Processi industriali


    Principali processi industriali, dalla produzione alla trasformazione dei materiali fino al confezionamento dei beni. 

    L’osservazione dei processi consente di comprendere come tecnologie produttive, vincoli industriali e requisiti di scalabilità influenzino le configurazioni progettuali e le prestazioni dei sistemi di imballaggio. 

    Analizzati in relazione a materiali, morfologie e modelli di innovazione, i processi industriali contribuiscono a delineare il quadro tecnico e produttivo entro cui si sviluppano le soluzioni di packaging contemporanee.

    Annealing
    Glass annealing is a controlled, slow cooling process in a special oven (annealing lehr) to relieve internal stresses in hot-formed glass, preventing spontaneous cracking or shattering by allowing the outer and inner layers to cool uniformly from their working temperature down to room temperature, ensuring strength and stability. This involves holding the glass at a specific temperature (annealing point) where atoms can move, then gradually cooling it below the strain point where they lock into place, resulting in durable, stress-free glass.

    Especially for smaller, simple objects, annealing may be incidental to the process of manufacture, but in larger or more complex products it commonly demands a special process of annealing in a temperature-controlled Klin know in lehr.
    To anneal glass, it is necessary to heat it to its annealing temperature, at which its viscosity drops to 103 poise. For most kinds of glass, this annealing temperature is in the range of 454-482°C and is the so called stress-relief point or annealing point of the glass.
    Ricottura
    La ricottura del vetro è un processo di raffreddamento lento e controllato in un forno speciale (forno di ricottura) per alleviare le tensioni interne nel vetro formato a caldo, prevenendo la formazione di crepe o frantumazioni spontanee, consentendo agli strati esterno e interno di raffreddarsi uniformemente dalla temperatura di lavoro fino alla temperatura ambiente, garantendo resistenza e stabilità. Questo processo prevede il mantenimento del vetro a una temperatura specifica (punto di ricottura) in cui gli atomi possono muoversi, per poi raffreddarlo gradualmente al di sotto del punto di deformazione, dove si bloccano in posizione, ottenendo un vetro durevole e privo di tensioni.

    Soprattutto per oggetti più piccoli e semplici, la ricottura può essere parte integrante del processo di produzione, ma nei prodotti più grandi o complessi richiede solitamente un processo specifico di ricottura in un forno a temperatura controllata, noto come “lehr”.
    Per ricuocere il vetro, è necessario riscaldarlo alla sua temperatura di ricottura, alla quale la sua viscosità scende a 103 poise. Per la maggior parte dei tipi di vetro, questa temperatura di ricottura è compresa tra 454 e 482°C ed è il cosiddetto punto di distensione o punto di ricottura del vetro. 
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    Filling
    Filling is the packaging operation by which a liquid, semi-liquid, powdered, particulate or solid product is transferred with precision into the final container, such as bottles, sachets, jars, tins or bags. The process must ensure control, consistency, safety and quality preservation, preparing the packaging for the subsequent stages of sealing, handling and distribution.

    The main technologies differ according to the product characteristics and dosing objectives.
    Level filling allows for a visually uniform liquid level and is suitable for beverages and low-viscosity fluids in transparent containers, but does not guarantee a constant volume or weight.
    Volumetric filling, on the other hand, dispenses a fixed quantity of product, making it effective for liquids, sauces, pastes, creams, powders or products containing particles.
    Gravimetric filling dispenses by weight, using load cells or electronic scales, and is suitable for high-value products or those with variable density, although it requires more time and is more costly.
    Riempimento
    Il riempimento è l’operazione di confezionamento attraverso cui un prodotto liquido, semiliquido, in polvere, particolato o solido viene trasferito con precisione nel contenitore finale, come bottiglie, buste, barattoli, lattine o sacchetti. Il processo deve garantire controllo, uniformità, sicurezza e preservazione della qualità, predisponendo il packaging alle successive fasi di sigillatura, movimentazione e distribuzione.

    Le principali tecnologie si differenziano in base alle caratteristiche del prodotto e agli obiettivi di dosaggio.
    Il riempimento a livello consente di ottenere un’altezza visivamente uniforme del liquido, ed è adatto a bevande e fluidi a bassa viscosità in contenitori trasparenti, ma non garantisce volume o peso costanti.
    Il riempimento volumetrico dosa invece una quantità fissa di prodotto, risultando efficace per liquidi, salse, paste, creme, polveri o prodotti con particelle.
    Il riempimento gravimetrico dosa in base al peso, tramite celle di carico o bilance elettroniche, ed è indicato per prodotti di alto valore o densità variabile, pur richiedendo tempi e costi maggiori. 


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    Glass Blowing
    Glass blowing is a manufacturing process for the production of hollow, glass containers, such as bottles and jars. In a glass blow process a molten material is brought into a mold and inflated with pressurized air to force it in the mold shape.

    The process starts with a molten "gob" of glass being delivered into a blank (or parison) mould, where it is first shaped into a parison, a partially formed, thick-walled preform, before being transferred to the final blow mould to take on the container's finished shape.
    Two main forming techniques are used depending on the container type:
    the blow-and-blow process, in which the parison is formed using compressed air and is typically used for narrow-neck bottles,
    and the press-and-blow process, in which a metal plunger presses the molten glass to form the parison, commonly used for wide-mouth jars.
    Container glass production is usually carried out on individual section (IS) machines, which house multiple identical forming units operating in parallel to achieve high output rates.
    After forming, the containers pass through an annealing oven (lehr), which gradually cools the glass to relieve internal stresses and ensure adequate mechanical strength.
    Soffiatura del Vetro
    La soffiatura del vetro è un processo utilizzato per la produzione di contenitori cavi come bottiglie o vasetti. Il materiale fuso viene posizionato all’interno di uno stampo e soffiato con aria compressa per spingerlo contro le pareti dello stampo di cui prende la forma.

    Il processo inizia con una goccia di vetro fuso ("gob") che viene introdotta in uno stampo abbozzatore, dove viene prima formata in un parison, una preforma parzialmente formata e a parete spessa, prima di essere trasferita nello stampo di soffiatura finale per assumere la forma definitiva del contenitore. In base al tipo di contenitore vengono utilizzate due tecniche di formatura principali:
    il processo blow-and-blow, in cui il parison viene formato mediante aria compressa ed è tipicamente usato per bottiglie a collo stretto,
    e il processo press-and-blow, in cui un pistone metallico preme il vetro fuso per formare il parison, comunemente adottato per vasetti a bocca larga.
    La produzione di contenitori in vetro viene solitamente realizzata su macchine a sezioni individuali, che integrano più unità di formatura identiche operanti in parallelo per ottenere elevate capacità produttive. 
    Dopo la formatura, i contenitori attraversano un forno di ricottura (lehr), che raffredda gradualmente il vetro per rilasciare le tensioni interne e garantire un'adeguata resistenza meccanica.
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    Glass Tubing
    Glass tubing is a process based on heating and stretching molten glass into long, thin tubes. The tubolar shape is originated by means of circular mandrell or nozzles and sustained by compressed air inside.

    Two main continuous drawing techniques are used industrially: the Danner process and the Vello process.
    In the Danner process, molten glass flows as a ribbon onto a slightly inclined, rotating mandrel, around which it wraps to form a smooth cylindrical layer; the glass is then drawn off the mandrel head as a continuous tube, while compressed air fed through the hollow mandrel shaft forms the internal cavity.
    In the Vello process, molten glass flows instead into a bowl and passes through the annular space between a hollow vertical mandrel (needle) and a surrounding orifice ring, initially forming the tube vertically before it is redirected by roughly 90° and drawn horizontally to the sizing and cutting section.
    In both processes, tube diameter and wall thickness are controlled by precisely coordinating glass temperature, drawing speed and internal air pressure, allowing tubing to be produced within tight dimensional tolerances for applications such as pharmaceutical vials, ampoules and laboratory glassware.
    Formatura vetro in tubi
    La formatura di tubi è un processo basato sulla trafilatura continua di cilindri cavi di vetro fuso. La sezione tubolare è definita all’inizio da una matrice o da un mandrino, ma poi è sostenuta da un flusso di aria compressa all’interno.

    Nella produzione industriale vengono utilizzate principalmente due tecniche di trafilatura continua: il processo Danner e il processo Vello.
    Nel processo Danner, il vetro fuso fluisce sotto forma di nastro su un mandrino leggermente inclinato e rotante, attorno al quale si avvolge formando uno strato cilindrico omogeneo; il vetro viene quindi trafilato dalla testa del mandrino sotto forma di tubo continuo, mentre l'aria compressa immessa attraverso l'albero cavo del mandrino forma la cavità interna.
    Nel processo Vello, il vetro fuso confluisce invece in una vaschetta e passa attraverso lo spazio anulare tra un mandrino verticale cavo (ago) e un anello forato che lo circonda, formando inizialmente il tubo in verticale, prima di essere deviato di circa 90° e trafilato in orizzontale verso la sezione di calibrazione e taglio.
    In entrambi i processi, il diametro del tubo e lo spessore della parete vengono controllati coordinando con precisione temperatura del vetro, velocità di trafilatura e pressione dell'aria interna, consentendo di produrre tubi entro tolleranze dimensionali strette per applicazioni quali fiale farmaceutiche, ampolle e vetreria da laboratorio.
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    Handmade Packaging / Hand Assembly
    Handmade packaging consists of performing the sequence of assembly, folding and filling the package partially or entirely by hand.

    Manual packaging or the manual production of packaging is very common and is necessary in a number of circumstances
    • the creation of a prototype or a pre-production run of a new package
    • the production of small batches for focus groups, panel tests or market tests prior to the availability of all the production and packaging technologies required for a new product
    • in the case of limited runs of packaging where the small volume does not justify an investment in automation
    • in the case of packaging which, due to its complexity, cannot be automated at a reasonable cost
    • in the case of traditional products which, by their very nature, do not lend themselves to automation (e.g. Tuscan cigars, conical cigarettes in Indonesia, etc.)
    Confezionamento manuale
    Il confezionamento manuale consiste nell’esecuzione della sequenza di montaggio, piega e riempimento della confezione parzialmente o interamente in maniera manuale.

    Il confezionamento manuale o la produzione manuale della confezione è assai diffuso e si rende necessario in diverse circostanze
    • realizzazione di un prototipo o di una preserie di una nuova confezione
    • produzione di piccoli lotti per focus group, panel tests o test di mercato in anticipo rispetto alla disponibilità di tutte le tecnologie di produzione e confezionamento necessarie per un nuovo prodotto
    • nel caso di serie limitate di confezioni che per via del numero limitato non giustificano un investimento in automazione
    • nel caso di confezionamenti che per il livello di complessità non sarebbero automatizzabili a un costo ragionevole
    • nel caso di prodotti tradizionali, che per loro natura non prevedono l’ausilio di automazioni (es. sigaro toscano, sigarette coniche in indonesia ecc)
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    Hot Forming (glass)
    Process used for the production of vials.
    A continuous tube is heated and shaped using burners and forming tools.
    The neck (threaded or other finish) is formed first, then the bottom is shaped (flat or rounded) and the vial is separated from the tube.

    The process is typically carried out on rotary hot-forming machines, where glass tubes are held vertically in holding chucks distributed around a turntable and indexed step-by-step past a series of gas burners and forming stations. At each station the glass, softened locally by the flame, is shaped using rollers or forming tools while the tube continues to rotate on its axis, ensuring a uniform, symmetrical geometry.
    Once the neck has been formed at one end of the tube, the semi-finished piece is transferred to a subsequent station (sometimes a separate "bottoming machine") where the tube is heated, drawn and separated to form the vial's base, either flat or rounded, and a new closed bottom is simultaneously prepared on the remaining tube for the next vial.
    The finished vials are then typically inspected, often through non-contact vision systems, to verify neck geometry and dimensional accuracy before being sent to downstream washing, sterilization or packaging operations."
    Formatura a caldo (vetro)
    Processo utilizzato per la produzione di fiale e boccette.
    Un tubo di vetro viene riscaldato e sagomato con utensili di forma.
    Prima si forma il collo e l’imboccatura e poi si forma il fondo e la boccetta viene separata dalla porzione di tubo rimanente.

    Il processo viene tipicamente eseguito su macchine rotative per la formatura a caldo, nelle quali i tubi di vetro vengono tenuti in posizione verticale da pinze di serraggio distribuite lungo una tavola rotante e fatti avanzare a passi successivi davanti a una serie di bruciatori a gas e stazioni di formatura. In ciascuna stazione, il vetro, rammollito localmente dalla fiamma, viene sagomato mediante rulli o utensili di formatura, mentre il tubo continua a ruotare sul proprio asse, garantendo una geometria uniforme e simmetrica.
    Una volta formato il collo a un'estremità del tubo, il semilavorato viene trasferito a una stazione successiva (talvolta una macchina separata, detta "bottoming machine") dove il tubo viene riscaldato, stirato e separato per formare il fondo della fiala, piatto o arrotondato, e contemporaneamente viene predisposto un nuovo fondo chiuso sul tubo residuo per la fiala successiva.
    Le fiale finite vengono quindi generalmente ispezionate, spesso mediante sistemi di visione senza contatto, per verificarne la geometria del collo e la precisione dimensionale, prima di essere avviate alle successive operazioni di lavaggio, sterilizzazione o confezionamento.


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