Efficiente per l'ambiente

1. La Mostra: Una Nuova Definizione del Possibile

Senza dubbio, la fiera K-Messe 2019 si svolge sotto l'ombra della discussione sulla protezione ambientale e sull'uso corretto della plastica. L'industria è chiamata a presentare soluzioni e a dimostrare quanto il materiale grezzo plastico possa essere orientato al futuro, efficiente dal punto di vista energetico e sostenibile. A questo scopo, i partner dello stand Beck Automation, GLAROFORM e bfa solutions presentano una cella di produzione che ridefinisce i limiti di fattibilità della stampaggio ad iniezione in molti aspetti e sostiene decisamente la ricerca di un'economia circolare.

Prodotta tramite una configurazione ICM a 4 livelli (Injection Compression Moulding) di GLAROFORM e Krauss Maffei High Performance (ex Netstal), impressiona un bicchiere da 200 ml con un'efficienza del materiale rivoluzionaria. Lo spessore delle pareti, finora senza precedenti, amplia i limiti fisici e, oltre a ridurre significativamente il consumo di materiale, accelera ulteriormente il ciclo di produzione, già di per sé altamente competitivo. La minore richiesta di forza di chiusura e di pressione di iniezione, causata dal procedimento, riduce le forze applicate, aumentando così la durata degli impianti di produzione e minimizzando il consumo energetico, in ottica di sostenibilità. GLAROFORM dimostra con questo strumento la propria capacità innovativa e mette in evidenza la filosofia di massima precisione e costruzione stabile e unica.

Beck Automation presenta un'automazione IML compatta ad alte prestazioni con un'etichetta a banda. La linea si distingue per dinamismo, stabilità del processo e alta disponibilità, anche con cicli di breve durata. La perfetta sinergia tra i componenti dell'impianto – automazione, macchina per lo stampaggio ad iniezione, stampo, qualità dell'etichetta e controllo ottico – aumenta produttività e valore aggiunto. L'uso di materiali leggeri sul braccio principale e l'impiego di motori lineari ad alte prestazioni consentono movimenti rapidi e dinamici. L'asse principale è dotato di due motori di azionamento, migliorando la dinamica e prolungando la vita delle cinghie e dei motori stessi. I magazine delle etichette inclinati, con l'etichetta rivolta verso il basso, minimizzano il ritardo dell'etichetta, garantendo una posizione ottimizzata e precisa. Le etichette vengono anche in cicli molto rapidi isolate e trasferite sui nuclei senza problemi. La rimozione, la consegna e l'appoggio e lo stoccaggio dei prodotti si distinguono per un'autonomia impressionante. Integrato nel sistema di controllo/HMI, il registro di bordo modificato include gestione utenti, monitoraggio parametri, analisi semplificata degli errori e intervalli di manutenzione. Inoltre, la linea IML è dotata di un sistema di visione a 10 telecamere di Intravis, che verifica i bicchieri da 360° dall’esterno e contemporaneamente controlla anche l’interno del bicchiere.

Inoltre, il fornitore di etichette Verstraete utilizza etichette con un watermark digitale. Questa nuova tecnologia permette di selezionare efficacemente i materiali riciclabili in impianti di riciclo appositamente preparati. Inoltre, i watermark digitali, non riconoscibili ad occhio nudo, possono essere usati anche come codici, già noti attraverso semplici codici a barre o QR.

Il MES PiSolutions di bfa solutions ltd rappresenta, in questa applicazione avanzata e orientata al futuro, l'interfaccia tra il livello di produzione e il livello ERP. Ha il compito di raccogliere, analizzare e mettere a disposizione dei vari utenti i dati delle macchine di stampaggio ad iniezione, dell'automazione e del sistema di assicurazione qualità. Le diverse funzioni del MES aiutano a rendere visibili in tempo reale tempi di fermo, scarti, avanzamento della produzione e molto altro. In questo modo, si può reagire rapidamente ai problemi o preparare un cambio di stampo con uno stampo preriscaldato al momento giusto (Just-In-Time). La capacità di utilizzo e l’efficienza delle macchine e delle linee di produzione possono così essere significativamente aumentate. Ciò consente di risparmiare ancora più energia, tempo e denaro, dimostrando ulteriormente l’impegno verso materiali grezzi plastici efficienti e sostenibili.

Di fronte alle mutevoli esigenze dei consumatori, l’industria ha oggi l’opportunità di creare una situazione win-win per l’ambiente e le proprie parti interessate. La linea di produzione mostrata, con una significativa riduzione di usura e consumo di materiali, energia, lavoro e impianto, mantenendo o aumentando la produzione, si inserisce nel segno di un futuro ancora più efficiente. Presentiamo le tecnologie di domani alla K-Messe 2019, Hall 12, stand A51-03 (Swiss Pavilion).

2. I Partner: Tre Storie di Successo

GLAROFORM AG

GLAROFORM è riconosciuta a livello mondiale come leader nella fornitura di stampi ad alte prestazioni per applicazioni a pareti sottili. Con una specializzazione unica e coerente in prodotti come imballaggi alimentari e medicali, tappi e bicchieri, l’azienda impone standard in termini di efficienza e continuità produttiva. Cicli più brevi, maggiore disponibilità, durata più lunga e gestione più semplice sono i temi principali nello sviluppo dei prodotti.

Nel quadro di una partnership di successo, le esigenze dei clienti sono di assoluto interesse. Il servizio personalizzato è altrettanto affidabile, competente e rapido. L’offerta di GLAROFORM comprende consulenza completa di vendita, supporto al prodotto a vita e assistenza nello sviluppo di nuovi prodotti – dalla consulenza sul design degli articoli per processi di produzione più stabili, fino a progetti di sviluppo a lungo termine di nuovi prodotti o assemblaggi.

Utilizzando la vasta rete di contatti e collaborando attivamente con aziende leader del settore, e monitorando attentamente i progressi tecnologici, GLAROFORM partecipa attivamente allo sviluppo della tecnologia di stampaggio ad iniezione, rispondendo alle esigenze attuali del mercato. Un esempio recente è l’introduzione sul mercato di stampi ad alte prestazioni (tecnologia ICM) in occasione di K-Messe 2019. In relazione alla discussione sulla corretta applicazione della plastica, l’ICM ha il potenziale di rappresentare una soluzione reale e sostenibile per ridurre il consumo di plastica. Il procedimento si distingue principalmente per il ridotto consumo di materiali ed energia, offrendo molti altri vantaggi economici all’industria. GLAROFORM mira a consolidarsi negli anni a venire come specialista in una nicchia ancora poco esplorata della tecnologia ICM.

Fondata nel 1986, questa azienda familiare di proprietà privata sviluppa e produce tutti gli stampi in Svizzera. La strategia di crescita solida e di qualità ha portato a strutture in grado di servire il mercato con la tecnologia più avanzata e aggiornata. Il personale combina esperienza pluriennale con dinamismo orientato al futuro. La struttura produttiva è tra le più moderne e curate del settore. Oggi, GLAROFORM gode della fiducia di aziende rinomate nei settori alimentare, medicale e agricolo. Dal 2015, è listata come fornitore globale di un importante gruppo di brand.

Beck Automation AG

Beck Automation AG di Oberengstringen (Svizzera) è tra i principali fornitori mondiali di soluzioni di automazione per etichette IML (In-Mould Labelling) nel settore dello stampaggio ad iniezione. Come trendsetter, pioniere e “Hidden Champion”, Beck Automation si concentra sulla decorazione e l’etichettatura di coperchi, bicchieri, ciotole e secchi per vari settori, tra cui alimentare e non alimentare.

Orientata alle esigenze di clienti esigenti, sviluppa sistemi robotici IML affidabili ed economici, utilizzati in tutto il mondo. La focalizzazione sull’applicazione IML garantisce agli utenti il massimo livello tecnologico in termini di qualità, economicità, efficacia e durata.

Il livello di progettazione del processo e la qualità delle etichette sono determinanti per la sicurezza del processo, la riproducibilità, la qualità dei pezzi e la redditività. Un sistema di automazione di alta qualità, che convince per disponibilità, sicurezza del processo, stabilità e durata, è fondamentale per il ritorno sull’investimento (ROI) e il livello di valore aggiunto.

La costruzione e la gestione di rapporti a lungo termine con i partner di mercato, attraverso una politica aziendale orientata al futuro e prevedibile, guidano le azioni della seconda e terza generazione familiare. Questa strategia garantisce posti di lavoro a personale motivato ed esperto. La conservazione delle strutture tradizionali, un network consolidato di partner e un’anticipazione delle modifiche costituiscono, nell’interesse di partner, clienti e dipendenti, la base per uno sviluppo continuo e un’ispirazione costante dell’azienda.

Fondata nel 1934, Beck Automation ha celebrato nel 2014 il suo 80° anniversario. Oltre 700 impianti di riferimento sottolineano l’importanza globale dell’azienda. Nel 2017, è stata fondata a Braga/Portogallo la società Robobeck, che sotto la guida svizzera installa esclusivamente il nuovo impianto IML BASIC standardizzato.

Dal quartier generale svizzero di Oberengstringen, vicino a Zurigo, vengono consegnate circa 50 linee di sistema all’anno. Nel 2018, l’azienda ha raggiunto un fatturato di 16 milioni di CHF con 60 dipendenti.

bfa solutions ltd

bfa solutions ltd di Fällanden (Svizzera) è un fornitore affidabile e consolidato di soluzioni di automazione e di MES nel settore dello stampaggio e dell’assemblaggio. Fondata nel 1981, ha sviluppato una vasta esperienza e competenza nel campo dell’automazione industriale e del MES (Manufacturing Execution System, sistema di gestione della produzione).

I clienti beneficiano di un know-how pratico e consolidato. Le aree di competenza spaziano dalla gestione dei progetti, analisi e progettazione, fino alla manutenzione e alla cura dei sistemi. Temi come Smart Factory, IoT o digitalizzazione sono da sempre tra le competenze principali di bfa solutions ltd.

Grazie a affidabilità, qualità e senso di responsabilità, le aree di automazione classica e sviluppo software sono strettamente collegate e possono essere realizzate soluzioni integrate.

Con competenze approfondite nel campo dell’ingegneria dell’automazione, bfa parla la stessa lingua dei costruttori di impianti e si differenzia dai tradizionali fornitori MES. Come partner esperto, accompagna i clienti verso macchine più intelligenti, efficienti e quindi più future-proof. La programmazione personalizzata di controllori logici programmabili (PLC) di diversi produttori fa parte del portafoglio, così come la manutenzione e la cura di controllori esistenti.

Il team MES competente di bfa implementa soluzioni in tutti i settori dell’automazione e della digitalizzazione. Per una realizzazione di successo, si utilizza il proprio sistema MES modulare e scalabile PiSolutions, che supporta non solo il collegamento alle macchine di stampaggio ad iniezione, ma anche a impianti di assemblaggio, sistemi di assicurazione qualità, sistemi di gestione del ciclo di vita, ERP e altri sistemi. In questo modo, non solo il processo di stampaggio ad iniezione viene rappresentato, ma l’intera catena di processo. Così, il prodotto del cliente viene messo al centro.

bfa solutions ltd accompagna e supporta i propri clienti da oltre 38 anni. Saremo lieti di accompagnarvi nel vostro percorso verso l’Industria 4.0 e il futuro digitale.

3. La Tecnologia: Metodi Moderni

Injection Compression Moulding (ICM)

Il metodo di stampaggio a compressione ad iniezione (ICM) combina lo stampaggio ad iniezione e la deformazione. In concreto, significa un processo di iniezione dinamico in uno stampo non completamente chiuso, a differenza del tradizionale stampaggio ad iniezione. Di conseguenza, la forza di chiusura viene utilizzata successivamente per distribuire il materiale iniettato in tutto il volume dello stampo. La figura seguente illustra il principio dell’ICM.

Oggi, l’ICM è particolarmente diffusa nella produzione di parti tecniche come DVD o lenti. In questo contesto, il metodo offre vantaggi imprescindibili in termini di tolleranze dimensionali e riproduzione di strutture superficiali. Tuttavia, nel settore dello sviluppo, il mercato per le linee di stampaggio a iniezione di imballaggi a pareti sottili è ancora in fase di crescita. Sia i fornitori che gli utilizzatori stanno emergendo come pionieri, affrontando le sfide di questa tecnologia e creando vantaggi ecologici ed economici per l’ambiente, la società e se stessi. Di seguito, un riepilogo dei principali vantaggi dell’iniezione a compressione per imballaggi a pareti sottili:

- Risparmio di materiale fino al 25%
Comportamento di riempimento migliorato grazie a un rapporto elevato tra lunghezza del flusso e spessore delle pareti, consentendo riduzioni significative dello spessore delle pareti.
- Maggiori possibilità con materiali grezzi
Attraverso il processo di deformazione, possono essere lavorati, ad esempio, polimeri che, a causa della loro bassa fluidità di fusione ("resistenza"), sono inadatti per lo stampaggio a iniezione di pareti sottili.
- Aumento della produzione fino al 5%
Grazie allo spessore ridotto delle pareti, si riducono i tempi di raffreddamento e, di conseguenza, anche i cicli di produzione.
- Minore richiesta di forza di chiusura fino al 40%
L’uso della forza di chiusura per la distribuzione del materiale permette di ridurre significativamente la pressione di iniezione, con un conseguente minore fabbisogno di forza di chiusura, che funge da contro-forza alla pressione di iniezione.
- Risparmio energetico fino al 20%
Riducendo la forza di chiusura e la pressione di iniezione.
- Minore manutenzione
La riduzione delle forze applicate diminuisce lo stress sulla macchina, portando a una minore esigenza di manutenzione.
- Riduzione dell’area di produzione fino al 15%
Poiché si possono utilizzare macchine di iniezione più piccole con forza di chiusura inferiore, si ottiene un risparmio di spazio di produzione.

Etichettatura in Stampo (IML)

Poiché il processo IML è altamente dinamico, la sua efficienza dipende dal livello di tutte le componenti dell’impianto.

Inizialmente, le etichette vengono aspirate dal magazine. Successivamente, vengono posizionate sui nuclei e mantenute tramite vuoto. Per la consegna delle etichette, i nuclei del sistema di automazione si spostano nelle cavità. In questa fase, le etichette vengono soffiato via dal vuoto, caricate elettrostaticamente e quindi fissate e mantenute nella cavità “vicino al contorno”.

Il livello di progettazione del processo e la qualità delle etichette sono determinanti per la sicurezza del processo, la riproducibilità, la qualità dei pezzi e la redditività. Un sistema di automazione di alta qualità, che convince per disponibilità, sicurezza del processo, stabilità e durata, è fondamentale per il ritorno sull’investimento (ROI) e il livello di valore aggiunto.

Watermark Digitali

Il progetto innovativo HolyGrail, guidato da Procter & Gamble e supportato dalla Ellen MacArthur Foundation, si è concluso ufficialmente il 23 maggio. Prima di ciò, sono stati tre anni di innovazione nel miglioramento del riciclo post-consumo, utilizzando tracciatori chimici e watermark digitali, con l’obiettivo di avvicinarsi a un’economia circolare.

Questi watermark digitali aprono nuove possibilità, attualmente non realizzabili con le tecnologie di smistamento esistenti, tra cui:

- Differenziazione tra imballaggi alimentari e non alimentari
- Identificazione corretta di bottiglie con etichettatura a pieno involucro
- Imballaggi ODR (opachi e difficili da riciclare, inclusi imballaggi neri)
- Identificazione univoca di imballaggi flessibili monostrato e multistrato
- Identificazione corretta di materiali di imballaggio rigidi multistrato (termoretraibili, bottiglie, ecc.)
- Introduzione sicura di nuovi materiali che non ostacolano i flussi di riciclo esistenti e corretta identificazione di imballaggi riciclabili rispetto a quelli compostabili
- Possibilità di ciclo di riciclo chiuso.

Nel corso del progetto, sono stati fatti progressi significativi nella tecnologia dei watermark digitali, con “codici invisibili” integrati sia nei materiali di stampa (etichette, sleeve, etichette in-mould), sia direttamente in uno stampo (bottiglie in PET, bottiglie in HDPE, vassoi termoretraibili, casse iniezionate, ecc.).

In questo modo, l’imballaggio diventa intelligente, una caratteristica che può essere utilizzata in tutta la catena del valore: controllo qualità e gestione magazzino presso i riciclatori; controlli antifrode nei negozi, verifiche rapide presso i rivenditori (2D barcodes e QR codes diventano superflui), coinvolgimento dei consumatori e, infine, per chiudere il ciclo, miglioramento della separazione e del recupero.

L’aspetto del coinvolgimento dei consumatori è particolarmente interessante, poiché i codici invisibili possono essere facilmente letti dagli smartphone, offrendo nuove funzionalità – trasparenza degli ingredienti, coupon/premi fedeltà, informazioni sull’uso del prodotto/dosaggio e come smaltire l’imballaggio a fine vita – tutto con un clic. In un prossimo passo, la linea di test esistente dovrà essere sviluppata in una linea (semi)industriale, prima che la tecnologia possa essere implementata su scala più ampia.

In sintesi, HolyGrail ha dimostrato che la tecnologia dei watermark digitali può rivoluzionare l’approccio del settore alla separazione, aumentando l’efficienza e migliorando la qualità e la quantità di materiale riciclato.