉각 유체 출구로 전도하기 위해 상기 내부 환형 공동에서 복수의 나선형 냉각 채널을 한정하는 복수의 인접한 나선형 벽 형태의 연속 장애물(18)로 구성되고,
Figure pct00015
상기 램은 냉각 유체를 상기 냉각 유체 입구에 공급하고 상기 냉각 유체 출구로부터 냉각 유체를 제거하기 위한 수단을 포함하여,
상기 캔 본체의 생산 동안 상기 펀치를 효율적으로 내부 냉각하여 상기 캔 본체의 관형 본체 상의 라미네이트 층의 마모 손상 또는 스커핑을 방지하며, 여기서
a. 상기 냉각 유체 입구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되고 상기 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되며, 바람직하게는 상기 입구들 및 출구들은 상기 펀치의 원주 둘레에 규칙적인 패턴으로 배열되거나, 또는
b. 상기 냉각 유체 입구들은 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되고 상기 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되며, 바람직하게는 상기 입구들 및 출구들은 상기 펀치의 원주 둘레에 규칙적인 패턴으로 배열되거나, 또는
c. 상기 나선형 냉각 채널들 중 일부의 냉각 유체 입구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되고, 대응하는 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되며, 다른 나선형 냉각 채널들의 냉각 유체 입구들은 상기 펀치의 상기 근위 단부에 더 가깝게 배열되고, 대응하는 냉각 유체 출구들은 상기 펀치의 상기 원위 단부에 더 가깝게 배열되어, 상기 나선형 냉각 채널들 중 일부 채널은 냉각 유체를 상기 펀치의 상기 원위 단부로부터 상기 근위 단부로 전도하고 다른 냉각 채널들은 냉각 유체를 상기 펀치의 상기 근위 단부로부터 상기 원위 단부로 전도하며, 바람직하게는 상기 냉각 유체의 방향은 하나의 나선형 냉각 채널로부터 그에 인접한 나선형 냉각 채널로 교대하고, 바람직하게는 상기 입구들 및 출구들은 상기 펀치의 원주 둘레에 규칙적인 패턴으로 배열되는, 펀치 조립체.
An internally cooled punch assembly for use in the method according to any one of claims 1 to 4, said punch assembly comprising:
Figure pct00011
ram (14);
Figure pct00012
A punch (1), wherein the punch (1) is preferably removably attached to the ram, the punch assembly being between a position (15a) near the distal end of the punch and a position (15b) near the proximal end of the punch. a punch (1) comprising an internal annular cavity (15) below the surface of the punch; and
Figure pct00013
a plurality of cooling fluid inlets (16) for supplying cooling fluid into the inner annular cavity and a plurality of cooling fluid outlets (17) for removing the cooling fluid from the inner annular cavity, wherein the inner annular cavity has the punch a plurality of cooling fluid inlets (16) and a plurality of cooling fluid outlets (17) provided with means for improving the internal cooling efficiency of the
Figure pct00014
wherein the means for improving the internal cooling efficiency of the punch comprises a larger cooling surface for extracting heat from the punch and for increasing the turbulence of the cooling fluid while moving from the cooling fluid inlet to the cooling fluid outlet. comprising an obstruction (18) within the inner annular cavity to provide, said obstruction:
- consists of discontinuous obstacles 18, such as V-shapes, cylinders, discontinuous walls or discontinuous zigzag walls, or
- a plurality of adjacent helical wall-shaped continuous obstacles (18) defining a plurality of helical cooling channels in the inner annular cavity for conducting the cooling fluid from the cooling fluid inlet to the cooling fluid outlet,
Figure pct00015
wherein the ram includes means for supplying cooling fluid to the cooling fluid inlet and removing cooling fluid from the cooling fluid outlet;
Efficient internal cooling of the punch during production of the can body prevents wear damage or scuffing of the laminate layer on the tubular body of the can body, wherein
a. The cooling fluid inlets are arranged closer to the distal end of the punch and the cooling fluid outlets are arranged closer to the proximal end of the punch, preferably the inlets and outlets are arranged in a regular pattern around the circumference of the punch. arranged in a pattern, or
b. The cooling fluid inlets are arranged closer to the proximal end of the punch and the cooling fluid outlets are arranged closer to the distal end of the punch, preferably the inlets and outlets are arranged in a regular pattern around the circumference of the punch. arranged in a pattern, or
c. Cooling fluid inlets of some of the spiral cooling channels are arranged closer to the distal end of the punch, corresponding cooling fluid outlets are arranged closer to the proximal end of the punch, and cooling fluid inlets of other spiral cooling channels are arranged closer to the proximal end of the punch. are arranged closer to the proximal end of the punch, and corresponding cooling fluid outlets are arranged closer to the distal end of the punch, so that some of the spiral cooling channels direct cooling fluid from the distal end of the punch. to the proximal end and other cooling channels conduct cooling fluid from the proximal end to the distal end of the punch, preferably the direction of the cooling fluid alternates from one spiral cooling channel to an adjacent spiral cooling channel; , preferably wherein the inlets and outlets are arranged in a regular pattern around the circumference of the punch.
제6항에 있어서,
상기 장애물 또는 상기 복수의 인접한 나선형 냉각 채널을 갖는 상기 내부 환형 공동(15)을 포함하는 상기 펀치(1)는 적층 가공의 제품인, 펀치 조립체.
According to claim 6,
wherein the punch (1) comprising the obstacle or the internal annular cavity (15) with the plurality of adjacent spiral cooling channels is a product of additive manufacturing.
제7항에 있어서,
상기 펀치(1)는 펀치 슬리브(19)와 인서트(20)를 포함하며, 여기서 상기 펀치 슬리브(19)와 인서트(20)는 조립되는 경우 상기 장애물(18)이 있는 상기 내부 환형 공도체(15)를 갖는 펀치(1)를 형성하는, 펀치 조립체.
According to claim 7,
The punch (1) comprises a punch sleeve (19) and an insert (20), wherein the punch sleeve (19) and insert (20), when assembled, the inner annular ball conductor (15) with the obstacle (18). ) Forming a punch (1) having a punch assembly.
제8항에 있어서,
상기 장애물(18)이 있는 상기 인서트(20)는 적층 가공의 제품이며, 여기서 상기 인서트(20)는 바람직하게는 냉각 유체 입구(16) 및 냉각 유체 출구(17)를 더 포함하는, 펀치 조립체.
According to claim 8,
wherein the insert (20) with the obstruction (18) is a product of additive manufacturing, wherein the insert (20) preferably further comprises a cooling fluid inlet (16) and a cooling fluid outlet (17).
제9항에 있어서,
상기 인서트(20)의 재료는 기계 가공된 공구강이며, 여기서 상기 장애물(18)은 상기 인서트에 기계 가공되고, 상기 인서트는 바람직하게는 상기 냉각 유체 입구(16) 및 상기 냉각 유체 출구(17)를 더 포함하는, 펀치 조립체.
According to claim 9,
The material of the insert (20) is machined tool steel, wherein the obstruction (18) is machined into the insert, which preferably provides the cooling fluid inlet (16) and the cooling fluid outlet (17). Further comprising, a punch assembly.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 냉각 채널들을 형성하는 상기 복수의 연속 장애물은 상기 펀치의 원위 단부 근처의 위치(15a)와 상기 펀치의 근위 단부 근처의 위치(15b) 사이에서 이어지며, 여기서 상기 나선형 냉각 채널들은 상기 펀치의 표면 아래로 이어지고, 바람직하게는 각각의 나선형 냉각 채널에는 자체 냉각 유체 입구(16) 및 자체 냉각 유체 출구(17)가 제공되며, 상기 펀치는 3개 이상, 바람직하게는 4개 이상, 더 바람직하게는 5개 이상, 훨씬 더 바람직하게는 6개의 인접한 나선형 냉각 채널을 포함하는, 펀치 조립체.
The method of any one of claims 6 to 10,
The plurality of successive obstacles forming the helical cooling channels run between a position 15a near the distal end of the punch and a position 15b near the proximal end of the punch, wherein the helical cooling channels form the helical cooling channels of the punch. Running below the surface, preferably each helical cooling channel is provided with a self-cooling fluid inlet 16 and a self-cooling fluid outlet 17, said punches being at least three, preferably at least four, more preferably at least four. comprises at least 5, even more preferably 6 contiguous helical cooling channels.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나선형 냉각 채널을 형성하는 상기 복수의 연속 장애물은 상기 펀치의 상기 근위 단부 근처의 위치(15a)와 상기 펀치의 상기 원위 단부 근처(15b)의 위치 사이에서 이어지며, 여기서 상기 나선형 냉각 채널들은 상기 펀치의 표면 아래로 이어지고, 바람직하게는 각각의 나선형 냉각 채널에는 자체 냉각 유체 입구(16) 및 자체 냉각 유체 출구(17)가 제공되며, 상기 펀치는 3개 이상, 바람직하게는 4개 이상, 더 바람직하게는 5개 이상, 훨씬 더 바람직하게는 6개 이상의 인접한 나선형 냉각 채널을 포함하는, 펀치 조립체.
The method of any one of claims 6 to 10,
The plurality of continuous obstacles forming the helical cooling channels run between a position (15a) near the proximal end of the punch and a position (15b) near the distal end of the punch, wherein the helical cooling channels are Running below the surface of the punch, preferably each spiral cooling channel is provided with a self-cooling fluid inlet 16 and a self-cooling fluid outlet 17, said punch having at least three, preferably at least four, more A punch assembly comprising preferably at least 5, even more preferably at least 6 contiguous helical cooling channels.
제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펀치 조립체의 온도는 온도 제어 유닛에 의해 제어되며, 여기서 상기 온도 제어 유닛은 캔 본체의 생산 속도를 조정하는 방식, 상기 내부 환형 공동으로 들어가는 냉각 유체의 유량을 조정하는 방식, 및 상기 내부 환형 공동으로 들어가는 냉각 유체의 온도를 조정하는 방식 중 하나 이상의 방식에 의해 상기 펀치의 온도를 제어할 수 있는, 펀치 조립체.
According to any one of claims 6 to 12,
The temperature of the punch assembly is controlled by a temperature control unit, wherein the temperature control unit adjusts the production speed of the can body, the flow rate of the cooling fluid entering the inner annular cavity, and the inner annular cavity. wherein the punch assembly is capable of controlling the temperature of the punch by at least one of adjusting the temperature of the cooling fluid entering the punch assembly.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 생산된 캔 본체. A can body produced by the method according to any one of claims 1 to 5.
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