Nonostante molte piccole e medie aziende svolgano ancora tanti passaggi di confezionamento manualmente, a livello internazionale continua a crescere la percentuale dei processi automatizzati e robotizzati.

Questo dato non deve meravigliare, perché solo con l’automazione si possono ottenere vantaggi determinanti tra cui una maggiore produttività, la riduzione degli scarti, la compensazione della scarsità di personale e una produzione trasparente.

Le soluzioni meccaniche vanno da economiche varianti base di piccole dimensioni fino a impianti all-inclusive. Euforia a parte, è tuttavia importante valutare bene la redditività di tutto il processo automatizzato, compreso anche il perfetto abbinamento di confezione e macchina, affinché il rendimento di quest’ultima sia ai massimi livelli. Solo così anche i piccoli incrementi nell’efficienza per ogni scatola o flowpack si traducono in un vantaggio che garantisce la diminuzione dei costi a lungo termine.

Tanti fattori incidono sul rendimento totale dell’automazione

Per il calcolo dei costi è altrettanto importante la frequenza con cui vengono sostituiti i formati e pertanto anche il processo di confezionamento durante la produzione, perché questo riduce la performance complessiva. Anche la durata di ogni cambio di formato influisce sul risultato. Questo significa che un cambio di formato più rapido e facile è fondamentale per mantenere elevata la disponibilità e l’efficienza della soluzione automatizzata. La sua realizzazione è possibile solo con una macchina confezionatrice progettata a tal fine.

Per ottenere un impianto di questo tipo è anche importante che i pezzi di formato e gli utensili per i robot siano del tipo plug & play per facilitare le sostituzioni. Inoltre, tanto più leggeri e maneggevoli sono i componenti tanto maggiore è la possibilità che basti una persona per effettuare la sostituzione. In questo contesto gioca un ruolo importante la stampa a 3D perché i pezzi in plastica realizzabili autonomamente sostituiscono spesso più pezzi metallici di un utensile e sono molto più leggeri.

Un altro punto importante sono i tempi di avviamento dell’impianto dopo il cambio di formato: se i pezzi di formato devono di nuovo essere regolati, la macchina confezionatrice non potrà ripartire offrendo una qualità ottimale. La perdita di prodotti è pertanto prevedibile. Se i pezzi per la sostituzione sono invece concepiti in modo tale che si possa riprendere subito il confezionamento nella stessa qualità, allora si riducono le perdite a un minimo.

L’interazione tra confezione, macchina e formati è determinante

Il tema del cambio di formato non gioca un ruolo importante solo riguardo alla decisione sul tipo di impianto da scegliere, ma anche per la scelta della confezione. Se, ad esempio, si devono confezionare quantità differenti di articoli in ogni scatola, è opportuno modificare il meno possibile le dimensioni della confezione in cartone per tutti i formati. Questo significa che nel migliore dei casi viene modificata solo una delle tre dimensioni: lunghezza, larghezza o altezza. In questo modo si possono utilizzare a volte identici utensili per i robot anche se il formato da lavorare è differente, risparmiando così sul tempo necessario per i cambi.

Per un’automazione intelligente e produttiva è importante anche l’interazione tra macchina confezionatrice, confezioni e formati. Quanto più un produttore desidera ottenere la massima performance da un impianto, tanto più preciso deve essere l’abbinamento di materiale della confezione e processo automatizzato: la parola chiave è macchinabilità. Pertanto, i produttori che intendono automatizzare i processi dovrebbero coinvolgere il costruttore di macchine nel progetto fin dall’inizio e preferibilmente ancora prima di iniziare la pianificazione concreta con il produttore degli imballaggi.

Il costruttore di macchine confezionatrici Schubert ha provveduto ad ampliare sistematicamente la sua expertise nell’ambito della consulenza sul confezionamento e dello sviluppo delle confezioni per poter raggiungere in ogni progetto di automazione la performance, l’efficienza e la redditività ottimali per i suoi clienti. Gli esperti della Schubert sono specializzati in qualsiasi confezione in cartone così come nel confezionamento in flowpack con diversi tipi di film.

Grazie all’estrema flessibilità delle sue macchine top loading, che permettono rapidi cambi di formato senza fase di avvio, alle sue competenze tecniche in-house e alle diverse possibilità di verificare nella pratica il confezionamento con la macchina, questo costruttore di macchine offre un pacchetto completo dei servizi necessari per rendere l’automazione efficiente e conveniente sul lungo periodo.

Potenziale di automazione con film per flowpack

Come venga applicato alla Schubert nello specifico, dipende dal tipo di materiale per il confezionamento. Ad esempio, anche se il confezionamento di tutti gli articoli in flowpack avviene già necessariamente in automatico, rimane ancora un ulteriore potenziale soprattutto per quel che riguarda l’alimentazione dell’aggregato per i flowpack. Schubert lo risolve con le sue Flowpacker con robot pick-and-place che depositano i prodotti nella catena del Flowmodul Schubert dopo il controllo della qualità. Tutto il processo di confezionamento funziona così senza interruzioni e controllato in continuo su una linea.

Indipendentemente dal tipo di alimentazione del prodotto scelto, quello che in qualsiasi caso influisce sul confezionamento automatizzato in flowpack sono le proprietà dei film di confezionamento utilizzati. Queste determinano come devono essere le spalle di formatura dell’aggregato per flowpack e a quale temperatura e con quali tempi i flowpack devono essere sigillati per combinare la confezione e il prodotto nel modo più delicato e sicuro possibile.

I monofilm molto sottili, ad esempio, reagiscono in modo sensibile al calore eccessivo durante la sigillatura, i film a base cartacea possono spiegazzarsi o strapparsi se vengono fatti passare sulle spalle di formatura ad alta velocità, i film per la sigillatura a freddo sono più veloci e più facili da lavorare, ma più costosi da acquistare: molti fattori non ponderabili per il processo di confezionamento completamente automatizzato.

Per questo motivo il costruttore di macchine confezionatrici di Crailsheim utilizza nelle sue Flowpacker, fra le altre cose, aggregati di sigillatura sostituibili, in modo da poter utilizzare diversi tipi di film per flowpack nello stesso impianto: film per la sigillatura a freddo, film per sigillatura a caldo, film spessi ad alta barriera, monofilm sottili e anche film a base cartacea. Al contempo, il tempo di sigillatura può essere definito esattamente al millisecondo e rimane uguale anche con velocità della catena variabili, fatto che aumenta in generale la qualità delle confezioni.

Schubert Comfort Package: un aiuto per la scelta del film

Ormai da tanti anni, Laura Gascho, ingegnere delle materie plastiche presso la Gerhard Schubert GmbH, si occupa del tema pellicole e automazione. Fa parte del team di esperti che alla Schubert ha analizzato dettagliatamente le specifiche e la macchinabilità di un gran numero di film comuni sul mercato. Questo know-how è stato riassunto nel cosiddetto Comfort Package: un campionario di tutti i film analizzati e delle loro caratteristiche.

“Il Comfort Package ci permette di offrire una consulenza ottimale ai nostri clienti, per trovare un film che soddisfi i rispettivi requisiti del prodotto e che, allo stesso tempo, supporti nel migliore dei modi il confezionamento completamente automatizzato”, spiega la specialista. Consiglia pertanto ai produttori di non considerare di principio solo la protezione del prodotto quando scelgono la pellicola, ma anche di avere sempre presenta la lavorazione nell’impianto.

“La cosa migliore è quando i clienti si mettono in contatto con noi già in fase di pianificazione. O addirittura ancora prima, magari insieme al produttore di imballaggi da loro scelto, cosa che succede spesso”, aggiunge Laura Gascho. “Perché se la pellicola non è ancora stata scelta, possiamo selezionare insieme al cliente un materiale per la confezione in grado di combinare la protezione del prodotto, le caratteristiche di barriera e la macchinabilità nell’impianto previsto in modo tale che l’efficienza e la qualità dell’automazione sia garantita con qualsiasi flowpack.”

A tale proposito non va sottovalutato il grande tema della sostenibilità, perché perfezionando la qualità dell’automazione, si riducono gli scarti di prodotto causati da errori nel processo di confezionamento. E anche quando i film di plastica non possono essere sostituiti a causa delle loro proprietà barriera, esistono soluzioni che tengono ben conto della protezione ambientale, creando circuiti di smaltimento. Il presupposto necessario è il completo riciclaggio.

“Questo funziona con monofilm realizzati con un unico materiale plastico e cioè senza l’aggiunta di ulteriori materiali estranei. Questi ultimi sopportano temperature più elevate e vengono pertanto utilizzati con altre materie plastiche per proteggere il lato esterno del film durante il processo di sigillatura”, racconta Laura Gascho. E aggiunge: “I monofilm possono essere utilizzati senza problemi con le nostre Flowpacker, perché il delicato processo di sigillatura non richiede una protezione dal calore.”

I limiti di tolleranza definiscono l’automazione di confezioni in cartone

Ciò che vale per l’automazione del confezionamento con film per flowpack può essere applicato in modo analogo al cartone. Anche in questo caso le proprietà del materiale e la movimentazione nella macchina sono fattori importanti per tutto il processo. Una delle fasi più frequenti del processo consiste nell’incollare e formare un pretagliato in cartone, nel riempire le scatole formate e nel chiuderle con un coperchio applicato o formato separatamente. Questo richiede un lavoro tecnico di precisione ancora maggiore rispetto ai flowpack, perché in questo caso sono necessari molti più robot e i loro diversi utensili.

La difficoltà è rappresentata dal fatto che ogni confezione o pretagliato in cartone ha tolleranze con reazione diverse in fase di produzione. Tra queste la rigidità alla flessione del materiale, la curvatura del pretagliato nonché l’umidità dell’aria e la temperatura dell’ambiente durante la lavorazione nella macchina. Quanto minori sono queste tolleranze, tanto maggiore è la prestazione dell’impianto di confezionamento. Le confezioni finora formate manualmente non rispettano sempre di principio i valori che sono necessari per un rendimento ottimale della macchina nell’automazione di formati esistenti.

Valentin Köhler, da 14 anni esperto per lo sviluppo delle confezioni presso la Gerhard Schubert GmbH, spiega cosa è possibile fare in questo caso: “Se il cliente desidera mantenere la sua confezione anche per il processo automatizzato, cerchiamo insieme a lui una soluzione efficiente ed economica. La flessibilità della nostra tecnologia porta sempre dei vantaggi.

Possiamo ottimizzare i movimenti individuali dei robot e le funzioni degli utensili per rendere il processo più flessibile alle variazioni di materiale.” Questo grazie alla struttura modulare delle macchine top loading con collaudati componenti di sistema che permette di ammodernare le tecnologie senza grandi modifiche o costi esorbitanti. Durante la chiusura con coperchio, ad esempio, una superficie chiusa può essere aspirata, aumentando così la pressione di contatto durante l’incollaggio.

A volte anche le forze di richiamo del cartone creano difficoltà durante la piegatura, perché si formano brutte curvature sui lati della scatola che possono disturbare i processi successivi.  “Per contrastarlo possono essere presi diversi provvedimenti”, spiega Valentin Köhler. “Da un lato ottimizzando le linee di tranciatura e riducendo così le forze di richiamo sul materiale della confezione. Dall’altro integrando processi di prepiegatura su diversi punti della macchina. In stretta collaborazione con il cliente si decide poi quale dei provvedimenti è il più appropriato.”

La cosa migliore è contattare subito il costruttore di macchine confezionatrici fin dall’inizio del progetto

I produttori di beni di consumo che desiderano realizzare il loro processo di automazione con Schubert si rivolgono pertanto ai suoi esperti, indicando i desideri di confezionamento già durante la pianificazione. Se la confezione e il produttore dell’imballaggio sono già stati decisi, la confezione deve assolutamente essere ottimizzata prima di progettare la macchina. Si evitano così modifiche in un secondo tempo, risparmiando sui tempi e sui costi.

Se è necessaria una confezione completamente nuova, il produttore dovrebbe rivolgersi subito a Schubert con la confezione esistente, indipendentemente che questa sia in pellicola o in cartone. In questo modo Schubert, il produttore degli imballaggi e il cliente possono trovare insieme la soluzione più efficiente e conveniente. “Le possibilità di test e sviluppo presso di noi sono eccellenti”, racconta Valentin Köhler, “dal software CAD per il confezionamento fino al plotter di taglio e all’impianto pilota Schubert con macchine da test per confezionamenti in cartone o flowpack.”

L’ingegnere delle materie plastiche Laura Gascho aggiunge: “Realizziamo campioni anche per le pellicole, di cui verifichiamo approfonditamente poi in laboratorio la tenuta e la qualità della zona di sigillatura.” Quando poi la confezione è stata ottimizzata per la macchinabilità o sviluppata ex-novo per il processo di confezionamento desiderato in collaborazione con tutte le parti interessate, allora niente può più ostacolare un’automazione di successo almeno sotto questo punto di vista.

Per ulteriori informazioni visitare il sito: www.schubert.group