Innovazione dal tubetto: come una PMI ottimizza i propri processi produttivi
Un progetto di innovazione sostenuto da Innosuisse rende la produzione di tubetti laminati presso Hoffmann Neopac più stabile, efficiente e sostenibile. Con l’introduzione della nuova tecnologia su tutte le linee di produzione, l’azienda intravede un notevole potenziale di risparmio in termini di consumo di materiali ed emissioni di CO₂.
Cosa hanno in comune il dentifricio, la pomata per le ferite e la crema per la pelle? Spesso vengono confezionati in tubetti, tra cui quelli laminati a più strati, i cosiddetti tubetti «polyfoil». Questi tubetti sono prodotti dalla PMI svizzera Hoffmann Neopac AG di Oberdiessbach. Il laminato è costituito da diversi strati di materiale che proteggono il contenuto, ad esempio, dalla luce, dall’aria e dall’umidità.
La sfida: su un unico impianto vengono lavorati diversi tipi di tubetti con materiali diversi, il che allunga i tempi di regolazione e aumenta i costi dei materiali. Per questo motivo, con il sostegno di Innosuisse, la PMI ha sviluppato una tecnologia volta a rendere questo processo di produzione dei tubetti laminati più stabile, efficiente e sostenibile.
A tutta velocità grazie alla competenza nella ricerca
In collaborazione con l’Istituto di automazione della FHNW, l’azienda ha sviluppato una tecnologia per l’impostazione e la regolazione automatizzate della produzione di tubi laminati. «L’idea e il contatto con la FHNW c’erano già. Grazie a Innosuisse abbiamo avuto la certezza di poter avviare direttamente il progetto», spiega Mario Schüpbach, responsabile dello sviluppo dei processi presso Hoffmann Neopac.
Il finanziamento ha accelerato l’avvio del progetto e ridotto il rischio finanziario. Questa certezza nella pianificazione è importante per le PMI: devono infatti impiegare personale e risorse finanziarie per i progetti di innovazione prima ancora di sapere se una nuova tecnologia funzioni effettivamente e sia economicamente sostenibile.
Dal tubetto di colore alla confezione high-tech
Hoffmann Neopac è un'azienda innovativa e leader nel settore della produzione di materiali da imballaggio. Tuttavia, il tubetto è stato inventato da qualcun altro: il pittore John Rand, infastidito dal fatto che i suoi colori si seccassero, sviluppò un tubetto comprimibile in piombo e lo fece brevettare negli Stati Uniti nel 1841.
Oggi i tubetti vengono prodotti in grandi quantità. Nel caso dei tubetti Polyfoil, un laminato multistrato viene modellato in un corpo tubolare rotondo e saldato longitudinalmente. Successivamente, il corpo tubolare continuo viene tagliato alla lunghezza desiderata. Insieme alla testina e al tappo, si ottiene così il tubetto vuoto. Hoffmann Neopac non riempie direttamente i tubetti: il prodotto viene versato in un secondo momento attraverso l’estremità ancora aperta del tubetto, che viene poi sigillata.
La fase cruciale: il laminato sotto tensione
Ma in cosa consiste l’innovazione di questa nuova tecnologia? Come è stato possibile risparmiare così tanto materiale e CO₂ in un processo così complesso? Al centro di tutto c’è una fase di lavorazione particolarmente impegnativa: il momento in cui il laminato viene srotolato da un rullo, fatto passare attraverso numerosi rulli, modellato in un tubo circolare continuo e saldato longitudinalmente. In questa fase è fondamentale che il laminato, prima della saldatura, scorra attraverso la macchina con una tensione e una velocità il più possibile costanti.
«Da noi gli scarti si verificano principalmente durante la messa a punto, quando l’operatore regola la macchina», spiega il responsabile del progetto Basil Ruch. Poiché la stessa macchina lavora laminati diversi, deve essere regolata ex novo ad ogni cambio di configurazione, ovvero ad ogni cambio di materiale. I corpi dei tubi prodotti fino alla regolazione corretta non sono utilizzabili, ma costituiscono scarti. La nuova tecnologia mira ad automatizzare questo processo. «L’operatore inserisce il laminato, preme il pulsante di avvio e lascia che la macchina funzioni in modo completamente automatico. Ciò riduce il tempo di messa a punto e consumiamo molto meno laminato», spiega Basil Ruch.
Il modello calcola, il sistema di regolazione reagisce
Alla base di questa tecnologia c’è un modello di simulazione fisica dettagliato, che riproduce il comportamento dinamico dei rotoli e delle sezioni di laminato interposte. Ciò consente di calcolare le impostazioni appropriate della macchina già prima dell’inizio della produzione.
Durante la produzione vengono utilizzati algoritmi di autoapprendimento e un sistema di controllo predittivo basato su modelli. In questo modo il sistema è in grado di reagire costantemente alle variazioni. Durante lo srotolamento, ad esempio, il rotolo di laminato diventa sempre più piccolo e leggero, modificando così il comportamento della macchina. Il sistema di controllo adatta le impostazioni in tempo reale e mantiene la tensione e la velocità del laminato il più costanti possibile.
Grande potenziale di innovazione già nella fase di prova
Il progetto innovativo dimostra come sia possibile coniugare l’esperienza pratica di un’azienda industriale con le competenze di ricerca di un istituto universitario di scienze applicate. Secondo quanto riferito da Hoffmann Neopac, nella fase di sperimentazione è stato possibile ridurre gli scarti del tre per cento e dimezzare i tempi di cambio formato. Con l’introduzione su tutte le linee di produzione, l’azienda prevede notevoli risparmi sui materiali e una forte riduzione delle emissioni di CO₂.
Attualmente la tecnologia è ancora in fase di sperimentazione. «Se le esperienze raccolte finora saranno confermate, implementeremo la tecnologia su tutte le linee di produzione», afferma Mario Schüpbach. In questo modo, il progetto innovativo di successo potrebbe diventare una soluzione per l’intera produzione di tubetti di Hoffmann Neopac.
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Sull’azienda
Il Gruppo Neopac è un’azienda a conduzione privata con sede in Svizzera. È specializzata nello sviluppo e nella produzione di tubetti Polyfoil®, laminati e in plastica. Con quattro siti produttivi in Europa, Nord America e Asia, l’azienda rifornisce in tutto il mondo produttori dei settori farmaceutico, cosmetico e dei beni di consumo. Con una capacità produttiva annua di 1,3 miliardi di tubetti, il Gruppo Neopac è sinonimo di innovazione, qualità e sostenibilità. Ciò comprende l’utilizzo di energie rinnovabili e lo sviluppo di soluzioni di imballaggio riciclabili.
Il progetto in breve: