La scelta delle termoformatrici per il packaging al dettaglio inizia con la valutazione degli imballaggi, dei materiali e della produzione richiesta, non con un confronto tra le velocità dichiarate delle macchine. L'attrezzatura giusta deve produrre in modo costante blister, vassoi o inserti di qualità accettabile, tenendo conto degli stampi previsti, delle utenze disponibili, del livello di manodopera e delle operazioni a valle.
Una macchina con un'elevata velocità di ciclo nominale potrebbe comunque risultare inadatta se non è in grado di lavorare la larghezza di lamiera richiesta, mantenere una distribuzione uniforme dello spessore delle pareti, allinearsi con il sistema di rifilatura o impilare i pezzi finiti in modo affidabile. Un processo di selezione strutturato, pertanto, confronta le condizioni di produzione complete anziché singole specifiche.
Definire i requisiti di confezionamento e produzione
Prima di contattare i fornitori di attrezzature, create un brief di produzione per la gamma di confezionamento. Dovrebbe descrivere i requisiti attuali e i prodotti futuri realistici, senza tentare di far sì che un'unica macchina copra ogni possibile applicazione.
Il brief dovrebbe includere:
- Tipo di confezione e dimensioni finali
- Gradi e strutture dei materiali
- Spessore minimo e massimo della lamiera
- Trasparenza richiesta o dettaglio della superficie
- Profondità massima di pescaggio
- Volume annuo previsto
- Numero di varianti di prodotto
- Dimensioni target del lotto
- Caratteristiche di chiusura o flangia richieste
- Requisiti di qualità e dimensionali
- Metodi di potatura e impilamento pianificati
La sola denominazione dei materiali non è sufficiente. PET, RPET, PP, HIPS, PVC, PLA e lastre multistrato possono richiedere diverse condizioni di riscaldamento, raffreddamento e formatura. Persino materiali appartenenti alla stessa famiglia possono comportarsi in modo diverso a seconda della qualità, del contenuto di materiale riciclato, dello spessore o delle condizioni di produzione delle lastre.
I fornitori di apparecchiature dovrebbero pertanto valutare le specifiche effettive o rappresentative delle schede tecniche, anziché limitarsi a confermare che la macchina "può lavorare con PET" o "supporta il PP".
Scegliere l'architettura della macchina appropriata
Il vuoto e la pressione sono metodi di formatura, ma non sono gli unici criteri per classificare le macchine termoformatrici. Nel settore degli imballaggi per la vendita al dettaglio, l'architettura di alimentazione, taglio e impilamento può avere un impatto sulla produttività pari o superiore.
Macchine a alimentazione a rullo o a foglio
Le termoformatrici a rulli lavorano rotoli continui e sono generalmente adatte alla produzione di imballaggi sottili ad alto volume. Alimentazione, riscaldamento, formatura e operazioni aggiuntive possono essere integrate in un'unica linea di produzione.
Le macchine a foglio singolo lavorano fogli tagliati singolarmente. Offrono flessibilità per prototipi, volumi di produzione ridotti, pezzi di grandi dimensioni o materiali più spessi, ma in genere richiedono una maggiore movimentazione del materiale rispetto ai sistemi automatizzati a rullo.
La maggior parte delle confezioni a conchiglia, dei blister, dei vassoi leggeri e degli inserti per la vendita al dettaglio ad alto volume sono ottimi candidati per la produzione a rullo. Tuttavia, la decisione dovrebbe comunque basarsi sullo spessore del foglio, sulla dimensione del lotto, sulle dimensioni della confezione e sull'automazione richiesta.
Solo formatura, rifilatura separata o formatura-taglio-impilamento
Una macchina che esegue solo la formatura richiede che il nastro venga spostato su un altro sistema per la rifilatura e la raccolta. Questa configurazione può offrire flessibilità, soprattutto quando i requisiti di taglio variano, ma richiede una gestione aggiuntiva e un controllo preciso della registrazione.
I sistemi di formatura, taglio e impilamento integrano formatura, taglio e impilamento in una linea coordinata. Possono ridurre la movimentazione manuale e i trasferimenti di spazio a terra nella produzione di imballaggi ripetibili e ad alto volume.
La macchina più integrata non è automaticamente la scelta migliore. Considera:
- Forma e complessità della linea di rifinitura
- Frequenza delle modifiche del prodotto
- Orientamento di impilamento richiesto
- Compatibilità con le apparecchiature a valle esistenti
- Investimento in utensili
- Accesso per manutenzione
- Requisiti di abilità dell'operatore
Abbina il metodo di formatura alla confezione
Una volta definita l'architettura della macchina, si confrontino le capacità di formatura.
Formatura sotto vuoto
La termoformatura sottovuoto sfrutta la differenza di pressione creata dalla rimozione dell'aria tra la lastra riscaldata e lo stampo. È adatta per la produzione di molti vassoi, inserti, blister e confezioni a conchiglia che non richiedono texture estremamente nette o caratteristiche superficiali altamente definite.
In genere offre strumenti e controlli di processo più semplici, ma il livello di dettaglio ottenibile dipende comunque dal materiale, dallo sfiato dello stampo, dal rapporto di stiramento, dall'uniformità del riscaldamento e dalle prestazioni del sistema di vuoto.
Formazione di pressione
La termoformatura combina il vuoto con la pressione positiva dell'aria. Può migliorare la definizione degli angoli, le texture, gli elementi in rilievo e l'aspetto generale degli imballaggi destinati all'esposizione in punti vendita ben visibili.
La termoformatura non elimina le normali limitazioni di progettazione. I sottosquadri, ad esempio, potrebbero comunque richiedere stampi divisi, componenti mobili dell'utensile, geometria controllata o un'altra soluzione di distacco.
Assistenza alla spina
Il sistema Plug Assist pre-stira le lamiere riscaldate prima che il vuoto o la pressione ne completino la forma. È utile per la produzione di cavità profonde o imballaggi in cui lo spessore minimo delle pareti è fondamentale.
Quando si confrontano le macchine, è necessario verificare se il movimento, la posizione, la velocità e la temporizzazione del punzone possono essere controllati in base agli stampi previsti. Anche il materiale e la geometria del punzone devono essere sviluppati insieme agli utensili e al processo, anziché essere considerati un accessorio universale.
Confronta le specifiche tecniche che influenzano la produzione
La scelta della macchina dovrebbe collegare ogni specifica al prodotto finito.
Area di formatura, larghezza della lamiera e disposizione degli utensili
L'area nominale di formatura deve essere in grado di ospitare l'intera configurazione dello stampo, non solo un singolo pacchetto finito. È necessario spazio per flange, separazione delle cavità, bloccaggio della lamiera, margine di rifilatura e trasporto del materiale.
Chiedi al fornitore di preparare un disegno preliminare che mostri:
- Numero di cavità per ciclo
- Passo nelle direzioni macchina e trasversale
- Area di formatura utilizzabile
- Rifilare i margini
- Indennità di catena terminale o di trasporto
- Larghezza dello scheletro prevista
Una superficie di formatura più ampia non garantisce una maggiore economicità. Se la larghezza del foglio selezionata produce un accoppiamento non ottimale o un eccessivo spreco di materiale, una macchina più piccola con una disposizione degli utensili più efficiente potrebbe consentire di ottenere un costo del materiale per confezione inferiore.
Profondità di stampaggio e distribuzione del materiale
La macchina deve garantire una profondità di formatura e un movimento del piano di lavoro sufficienti per le cavità previste. Tuttavia, la sola profondità di formatura massima non garantisce che la confezione possa essere formata con successo.
Per gli imballaggi profondi potrebbero essere necessari riscaldamento su entrambi i lati, controllo a zone, pre-soffio, assistenza con tappo, temperatura dello stampo controllata o sistemi di vuoto e pressione ad alta capacità. Sui pezzi di prova è necessario verificare lo spessore minimo delle pareti negli angoli, nelle pareti laterali e nelle basi.
Controllo del riscaldamento e del raffreddamento
Il sistema di riscaldamento deve garantire una zonizzazione e una ripetibilità sufficienti per l'intervallo di temperatura richiesto. Confronta:
- Riscaldamento su un solo lato o su entrambi i lati
- Numero e disposizione delle zone di riscaldamento
- Risposta del riscaldatore e metodo di controllo
- Conservazione delle ricette
- Opzioni di monitoraggio della temperatura del foglio
- Requisiti per l'accesso e la sostituzione del riscaldatore
Allo stesso tempo, occorre considerare anche la capacità di raffreddamento. Il controllo della temperatura dello stampo, il flusso dell'acqua di raffreddamento, le condizioni ambientali e lo spessore della lamiera influenzano la velocità con cui i pezzi stabili possono essere estratti dallo stampo.
Taglio e accatastamento
Il sistema di taglio deve essere adatto al materiale, allo spessore della lamiera, al profilo dell'imballaggio e alla qualità del bordo richiesta. Le opzioni disponibili possono includere il taglio con lama in acciaio, la punzonatura di metalli corrispondenti, presse di rifilatura separate e rifilatura secondaria specializzata.
Valutare inoltre come la macchina gestisce i pezzi finiti. L'impilamento automatico può aumentare la produttività utile, ma solo se i pezzi si staccano e si incastrano in modo coerente. Le confezioni a conchiglia con cerniere o forme irregolari potrebbero richiedere sistemi di rimozione, conteggio o trasporto specializzati.
Calcola la produzione utilizzando i componenti accettati
Il numero di cicli al minuto pubblicizzato non dovrebbe essere utilizzato come unico indicatore di produttività. Un confronto più accurato si basa sul numero di pacchi accettati all'ora:
Produzione oraria accettata = cicli al minuto × pezzi per ciclo × 60 × tempo di attività effettivo × resa
Ad esempio, un ciclo di lavorazione più rapido offre un valore limitato se la confezione presenta uno spessore delle pareti instabile, frequenti difetti di taglio o interruzioni nell'impilamento. I confronti tra le apparecchiature dovrebbero pertanto basarsi su risultati ottenuti con un materiale, una configurazione degli utensili e uno standard di qualità rappresentativi.
Il tempo di cambio formato deve essere incluso anche quando la produzione prevede più formati di confezionamento. Verificare il tempo necessario per:
- Rimozione e installazione degli strumenti
- Collegare i servizi di raffreddamento, aspirazione, aria compressa e alimentazione elettrica.
- Carica il foglio corretto
- Recupera le ricette di produzione
- Allineare la stazione di taglio
- Stabilizzare il processo
- Approva le prime parti accettabili
Per lotti di produzione ridotti, potrebbe essere preferibile utilizzare attrezzature con cambi formato rapidi e ripetibili, anche quando un'altra macchina ha una velocità massima di funzionamento superiore.
Valutare utenze, manutenzione e costi totali
Il prezzo di acquisto rappresenta solo una parte del costo dell'attrezzatura. Confronta il costo per pacchetto accettato nel periodo di funzionamento previsto.
La valutazione dovrebbe includere:
- Macchine e attrezzature ausiliarie
- Attrezzature di produzione e rifinitura
- Installazione e formazione degli operatori
- Consumo elettrico
- richiesta di aria compressa
- Requisiti dell'acqua di raffreddamento
- Utilizzo dei materiali e parti scartate
- Operatore e manodopera addetta al cambio formato
- Manutenzione programmata
- Pezzi di ricambio e soggetti ad usura
- Risposta del servizio
- Tempi di inattività non pianificati
Richiedi i dati energetici in base a condizioni di produzione definite. La potenza totale connessa o il consumo a vuoto non possono mostrare l'energia effettivamente utilizzata per ciascun pacchetto accettato.
Il sito di produzione deve inoltre confermare di poter fornire l'allacciamento elettrico, il volume e la pressione dell'aria compressa, la temperatura e la portata dell'acqua di raffreddamento, la ventilazione, l'accesso tramite ascensore e la superficie disponibile.
Eseguire prove di produzione prima della selezione finale.
Una prova di produzione è più utile del confronto tra brochure. Quando possibile, testate la macchina con il materiale e gli utensili reali oppure con un imballaggio rappresentativo che richieda una profondità di formatura e un livello di dettaglio simili.
Definire i criteri di accettazione prima della sperimentazione, tra cui:
| Elemento di valutazione | Cosa bisogna verificare? |
|---|---|
| Uscita | Pacchi accettati all'ora in condizioni operative stabili |
| Dimensioni | Ripetibilità delle dimensioni critiche dell'involucro e della flangia |
| spessore parete | Spessore minimo negli angoli, nelle basi e nelle pareti laterali. |
| Qualità della finitura | Condizione del bordo e precisione della registrazione |
| Uso materiale | Consumo di fogli, schema di layout e tasso di scarto |
| impilabile | Separazione, orientamento, conteggio e raccolta affidabili. |
| passaggio | Tempo effettivo dall'ultima parte accettabile alla successiva |
| Elettricita, Gas Ed Acqua | Requisiti di elettricità, aria e raffreddamento durante la produzione |
| Stabilità | Funzionamento continuo senza allarmi o arresti ricorrenti. |
L'accordo definitivo dovrebbe inoltre specificare la formazione, la documentazione, i pezzi di ricambio consigliati, i limiti della garanzia, l'assistenza remota, le responsabilità di installazione e le procedure di accettazione delle prestazioni.
Conclusione
Le macchine termoformatrici adatte al confezionamento al dettaglio vengono selezionate abbinando l'architettura dell'attrezzatura, la capacità di formatura, gli utensili, il taglio, l'impilamento e i servizi ausiliari a una gamma di confezioni ben definita.
Iniziate definendo i prodotti e la produzione richiesta. Quindi, stabilite se è più appropriata un'attrezzatura a rulli o a fogli, se la formatura e il taglio debbano essere integrati e se sia necessaria la formatura sottovuoto, a pressione o con l'ausilio di un punzone. Infine, verificate la configurazione proposta attraverso prove di produzione rappresentative.
Il confronto più significativo non si basa sulla velocità massima della macchina o sul prezzo di acquisto iniziale, bensì sul costo a lungo termine della produzione di imballaggi che soddisfino costantemente i requisiti dimensionali, estetici, di protezione e di produttività.
