Подробный технический обзор · Разработка пресс-форм · Корейская выставка ISBM 2026
Канал охлаждения пресс-формы ISBM
Инженерное дело: Корейский гид
Время охлаждения составляет 35–551 тонну на каждый цикл производства корейских пресс-форм ISBM. Разница между хорошо спроектированной схемой охлаждающих каналов и стандартной составляет 1,5–3,5 секунды на цикл — что при 8-гнездной 16-часовой смене означает дополнительный годовой доход в размере 40–95 млн вон на той же машине и пресс-форме. Это руководство предоставляет корейским производителям инженерные основы для использования этой разницы.
Глубина канала: правило 8–12 мм.
Температура воды 10°C = цикл −1,8 с
Корейский инженерный отдел компании Ever Power · Ансан-си · Май 2026 г.
Корейский проект системы охлаждения ISBM — 2026 год
| Параметр | Стандартный ПЭТ | ПЭТГ / Корейская косметика | ПП горячего наполнения | Инженерное обоснование |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр канала | 8–10 мм | 8–10 мм | 10–12 мм | Увеличенный диаметр полипропилена: компенсирует более низкую теплопроводность стали H13, используемой в формах для горячей заливки. |
| Глубина от полости (d) | 8–12 мм | 8–10 мм | 12–16 мм | Чем ближе к полости, тем быстрее отводится тепло; ПЭТГ ближе для оптической прозрачности; ПП дальше, чтобы избежать переохлаждения кристаллической структуры. |
| Шаг канала (p) | 2–2,5д | 1,8–2,2д | 2–3д | Шаг кратен глубине канала; для ПЭТГ шаг меньше для обеспечения равномерной температуры поверхности. |
| Температура воды на входе | 8–12°C | 8–12°C | 10–25°C | ПП: более высокая температура воды предотвращает слишком быстрое затухание кристаллизации; ПЭТ/ПЭТГ: холодная вода максимизирует скорость отвода тепла. |
| Целевой показатель расхода | Re > 10 000 | Re > 10 000 | Re > 8000 | Турбулентный поток (Re > 4000) необходим; Re > 10000 обеспечивает в 3–4 раза более высокий коэффициент теплопередачи, чем ламинарный поток. |
| Максимальная разница температур на входе и выходе (ΔT max) | ≤ 3°C | ≤ 2°C | ≤ 4°C | Большое ΔT = неравномерное охлаждение полости = изменение толщины стенок; более плотный ПЭТГ для оптического качества |
1. Почему конструкция каналов охлаждения обеспечивает наибольшую окупаемость инвестиций в пресс-формы.
Оптимизация времени цикла корейской системы ISBM — систематическое рассмотрение в Пятиуровневая корейская система циклов ISBM — определяет охлаждение как рычаг с наибольшим абсолютным потенциалом экономии времени. Типичный 10-секундный цикл производства ПЭТ-напитков в Корее распределяет время приблизительно следующим образом: впрыск 2,5 с, кондиционирование и перенос 1,0 с, выдержка кондиционирования 2,5 с, выдувание 1,5 с, выдержка охлаждения 2,0 с, выталкивание/вращение 0,5 с. 2,0-секундная выдержка охлаждения в этом примере представляет собой время после выпуска воздуха из выдувной формы, прежде чем бутылка станет достаточно жесткой для выталкивания без деформации — и эта минимальная выдержка охлаждения полностью определяется эффективностью каналов охлаждения пресс-формы.
Расчет рентабельности инвестиций в улучшение канала охлаждения очевиден: на корейской 8-гнездной пресс-форме ISBM при 10-секундном цикле работы 16 часов в день каждое сокращение времени охлаждения на 0,5 секунды увеличивает годовой объем производства примерно на 2,16 миллиона гнезд. При контрактной цене 45 вон за бутылку это представляет собой дополнительный годовой доход в размере 97 млн вон на один комплект пресс-форм — окупаемый за счет модернизации канала охлаждения, которая может обойтись в 5–12 млн вон. Ни одно другое инженерное изменение в корейском производстве ISBM не обеспечивает такой коэффициент окупаемости инвестиций.
Система горячего литья является еще одним основным элементом теплотехники в корейских пресс-формах ISBM — ее взаимодействие с системой охлаждения рассматривается в соответствующем разделе. Руководство по проектированию систем горячего литьяКонструкция каналов охлаждения должна рассматриваться совместно с учетом теплового воздействия горячеканальной системы — горячеканальная система подает тепло в пресс-форму, которое каналы охлаждения должны одновременно отводить, а размещение каналов охлаждения вблизи зон коллектора горячеканальной системы может создавать тепловые помехи, ухудшающие работу обеих систем.

2. Основы теплопередачи: что именно отводит тепло от бутылки?
Отвод тепла от выдуваемой бутылки в пресс-форме ISBM происходит последовательно за счет ряда тепловых сопротивлений: (1) тепло передается от стенки бутылки через ПЭТ к внешней поверхности бутылки; (2) тепло передается через границу раздела между внешней поверхностью бутылки и поверхностью полости пресс-формы (контактное сопротивление, зависящее от давления выдувания и площади контакта бутылки с пресс-формой); (3) тепло передается через сталь пресс-формы от поверхности полости к стенке охлаждающего канала; (4) тепло передается от поверхности стенки канала в охлаждающую воду путем принудительной конвекции.
Основное сопротивление в этой цепочке — этап, ограничивающий общую скорость отвода тепла — определяет, какое инженерное изменение обеспечит наибольшее улучшение времени цикла. Для корейских пресс-форм ISBM со стандартной схемой охлаждающих каналов (каналы на расстоянии 15–20 мм от поверхности полости) основным сопротивлением обычно является стальной путь теплопроводности (этап 3) — улучшение близости каналов к поверхности полости обеспечивает наибольшую непосредственную выгоду. Для пресс-форм с каналами, уже расположенными на расстоянии 8–10 мм от полости, основным сопротивлением становится конвективное сопротивление на стенке канала (этап 4) — улучшение скорости потока для достижения турбулентного потока обеспечивает наибольшую дополнительную выгоду.
Расчет тепловых характеристик, определяющий время охлаждения для конкретной корейской бутылки ISBM (используемый для задания минимальной плотности каналов охлаждения, необходимой для достижения целевого времени цикла), начинается с тепловой массы стенки бутылки (масса × удельная теплоемкость × падение температуры от температуры выдувания до температуры выталкивания) и продолжается в обратном направлении по цепочке теплового сопротивления для определения необходимой площади поверхности каналов охлаждения и скорости потока воды. Этот расчет предоставляется командой инженеров-конструкторов пресс-форм компании Korean Ever-Power в качестве стандартной услуги для проектов по квалификации пресс-форм.
3. Глубина, диаметр и уклон русла: три основные переменные.

Глубина канала от поверхности полости (d): Стандартная корейская спецификация пресс-форм ISBM предусматривает расстояние от центральной линии канала охлаждения до ближайшей поверхности полости 8–12 мм. При расстоянии менее 8 мм поперечное сечение стальной формы становится механически слабым (риск образования трещин от циклов давления впрыска); при расстоянии более 12 мм значительно возрастает термическое сопротивление стали и снижается эффективность отвода тепла. Для пресс-форм PETG K-Beauty, где оптическая прозрачность требует быстрого и равномерного охлаждения, предпочтительным диапазоном является 8–10 мм. В таблице в верхней части этого руководства представлен полный диапазон параметров по типам смол.
Диаметр канала: Стандартная ширина каналов для корейских выдувных форм ISBM составляет 8–10 мм. Более крупные каналы (12 мм) увеличивают пропускную способность, но снижают механическую прочность стали между каналом и полостью — компромисс, который не оправдан, если расчеты расхода не показывают, что каналы диаметром 10 мм не могут обеспечить требуемое число Рейнольдса при доступной пропускной способности чиллера. Диаметр канала также влияет на минимально достижимый шаг — в стали 718H с каналами диаметром 10 мм минимальный надежный шаг составляет приблизительно 20 мм (в 2 раза больше диаметра), обеспечивая толщину стенки 5 мм между соседними каналами.
Презентация канала: Расстояние между соседними каналами охлаждения (от центра до центра) определяет равномерность охлаждения по всей поверхности полости. Широко расположенные каналы создают «горячие точки» на поверхности полости посередине между каналами — эти горячие точки приводят к образованию более теплых зон в бутылке, для застывания которых требуется больше времени охлаждения. Для производства ПЭТ-бутылок по корейским стандартам достаточно шага 2–2,5 × глубины канала (16–25 мм для каналов глубиной 10 мм). Для производства ПЭТГ для корейской косметики и фармацевтической продукции, где оптическая равномерность требует отклонения температуры поверхности полости ниже ±2 °C, шаг следует уменьшить до 1,8–2,2 × глубины (14–18 мм для каналов глубиной 8 мм). Решения по проектированию пресс-формы, которые учитывают геометрию охлаждения с 9 другими факторами спецификации пресс-формы, приведены в [ссылка на решение]. Руководство по выбору пресс-форм для корейских ISBM.
4. Температура и расход воды: Технические характеристики корейских чиллеров.
Температура охлаждающей воды в корейских пресс-формах ISBM устанавливается чиллером и обычно составляет 8–12 °C на входе для стандартного производства ПЭТ и ПЭТГ. Зависимость между температурой воды и временем цикла в корейских пресс-формах ISBM приблизительно линейна в пределах нормального рабочего диапазона: каждое снижение температуры охлаждающей воды на входе на 10 °C уменьшает минимальное время охлаждения примерно на 0,8–1,2 секунды (для стандартной ПЭТ-бутылки объемом 500 мл со средней толщиной стенки 0,22 мм). Практический нижний предел для охлаждающей воды в корейских пресс-формах ISBM составляет приблизительно 6 °C — ниже этого значения на внешних поверхностях пресс-формы в условиях высокой влажности корейского лета образуется конденсат, что создает риск попадания воды в бутылку и опасность поражения электрическим током на станции выдувания.
Технические характеристики расхода для корейских систем охлаждения ISBM должны обеспечивать турбулентный поток (число Рейнольдса Re > 4000; целевое значение Re > 10000 для максимальной теплопередачи). Число Рейнольдса для круглого охлаждающего канала определяется формулой Re = (скорость потока × диаметр канала) / кинематическая вязкость. Для каналов диаметром 10 мм при температуре воды 10 °C (кинематическая вязкость ≈ 0,00131 см²/с) для достижения Re = 10000 требуется скорость потока приблизительно 1,31 м/с, что соответствует объемному расходу 0,62 л/мин на канал. Корейские системы охлаждения ISBM с 8 каналами на комплект полостей (типичные для корпуса бутылки объемом 500 мл) требуют приблизительно 5 л/мин общего расхода при таких характеристиках — что легко укладывается в возможности стандартных корейских промышленных чиллеров, но часто не достигается на практике, поскольку операторы корейских систем ISBM устанавливают расход чиллеров с помощью манометра (который не показывает напрямую расход в канале), а не расходомера.
Установка индивидуальных расходомеров (ротаметров, 35 000–85 000 вон за канал) на корейских контурах охлаждения ISBM является наиболее эффективным вложением в измерительное оборудование для корейских цехов по производству пресс-форм, желающих проверить эффективность охлаждения. Без расходомеров оптимизация контура охлаждения носит качественный характер, а с ними — инженерный. Корейские программы технического обслуживания пресс-форм, включающие ежеквартальное измерение расхода в контуре охлаждения (в рамках пятиуровневой системы профилактического обслуживания), Контрольный список технического обслуживания корейских межконтинентальных баллистических ракет) выявлять снижение расхода из-за образования накипи до того, как это приведет к увеличению времени цикла.
5. Схема расположения каналов охлаждения для корпуса выдувной формы ISBM.
Корпус выдувной формы в корейской 4-позиционной системе ISBM представляет собой конструкцию с раздельными полостями — двумя половинами, которые смыкаются вокруг надутой бутылки. В большинстве корейских конструкций пресс-форм для ISBM охлаждающие каналы в корпусе выдувной формы проходят продольно (параллельно оси бутылки), входя с одного конца полости и выходя с другого. Преимуществами продольных каналов являются простота конструкции и обработки, а также доступность для осмотра и очистки. Недостатком является неравномерное охлаждение по высоте бутылки: охлаждающая вода поступает холодной в зону входа канала и выходит теплой на выходе, создавая температурный градиент 2–4 °C по высоте бутылки в стандартном корейском производстве ISBM.
Для корейских пресс-форм ISBM, где равномерность температуры в полости имеет решающее значение — PETG для корейской косметики, премиальный PETG для пищевых добавок, фармацевтические контейнеры — стандартным корейским решением проблемы градиента температуры на входе и выходе является змеевидная (с перегородками) конструкция каналов, которая изгибается сама на себя, создавая входную и выходную зоны на одном конце полости и чередуя горячие и холодные каналы по всей высоте полости. Эта змеевидная конструкция увеличивает длину контура охлаждающего канала (и, следовательно, перепад давления и требования к насосу), но обеспечивает равномерность температуры в полости ±1°C по сравнению с ±3–4°C для прямых продольных каналов — улучшение, которое напрямую коррелирует с лучшей стабильностью оптической прозрачности по всей высоте флакона при производстве PETG.
В корейских многогнездных пресс-формах ISBM (6-гнездных, 8-гнездных) каждое гнездо получает свой собственный независимый контур охлаждения — параллельные, а не последовательные контуры. Последовательное соединение нескольких гнезд (один контур, проходящий через все гнезда последовательно) — распространенный в корейском производстве пресс-форм ISBM способ экономии средств, который приводит к систематически более высоким температурам в последующих гнездах и, следовательно, к большей разнице в весе между положениями гнезд. Разница в весе между гнездами, превышающая CV% 4%, в корейском производстве ISBM часто связана с последовательным охлаждением — это можно исправить путем модернизации с установкой параллельных коллекторных соединений, что обычно стоит от 800 000 до 2 миллионов вон за комплект пресс-форм.
6. Охлаждение базовой зоны: наименее освещаемая область в корейских пресс-формах ISBM.
Базовая зона выдувной формы ISBM — компонент формы, формирующий основание бутылки, включая основание для шампанского для безалкогольных напитков или плоское основание для негазированных бутылок, — является наиболее термически напряженной зоной в форме и чаще всего недооценивается в корейских проектах форм ISBM. Базовая зона принимает самую толстую часть бутылки (область литникового канала в основании заготовки имеет наибольшее количество материала на единицу площади), должна охлаждать сильно напряженную двуосноориентированную структуру основания, а при производстве безалкогольных напитков должна охлаждать лепесткообразную геометрию основания для шампанского за счет сложных геометрических переходов, которые стандартные цилиндрические канальные системы не могут эффективно обеспечить.
Стандартная конструкция основания бутылки при выдувном формовании в корейских компаниях ISBM использует один центральный водяной канал или два параллельных канала, проходящих по вставке основания за геометрией основания бутылки для шампанского. Эта конструкция обычно обеспечивает лишь 60–751 ТТ3 от скорости отвода тепла, достигаемой каналами в корпусе бутылки, создавая разницу температур между корпусом бутылки (хорошо охлажденным) и основанием бутылки (недостаточно охлажденным), что требует, чтобы время охлаждения определялось временем затвердевания основания, а не корпуса. На практике основание определяет время охлаждения, которое ожидает вся бутылка, и улучшение охлаждения основания является наиболее эффективным способом сокращения времени цикла в корейских компаниях ISBM, где уже оптимизирована геометрия каналов охлаждения корпуса.
Наиболее эффективным методом улучшения охлаждения основания в корейских пресс-формах ISBM является замена простого поперечного канала на конструкцию с барботером или перегородкой, создающую струю воды малого диаметра (обычно 4–6 мм), направленную в центр вставки основания — точку с самой высокой температурой. Струя создает высокоскоростное обдувающее охлаждение именно в том месте, где это наиболее необходимо, снижая температуру зоны основания на 8–15 °C по сравнению с основанием, охлаждаемым каналом, при эквивалентной общей скорости потока. Установка барботера в основание в корейской пресс-форме ISBM обычно стоит от 450 000 до 1,2 млн вон за полость и окупается в течение 2–4 месяцев за счет сокращения цикла на 0,3–0,8 секунды. Дефекты, вызванные недостаточным охлаждением основания — деформация основания, выкатывание основания при центробежном разряде, помутнение литниковой зоны — задокументированы в литературе. Корейское полевое руководство по дефектам бутылок ISBM.

7. Диагностика проблем с охлаждением на основе данных о качестве бутылок.
| Симптомы низкого качества бутылки | Первопричина охлаждения | Подтверждение диагноза | Инженерная поправка |
|---|---|---|---|
| Деформация основания после выброса | Базовая зона недоохлаждена; выброшена до завершения затвердевания. | ИК-термометр следует установить на основание сразу после выброса — если температура выше 45°C, основание еще мягкое. | Добавьте базовый барботер или увеличьте время охлаждения с шагом в 0,5 секунды. |
| Волнистая/неровная панель этикеток | Неравномерное охлаждение полости по всему корпусу; горячие точки между каналами. | ИК-сканирование поверхности пресс-формы после достижения стационарного режима производства выявляет характер горячих точек. | Уменьшите высоту тона канала в области тела; проверьте наличие заблокированных каналов. |
| Разница в весе между полостями (>CV 4%) | Последовательная схема охлаждения — полости, расположенные за катушкой, нагреваются сильнее. | Измерьте температуру охлаждающей воды на выходе из каждой полости — в полостях, расположенных ниже по потоку, будет теплее. | Переоборудование системы на параллельную систему охлаждения; добавление выделенной мощности для чиллеров. |
| Замутнение в верхней части тела/плече на ПЭТГ | Недостаточное охлаждение верхней полости; материал слишком долго остается выше температуры стеклования после продувки. | Снизьте температуру кондиционирования на 2°C — если мутность уменьшится, значит, охлаждение не является причиной. Если мутность сохраняется, проверьте близость каналов охлаждения в верхней части полости. | Добавьте зону охлаждения верхней полости; проверьте глубину канала в зоне плеча. |
| Постепенное увеличение времени цикла в течение смены. | Образование накипи в каналах снижает поток; летом происходит перегрузка чиллеров. | Измеряйте температуру воды на входе/выходе в течение смены — повышение ΔT указывает либо на снижение расхода, либо на увеличение тепловой нагрузки. | Химическая обработка для удаления накипи; сравните заданную температуру чиллера с фактической температурой на входе в условиях корейского лета. |
8. Техническое обслуживание системы охлаждения и предотвращение образования накипи.
Образование накипи в охлаждающих каналах (отложения карбоната кальция и магния из корейской водопроводной воды) является основным механизмом долговременного ухудшения характеристик охлаждения корейских пресс-форм для плавки на литых металлах. Жесткость корейской водопроводной воды варьируется в зависимости от региона — в провинции Кёнгидо (где сосредоточена большая часть производства корейских пресс-форм для плавки на литых металлах) обычно наблюдается умеренная жесткость 60–120 ppm CaCO₃, достаточная для образования измеримых отложений накипи в течение 6–12 месяцев непрерывной работы без водоподготовки. Отложения накипи толщиной всего 0,5 мм снижают коэффициент теплопередачи стенки канала на 20–351 ТТ³, увеличивая минимальное время охлаждения на 0,4–0,8 секунды.
Корейским производителям пресс-форм следует внедрить два метода управления охлаждающей водой: контроль качества воды (либо умягченная вода с жесткостью ≤50 ppm, подаваемая в чиллер и контуры охлаждения, либо программа применения химических ингибиторов с ингибиторами образования накипи и коррозии, дозируемая в бак чиллера) и периодическое удаление накипи (ежегодно или раз в полгода в районах с жесткой водой циркулирует по каналам охлаждения разбавленная лимонная кислота или специальное средство для удаления накипи). Процедура удаления накипи требует изоляции контуров охлаждения пресс-форм от чиллера (для защиты внутренних частей чиллера от кислоты), подключения насоса и резервуара для удаления накипи непосредственно к контурам охлаждения пресс-форм и циркуляции раствора для удаления накипи в течение 2–4 часов при температуре 40°C перед промывкой чистой водой. Эта ежегодная процедура удаления накипи обычно восстанавливает 80–901 тонну тепловой энергии от первоначальной производительности охлаждения в каналах, которые работали без водоподготовки.
Образование накипи можно предотвратить, но, если оно становится серьезным, оно необратимо — каналы, заблокированные на глубину более 301 тонны от первоначального поперечного сечения, требуют механической очистки (сверление или прочистка), что может повредить качество поверхности стенок канала и снизить его долговременную теплопередающую способность. Корейским производителям пресс-форм ISBM, которые сталкиваются с увеличением времени цикла без изменения параметров процесса, следует включить измерение расхода охлаждающего контура и осмотр накипи в качестве первого диагностического шага — прежде чем предполагать, что проблема связана с технологическим процессом. Более широкая программа технического обслуживания, которая интегрирует управление охлаждающим контуром с полным графиком технического обслуживания пресс-форм, включена в пятиуровневую систему технического обслуживания пресс-форм ISBM в Корее.
Часто задаваемые вопросы
Техническая поддержка систем охлаждения
Используются ли существующие корейские пресс-формы ISBM дольше, чем ожидалось?
Команда инженеров-конструкторов компании Korean Ever-Power оценивает схему расположения охлаждающих каналов, технические характеристики чиллера и данные о расходе воды, а затем предоставляет конкретный план повышения эффективности охлаждения с прогнозируемым сокращением времени цикла еще до начала любых инженерных работ.
Дополнительные ресурсы
Инструменты на заказ
Разработка пресс-формы ISBM на заказ
В конструкции пресс-форм, изготавливаемых по индивидуальному заказу корейской компанией Ever Power, предусмотрены технические характеристики каналов охлаждения и карта распределения температуры поверхности полости первого образца.
Диапазон форм
Ассортимент пресс-форм ISBM
Все стандартные конструкции пресс-форм корейской компании EverPower включают оптимизированные параллельные контуры охлаждения с документированными характеристиками глубины и шага каналов.
Машинная платформа
Корейский EverPower HGY200-V4
Четырехпозиционная платформа ISBM с независимым управлением подачей охлаждающей воды для каждого контура — позволяет оптимизировать охлаждение в зависимости от типа полости.