Industrial processes


    Main industrial processes including production, material conversion, and packaging of goods. 

    Observing these processes enables an understanding of how production technologies, industrial constraints, and scalability requirements influence design configurations and the performance of packaging systems. 

    Analysed in relation to materials, morphologies, and models of innovation, industrial processes help outline the technical and production framework within which contemporary packaging solutions are developed.

    Die-cutting
    Die-cutting is a mechanical converting process where a die (a hardened steel tool or mold) is pressed into packaging material to shear or cut it into a specific shape.

    Depending on production requirements, different die-cutting technologies can be used, ranging from flatbed and rotary die-cutting, suited respectively to thicker materials/short runs and high-speed continuous production, to laser and digital die-cutting, which offer greater precision and flexibility, particularly for complex patterns, short runs or prototyping.
    In packaging, die-cutting is widely used not only to cut folding cartons, corrugated boxes, labels and inserts to shape, but also to create functional features such as transparent windows, perforations and score lines that facilitate opening, folding or tearing.
    The choice of die-cutting method and tooling therefore directly affects production speed, cutting precision and the range of achievable shapes and finishing details.
    Fustellatura
    Processo meccanico di taglio di fogli di carta, cartone o plastica mediante lama sagomata (fustella) per ottenere forme predefinite.

    A seconda delle esigenze produttive, è possibile utilizzare diverse tecnologie di fustellatura, che spaziano dalla fustellatura piana (flatbed) e rotativa, adatte rispettivamente a materiali più spessi/piccole tirature e a produzioni continue ad alta velocità, fino alla fustellatura laser e digitale, che offrono maggiore precisione e flessibilità, particolarmente indicate per pattern complessi, piccole tirature o prototipazione.
    Nel packaging, la fustellatura è ampiamente utilizzata non solo per tagliare a forma astucci, scatole in cartone ondulato, etichette e inserti, ma anche per realizzare elementi funzionali come finestre trasparenti, perforazioni e linee di cordonatura che facilitano l'apertura, la piegatura o lo strappo.
    La scelta del metodo di fustellatura e degli utensili influisce quindi direttamente sulla velocità di produzione, sulla precisione di taglio e sulla gamma di forme e dettagli di finitura ottenibili.
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    Fiber Dry Forming
    Dry forming is a fiber-based packaging technology that combines airlaid cellulose fibers with 3D thermoforming to create rigid, renewable packaging without the use of water or traditional wet pulp methods.

    The process begins by separating cellulose fibers from the raw material and distributing them, through a dedicated air system, into an airlaid forming station, where they are evenly deposited and interlocked into discrete pads (or, in some process variants, a continuous web) of consistent grammage.
    The formed fiber structure is then transferred to a 3D pressing stage, where heat and pressure are applied to bind the fibers together and shape them into the final packaging geometry, again without the addition of process water.
    Depending on product requirements, finishing operations such as trimming, cutting or surface treatment may follow, and chemical additives can be incorporated to enhance properties such as water or oil resistance and mechanical strength.
    Formatura a secco di fibre di cellulosa
    La formatura a secco è una tecnologia di confezionamento che combina fibre di cellulosa airlaid con la termoformatura 3D per creare imballaggi rigidi e rinnovabili senza l’uso di acqua o dei tradizionali metodi a umido con pasta di cellulosa.

    Il processo inizia con la separazione delle fibre di cellulosa dalla materia prima, che vengono poi trasportate, tramite un sistema ad aria dedicato, verso una stazione di formatura airlaid, dove vengono distribuite in modo uniforme e intrecciate a formare pad discreti (o, in alcune varianti di processo, un velo continuo) con grammatura costante.
    La struttura fibrosa così formata viene quindi trasferita a una fase di pressatura 3D, dove calore e pressione vengono applicati per legare le fibre tra loro e conferire loro la geometria finale dell'imballaggio, anche in questo caso senza l'aggiunta di acqua di processo.
    A seconda dei requisiti del prodotto, possono seguire operazioni di finitura come tranciatura, taglio o trattamenti superficiali, ed è possibile incorporare additivi chimici per migliorare proprietà quali la resistenza all'acqua o ai grassi e la resistenza meccanica.
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    Pulp injection moulding
    Pulp injection is a method where the raw material is injected and filled into a sealed mold for shaping.
    The raw material for injection molding consists of pulp and starch dissolved in water, mixed thoroughly to create a paste-like substance, and then prepared in the form of small, rice-grain-sized pellets. These prepared pellets are heated within the injection nozzle, transforming them into a viscous molten state.
    This molten material is then injected and filled into the mold, and further heating is applied to evaporate the moisture content within the material.

    Unlike conventional plastic injection molding, the process typically requires the mould to be periodically and slightly opened during the cycle, allowing steam to escape and the residual moisture in the material to evaporate before the part is fully consolidated.
    Because the process follows the same principles as plastic injection molding, it enables the production of intricate geometries, thin walls, undercuts and features such as ribs, bosses and flanges that are difficult to achieve with conventional moulded pulp or paper-forming methods.
    After moulding and drying, the finished part is typically trimmed to remove excess material and burrs.
    Stampaggio a iniezione di pasta di cellulosa
    L’iniezione di pasta di cellulosa è un metodo in cui la materia prima viene iniettata e riempita in uno stampo sigillato per essere modellata. La materia prima per lo stampaggio a iniezione è costituita da pasta di cellulosa e amido disciolti in acqua, mescolati accuratamente fino a ottenere una sostanza pastosa e poi preparati sotto forma di piccoli granuli delle dimensioni di un chicco di riso. Questi granuli vengono riscaldati all’interno dell’ugello di iniezione, trasformandosi in uno stato fuso e viscoso. Questo materiale fuso viene quindi iniettato a riempire lo stampo, e viene applicato un ulteriore riscaldamento per far evaporare l’umidità contenuta nel materiale. 

    A differenza dello stampaggio a iniezione di materie plastiche convenzionale, il processo richiede che lo stampo venga aperto leggermente e periodicamente durante il ciclo, consentendo al vapore di fuoriuscire e all'umidità residua nel materiale di evaporare prima che il pezzo si consolidi completamente. Poiché il processo segue gli stessi principi dello stampaggio a iniezione di materie plastiche, consente di realizzare geometrie complesse, pareti sottili, sottosquadri ed elementi come nervature, rilievi e flange, difficili da ottenere con i tradizionali metodi di formatura della pasta di cellulosa o della carta. Dopo lo stampaggio e l'essiccazione, il pezzo finito viene generalmente rifilato per rimuovere il materiale in eccesso e le bave.
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    Spiral winding
    In spiral-wound process, the body plies are brought in at an angle to the mandrel and spirally wound in staggered overlapping layers to form the body tube. 
    Either wet adhesives or heat-seal systems can be used to join the body plies.

    Because each ply is fed at an angle rather than at right angles to the mandrel axis, the resulting seam runs helically along the tube rather than straight, and successive layers overlap and stagger relative to one another, distributing joints around the circumference and along the tube's length. As the mandrel rotates continuously, the plies are drawn forward and wound onto it in an uninterrupted helix, allowing the tube to be cut to any required length after forming, unlike convolute winding, where tube length is constrained by the width of the pre-cut sheets.
    This continuous feeding method makes spiral winding particularly suited to high-speed production of long tubes and cores, with the number of plies, paper grade, winding angle and adhesive type adjustable to achieve the required strength, rigidity and surface finish.
    Avvolgimento a spirale
    L’avvolgimento a spirale è un ptocesso per la formazione di tubi in cui le strisce che compongono gli stratri vengono avvolte attorno a un mandrino con un angolo predefinito sovrapponendosi l’una all’altra.
    Per la giunzione possono essere usati o adesivi base acqua o adesivi hot melt.

    Poiché ciascuno strato viene alimentato con un'angolazionediversa da 90° rispetto all'asse del mandrino, la cucitura risultante si sviluppa elicoidalmente lungo il tubo anziché in modo rettilineo, e gli strati successivi si sovrappongono e si sfalsano tra loro, distribuendo le giunzioni lungo la circonferenza e la lunghezza del tubo. Poiché il mandrino ruota in modo continuo, gli strati vengono trainati in avanti e avvolti su di esso formando un'elica ininterrotta, consentendo di tagliare il tubo alla lunghezza desiderata dopo la formatura, a differenza dell'avvolgimento convoluto, in cui la lunghezza del tubo è vincolata dalla larghezza dei fogli pretagliati.
    Questo metodo di alimentazione continua rende l'avvolgimento a spirale particolarmente adatto alla produzione ad alta velocità di tubi e anime di grande lunghezza, con numero di strati, tipo di carta, angolo di avvolgimento e tipologia di adesivo regolabili per ottenere la resistenza, la rigidità e la finitura superficiale richieste.
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