比亚迪汽车零部件的CT扫描

# 比亚迪内部透视：被美国禁止的电动汽车的电池电芯、开关面板、充电器和钥匙扣的CT扫描 来源：https://www.lumafield.com/scan-of-the-month/byd 从设计到现实：塑料瓶的进化史 在我灵魂深处的暗夜里，我常常忧虑自己生活中那些不一致的工程化痕迹。我几年前做的咖啡桌本来想模仿更早前做的餐桌，但实际上两者只有模糊的相似之处。随意打开我的工具箱抽屉，你可能会发现一套主题统一、备受喜爱的手动工具，被精心切割成卡森泡沫的嵌槽；或者也可能发现一堆半遗忘的专业扳手胡乱堆砌。我的书架整齐有序，但杂志却是随意扔进篮子里。 当我们把目光投向自家之外的世界时，我欣慰地发现，即使是最不起眼的物件，也凝聚了巨大而认真的工程心血。人类确实值得称赞：我们并非只把设计精力投入金字塔、桥梁和半导体工厂这些宏伟工程上——不，我们甚至把大量工程和基础设施投入到那些几乎不值一提的日常物品中。作为嘉年华奖品赠送的毛绒玩具，受益于难以言说的物流和供应链管理努力；一双连裤袜可能含有需要八位数或九位数研发投入的材料；而一个使用寿命仅以秒计的塑料水瓶，则是数十年跨领域工程的结果。 ## 从玻璃到塑料 我站起来，穿上鞋，走向杂货店。步行到杂货店大约需要120秒，我几乎每天走一次。我意识到这频率高得离谱，并乐在其中，把杂货店当作自家储藏室的延伸。今天，我买了番茄酱和饼干，然后转到乳制品区拿无盐黄油。路过瓶装水区域时，我驻足——那里的选择实在惊人，货架上正上演着一场小型的达尔文竞争。我站在那里，观察着不同的“表型”，思考着每种瓶装水“物种”和“亚种”是如何进化的。一个三十多岁的男人伸手到我前面，从货架上拿下一加仑装的波兰春天。我给他让了地方，考虑着自己的选择，不知为何最后买了一升装的佩里格里诺、依云和Smartwater各一瓶。 听起来可能有点奇怪，但依云水源的水从1826年到1908年一直是用陶罐装瓶的。19世纪中期，玻璃和玻璃吹制技术还不那么可靠，但到了世纪之交，玻璃技术已经从镜头和灯泡渗透到饮料包装领域。如果你在1900年创办一家装瓶公司，很可能从玻璃瓶开始。可口可乐最初于1899年用玻璃瓶装瓶，同年佩里格里诺创立了其标志性的绿色玻璃瓶品牌。依云在1908年改用玻璃瓶。 ## 可口可乐的丙烯腈冒险 虽然合成塑料最早在19世纪80年代开发，而达斯汀·霍夫曼在1967年就被告知这种材料的商业潜力，但直到20世纪70年代中期，食品级（或至少勉强可接触食品）的配方才开始推出。其中最著名的是丙烯腈共聚物，它以可口可乐1975年推出的“Easy-Goer”瓶形式上市。可口可乐的丙烯腈瓶在市场上只存活了不到两年。 从工程角度来看，丙烯腈共聚物非常适合碳酸饮料瓶。它透明、坚固、不透气。可口可乐高管们吹嘘其“环境优势”（主要是运输重量更轻）和抗生物降解性，宣称由孟山都制造的这些瓶子成本将“基本与玻璃相同”。百事可乐当时也在研发塑料瓶，在旁愤愤不平。当可口可乐在酒店里为Easy-Goer举办发布会时，百事可乐在同酒店的大厅里举办了一场竞争性的公关活动，推出“来自苏联的香槟”。 可口可乐孟山都设计的Easy-Goer丙烯腈瓶的短暂生涯（1975-1977）。笔者未能明确识别百事可乐苏联香槟的图像，但这个俄罗斯国有网站似乎表明它是Nazdorovya。Easy-Goer瓶子在我看来有点笨重。 可口可乐的丙烯腈瓶在市场上市不到两年。事实证明，丙烯腈瓶会将丙烯腈泄漏到所含液体中；此外，在饮用水中摄入“大量丙烯腈”的试验动物出现了“体重显著降低和其他不良影响，包括中枢神经系统病变和耳道生长物”。FDA于1977年3月禁止了丙烯腈饮料容器；孟山都起诉并败诉；可口可乐转而寻找其他材料。 ## 注拉吹成型（ISBM） 如今大多数塑料饮料瓶是这样制造的：瓶坯通常由PET注塑而成。瓶坯看起来有点像试管，口部有螺纹，下方有一个盘状卡圈。它的壁很厚。它可能会暂时存放，没有瓶盖，但最终会被安装到拉伸吹塑机上，在那里加热，用金属棒从内部纵向拉伸，然后注入压缩空气，像气球一样迅速膨胀，然后冷却并吐出。同一个瓶坯可以被吹制成各种不同的瓶子设计，每种都有不同的容量、壁厚和设计细节，但它们的螺纹轮廓和瓶颈将与制造它们的瓶坯相同。 可口可乐的Easy-Goer使用金属盖，但如今几乎所有塑料瓶也使用塑料盖。塑料盖是注塑或压缩成型的，并附有防篡改环。注塑模具实际上很漂亮——抛光的多部件组合，同时成型十二个、二十四个或四十八个盖子。而观看盖子被压缩成型则令人着迷：半软的塑料胶团被挤出、切割并压入一个旋转模具中，然后从背面吐出完整的盖子组件。无论哪种方式，当盖子遇到瓶子时，瓶子已经被灌满了液体，在某些情况下还充入了二氧化碳气体（用于气泡滋滋声）或液氮（用于结构和保鲜目的）。这一切都以惊人的速度进行，每秒几十瓶，每小时数万瓶，每天数量简直无法想象。 注拉吹成型分两个阶段制造瓶子：加热的PET瓶坯在模具内被拉伸和吹制，使聚合物链定向排列，从而制造出轻量、高强度和高透明度的容器。 ## PET的崛起 再次，我被一个显而易见却愚蠢的事实所震撼：所有这些东西都是人类发明的。真实的人，有梦想、有恐惧、有家庭要养活，他们花费了大量生命来发明的不仅仅是饮料包装本身，还有制造、灌装、封盖和包装这些数量难以想象的瓶子所需的机械设备。一次性水瓶工程是一个你可以选择的职业道路，如果你选择了它，你并不会孤单。 当孟山都还在埋头苦干他们尚未证明的丙烯腈共聚物瓶时，杜邦公司有另一群人正在研究聚对苯二甲酸乙二醇酯。更令人难以置信的是，达斯汀·霍夫曼的一些同时代人——事实上很多人——选择了塑料瓶工程作为职业，甚至在塑料瓶被证明可行之前。 杜邦公司有另一群人正在研究聚对苯二甲酸乙二醇酯。 聚对苯二甲酸乙二醇酯，“PET”。这么多乙烯！取一堆气态乙烯分子，用金属盐催化，使它们形成长条状的固体分子，每个链段含有一个碳原子和两个氢原子。在这种形式下，大块聚乙烯可以非常坚固耐用，特别是当这些毛毛虫状分子变得非常长时。（超高分子量聚乙烯，其链在一起的乙烯单元可达数十万个，其屈服强度可与钢媲美——但密度低得多。许多高端帆船索具和超轻露营装备都由这种材料制成。）聚乙烯还具有良好的环境稳定性、光学透明性，并且不像丙烯腈那样会浸入与其接触的食品或饮料中。人们以这种方式催化聚乙烯已有约75年历史，由于其卓越的物理性能，如今它的产量超过任何其他聚合物；今天，全球聚乙烯年产量约为1亿吨——质量相当于纽约市近八年的固体垃圾产量。 在Easy-Goer下架后的两年内，杜邦已全面投产，为可口可乐公司的焦糖色糖水制造两升装PET瓶。我能想象当FDA终结可口可乐的丙烯腈冒险时，杜邦聚乙烯团队的兴奋之情。杜邦至少从1967年就开始研究碳酸饮料瓶，当时纳撒尼尔·怀斯（杜邦“工程研究员”，也是画家安德鲁·怀斯的兄弟）开始尝试聚丙烯。到那时，年轻的怀斯已经有一幅画作被纽约现代艺术博物馆永久收藏；我想象着纳撒尼尔，这位不太出名的怀斯，在化学杂草中爬行，试图找到让自己成名的方法。最终他在灌木丛中找到了一条路：一种“中空热塑性制品”，他于1973年获得专利。 在Easy-Goer下架后的两年内，杜邦已全面投产，为可口可乐公司的焦糖色糖水制造两升装PET瓶。 怀斯1990年的讣告展示了他发明的如今无处不在的PET塑料苏打瓶。来源：纽约时报。 我实际上还记得我小时候生日派对上的这些瓶子。从70年代末到90年代初生产的这第一代巨型PET饮料容器，带有不透明的粘合底座，与苏打行业向高果糖玉米糖浆的转变同时出现。“新”可乐和“水晶”百事可乐都装在这些厚壁的两升瓶里，我们的父母用双手将它们倒进我们颤抖的塑料杯中。这些瓶子是美国式过度的图腾，如果它们没有先被洒满餐桌，里面的东西就会在冰箱里慢慢变淡。回顾这些笨重的容器，人们不禁觉得一切都太过分了。太多的糖，太多的塑料，太多的节日电影中露骨的产品植入。 可口可乐早期的两升瓶壁厚约0.3至0.4毫米，其粘合底座（由于瓶子底部是圆形的，耐内压性好但无法直立，因此需要）厚度可达0.6毫米。因此，一个空的两升瓶总质量高达96克——恰好是现代两升瓶的两倍。从今天的角度来看，这是一种低产量产品，并未真正针对成本或运输进行优化。饮料行业已经弄清楚了如何让公众购买一次性塑料瓶装的饮料，但他们还没有弄清楚如何每年高效地生产和销售数十亿个这样的瓶子。 工业CT扫描显示瓶壁厚度减少，使得包装工程师自PET饮料瓶问世以来，将两升瓶的总质量减半。有关原始与当代可口可乐瓶的更多信息，请查看“本月扫描”。 但可以肯定的是，企业化学工程师（和营销人员）正在努力解决这个问题。到20世纪90年代初，可口可乐和百事可乐都弄清楚了他们可以卖给我们数十亿个一次性塑料瓶的饮料是什么。解决方案并非来自山泉，或苏联葡萄园，或工业化种植的玉米中提取的浓缩碳水化合物。不，一次性塑料瓶行业的杀手级应用是堪萨斯州威奇托市的市政水龙头。 ## 瓶装水热潮 现在回想起来，瓶装水热潮感觉像是90年代早期牛奶盒和两升苏打水瓶文化的一个荒谬但可以理解的演变。迹象在1992年就已出现，当时雀巢在竞购战后收购了沛绿雅，在同一笔交易中不仅获得了标志性的法国气泡水品牌，还获得了波兰春天、箭牌和Great Bear。然后在1994年，百事可乐推出了Aquafina，以其透明的半升瓶和不起眼的品牌勾勒出定义新兴大众市场瓶装水行业的中庸美学。不甘落后，可口可乐在1999年推出了Dasani（直接竞争对手，尽管品牌略有特色）。 这些品牌的雅皮士吸引力从未真正打动过我；它们感觉庸俗、商业化、多余。但我确实记得买过Vitaminwater（Glacéau旗下，Smartwater的姐妹品牌），并认为自己（当时是青少年）很时髦，有点“另类”。这种感觉大约持续到2007年5月Glacéau被可口可乐收购的那一刻。在接下来的几年里，我只在困窘时购买他们的产品。 如今轻量化的半升水瓶使用的塑料比2000年代中期市场上的产品少75%。 抛开我个人的感受，我必须承认Aquafina、Dasani和Smartwater等品牌在帮助百事和可口可乐在90年代末和21世纪初取代其下降的苏打水销售方面做得很好。它们也给苏打水巨头提供了一个真正优化其装瓶成本的机会，调整瓶盖设计以减少质量并缩短制造周期。“花瓣形”瓶底在90年代变得突出，消除了对粘合底座的需求——减少了材料使用，同时更均匀地将应力分布在瓶壁上。更薄的瓶壁（Aquafina的约为0.2毫米）和更短的瓶盖意味着更快的瓶子生产速度；瓶壁上的螺旋肋纹意味着它们可以堆叠得更高，并在运输过程中抵抗损坏。由现有软饮料经销商供货的Dasani和Aquafina品牌自动售货机，保持了产品在供应链中的高效流通。最终，许多瓶装水公司——可口可乐、百事、依云、雀巢——将其部分生产转向100%再生聚乙烯，事实证明这种材料耐用、具有商业吸引力且食品安全。 ## 轻量化和效率 一旦瓶装水被证明是一种高销量的消费产品，其变体就激增了。在美国任何商店的饮料区，你几乎都能找到不仅装在PET瓶中，还装在玻璃、铝罐和多层纸板盒中的水。我这个小小的城市杂货店...