背景与挑战

百事公司的产品在全球范围广泛流通，涵盖多款标志性饮料和食品品牌，零售额水平处于行业高位。在快消品领域，上市速度至关重要，品牌方需要不断推出新瓶型与新包装以迎合市场需求。然而，传统金属吹塑模具的制造成本高、周期长，完成包装设计文件后通常需要较长时间来加工模具，并再加上样品验证阶段，整体周期难以满足快速迭代的要求zoty中欧。复杂工艺下，金属模具的制造成本可能相当昂贵，且单件模具往往需要较长的前置时间。

为缩短周期、降低成本，业界开始尝试将三维打印等增材制造技术应用于模具的某些部件，但早期快速工具的耐用性与性价比仍存在不足：从数字模型到单个吹塑模具的整个过程需较多时间，且以高端打印设备为代价，模具往往只能支撑有限数量的生产循环。于是，团队探索一种混合制造路径：将传统金属模具的外部结构与3D 打印的嵌件结合，以在不牺牲性能的前提下提高设计迭代速度与成本效益。

解决方案

在混合模型的框架下，百事公司采用通用外部金属模具来适配大多数商用吹塑机，并通过增材制造来打印模具中仅构成最终产品几何形状的内部关键部件。通过与 Dynamism 的合作，团队找到了符合要求的工业级 3D 打印方案。

材料方面，选择 xPEEK147 作为嵌件材料，因其强度高、耐热性优异且性能稳定，同时具备对打印设备类型的良好适应性。这种混合制造方法与具体设备无关，能够在不同类型的3D 打印机上实现。经过评估，超快高吞吐量的 NXE 400 打印机在本项目中表现出色，能够在较短时间内完成模具部件的打印与后处理。总体来看，一个完整模具套件的生产周期约为 12 小时，其中 8 小时用于打印，4 小时用于固化。通过混合工艺生产的模具能够支撑生产超过 1 万个瓶子再进入失效阶段，相较传统金属工具，成本显著下降，达到近一半甚至更高的程度。

为确保模具在吹塑过程中的可靠性，团队在打印件上加装了牙科石膏衬垫，以增强空腔承压能力，使其能够承受高达一定压力的吹塑条件。随后，使用改良型的拉伸吹塑机在实验室规模进行实际瓶子生产验证。

实施与成效

改良后的实验室规模吹塑设备被用于验证混合工具方案的实际生产能力，且相关服务与支持成为持续性的长期合作。吹塑过程中的时间与成本优化使得设计团队能够以更短的周期完成多轮设计迭代，快速评估各设计对成品性能的影响。该方法还使虚拟设计工具与实际生产结果之间的对应关系更加紧密，从而更方便地验证虚拟工具的有效性。

在材料特性分析、性能评估和物理测试等方面，混合制造工艺提供了系统性的支持，帮助全面了解新模具在实际工况下的表现。通过这一系列改进，预计开发周期将显著缩短，提升幅度达到一个可观的水平。

总结

通过将外部金属模具与3D 打印嵌件相结合，并选用高性能嵌件材料，百事公司实现了吹塑模具的快速制造与高耐久性兼具的解决方案。该方法不仅显著降低了单位模具成本，还大幅缩短了从设计到实际生产的周期，支持更快速的设计迭代与验证流程，对未来快速包装开发具有重要示范意义。