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.

    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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    Form-Fill-Seal (FFS)
    Form-fill-seal (FFS) is a process in which a flexible packaging stock is fed from a roll. The stock is folded to the desired package shape and stabilized by heat sealing. The product is placed into the formed package, and the remaining opening is sealed. Machines can be configured so that the stock travels horizontally through the machine (horizontal form-fill-seal) or vertically through the machine (vertical form-fill-seal)

    Because forming, filling and sealing are carried out in a single continuous, integrated operation, FFS eliminates the need for pre-made packages, reducing material handling, storage space and overall packaging costs.
    The process is compatible with a wide range of flexible materials, including plastic films, laminates and paper-based structures, allowing package properties such as barrier performance, printability and seal integrity to be tailored to the specific product.
    FFS technology is widely used across the food, pharmaceutical, personal care and industrial sectors to package solid, liquid, powder or granular products into formats such as pouches, bags and sachets.
    Form-Fill-Seal (FFS)
    Il processo Form-Fill-Seal (FFS) consiste nell’alimentare un materiale flessibile per imballaggio da una bobina. Il materiale viene piegato nella forma desiderata e stabilizzato mediante termosaldatura. Il prodotto viene inserito nella confezione formata e l’apertura rimanente viene sigillata. Le macchine possono essere configurate in modo che il materiale scorra orizzontalmente attraverso la macchina (form-fill-seal orizzontale) o verticalmente attraverso la macchina (form-fill-seal verticale).

    Poiché formatura, riempimento e sigillatura vengono eseguiti in un'unica operazione continua e integrata, l'FFS elimina la necessità di confezioni pre-formate, riducendo la movimentazione dei materiali, lo spazio di stoccaggio e i costi complessivi di imballaggio.
    Il processo è compatibile con un'ampia gamma di materiali flessibili, inclusi film plastici, laminati e strutture a base carta, consentendo di adattare le caratteristiche della confezione — quali proprietà barriera, stampabilità e integrità della saldatura — alle esigenze specifiche del prodotto.
    La tecnologia FFS è ampiamente utilizzata nei settori alimentare, farmaceutico, della cura della persona e industriale per confezionare prodotti solidi, liquidi, in polvere o granulari in formati quali buste, sacchetti e bustine.
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    Horizontal Form-Fill-Seal (HFFS)
    Horizontal Form-Fill-Seal (HFFS) is a form-fill-seal process in which the flexible packaging material is fed horizontally, usually from a roll, over a forming collar. Heat-seal bars seal the appropriate-sized pouch and, after filling, seal the completed package. Depending on machine design, the formed pouch may be cut away from the parent web before or after filling. In some designs, the flexible film may be formed directly around the product along a horizontal conveyor path (Flow Wrap).

    The main types of pouches that can be produced in this way include 3-side-seal and 4-side-seal pouches and all stand-up pouches with a gusseted base and optional die-cut shaping on the sides or around the entire perimeter.
    Filling takes place by gravity, with the top edge being widened and then resealed as soon as the process is complete, with the possible insertion of a cap.
    In a horizontal forming process, there is greater floor space requirement, but the possibility of adding a very large number of functions, particularly upstream where it is possible to create particularly complex packaging configurations (multi-component, trays, spacers, etc.).
    Horizontal Form-Fill-Seal (HFFS)
    Il processo Form-Fill-Seal orizzontale (HFFS) è un processo di formatura, riempimento e sigillatura in cui il materiale di imballaggio flessibile viene alimentato orizzontalmente, solitamente da bobina, su un collare di formatura. Le barre di termosaldatura sigillano la busta della dimensione appropriata e, dopo il riempimento, sigillano la confezione completata. A seconda del design della macchina, la busta formata può essere tagliata dal nastro madre prima o dopo il riempimento. In alcuni modelli, il film flessibile può essere formato direttamente attorno al prodotto lungo un percorso di trasporto orizzontale (Flow Wrap).

    Le tipologie principali di pouches producibili in questo modo sono tutte le bustine a 3 o 4 saldature (3 side-seal e 4 side-seal) e tutte le stand up pouches con soffietto sul fondo e eventuale sagomatura di taglio sui fianchi o su tutto il perimetro.
    Il riempimento avviene per caduta riallargando il bordo superiore per poi risigillarlo non appena terminato, con l’eventuale inserzione di un tappo.
    In un processo di formatura orizzontale si ha una maggior occupazione di spazio a terra, ma c'è la possibilità di aggiungere un numero molto elevato di funzioni, soprattutto a monte dove è possibile creare raggruppamento da confezionare particolarmente complesso (multicomponenti, vassoi, spaziatori, ecc.).
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    Press forming
    Press forming is a discrete deformation process in which a sheet‑like metallic or fiber‑based substrate is shaped into a defined three‑dimensional geometry by compressive force applied between a punch and die in a press system. The process induces controlled plastic or viscoelastic deformation, depending on material class, and relies on the mechanical properties, frictional behavior, and tool design to achieve dimensional accuracy and functional performance.

    With metallic substrates such as aluminium, forming is typically carried out at room temperature and can involve a blank holder to control material flow and prevent wrinkling, with the depth and complexity of the shape limited by the material's ductility before tearing occurs. With fiber-based substrates, such as moulded pulp or paperboard, press forming is generally combined with heat and, in some cases, moisture control, so that the fibers can be rearranged and consolidated into the target shape without excessive cracking or splitting of the sheet.
    The technique is widely used in packaging to produce rigid, self-supporting formats such as trays, cups, lids and blister-type components, where consistent wall thickness, edge definition and stacking strength are key quality requirements.
    Stampaggio
    Lo stampaggio è un processo di deformazione discreta in cui un substrato sottile metallico, o a base di fibre, viene modellato in una geometria tridimensionale definita mediante una forza di compressione applicata tra un punzone e una matrice in un sistema a pressione. Il processo induce una deformazione plastica o viscoelastica controllata, a seconda della classe di materiale, e si basa sulle proprietà meccaniche, sul comportamento di attrito e sulla progettazione degli utensili per ottenere precisione dimensionale e prestazioni funzionali.

    Nel caso di substrati metallici, come l'alluminio, la formatura viene eseguita a temperatura ambiente e può prevedere l'uso di un premilamiera per controllare il flusso del materiale e prevenire la formazione di grinze, con la profondità e la complessità della forma limitate dalla duttilità del materiale prima che si verifichi la rottura. Con substrati a base fibrosa, come la polpa stampata o il cartoncino, lo stampaggio è generalmente abbinato a calore e, in alcuni casi, a un controllo dell'umidità, in modo che le fibre possano essere riorganizzate e consolidate nella forma target senza rotture o sfaldature.
    La tecnica è ampiamente utilizzata nel packaging per produrre formati rigidi e autoportanti come vassoi, coppette, coperchi e componenti tipo blister, dove uno spessore di parete costante, una buona definizione dei bordi e la resistenza allo stivaggio rappresentano requisiti di qualità fondamentali.
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    Ultrasonic Sealing
    A heat-sealing method accomplished by the application of ultrasonic frequencies (20 to 40 kHz) to the materials being sealed together. The vibration at the interfaces generates enough localized heat to melt and fuse thermoplastic materials. A pressure is applied at the same time between the vibrating element (sonotrode) and the contrast (anvil).

    The main characteristics of ultrasonic welding are:
    • high energy efficiency; as there is no need to heat metal masses with high thermal inertia and heat dissipation, the energy can be concentrated solely in the weld zone.
    • very small welding zone (even less than 1 mm if necessary)
    • very short welding times (100–200 ms), as it is not affected by the time taken for heat to travel through the thickness of the material to be heated
    • no or very limited thermal damage (Heat Affected Zone); prevents the formation of heat-induced warping and overheating of the surface in contact with the welder
    • insensitive to minor contamination of the welding surface; allows any impurities that may remain beneath the contact zone to be displaced.
    Saldatura a Ultrasuoni
    Metodo di saldatura termico basato sul calore che si sviluppa all’interfaccia di 2 materiali plastici per effetto della vibrazione  trasmessa dalla sorgente di ultrasuoni (20 to 40 kHz) e della pressione di contatto fra il sonotrodo e il contrasto.

    Le principali caratteristiche di una saldatura a ultrasuoni sono:
    • elevata efficienza energetica; non dovendo riscaldare masse metalliche con forte inerzia termica e dissipazione, permette di concentrare l’energia nella sola zona di saldatura.
    • dimensioni della zona di saldatura molto contenute (anche meno di 1mm se necessario)
    • tempi di saldatura molto corti (100-200 ms), non essendo influenzata dal tempo di trasmissione del calore attraverso lo spessore del materiale da riscaldare
    • danneggiamento termico assente o molto contenuto (Heat Affected Zone); evita la formazione di ondulazioni da riscaldamento e il surriscaldamento della superficie di contatto col saldatore
    • insensibile a leggere contaminazioni della superficie di saldatura; permette di dislocare eventuali impurità che possano rimanere sotto la zona di contatto.
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    Vertical Form-Fill-Seal (VFFS)
    Vertical Form-Fill-Seal (VFFS) is a form-fill-seal process in which the packaging material is unwound at the back of the machine and follows a vertical path over a forming collar where the flat material is shaped into a tube. A longitudinal seal is put into the tube, and the product is introduced from the top. After product fill­ing, horizontal sealing bars place a heat-seal across the bag width, at the same time cutting across the center of the horizontal seal to separate one package, while leav­ing the tube sealed al the bollom ready to receive the next product dump. 

    The VFFS process is particularly well suited to the packaging of powders, granules or liquids, and can accommodate everything from very small formats containing just a few grams to much larger bags weighing several kilograms.
    Compared to HFFS packaging, it takes up significantly less floor space.
    It does not allow for the differentiation of contents, their controlled arrangement, or the inclusion of accessories such as trays and dividers.
    Vertical Form-Fill-Seal (VFFS)
    Il processo Form-Fill-Seal verticale (VFFS) consiste nel formare, riempire e sigillare il materiale di confezionamento che viene srotolato nella parte posteriore della macchina e segue un percorso verticale sopra un collare di formatura dove il materiale piatto viene modellato in un tubo. Nel tubo viene realizzata una saldatura longitudinale e il prodotto viene introdotto dall 'alto. Dopo il riempimento del prodotto, delle barre di saldatura orizzontali applicano una saldatura a caldo lungo la larghezza del sacchetto, tagliando contemporaneamente il centro della saldatura orizzontale per separare una confezione, lasciando il tubo sigillato nella parte inferiore pronto per ricevere il prodotto successivo.

    Il processo VFFS è particolarmente adatto per il confezionamento di sostanze in polvere, granuli o liquidi ed è possibile variare da formati di piccolissime dimensioni con un contenuto di pochi grammi a sacchi molto più grandi con pesi di diversi chili.
    Rispetto al confezionamento HFFS occupa uno spazio decisamente inferiore in pianta.
    Non permette di differenziare il contenuto, di disporlo in maniera controllata o di includere accessori quali vassoi e separatori.
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