Post on 11-Feb-2017
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José L. Giráldez
Independent Thinker
EL PROCESO DE DISEÑO
DE ENVASES EN PETUn paso después de otro…
Proceso de diseño de envases en PET
1. Diseño del producto
2. Propiedades del producto
3. Primer Diseño en CAD
4. Diseño de Producción
5. Verificación del 3D mediante el FEM
6. Selección del tipo de molde
7. Test de laboratorio
Proceso de diseño de envases en PET
PROCESO DE DISEÑO DEL PRODUCTO
- Ciclo de vida del producto (Product life cycle)
¿Va a ser un producto Premium con una larga vida?
¿Va a ser un producto estacional de corta vida?
¿Hablamos de un envase retornable?
- Competencia
¿Vamos a copiar lo que ya existe?
¿Vamos a modificar lo existente?
¿Vamos a diseñar algo nuevo?
- Producto a envasar + características
Gaseoso/sin gas
Temperatura de envasado
Agua, cerveza, refresco, zumo, té, leche, …
- Sector al que va destinado
- Proceso de llenado
Aséptico
En caliente
¿La botella va a ser presurizada?
¿Se va a inyectar NO2 sobre el contenido para eliminar el O2 del cuello?
¿El contenido produce espuma en el proceso de llenado?
¿Qué sistema vamos a utilizar para evitar la espuma? (long tube or spreader)
Proceso de diseño de envases en PET
- Transporte interno
¿Qué método se va a utilizar? (air conveyor/conveyor belt)
¿Qué tipo de cinta transportadora?
¿Cuál es el material de la superficie?
¿Cuál es su velocidad?
- Preforma
¿Se trata de una preforma existente o nueva?
¿La podemos fabricar o hay que comprarla?
- Cantidad
De botellas que hay que llenar (o litros a embotellar)
Optimización llenadora
Volumen de la botella (¿botella única o familia?)
Mercado de destino (nacional/Internacional)
- Forma de la base
¿Petaloide? (principalmente para carbónicas / CSDs)
¿Para agua mineral? (producto no gaseoso)
¿Tipo champagne? (Base gruesa y resistente)
¿Para productos calientes? (resistente al vacío que se crea al enfriarse el)
¿Necesita posicionarse? (LUGS)
…
Proceso de diseño de envases en PET
- Boca/cuello/tapa (diámetro interior/exterior/altura)
PCO (para CSDs / Tapón de Plástico / 1,5 turns)
Cuello de Agua mineral
Cuello ancho
- Tipo de decoración de la botella (etiqueta, sleeve, BOPP, serigafía, …)))
- Embalaje
- Procedimiento de aprobaciones/comunicación
- Time Frame
Proceso de diseño de envases en PET
PROPIEDADES DEL PRODUCTO
- Carga vertical
Al poner el tapón
Al poner el INBORE
Al almacenar (ojo al LAYER BASE)
Al transportar (ojo al LAYER BASE)
¿Actualmente envasa en VIDRIO?
- Presión Interior
¿Carbonatada?
¿Cuánto CO2 se disuelve?
Temperatura y humedad de llenado (¿Necesidad paneles de refuerzo?)
Proceso de diseño de envases en PET
- Estabilidad al manipular
¿Qué grip require? (subjetivo)
- Resistencia al colapso
Ojo a la exposición a soluciones ALCALINAS en:
el proceso de lavado en botellas retornables
la grasa utilizada en las cintas transportadoras
Ojo al diseño de la base
Ojo al diseño de preforma
Ojo a los parámetros del soplado
- Barrera
¿Ciclo de vida del producto?
¿Proteger de pérdida de CO2?
¿Proteger de entrada de O2?
¿Proteger del vapor de agua?
¿Multiple layers?
¿Protección UV?
¿Preforma tintada?
El problema es mayor en botellas pequeñas (mayor ratio superficie/volumen)
Proceso de diseño de envases en PET
- Vertedor (inbore)
Tipo
Velocidad de vertido
Dimensiones
¿Irrellenable?
- Forma (profile)
- Gramaje/resistencia/estabilidad
- Anilla ¿? (transporte interno)
- Alto/Ancho
- Capacidad
- Material
Proceso de diseño de envases en PET
PRIMER DISEÑO EN CAD
- ¿Existe ya un diseño? ¿Hay que empezar desde cero?
¿”Reverse Engineering” procedure? (3D laser scan. De botella a plano))
¿Creación desde el principio?
- Creación desde CERO
Diseño 2D
Diseño 3D CAD (¿Class A surfaces?) Permite brillos/refracciones
FEM (Finite Element Method) Simula comportamiento mecánico
Digital Mock-up
Proceso de diseño de envases en PET
DISEÑO DE PRODUCCION
- ¿Existe ya un diseño de PREFORMA? ¿Hay que empezar desde cero?
¿”Reverse Engineering” procedure? (3D laser scan)
- Necesitamos información sobre dimensiones y boca:
Altura
Diámetro
Capacidad
Peso deseado
Zona HOMBROS =>+20% material que en zona LABEL
Zona BASE =>+50% material que en zona HOMBROS
- Variables restrictivas para el diseño de la botella
Transporte interno (¿requiere anilla?)
Tipo de llenado (forma de los hombros y transición cuello-hombros)
Cinta transportadora (comportamiento contacto bottle-to-bottle)
Velocidad cinta transportadora (Geometría y estabilidad de la botella)
Nivel de llenado (la geometría debe permitir el acanzarlo: zero space ¿?)
Zona de etiquetado (grosor de paredes + superficies sin relieve)
Proceso de diseño de envases en PET
VERIFICACION DEL 3D MEDIANTE EL FEM (FINE ELEMENT METHOD)
- Máxima capacidad (identifica los eslabones de rotura)
- Efecto de las ranuras o salientes en la superficie de la botella
- Comportamiento de las diferentes geometrías en zona de hombros
- Comportamiento del envase frente a condiciones de presión (productos calientes)
- Comportamiento del envase frente a variaciones en la temperatura
- La validez del espesor de las paredes de la preforma
- Simulación del ciclo de vida en punto de venta de la botella
- Ojo: 2-3 días (FEM) vs. 4 semanas (Producto REAL)
- Lo que el FEM NO PUEDE HACER
Predecir la distribución EXACTA del grosor de las paredes basado en:
La información sobre la preforma
La información sobre la geometría de la botella
La información sobre las condiciones de temperatura
El ajuste óptimo de los paneles de calentamiento en el molde de soplado
Proceso de diseño de envases en PET
SELECCIÓN DEL TIPO DE MOLDE
- Depende de:
Maquinaria a utilizar
Tipo de proceso (caliente, aséptico, …¿?)
Tamaño de botella
Frecuencia de cambio de moldes en máquina…
- Moldes:
Aluminio
Shell
Cuerpo entero
Cavidades pequeñas
Acero
Hot-FIll
Proceso de diseño de envases en PET
TEST DE LABORTORIO EN LAS BOTELLAS DE MUESTRA
- Verificación de:
Dimensiones
Capacidad
Carga Vertical
Presión interior
Resistencia a la rotura (soluciones alcalinas)
Comportamiento durante el llenado
Cristalinidad (resistencia a la temperatura)
Test de caída libre
Test de barrera
Contra el ingreso de O2
Contra la pérdida de CO2
Distribución del peso por segmentos
Puedo ayudarle?
José-Luis GiráldezIndependent Thinker
jl.giraldez@gualaclosures.es
+34 609 20 23 12 (Mobile)
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