Алюминиевая пивная банка: конструкция и материалы

Алюминиевые банки для пива популярны во всем мире с 60-х годов прошлого века. В США почти 100 % пива продается в алюминиевых банках, в Европе – где-то 50 %.

Производство алюминиевых банок

Пивные банки потребляются в огромных количествах и в основном в двух типов емкости: 0,33 и 0,50 л. Большие объемы производства оправдывают высокоскоростные, высокоточные производственные линии. Кроме того, эти основные типоразмеры алюминиевых банок имеют одинаковый диаметр, используют одинаковые крышки и отличаются только высотой.

Огромное преимущество алюминиевых банок перед основным конкурентом — стеклом — возможность полной переработки алюминиевых банок после их использования в новые алюминиевые банки.

В последнее десятилетие набирает популярность конкурент алюминиевой банки — алюминиевая бутылка.

Алюминиевая банка: детали

Банки для пива (и газированных напитков тоже) должны выдерживать внутреннее избыточное давление до 6 атмосфер. Поэтому они имеют толстое куполообразное дно и довольно тонкие стенки, которые, однако, с помощью внутреннего давления обеспечивает банке достаточную конструктивную прочность. Общий вид типичной пивной банки и назначение различных ее элементов показано на рисунке 1.

alyuminievya-pivnaya-bankaРисунок 1

Размеры алюминиевой пивной банки

Существует нормативный документ ГОСТ Р 51756-2001 «Банки алюминиевые глубокой вытяжки с легковскрываемыми крышками». Согласно ему основные параметры и размеры пивных алюминиевых банок следующие (с точностью до 1 мм).
Высота банки емкостью 0,33 л — 115 мм.
Высота банки емкостью 0,05 л — 168 мм.
Диаметр дна банки — 66 мм.
Диаметр крышки — 59 мм.

Толщина стенки пивной банки

Корпус алюминиевой банки изготавливают путем вытяжки за два прохода из плоской круглой заготовки так называемой «чашки». Затем стенки этой чашки утоняют при их последовательной раскатке до толщины всего лишь в одну треть от первоначальной (рисунок 2).  Дно банки профилировано особым образом не только для того, чтобы выдерживать высокое внутреннее давление, но и для хорошего совмещения с крышкой нижестоящей алюминиевой банки — для удобства упаковки.

Стенку банки раскатывают до толщины 0,110 мм почти по всей высоте. В верхней части корпуса банки стенка потолще и толщина пивной банки в этом месте составляет 0,16 мм.  Это нужно как для удобства формирования суженой «горловины», так и для создания прочного соединения с крышкой. Алюминиевые крышки банок поставляют отдельно и устанавливают на корпус с помощью известного шва «двойной замок» сразу после наполнения банки пивом или другим напитком (рисунок 3).

alyuminievaya-banka-korpus

Данные по толщинам, извините, аж 1994 года и «слегка» устарели. Сейчас, говорят, минимальная толщина стенки уже доходит до 0,08 мм.
Рисунок 2

alyuminievaya-banka-dvoynoy-zamokРисунок 3

Крышка пивной банки

Начало бурного роста популярности алюминиевых пивных банок относится к 1964 году, когда была изобретена крышка, которая открывалась голыми руками простым поворотом специального «ушка» (рисунок 4). Это ушко устанавливают на крышку с помощью так называемой интегральной заклепки (рисунок 5). Ее называют интегральной, потому что она формируется непосредственно из металла крышки.

alyuminievaya-pivnaya-bankaРисунок 4

pivnaya-banka-zaklepkaРисунок 5

Открывание алюминиевой банки

Задача ушка и лепестка (его называют еще и «язычком»),  добиться хлопка выходящего углекислого газа при усилии на ушке около 3 килограммов и полного проталкивания лепестка (язычка) внутрь банки при усилии до 7 килограммов, причем лепесток должен остаться висеть внутри банки.

Это достигается выполнением по периметру лепестка специальных насечек такой глубины, что остается только 0,085 мм металла вблизи заклепки и 0,110 мм на противоположной стороне (рисунок 6). В то же время, материал на насечках достаточно прочен, чтобы не разрушаться в ходе технологического процесса или при разгрузке в магазине.

Внутри лепестка можно заметить еще один, внутренний ряд насечек. Они не такие глубокие и служат, как утверждают, для направленного течения металла на основных насечках и предотвращения разрывов основных насечек при их формировании.

alyuminievaya-pivnaya-banka-nasechkiРисунок 6

Вес пивной банки

Алюминиевые пивные банки легчают год от года. Современная пустая банка емкостью 0,5 л — корпус, крышка и механизмы открывания для алюминиевой банки   — весит около 15 г.

3 алюминиевых сплава пивной банки

Главным требованием к материалам пивных банок является их способность к формовке с большими пластическими деформациями. Алюминиевые сплавы подходят в этом смысле идеально. Кроме того, для крышек пивных банок важна способность предсказуемо разрываться по насечкам. Алюминий справляется с этим намного лучше, чем сталь.  Еще одним положительным моментом является то, что и корпус, и крышка – алюминиевые, что сводят к минимуму любые возможные гальванические эффекты, которые могли бы приводить к ускоренной коррозии.

Корпус банки — сплавы 3004 и 3104

Детали пивных банок изготавливают из алюминиево-марганцевых и алюминиево-магниевых сплавов (таблица). Для корпуса банки применяют ленты толщиной 0,30 мм из алюминиевого сплава 3004 или его модификации — алюминиевого сплава 3104 — в состоянии Н19.

Крышка банки — сплавы 5182 и 5042

Для крышек  применяют лакированную ленту из алюминиевого сплава 5182 в состоянии Н48 толщиной 0,26 мм, а для изготовления «ушек» — ключей легкого открывания —  ленту из алюминиевого сплава 5042 в состоянии Н18 толщиной 0,45 мм.

alyuminievye-pivnye-banki-splavyТаблица

Источник: TALAT 3710