Minimizing Product Geometric Form Errors by Improving Blow Mold Design and Increasing Gas Discharge Rate per Unit of Time, Increasing Production Efficiency and Sustainability

Year 2025, Volume: 1 Issue: 2, 103 - 113, 30.12.2025

Gamze Arslan , Berk Şahin

Abstract

Today, in the manufacturing sector, companies' ability to maintain their competitive positions both in the domestic market and on a global scale largely depends on cost-cutting and efficiency-enhancing R&D studies. In this context, shortening process times, increasing the number of products produced per unit time and improving final product quality are of great importance. In sectors requiring high-volume mass production, such as PET bottle production, even the smallest improvement in the production process creates a multiplier effect in terms of both quality and cost.
This article discusses the effects of structural improvements to be made in the design of molds used in the PET blow molding process on production performance. The focus of the study is to ensure that the waste air in the mold is expelled more quickly and effectively by increasing the number of gas discharge holes in the existing molds used in the production of 500 cc PET bottles and optimizing their angles and diameters. Reducing the air discharge time in the mold allows the blow molding process to start earlier and more evenly; this ensures that the PET bottle form is spread homogeneously on the inner mold surface.
With these design updates, it is aimed not only to prevent deformations in product geometry, but also to shorten production time and produce more per unit time. The new generation blow molds to be developed within the scope of the study are expected to provide more effective air evacuation compared to existing molds, standardize final product quality and minimize technical problems, and increase production line efficiency. Among the main aspects where the design in question differs from similar applications in the sector; along with the increase in the number of gas evacuation holes, the restructuring of the placement angles and diameters of these holes based on engineering calculations are included. Thus, not only products with a more regular form will be obtained, but also energy and time savings will be provided. Ultimately, this project offers an innovative approach to PET blow molding technology and is evaluated as a unique engineering solution that directly affects both product quality and production efficiency.

Keywords

: PET blow molds , PET preform , sustainability , bottle geometry optimization

Project Number

Proje Öneri-4

Şişirme Kalıp Tasarımının İyileştirilerek Birim Zamanda Gaz Boşaltma Hızının Artırılması İle Ürün Geometrik Formundaki Hataların Minimize Edilmesi Ve Üretim Verimliliğinin Artırılması

Abstract

Günümüzde imalat sektöründe, şirketlerin hem yerel pazarda hem de küresel ölçekte rekabetçi konumlarını koruyabilme yetenekleri büyük ölçüde maliyetleri düşürücü ve verimliliği artırıcı Ar-Ge çalışmalarıyla mümkün olmaktadır. Bu bağlamda, proses sürelerinin kısaltılması, birim zamanda üretilen ürün sayısının artırılması ve nihai ürün kalitesinin iyileştirilmesi büyük önem taşımaktadır. PET şişe üretimi gibi yüksek hacimli seri üretim gerektiren sektörlerde, üretim sürecinde yapılacak en küçük bir iyileştirme dahi hem kalite hem de maliyet açısından çarpan etkisi yaratmaktadır.

Bu makalede, PET şişirme (blow molding) prosesi için kullanılan kalıpların tasarımında yapılacak yapısal iyileştirmelerin üretim performansı üzerindeki etkileri ele alınmaktadır. Çalışmanın odağında, 500 cc PET şişe üretiminde kullanılan mevcut kalıplardaki gaz tahliye deliklerinin sayısının artırılması ve bu deliklerin açıları ile çaplarının optimize edilerek kalıptaki atık havanın daha hızlı ve etkili şekilde dışarı atılmasının sağlanması yer almaktadır. Kalıptaki hava tahliye süresinin azaltılması, şişirme işleminin daha erken ve homojen başlamasına olanak tanır; bu da PET şişe formunun iç kalıp yüzeyine homojen olarak yayılmasını sağlar.

Bu tasarım güncellemeleriyle yalnızca ürün geometrisinde oluşabilecek deformasyonların önlenmesi değil, aynı zamanda üretim süresinin kısaltılması ve birim zamanda daha fazla üretim yapılması hedeflenmektedir. Çalışma kapsamında geliştirilecek yeni nesil şişirme kalıplarının mevcut kalıplara kıyasla daha etkili hava tahliyesi sağlayarak nihai ürün kalitesini standardize etmesi, teknik sorunları en aza indirmesi ve üretim hattı verimliliğini artırması beklenmektedir. Söz konusu tasarımın sektördeki benzer uygulamalardan ayrıldığı başlıca noktalar arasında; gaz tahliye deliklerinin sayısındaki artışla birlikte, bu deliklerin yerleşim açıları ve çaplarının mühendislik hesaplamalarına dayalı olarak yeniden yapılandırılması yer almaktadır. Böylece yalnızca daha düzgün forma sahip ürünler elde edilmekle kalmayacak, aynı zamanda enerji ve zaman tasarrufu da sağlanacaktır. Sonuç olarak, bu proje PET şişirme teknolojisine yenilikçi bir yaklaşım sunmakta olup, hem ürün kalitesini hem de üretim verimliliğini doğrudan etkileyen özgün bir mühendislik çözümü olarak değerlendirilmektedir.

Keywords

Pet Şişirme Kalıpları , Pet Preform , Sürdürülebilirlik , Şişe Geometri Optimizasyonu

Supporting Institution

Petka Kalıp Sanayi ve Ticaret Anonim Şirketi

Project Number

Proje Öneri-4

References

• B. Demirel, F. Akkurt, İ. U. Adeviye ve E. Senyiğit, “Determination of the best injection stretch blow molding process parameters in polyethylene terephthalate bottle service performance,” Gazi University Journal of Science, c. 35, s. 4, ss. 1297–1316, 2022, doi: 10.35378/gujs.704371.
• K. G. Reddy ve K. Rajagopal, “Blow mould tool design and manufacturing process for 1 litre PET bottle,” IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, erişim tarihi: 2025. [Online]. Link: https://www.iosrjournals.org/iosr-jmce/papers/vol8-issue1/B0811221.pdf
• PETplanet, “Machine details: Blow moulds,” 2019. [Online]. Link: https://petpla.net/2019/10/29/machine-details-blow-moulds/
• M. Bordival, F. Schmidt, Y. Le Maoult ve V. Velay, “Optimisation of mould surface temperature and bottle residence time in mould for carbonated soft drink PET containers,” Journal of Materials Processing Technology, c. 245, ss. 1–10, 2017, doi: 10.1016/j.jmatprotec.2017.02.012.
• M. Bordival, Y. Le Maoult ve F. M. Schmidt, “Optimisation of preform temperature distribution for the stretch-blow moulding of PET bottles,” International Journal of Material Forming, c. 1, Ek s. 1, ss. 1023–1026, 2008, doi: 10.1007/s12289-008-0232-8.
• M. Bordival, Y. Le Maoult ve F. M. Schmidt, “Optimization by the C-NEM method of the stretch-blow molding process of a PET bottle near Tg,” International Journal of Material Forming, c. 1, Ek s. 1, ss. 707–710, 2008, doi: 10.1007/s12289-008-0313-8.
• M. Kowalska vd., “Effect of rPET content and preform heating/cooling conditions in the stretch blow molding process on microcavitation and solid-state post-condensation of vPET–rPET blend: Part I—Research methodology and results,” Materials, c. 14, s. 21, s. 5233, 2021, doi: 10.3390/ma14215233.
• C. E. Scott, “Stretch-blow molding of PET bottles,” PolymerProcessing.com, 2001. [Online]. Link: https://polymerprocessing.com/feature/past/Y2001x06x01/index.html
• Y. Zhang vd., “Comparison and optimization: Research on the structure of the PET bottle bottom based on the finite element method,” Polymers, c. 14, s. 15, s. 3174, 2022, doi: 10.3390/polym14153174.