Tappo, tubo ed etichetta in un solo stampo

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Sembra che il futuro guardi all’ecosostenibilità, al risparmio energetico e alle risorse rinnovabili. E il comparto del packaging sta seguendo la stessa rotta, sia perché la presenza dell’imballaggio è pervasiva e trasversale a tutti i settori economici, sia perché viene percepito in modo consapevole dal consumatore solo quando cessa la sua funzione e si trasforma in rifiuto. Da qui l’attenzione dell’industria delle materie plastiche, che si sta prodigando nello sviluppo di polimeri e di soluzioni tecnologiche per rendere il packaging più leggero, monomateriale e facilmente riciclabile. In questa direzione si sta muovendo anche il costruttore di presse austriaco Engel che ha presentato una tecnologia decisamente innovativa per la produzione, mediante di tubi con chiusura flip top ed etichetta integrata – detti clube – per il confezionamento di prodotti cremosi.

Fino a ieri, infatti, per realizzare un tubo contenitore di creme – cosmetiche, alimentari o di altra natura – erano necessarie diverse attrezzature, perché il processo tradizionale prevede l’assemblaggio di un tubo flessibile estruso e di un tappo stampato a iniezione, seguito da una fase di decorazione finale e da tutte le operazioni legate alla gestione dei singoli componenti del prodotto finito. Oggi, invece, è sufficiente una pressa a iniezione completamente elettrica con due gruppi di iniezione equipaggiata con tavola rotante ad asse verticale, stampo con cubo centrale e stazione IML per realizzare il tubo in un unico processo.
La stessa macchina costituisce anche una valida alternativa allo stampaggio bi-componente di tappi e chiusure tradizionalmente effettuato con i sistemi a tavola rotante e ad alto numero di cavità. Il fatto che i due gruppi di iniezione siano montati sui due piani opposti permette infatti di operare con presse relativamente piccole anche per la realizzazione di chiusure bi-componente fino a 36 o 48 cavità.

La linea di produzione
La configurazione dell’impianto prevede una macchina Engel totalmente elettrica e-motion da 280 tonnellate e piani in esecuzione maggiorata. L’iniettore principale (euromap 740 con vite da 50 mm) è orizzontale e situato dietro il piano portastampo fisso, mentre quello secondario (euromap 440 con vite da 40 mm) è collocato sopra la ginocchiera e raggiunge lo stampo attraverso un canale caldo. Come già accennato, il cuore del sistema è l’e-motion cube, che è costituito da una tavola rotante elettrica a asse verticale che sostiene la parte centrale di uno stampo a due piani (stack-mould). La parte centrale dello stampo ruota di 180° in un tempo inferiore a 1 secondo per lo stampaggio del tubo, ma può eventualmente effettuare anche step intermedi di 90° per la realizzazione di particolari chiusure bi-componente.

La prima fase del processo prevede l’inserimento nella parte centrale dello stampo (costruito dalla svizzera Otto Hofstetter) di un’etichetta mediante un sistema di manipolazione con robot realizzato da Beck Automation, che preleva le etichette e le porta fino alle cavità dello stampo. Segue l’iniezione all’interno dell’etichetta – attraverso l’iniettore primario – di un polipropilene a fluidità molto elevata (MFI circa 160), che permette l’iniezione di un particolare con elevato rapporto lunghezza di flusso/spessore, normalmente realizzato per estrusione. Da non tralasciare anche il vantaggio dell’etichettatura contestuale all’iniezione del pezzo, fase che esclude un secondo passaggio per la decorazione e permette la massima personalizzazione di ogni tubetto. Questo significa una linea più efficiente, minori fermi macchina e di conseguenza riduzione dei costi. Inoltre, fondendosi con il polimero in fase di iniezione, l’etichetta risulta perfettamente aderente al contenitore, senza bolle o grinze e perfettamente inamovibile.
Il sovrastampaggio del tappo avviene invece attraverso l’iniettore secondario dopo la rotazione di 180° della tavola rotante, e il sistema di automazione, durante l’uscita dai piani della pressa, provvede alla chiusura del tappo flip-top e al deposito del tubo su un nastro trasportatore a lato della macchina.

flip_topIl processo è velocissimo – il tempo ciclo è di soli 12,5 secondi – perché alla rapidità delle rotazioni dello stampo si aggiunge la velocità dei movimenti della pressa, che, oltre alla sovrapposizione dei movimenti, raggiunge tempi ciclo a vuoto rapidissimi e velocità di iniezione di 450 mm/s con 2.000 bar di pressione specifica. Il sistema presentato al K 2010 era a 4+4 cavità, ma il costruttore austriaco garantisce le stesse prestazioni e l’utilizzo della stessa macchina anche con uno stampo a 8+8 cavità.

Risparmio di materiale ed energia
Quello dei tubi per packaging cosmetico è un mercato che, oggi, vale la considerevole cifra di 40 miliardi di pezzi l’anno, valore che, secondo le stime, è destinato a crescere ulteriormente. Ma le prospettive sembrano anche più interessanti nel comparto alimentare, dove questo tipo di imballaggio, almeno per il momento, è decisamente poco utilizzato. Prospettive che il tubo realizzato con questa nuova tecnologia potrebbe far crescere, perché, secondo il costruttore di macchine austriaco, la e-motion cube promette un sostanziale risparmio di materie prime – dal momento che può alleggerire il peso del tubo fino al 40% – e di energia, che raggiunge il 50% in virtù del fatto che il processo avviene in un’unica linea e viene effettuato impiegando una macchina elettrica. Questo si traduce nell’assenza di accumulatori e di parti idrauliche e quindi in un consumo energetico minore.
A questo si aggiungono anche i vantaggi logistici legati alla possibilità di operare in uno spazio ridotto rispetto a quello necessario ai diversi impianti richiesti nel processo tradizionale, e di eliminare i tempi morti dovuti alla preparazione delle diverse attrezzature e allo stoccaggio dei diversi componenti. Last but not least l’aspetto economico: infatti, l’investimento previsto per una linea di 40 milioni di pezzi l’anno risulta inferiore a un impianto tradizionale e, fattore ancora più importante, il fatto di realizzare il tubo in un unico processo permette di ridurre in modo netto il costo del pezzo finito e di essere più competitivi nel proprio mercato.

Scheda del processo
Obiettivo: stampaggio e decorazione di un tubo per il confezionamento di prodotti cremosi dotato di tappo flip top
Pressa: all-electric serie e-motion 740H/440M/280 T WP cube di Engel (Austria)
Forza di chiusura: 280 tonnellate
Unità di iniezione: due, una con vite diametro 50 l’altra con vite diametro 40
Velocità di iniezione: fino a 450 mm/s
Tempo di ciclo: 12,5 secondi
Stampo: a 4+4 (portabile a 8+8) impronte di Otto Hofstetter (Svizzera)
Materiale: due diversi gradi di PP di Borealis per tappo e tubo
Automazione: etichettatura IML e convogliamento pezzo finito su nastro trasportatore con robot Beck Automation (Svizzera)

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