Canali caldi a misura di bioplastiche

Stampo famiglia a otturazione, con 16 impronte, per la produzione di un kit forchetta e coltello

Sette milioni e mezzo di fatturato, circa 30 dipendenti e tecnologie in evoluzione al passo con la green economy. È l’attuale volto della vicentina Fabbrica Pinze Schio, che è riuscita a salvaguardare una tradizione ultracentenaria attraverso l’evoluzione di un prodotto maturo, come le mollette fermabiancheria e le stoviglie usa e getta. Il percorso nella sostenibilità parte nel 2000 sperimentando le plastiche riciclate da post consumo, per arrivare nel 2005 alla nascita di Ecozema, marchio che comprende prodotti per catering monouso biodegradabili e compostabili realizzati con biopolimeri o fibre vegetali. Il successo arriva più tardi, nel 2012, quando il nome dell’azienda riecheggia nella stampa internazionale per aver fornito alle Olimpiadi di Londra 17 milioni di posate compostabili in Mater-bi, le prime al mondo a ottenere la certificazione OK Compost. Da allora, il prodotto è diventato il core business dell’impresa, che negli anni è stata protagonista di una crescita importante per soddisfare un mercato in continua accelerazione. Nasce da qui la decisione del 2019, nel pieno boom della domanda, di investire il 20% del fatturato per potenziare ulteriormente lo stabilimento.

Tre nuovi stampi

Nel corso di quest’anno sono così entrati nel reparto di stampaggio di Ecozema una linea automatizzata per la produzione di un kit coltello e forchetta, confezionato e completo di tovagliolo, dotata di uno stampo famiglia a otturazione, con 16 impronte, e altri due stampi per posateria singola. Si tratta di uno stampo a otturazione, sempre a 16 cavità, per la sola forchetta e di un altro, a 24 impronte e iniezione laterale, per il cucchiaino da gelato.

L’azienda ha commissionato le attrezzature allo stampista vicentino Uniform, che ha coinvolto nella costruzione il fornitore di canali caldi Ewikon, il quale ha messo a disposizione, fin dalle fasi iniziali del progetto, il centro tecnico di Frankenberg, in Germania. Il laboratorio tedesco è dotato di una grande quantità di stampi di prova, che vengono utilizzati per simulare le condizioni di iniezione e valutare – insieme ai clienti – la migliore configurazione a otturazione. Nel corso dei test preliminari con Ecozema sono state effettuate anche prove per mostrare le potenzialità della tecnologia a iniezione laterale, utilizzando uno stampo che monta questi ugelli, convincendo i tecnici dell’azienda veneta a utilizzarli.

Iniezione laterale diretta

«La soluzione a iniezione laterale diretta HPS III-MH proposta da Ewikon, alternativa alla più tradizionale punta calda, alla fine ci ha convinto» commenta Antonio Munarini, presidente di Ecozema. «Lo stampo è meno ingombrante, opera con un tempo ciclo inferiore e con costi di produzione ridotti, dimostrando così di essere, oltre che tecnicamente valido, anche conveniente dal punto di vista economico».

Segui l’intervento di Antonio Munarini di Ecozema al convegno di Plastix sullo stampaggio di polimeri sostenibili

I sistemi a otturazione montati sugli altri due stampi realizzati adottano ugelli a canale caldo HPS III-NV, con riscaldamento diretto e canale di colata da sei millimetri di diametro. Gli otturatori sono collegati a una piastra sincrona dotata di sensori di posizione e mossa mediante attuatori pneumatici integrati nella piastra di fondo. Per agevolare gli interventi di manutenzione, lo stampo è stato equipaggiato con inserti collocati in corrispondenza del punto di iniezione, resistenti all’usura e facilmente sostituibili. Questi presentano un profilo sagomato e, in caso di usura parziale, possono essere velocemente sostituiti, uno per uno, senza dover intervenire sull’intera matrice.

La linea posate compostabili realizzata con i nuovi stampi Uniform

Lo stampo a 24 cavità, con iniezione laterale diretta, monta invece sei ugelli HPS-III MH in configurazione lineare, disposti in linea sull’asse verticale dello stampo, ognuno dei quali monta due puntali sul lato lungo, creando così due colonne da 12 cavità ciascuna.

Stampo famiglia per kit posate

Il primo pacchetto consegnato a Ecozema, lo stampo famiglia per la produzione simultanea di forchetta e coltello, è anche il più complesso dell’intera commessa. I due articoli, infatti, possiedono geometria e peso molto diversi tra loro. In aggiunta, l’isola di produzione prevede il prelevamento automatico dei pezzi stampati, mediante una mano di presa, e il successivo confezionamento in linea con lo stampaggio. Coltello e forchetta vengono prelevati dal nastro trasportatore, in coppia, mediante un sistema a controllo ottico, per essere deposti su un tovagliolo di carta e, infine, avvolti e sigillati con un film compostabile protettivo. Per ottimizzare il processo, il canale caldo è stato progettato per garantire, allo stesso tempo, massima affidabilità, risparmio di materiale e un riempimento uniforme delle cavità, onde limitare la formazione di scarti, con conseguenti fermi o rallentamenti delle successive fasi del processo.

Nel bilanciare i canali caldi, in funzione della distribuzione di forchette e coltelli nello stampo in linee di otto impronte per articolo, sono state analizzate due diverse soluzioni: un sistema di distribuzione naturalmente bilanciato, con due distinte piastre di attuazione otturatori per compensare le differenze attraverso ritardi di apertura, oppure una distribuzione bilanciata reologicamente, sfruttando i diversi diametri di colata per compensare le differenze di geometria, con una singola piastra di otturazione sincrona. Dopo aver condotto simulazioni e calcoli presso il centro tecnologico di Ewikon, coinvolgendo nel processo anche il fornitore del polimero compostabile (Novamont), si è deciso di adottare la soluzione con bilanciamento reologico, in quanto ritenuta più semplice, compatta e conveniente dal punto di vista della costruzione dello stampo. Scelta confermata dai buoni risultati qualitativi ottenuti durante il collaudo finale.

Particolare dello stampo a 24 impronte e flusso libero, a iniezione laterale, per cucchiaino da gelato

Il secondo stampo a 16 cavità a otturazione, così come quello a 24 impronte con iniezione laterale, sono stati completati subito dopo aver concluso i test sullo stampo famiglia.

Affidabilità e precisione

Tutti gli stampi sono stati progettati e realizzati per assicurare i più elevati livelli di affidabilità e precisione. Ogni piastra di otturazione sincrona è stata dotata di sensori di posizione, che comunicano all’unità di controllo della pressa l’istante preciso in cui procedere con l’iniezione del materiale e fornire un costante monitoraggio dello stato e operatività dei componenti. Il motivo di tanta cura costruttiva non è difficile da comprendere. «Nel nostro settore un processo produttivo completamente automatizzato e non presidiato è fondamentale» spiega Munarini. «Per assicurare gli elevati standard igienici e un’efficienza operativa necessaria a garantire la competitività, l’intervento umano deve essere ridotto al minimo indispensabile» sottolinea. «Abbiamo pertanto deciso di investire in un alto grado di automazione e controllo di processo». Ragione che ha spinto Ecozema a ordinare a Uniform ed Ewikon una soluzione di stampaggio con controllo digitale.

Controllo digitale di stampo e processo

Insieme agli stampi, è stato fornito un pacchetto composto da una centralina di termoregolazione digitale a 24 zone con schermo touch-screen esterno (proControl) abbinata al sistema avanzato di controllo di processo e diagnosi smartControl. L’unità esegue in tempo reale una registrazione dei principali parametri del canale caldo e, grazie a specifici sensori, anche delle temperature delle piastre dello stampo. «È stato un buon investimento» dichiara Riccardo Passuello, Sales Manager presso Uniform. «La trasparenza del processo è cruciale in applicazioni a elevata automazione. Con smartControl abbiamo una costante panoramica delle prestazioni dello stampo e il cliente può reagire a eventuali deviazioni del processo con ampio anticipo, ad esempio con interventi di manutenzione prima che si verifichino inconvenienti o fermi macchina non previsti».

Nonostante le difficoltà dovute all’emergenza sanitaria da Covid-19, stampo famiglia, pressa e automazioni sono stati installati secondo programma presso lo stabilimento di EcoZema: l’isola per lo stampaggio del kit di posate è in produzione ormai da qualche mese e opera in modo continuo. Gli altri due stampi, che saranno montati in alternativa sulla stessa pressa, sono anch’essi stati collaudati, pronti per iniziare a stampare.

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