Этап «первичной механизации» начался в начале 1840-х годов с появления ножных станков для механизации резки металла. Были изобретены и используются специализированные станки, такие как штамповочные прессы и ножницы для заготовки корпусов или цилиндров, которые ускоряют резку металла — корпусов, крышек, днищ. Также было разработано настольное оборудование для быстрой пайки этих компонентов друг с другом.
Несмотря на то, что устройства на этапе «протомеханизации» были в зачаточном состоянии, они сокращали время, затрачиваемое на выполнение трудоемких задач, и повышали производительность. Ножные фрезы, или ножницы для резки квадратной формы, были изобретены в 1840-х годах. Раньше оператору приходилось выцарапывать контур корпуса банки на листе жести с помощью шила. Когда это было сделано, он использовал ножницы для вырезания корпуса. Эти ручные операции могли быть неточными, и часто в результате получался корпус, который не был квадратным — у него отсутствовали углы в девяносто градусов. Из-за неправильной формы корпуса формирование цилиндра с одинаковой окружностью было практически невыполнимой задачей.
Квадратные ножницы с ножным приводом устраняют неточности при ручном нанесении меток и вырезании, а также сокращают время, затрачиваемое на эту операцию. Ножная режущая машина имела стол, на который оператор укладывал лист жести. На столе имелись направляющие, которые можно было перемещать на желаемую длину или ширину заготовки. Оператор проталкивал пластину под режущим лезвием до тех пор, пока она не упиралась в заданную направляющую. Затем он нажал на педаль, которая привела в действие режущее лезвие, которое двинулось вниз и разрезало пластину. После нарезки необходимого количества полосок машина была настроена на окончательный разрез по длине или ширине, и операция повторилась для стопки полосок.
Потребовалось два прохода ножного резака, чтобы разрезать последний корпус банки.Ножной резак, хотя и не был изобретен каким-либо одним изобретателем, имел относительно долгий срок службы, о чем свидетельствует каталог 1878 года от Hall and Carpenter, импортера белой жести и поставщика оборудования в Филадельфии. В каталоге было представлено восемь различных типов ножных резаков по цене от 40 до 240 долларов, в зависимости от максимальной вместимости стола для резки. Холл и Карпентер заявили, что их ножные ножницы с приводом в действие, или плоскорезы, «оснащены калибрами для придания квадратуры, зачистки и резки под любым желаемым углом без необходимости разметки листа».
Несмотря на простоту конструкции, ножные ножницы были первой машиной, примененной для изготовления консервных банок. Не менее важным изобретением, появившимся почти одновременно с ножным резаком, были прессы для формовки крышек и донышек. В 1847 году Аллен Тейлор разработал ножной пресс для вырезания или штамповки круглых кусков жести из листа. Станок Тейлора исключил необходимость использования круглых ножниц для резки крышек и донышек у листа, что требовало много времени и могло привести к возникновению ошибок. Когда оператор нажимал на педаль, у его пресса выпадал круговой резак, что приводило к штамповке торца. Основным недостатком пресса Тейлора было то, что за один раз требовалось приложить усилие только для штамповки одного круга металла, но это все равно было намного эффективнее, чем ручная резка.
Пресс Тейлора был усовершенствован Генри Эвансом из Балтимора в 1849 году. Эванс разработал маятниковый пресс с ножным приводом, который создавал большее усилие за счет использования наклонного рычага — маятника, который увеличивал кинетическую энергию усилия ног оператора. Таким образом, он создавал усилие, достаточное для того, чтобы не только отрезать конец от листовой пластины, но и сформировать на конце фланец. В 1849 году Уильям Нумсен, балтиморский производитель банок и друг Эванса, разработал комбинированную головку для штамповки одновременно с пендулумным прессом Эванса. Головка Numsen была разработана для резки, отбортовки и пробивки отверстий для заливки за одну операцию.
Когда штамп Numsen использовался в сочетании с прессом Evans, изготовление готовых торцов могло быть выполнено за одну операцию, что значительно улучшило практику изготовления изделий вручную. Кроме того, торцы, изготовленные на станке, можно легко сделать достаточно большими, чтобы они помещались на внешней стороне цилиндра, что позволяет припаивать торцы к банке снаружи, что занимает гораздо меньше времени, чем внутренняя пайка.36 Рудиментарные разработки Тейлора, Эванса и Нумсена были в конечном итоге усовершенствованы другими новаторами. Оберлин Смит и Дж. Уэллс из Нью-Джерси владел предприятием по ремонту техники, которое специализировалось на оборудовании для изготовления банок.
Смит полагал, что сможет сконструировать более совершенный ножной пресс для консервов, «чем те, которые ему приходилось чинить». Он начал производство ножных прессов для консервов в 1860-х годах, а к 1870-м изобрел пресс, который вытягивал металл, а не резал — формовал его с помощью давления и использования штампа, а не штамповки. штамповка — усовершенствование, которое привело к получению более однородных торцов и минимизации износа штампов. К концу 1870-х годов компания Smith’s Ferracute Machine Company из Бриджтона, штат Нью-Джерси, стала ведущим производителем прессов для производства консервных банок в Соединенных Штатах.
Другой областью усовершенствования на этапе «первичной механизации» производства консервных банок стали усовершенствованные настольные инструменты для пайки боковых швов и торцов банок. К рабочему столу изготовителя банок были прикреплены паяльные приспособления, предназначенные для стабилизации банки при ручной пайке. Стержень опускался и удерживался на месте давлением руки, чтобы зафиксировать перекрывающиеся концы заготовки корпуса на месте, в то время как банка запаивалась другой рукой. Вскоре этот метод был усовершенствован благодаря конструкции ножного устройства для удержания банок на месте. Педаль фиксировала банку на месте, что освобождало обе руки для пайки и обработки шва.
Важный шаг вперед был сделан в 1850-х годах, когда был разработан блок Джонса, предположительно человеком по фамилии Джонс. Блок Джонса удерживал банку на месте и обеспечивал боковой шов для запайки, используя шов внахлест, без использования силы рук или ног. Оправка была прикреплена к верстаку в горизонтальном положении открытым концом цилиндра к изготовителю банок. Оператору нужно было просто поместить заготовку корпуса вокруг оправки и опустить зажим, который удерживал металл на месте. Натяжение пружины, возникающее в результате расширения оправки при опускании зажима, удерживало банку на месте для пайки. Затем он одной рукой запаял шов, а другой извлек его из устройства. Большим преимуществом блока Джонса было то, что оправка была регулируемой и могла использоваться с банками любого диаметра, в отличие от устройств с ножным управлением для пайки боковых швов.
В то время как большинство усовершенствований в настольных инструментах для пайки на этапе «протомеханизации» были направлены на боковой шов, к концу 1850-х годов производители банок также начали экспериментировать с завальцовкой или вращением торцов в ваннах для припоя. К верстаку была прикреплена банка с расплавленным припоем, и банка просто прокатывалась по ней. Этот способ появился только благодаря усовершенствованиям в изготовлении торцов с использованием прессов и приспособлений 1840-х годов, у которых торцевой фланец располагался снаружи банки. Однако этот элементарный процесс стал основой для инноваций в торцевой пайке, появившихся на последующем этапе «полуавтоматической механизации», и представлял собой постоянный переход от внутренней пайки торцов на «ремесленном» этапе изготовления банок. Инновационным решением, в котором была предпринята попытка объединить как боковой шов, так и торцевую пайку в одном настольном инструменте, стало устройство Холлингсворта для пайки банок.
В научной американской статье 1867 года это устройство было представлено как машина, которая «снизит стоимость за счет упрощения производства». Это устройство, созданное независимым изобретателем, призвано устранить двойные ограничения, связанные с боковым швом и торцевой пайкой. Это было расценено как изобретение, обладающее множеством преимуществ, ни одно из которых не было «пустяковым», и обещавшее «всеобщую полезность». Он содержал вертикальную оправку для пайки бокового шва, аналогичную по работе другим устройствам, усовершенствованную печь для плавления припоя, поддон для канифоли и устройство для закатки швов. Это последнее устройство рассматривалось как «главная особенность» изобретения Холлингсворта. Припаянный цилиндр помещали в чашку, которая делала углубление на внутренней стороне банки.
Педаль приводилась в действие вручную и опускалась концом вниз на банку, которая также была обработана машиной, и плотно прилегала с помощью двух пар ножей. Как только конец и корпус были закреплены с помощью давления, при повторном включении педали припой попадал в банку. Затем банка была запаяна изнутри путем «всплытия» расплавленного припоя по окружности банки путем вращения стакана. В то время как Scientific American видела «большое преимущество» в аппарате Холлингсворта для пайки банок, он никогда не имел коммерческого успеха.
На станке Холлингсворта были добавлены дополнительные этапы обработки — нарезка канавок на торцах и цилиндре банки, а также внутренняя пайка торца банки, которая постепенно устаревала. Тем не менее, это изобретение продемонстрировало необходимость в машинах, которые ускоряли бы прикрепление крышек и донышек к банкам.Инновации на этапе «первичной механизации» производства банок были существенными. Усовершенствованные станки с ножным приводом для резки пластин и формовки торцов были значительным достижением со времен ремесленного производства.
Несмотря на то, что новые настольные устройства для пайки боковых швов и торцов банок имели свои ограничения, они улучшили производительность, а также стимулировали дальнейшие инновации, которые нашли свое воплощение на следующем этапе технологического развития. К концу 1850-х годов каждый компонент банки мог быть изготовлен механическим способом. К середине-концу 1860-х годов, после того как новые методы обработки металла распространились по всей промышленности, производительность производства банок составляла 60 банок в час, или 600 банок за десятичасовой рабочий день. Это было почти десятикратное улучшение по сравнению с ремесленной практикой.