眾所周知，玻璃包裝容器制造企業的產業特征，就是企業要依靠多要素的“效率優先”原則，以“高機速”和“輕量化”為主導的“高效率”，進而獲得較好的企業“經濟效益”。在制瓶生產成型工藝的初型模上采用垂直冷卻裝置，可極大提高制瓶機速，一般容量500毫升以下的減重瓶，其機速都不低于10轉/分左右，而小口壓吹（NNPB）法330毫升啤酒瓶機速都超過14轉/分以上甚至更高。
1必要性與優勢
鑒于產品的輕量化（含減重瓶）和制瓶生產成型的高機速，這是玻璃包裝容器制造企業必然選擇的技術發展方向，也是增加企業經濟效益的重要路徑。
1.1 毋庸置疑的成熟技術
筆者20年前就開始實操的經歷，充分驗證了初型模垂直冷卻裝置確實能更有助于提高制瓶成型生產的高機速，能促進產品質量的提升。
實踐也驗證了初型模垂直冷卻裝置，它對產品輕量化（包括減重瓶）所起到的重要作用也是毋庸置疑的。
1.2 結構機理的優越性
初型模垂直冷卻技術，從其結構機理上分析，其優越性在于：
?它能使初型模整體內腔面的溫度分布更加均勻，對初型模的冷卻效果也更穩定。
?它能使三滴料（或四滴料）的左右側模腔，特別是前中內側模腔的冷卻效果非常接近，即溫度的差異更少，更有利于玻璃初坯的均勻分布。
?它還能繼續使用原來的標準模具抱鉗和鉗板，僅需稍作局部改善。
?對壓-吹（P&B）法或小口壓吹（NNP&B）法成型，它可選擇從初模側冷卻風蝶閥引出單獨的口模冷卻裝置。
?初型模的冷卻風蝶閥，它可采用獨立電子定時控制（即增加一個電磁閥），冷卻風的調節比較靈活。
?初型模垂直冷卻，它可依據抱鉗和初型模尺寸不同，選配不同的冷卻風箱，可360°不間斷進行冷卻。
1.3 初型模垂直冷卻縱深
其實，初型模垂直冷卻的最大優越性，不僅在于它能夠較大幅度地提高制瓶機成型的機速，關鍵能較明顯實現產品的輕量化（或減重），提高瓶壁厚度分布的均勻性。更重要的是，實證性案例表明它比以往傳統風嘴式側向冷卻方式，能夠節省約50％的冷卻風量，這就極大地節省了電力消耗。
初型模垂直冷卻工藝技術，及其垂直冷卻裝置的硬件，都屬于成熟實用技術，其先進性和可操作性已經歷過多年考驗，以及多個實證案例驗證，在國外被廣泛應用。
實操經驗表明，小口壓吹（NNP&B）法工藝，要實現高機速和產品輕量化兩個指標，初模垂直冷卻確是別無選擇的必然路徑。
2結構與性能評析
2.1 垂直冷卻機構綜述
若干年前，垂直冷卻機構裝置由EMHART- GLASS（埃姆哈特）研發成功并推廣到全球。
隨著時間跨度推移，垂直冷卻機構裝置的結構形式也有了突破性發展，德國HEYE、意大利BDF和BOTTERO等行列機制造商推出了多種不同結構形式的垂直冷卻裝置機構。
2.2 成模垂直冷卻的結構形式
多年來，國外的成模垂直冷卻，早就成為標配模式；近年來，在國內也幾乎都成為標配，從而促成了制瓶機的成型機速有了較明顯提高。
因為成型模的垂直冷卻風大多都是經底模在模具關閉時從其下面往上吹（單向）；由于制瓶機鋼結構底盤出現，成模垂直冷卻風可穿越制瓶機底盤直接進入成型模，這就極大提高了冷卻效率，但隨著機速的進一步提升，該冷卻的短板開始顯現（冷卻時間受限），為此而引入昂貴且維修難度大但散熱效果快的銅合金材料，也促使360°冷卻裝置的研發及應用。
在國外成模的垂直冷卻風，是以風壓超過1000Pa單獨的一臺冷卻風機直供方式，進而使成模的冷卻效率更好，也促進了高機速的技術進步和發展。
2.3 初型模垂直冷卻的結構形式
當今國外在行列式制瓶機的垂直冷卻技術和硬件裝置上，以初型模為例，大致可分為三種不同結構和冷卻方式：
第一種 冷卻風是從初型模“自上往下吹”的形式。
第二種 冷卻風是從初型模“自下往上吹”的形式，這是小口壓吹（NNP&B）法工藝通用的冷卻方式。
第三種 冷卻風是從初型模中間分別“向上、往下吹”的形式，即“雙向垂直冷卻（軸向冷卻）”， 初型模的上下部冷卻風孔徑和分布設計可根據產品需求而不同，它在國內有用案例。
2.4 依筆者在國外所見，以及在國內實操案例驗證，綜合結論是：小口壓吹（NNP&B）法工藝，要實現“高機速”和產品“輕量化”兩個指標，初型模“垂直冷卻裝置”確是別無選擇的必然路徑。而且，垂直冷卻風若是“單向” 的吹風方式，則基本上是“自下往上吹”的形式。
據悉，國產行列機比較先進的垂直冷卻風（平行開關，雙向吹風）則是從中間進風分別向上、下兩個方向吹風，這種新機型也剛問世不久，但其實操效果也正隨著生產使用實踐時間的累積而得以驗證。
2.5 初型模垂直冷卻機構裝置的幾種不同冷卻結構形式
通常都是把蝶閥的冷卻風通過伸縮管和球形萬向接頭連接到風箱（如圖1、圖2所示）。
圖1 初型模垂直冷卻機構透視圖（自上而下)
圖2 初型模的垂冷形式
2.6 典型案例簡述
以筆者實操的初型模“垂冷機構裝置”技術改造案例：
在引進德國HEYE（海葉）10組三滴料4-1/4〞行列式制瓶機上，因為原本并沒有安裝初型模垂直冷卻機構裝置，即仍采用風嘴疊加組合側冷方式，初型模前中后的溫度差始終困擾產品質量及機速的提升。為此經多方技術咨詢，最終選用了意大利BDF的初型模垂直軸向冷卻機構硬件裝置，直接安裝在德國HEYE（海葉）原配置的初型模抱鉗上（僅局部稍作修改），且鑒于兩家行列機都是英制單位，在機構對接上也就不存有任何問題（如圖3所示）。
圖3 外購的初模垂直冷卻的硬件裝在已有的HEYE機上
同一產品、同一生產線初型模采用不同冷卻方式的實際效果對比
2.7 關注點
2.7.1意大利BOTTERO（寶特羅）E-MOC垂直冷卻的技術裝置，如圖4所示：
圖4 意大利BOTTERO（保特羅）的初模垂直冷卻
圖5 意大利BOTTERO（保特羅）E-MOC垂直冷卻風流向
2.7.2圖5所示是意大利E-MOC初型模垂直冷卻的技術裝置─ 冷卻風“雙向”吹風的流動狀態示意圖（僅作為知識性認知）。
其結構特點是“雙向”冷卻風的吹風形式，即冷卻風從抱鉗“中間”進入，分別“向下吹”冷卻風的同時也“向上吹”的冷卻風，被國外業界認知是一種較為先進的結構形式。這種機構裝置技術上的特點是初型模冷卻風的“通風孔直徑”和“通風孔的分布”設計可根據實際生產需求而完善。
意大利這種先進的E-MOC“垂直冷卻”裝置，在國內某企業的多臺行列式制瓶機上已經使用幾年，并取得了很有實效的成功。
國外某企業的這個“實證性使用案例”的實踐，也充分驗證它是一項成熟有效，且又實用的先進技術裝置。
2.8誤區
國內大部分玻璃包裝容器制造企業，已經采用了成型模側的垂直冷卻技術，但大多數制瓶機的機速都比較低（轉數一般都在10轉/分以下）的現實。這樣低效率的機速必然制約著企業經濟效益的提高。
3.0實證性案例驗證
盡管國內對“初型模垂直冷卻”技術應用實操案例并不多，以筆者多年的實踐，認為初模垂直冷卻，其技術的實用性和可靠性都是沒問題的。
目前，小口壓吹（NNP&B）法初模垂直冷卻裝置機構，EMHART匹配單向式 “自上向下吹” 的冷卻結構形式（可360°范圍進行冷卻），而HEYE為“自下向上吹”（僅當初型模處于打開狀態時才進行冷卻）。
3.1國內某企業在引進德國10組3滴料行列式制瓶機上，初模由風嘴疊加側冷改造為垂直軸向冷卻。
?采用吹吹（B&B）法成型工藝
? 250毫升雕刻啤酒瓶
?瓶重185克（±2克），輕量化指數L＝1.108（屬輕量瓶）
?一次性非回收減重瓶，產品質量要求沒有改變
?成型機速 12.1轉/分（363個/分）
評析：
?該案例是為了滿足客戶對原產品質量要求幾乎不變的前提下減重15克，促使成型系統生產工藝技術尋找突破，改善初模前中后、左右及上中下溫度不均勻常見問題。
?國內市場需求倒逼：一方面啤酒消費已呈小容量包裝態勢（330→250→207→175→150ml），一次性非回收瓶占比越來越大，減瓶重必然成為客戶降成本的首選；另一方面玻璃廠為確保窯爐出料量、實現噸成品售價的最大化，提升機速成為必選項。
?在大批量連續生產的全程狀態下，成品率要達到90％以上，除了玻璃液整體溫度的均勻性外（供料道玻璃液熱效率達 95％以上），前中后初型模溫度的一致性，離不開初型模垂直冷卻技術（瓶壁厚度均勻的有力保障），證明其對成型生產工藝的技術先進性和實用性是毋庸置疑的。
3.2國內南方某企業10組3滴料行列式制瓶機
?采用小口壓吹（NNP&B）法成型工藝
? 275毫升飲料瓶
?瓶重195克（±2克），輕量化指數L＝1.090（屬輕量瓶）
?產品質量要求以國標為準
?成型機速 10轉/分（300個/分）
評析：
?此案例是為客戶生產啤酒瓶驗廠提供數據而為，產品生產難度相對不大，提前對成型系統生產工藝進行完善。
?連續生產2個月，為了摸索出適宜的成型工藝參數，機速中規中矩，成品率最終也達到90％以上，除了玻璃液整體溫度的均勻性外（供料道玻璃液熱效率可達 97％以上），海葉自帶初型模垂直冷卻裝置（僅在初模打開時才冷卻）為前中后初型模溫度的一致性，即瓶壁厚度均勻提供有力保障，也證明了其對成型生產工藝的技術先進性和實用性。
3.3國內北方某企業進口8組雙滴料行列式制瓶機
?生產采用吹─吹（B&B）法成型工藝
?產品為330 毫升高脖子啤酒瓶（屬成型“難度系數”較高的產品）
?該產品是給國外某高端品牌供貨，對產品質量標準的要求極高
?該制瓶企業完全通過了（國際慣例）生產體系的過程認證
?客戶對其產品的質量要求和產品驗收標準與歐洲一致
?機速12轉/分（192個/分）
?瓶重190克（±1克）
?連續性生產的成品率為 90.7～93.4％
評析：
用吹─吹（B-B）法成型生產工藝生產如此難度較高的產品，應視為是一個典型案例。它的獨特之處就在于：
?用吹─吹（B-B）法能夠生產如此“高脖子”的小啤酒瓶，需要較高成型技術水平的強力支撐。
?這個產品因瓶脖“較高”工藝難度極大，其成型機的“高機速”（12轉/分），與設備硬件和技術軟件的兩個重要支撐有關。
?該案例行列機的初型模側和成型模側，都裝有進口意大利BOTTERO（寶特羅）E-MOC裝置，其成型機速也較高（12轉/分）。其背后是與系統設備硬件和技術軟件兩個強力的支撐有關。
?筆者認為，這個實質成熟的案例，也足以給業內提供借鑒。
?此作為一個經典性案例，應以較高的思考維度，從硬件設備極好的“性價比”上，進行理性又理智的研究和分析，結論是在其價值取向上都應該是值得的。
3.4 結論綜述
從以上所列的國內企業使用初型模垂直冷卻成型工藝的實證性案例充分驗證并表明了它的成熟性、實用性。筆者覺得，案例的印證就是最好的說明。
案例這幾家企業，選用了不同類別的初型模側垂直冷卻的成熟案例，應引導國內玻璃包裝容器制造業的高度關注。
3.5展望與期待
中國玻璃容器成型工藝技術始終處在追趕學習國際先進企業經驗的道路上，要通過設備硬件更新，大量普及伺服控制，360°初模、成模側垂直冷卻裝置的引入，這給操作帶來便利的同時大大降低勞動強度，也為機速提升確保機構動作穩定運行提供保障。
隨著市場競爭的加劇，環保及碳排放的嚴格管控，順應國家綠水青山的宏圖，以節能減排帶動行業技術進步。玻璃容器行業相信也不久的將來必朝著集約化發展，與下游客戶形成真正意義上的戰略合作伙伴關系，隨著新裝備的研發并及時更新，踏入國際先進行列。
對這個專題性文稿的論述，筆者誠心恭請國內業界同仁們提出批評指正。
