Macchina per imballaggio in cartone: la guida completa per l'imballaggio automatico in cartone

Una macchina astucciatrice è una delle macchine più importanti in una linea automatizzata di confezionamento secondario. Viene utilizzato per formare cartoni, caricare prodotti, inserire volantini quando richiesto, chiudere cartoni e scaricare pacchi finiti per la codifica, l'ispezione, l'imballaggio o la pallettizzazione.

Per i produttori dei settori alimentare, farmaceutico, dei dispositivi medici, dei cosmetici, dei prodotti chimici quotidiani e agrochimico, il confezionamento manuale in cartone può rapidamente diventare un collo di bottiglia. Gli operatori devono aprire i cartoni, posizionare i prodotti, controllare l'orientamento, inserire le istruzioni, chiudere i lembi e tenere il passo con la produzione a monte. Con l’aumento della produzione, il funzionamento manuale può portare a una qualità di imballaggio incoerente, a un’elevata dipendenza dalla manodopera e a una tracciabilità limitata della produzione.

Una macchina astucciatrice automatica aiuta a standardizzare il processo di confezionamento in cartone. Può collegarsi con apparecchiature di riempimento, conteggio, avvolgimento, imbustamento, etichettatura o ispezione a monte e può anche alimentare i cartoni finiti direttamente alle confezionatrici, alle selezionatrici ponderali, ai sistemi di etichettatura e ai pallettizzatori.

Questa guida spiega come funzionano le astucciatrici, quali tipi sono disponibili, quali industrie le utilizzano e come scegliere la giusta soluzione di astucciatrice per il tuo prodotto.

Una macchina astucciatrice, chiamata anche astucciatrice o confezionatrice automatica in cartone, è progettata per confezionare prodotti in cartoni pieghevoli. A seconda del prodotto e dello stile del cartone, la macchina può eseguire diverse funzioni in un processo continuo:

• alimentazione del cartone vuoto

• apertura e formazione del cartone

• alimentazione e posizionamento del prodotto

• foglio illustrativo o inserimento di istruzioni

• caricamento del prodotto nel cartone

• piegatura delle alette

• chiusura ad incastro o sigillatura con colla

• stampa o etichettatura di codici

• rilevamento del prodotto mancante e del cartone mancante

• scarico dei cartoni finiti

Le astucciatrici sono ampiamente utilizzate per prodotti come bottiglie, blister, bustine, buste, tubi, stick pack, vassoi, sapone, dentifricio, scatole per alimenti, dispositivi medici, prodotti cosmetici e prodotti chimici quotidiani.

In molti progetti, l'astucciatrice non è una macchina autonoma. Fa parte di una linea di confezionamento completa, che collabora con alimentatori di prodotto, sistemi di ispezione visiva, etichettatrici, selezionatrici ponderali, incartonatrici e sistemi di pallettizzazione.

Sebbene i modelli delle macchine astucciatrici varino, il processo di base solitamente comprende i seguenti passaggi.

I fustellati di cartone piatto vengono caricati in un magazzino di cartoni. La macchina separa un cartone fustellato alla volta e lo trasferisce nella posizione di formatura. Il magazzino cartoni può solitamente essere regolato in base alla lunghezza, larghezza e spessore del cartone.

Per la produzione di più SKU, il design del magazzino dovrebbe consentire un comodo cambio formato. Se le dimensioni del cartone variano frequentemente, i punti di regolazione, le scale e la struttura di bloccaggio sono importanti per il funzionamento quotidiano.

La macchina utilizza ventose a vuoto o dispositivi di formatura meccanica per aprire il fustellato di cartone piatto. Il cartone aperto viene quindi inserito in una catena di trasporto del cartone, in una tasca o in una stazione rotante.

La corretta formatura del cartone è uno dei punti chiave delle prestazioni di astucciamento. Una scarsa qualità del cartone, linee di piega errate, cartone debole o aspirazione instabile possono causare problemi di apertura o inceppamenti del cartone.

I prodotti vengono alimentati nell'astucciatrice tramite un apposito sistema di alimentazione. Il metodo di alimentazione dipende dalla forma, dalle dimensioni, dal peso, dalla velocità e dai requisiti di orientamento del prodotto.

I sistemi di alimentazione comuni includono:

• trasportatore di alimentazione manuale

• sistema di alimentazione a nastro

• sistema di alimentazione servo spintore

• trasportatore a tazze

• alimentazione della rivista

• sistema di conteggio e raggruppamento

• alimentazione robotizzata pick-and-place

• sistema di alimentazione guidato dalla visione

• riordinatore bottiglie e trasportatore indicizzato

Per bustine di piccole dimensioni, stick pack, buste morbide, bottiglie, vassoi o prodotti irregolari, il sistema di alimentazione è spesso più importante dell'astucciatrice stessa. Un alimentatore ben progettato garantisce che i prodotti entrino nel cartone nella quantità, direzione e posizione corrette.

Negli imballaggi di prodotti farmaceutici, dispositivi medici, cosmetici e sanitari, la macchina potrebbe dover inserire volantini piegati, manuali di istruzioni, schede di garanzia o certificati.

L'alimentazione dei volantini può essere integrata con sensori di rilevamento per verificare la presenza del volantino prima della chiusura del cartone. Per i progetti UDI o di tracciabilità, potrebbe essere necessario collegare anche il volantino, il prodotto, il cartone e l'etichetta tramite codici a barre o sistemi di raccolta dati.

Una volta che il cartone e il prodotto sono entrambi in posizione, il prodotto viene spinto, posizionato o lasciato cadere nel cartone. Nell'astucciamento orizzontale, il prodotto viene solitamente spinto lateralmente. Nell'astucciamento verticale il caricamento del prodotto avviene dall'alto.

Il sistema di caricamento deve corrispondere alle condizioni del prodotto. Per i prodotti fragili, la piastra di spinta, il binario di guida e la corsa di caricamento devono essere progettati per ridurre l'impatto ed evitare graffi, schiacciamenti o spostamento del prodotto.

Dopo il caricamento, i lembi del cartone vengono piegati e chiusi. I due metodi di chiusura più comuni sono:

• chiusura a incastro

• sigillatura con colla a caldo

La chiusura a incastro è ampiamente utilizzata per molti cartoni pieghevoli e consente l'apertura del cartone dopo l'imballaggio. La sigillatura con colla fornisce una chiusura più forte e viene spesso utilizzata quando il cartone deve rimanere ben sigillato durante il trasporto o l'esposizione sugli scaffali.

Una linea di astucciamento completa solitamente comprende punti di ispezione prima e dopo la chiusura del cartone. Le ispezioni tipiche includono:

• rilevamento presenza prodotto

• rilevamento presenza cartone

• rilevamento presenza volantini

• verifica del codice a barre

• Ispezione OCR o OCV

• controllo del peso

• rilevamento della chiusura delle alette

• rifiutare la conferma

Se viene rilevato un errore, il cartone può essere rifiutato prima che entri nel processo successivo. Ciò aiuta a evitare che i cartoni difettosi raggiungano l'imballaggio o la spedizione.

I cartoni finiti vengono scaricati su un trasportatore e possono essere collegati ad apparecchiature a valle come:

• selezionatrice ponderale

• etichettatrice

• sistema di ispezione visiva

• imballatore di casse

• impacchettatrice di cartoni

• erettore di casi

• sigillante della cassa

• pallettizzatore

Per un'automazione completa, il layout dovrebbe considerare il buffering tra l'astucciatrice e l'attrezzatura a valle. Ciò evita che brevi interruzioni possano influenzare l’intera linea di produzione.

Una macchina astucciatrice orizzontale carica i prodotti nei cartoni lateralmente. Viene comunemente utilizzato per prodotti che possono essere spinti orizzontalmente, come bottiglie, tubi, bustine, buste, blister, barre, sapone, dentifricio e piccoli vassoi.

Le astucciatrici orizzontali sono ampiamente utilizzate negli imballaggi alimentari, farmaceutici, chimici quotidiani, cosmetici e agrochimici. Possono essere progettate come macchine a movimento intermittente o a movimento continuo, a seconda della velocità e delle esigenze di movimentazione del prodotto.

Le applicazioni tipiche includono:

• astucciamento delle bustine

• astucciamento delle bottiglie

• astucciamento di blister

• astucciamento stick pack

• astucciamento del dentifricio

• inscatolamento del sapone

• astucciamento di buste mediche

• astucciamento di prodotti alimentari

Un'astucciatrice verticale carica i prodotti dall'alto. È adatto per prodotti che sono più facili da far cadere o posizionare verticalmente nel cartone. Questo tipo di astucciatrice viene spesso utilizzata per bottiglie, barattoli, buste, sacchetti e prodotti che richiedono un imballaggio a caricamento dall'alto.

Le astucciatrici verticali sono utili quando il prodotto non può essere spinto lateralmente o quando è meglio gestire l'orientamento del cartone in posizione verticale.

Un'astucciatrice a movimento intermittente sposta i prodotti e i cartoni passo dopo passo. È adatto per la produzione a velocità media e per prodotti che richiedono una movimentazione più controllata.

Questo tipo di macchina viene comunemente utilizzato quando l'alimentazione del prodotto, l'inserimento dei volantini o l'ispezione richiedono più tempo in ciascuna stazione.

Un'astucciatrice a movimento continuo mantiene cartoni e prodotti in movimento durante il funzionamento. Di solito viene selezionato per applicazioni a velocità più elevata in cui i cartoni, l'alimentazione del prodotto e la chiusura possono essere sincronizzati senza problemi.

Le astucciatrici a movimento continuo richiedono un'alimentazione accurata e una qualità stabile del cartone. Sono spesso utilizzati in linee di produzione su larga scala.

Un sistema di astucciamento robotizzato utilizza robot delta, robot collaborativi o altri meccanismi robotici per la raccolta, il raggruppamento e il caricamento dei prodotti. È utile per i prodotti che arrivano in modo casuale, che richiedono un posizionamento visivo o che necessitano di modelli di imballaggio flessibili.

I sistemi robotizzati vengono spesso utilizzati quando la forma del prodotto è irregolare, la direzione di alimentazione cambia frequentemente o più SKU condividono una linea di produzione.

Le macchine astucciatrici sono utilizzate in molti settori. La soluzione corretta dipende dalle caratteristiche del prodotto, dallo stile del cartone, dalla velocità di produzione, dai requisiti di ispezione e dal metodo di imballaggio a valle.

I produttori alimentari utilizzano macchine astucciatrici per pasta, maccheroni, capsule di caffè, cioccolato, caramelle stecche, snack soffiati, gelati, bustine, sacchetti e prodotti alimentari pronti.

Le principali preoccupazioni di progettazione includono la protezione del prodotto, la struttura igienica, la facilità di pulizia e il collegamento agevole con i sistemi di pesatura, riempimento, confezionamento o imballaggio a monte.

Le linee di astucciamento di dispositivi farmaceutici e medici spesso richiedono l'inserimento di volantini, la verifica dei codici a barre, l'etichettatura UDI, l'ispezione visiva, il controllo degli scarti e la gestione dei dati dei lotti.

I prodotti tipici includono blister, strisce reattive, buste mediche, prodotti per lenti a contatto, impianti dentali, prodotti per il naso artificiale, succhietti e materiali di consumo medici.

Le astucciatrici cosmetiche vengono utilizzate per flaconi di lozioni, tubi, barattoli, sapone, maschere, prodotti per la cura del naso, dentifricio e prodotti per la cura della pelle.

Per questi prodotti, l'aspetto del cartone e la protezione della superficie del prodotto sono importanti. Nella progettazione è necessario considerare la spinta morbida, la guida accurata e la prevenzione dei graffi.

L'imballaggio chimico quotidiano può includere prodotti detergenti, liquidi repellenti per zanzare, detersivi per piatti, shampoo, liquidi per pediluvi e prodotti per la cura della casa.

A seconda del prodotto, la linea può includere riempimento, tappatura, etichettatura, astucciamento, inscatolamento e pallettizzazione.

I prodotti agrochimici come bustine, fiale, bottiglie e sacchetti possono richiedere un'alimentazione anti-perdite, un'attenta manipolazione del prodotto e una progettazione delle attrezzature incentrata sulla sicurezza.

Per gli imballaggi di pesticidi liquidi o sostanze chimiche, le sezioni di riempimento e astucciamento potrebbero richiedere ulteriore protezione, ventilazione o progettazione a prova di esplosione a seconda delle proprietà del prodotto e delle normative locali.

Il magazzino cartoni immagazzina i cartoni piatti fustellati e li alimenta uno per uno. Dovrebbe essere progettato in base alle dimensioni del cartone, allo spessore del cartone e alla velocità di produzione.

Il sistema di formazione cartoni apre i cartoni piatti e li trasferisce nel sistema di trasporto cartoni. Vengono comunemente utilizzate ventose a vuoto, guide di formatura meccaniche e dispositivi di posizionamento del cartone.

Il sistema di alimentazione del prodotto controlla il modo in cui i prodotti entrano nell'area di astucciamento. Può includere nastri, cestelli, servospintori, unità di conteggio, raccoglitori robotici o posizionamento guidato dalla visione.

Il sistema di caricamento sposta il prodotto nel cartone. I servospintori vengono spesso utilizzati quando sono necessari un controllo accurato della corsa e una regolazione della ricetta.

Il sistema di chiusura piega i lembi del cartone e chiude il cartone mediante sigillatura a incastro o con colla. Per i cartoni tuck-in, la sequenza di piegatura delle alette e il design della guida devono corrispondere alla struttura del cartone.

È possibile aggiungere sensori, fotocamere, scanner e sistemi di controllo peso in base ai requisiti del prodotto. I cartoni difettosi possono essere rimossi automaticamente prima dell'imballaggio a valle.

Il sistema di controllo solitamente comprende PLC, HMI, servoazionamenti, sensori, circuiti di sicurezza e ricette di macchine. Per la produzione multi-SKU, la gestione delle ricette aiuta a ridurre gli errori di cambio formato.

Porte di sicurezza, protezioni, arresti di emergenza, interblocchi e spie sono comunemente utilizzati per proteggere gli operatori durante il funzionamento e la manutenzione.

Prima di progettare la macchina, i fornitori devono comprendere:

• dimensioni e peso del prodotto

• forma e materiale del prodotto

• condizione di alimentazione del prodotto

• requisito di orientamento al prodotto

• numero di prodotti per cartone

• se il prodotto è fragile, morbido, appiccicoso, polveroso o instabile

Ad esempio, una bottiglia rigida e una busta morbida richiedono metodi di alimentazione e caricamento molto diversi.

La qualità del cartone ha un effetto diretto sul funzionamento della macchina. È necessario verificare i seguenti dettagli:

• lunghezza, larghezza e altezza del cartone

• spessore del cartone del cartone

• qualità della linea di piega

• stile infilato o sigillato con colla

• struttura del lembo

• direzione di stampa

• direzione di apertura del cartone

Quando possibile, devono essere forniti cartoni campione per i test.

La velocità richiesta deve essere calcolata in base alle reali esigenze di produzione e non solo alla velocità massima teorica. La velocità dipende da:

• uscita dell'apparecchiatura a monte

• metodo di alimentazione del prodotto

• dimensione del cartone

• quantità di carico

• requisiti di ispezione

• capacità di bufferizzazione a valle

Se il processo a monte è instabile, potrebbe essere necessaria l'aggiunta di un trasportatore tampone.

Il sistema di alimentazione deve essere selezionato in base alle caratteristiche del prodotto. Per i prodotti normali, l'alimentazione meccanica può essere sufficiente. Per i prodotti irregolari, i prodotti con orientamento multiplo o l'alimentazione casuale ad alta velocità, potrebbe essere più adatta l'alimentazione robotizzata o guidata dalla visione.

Settori diversi richiedono livelli di ispezione diversi. Gli imballaggi alimentari potrebbero richiedere il controllo del peso e l'ispezione del codice. L'imballaggio dei dispositivi medici può richiedere la verifica del codice UDI, l'ispezione OCR/OCV e l'aggregazione dei dati. L'imballaggio farmaceutico può richiedere il rilevamento dei foglietti illustrativi e la gestione dei record dei lotti.

Se la macchina gestirà più formati o prodotti di cartone, il design del cambio formato diventa importante. I punti di regolazione dovrebbero essere accessibili e chiaramente contrassegnati. Le regolazioni servoassistite e il controllo delle ricette possono essere presi in considerazione quando i cambi di SKU sono frequenti.

Un'astucciatrice è spesso collegata a un'incartonatrice o a un pallettizzatore. Durante la progettazione del layout è necessario considerare la direzione, l'altezza, la velocità e lo spazio di scarico del cartone finito.

La macchina deve essere di facile accesso per la pulizia, la regolazione e la manutenzione. Nel progetto dovrebbero essere inclusi porte di sicurezza, arresti di emergenza, interblocchi e messaggi di allarme.

Una macchina astucciatrice confeziona i prodotti in piccoli astucci pieghevoli. Una cartonatrice imballa cartoni, bottiglie, buste o altre unità finite in casse di spedizione più grandi.

In una linea di confezionamento completa, queste due macchine spesso lavorano insieme:

1. Imballaggio del prodotto primario

2. Alimentazione e raggruppamento del prodotto

3. Astucciamento automatico

4. Ispezione del codice o controllo del peso

5. Inscatolamento automatico

6. Sigillatura della cassa

7. Etichettatura

8. Pallettizzazione

Per i clienti che pianificano l'automazione dell'intera linea, è meglio considerare insieme l'astucciatrice e l'incartonatrice fin dall'inizio. Ciò consente una migliore pianificazione del layout, controllo del flusso di cartoni e connessione dati.

Le moderne linee di astucciamento non sono solo sistemi di confezionamento meccanici. Molti clienti richiedono anche ispezione, raccolta dati e tracciabilità.

Le opzioni comuni includono:

• scanner di codici a barre

• Telecamera OCR/OCV

• Stampa e verifica delle etichette UDI

• rilevamento dei volantini

• sensore presenza prodotto

• sensore presenza cartone

• controllo del peso

• mancato rifiuto del prodotto

• rifiuto del codice errato

• aggregazione di codici interni ed esterni

• esportazione dati batch

• controllo dei permessi dell'utente

• pista di controllo

• rapporto di produzione

Per i dispositivi medici e i prodotti farmaceutici, la tracciabilità può collegare i dati del prodotto, i dati della confezione, i dati del caso e i record dei lotti di produzione. Ciò aiuta a supportare il controllo di qualità e la documentazione normativa.

Per ricevere una proposta tecnica accurata, predisporre le seguenti informazioni:

• nome del prodotto

• dimensioni e peso del prodotto

• foto o disegni del prodotto

• requisito di orientamento al prodotto

• numero di prodotti per cartone

• velocità della macchina a monte

• dimensione del cartone

• stile cartone

• disegno in cartone

• materiale e spessore del cartone

• chiusura ad incastro o con colla

• campioni di cartone se disponibili

• velocità target

• orario di lavoro giornaliero

• numero di SKU

• frequenza di cambio

• layout di fabbrica disponibile

• tensione e alimentazione d'aria

• pulizia o requisiti GMP

• ispezione di codici a barre o codici QR

• Requisito OCR/OCV

• rilevamento dei volantini

• selezionatrice ponderale

• metodo di rifiuto

• sistema di tracciabilità

• requisito di esportazione dei dati

• collegamento all'incartonatrice

• collegamento ad etichettatrice

• collegamento al pallettizzatore

• requisito del trasportatore buffer

• formato di imballaggio finale

Quanto più complete sono le informazioni, tanto più accurati saranno il progetto della macchina e il preventivo.

Una macchina astucciatrice può confezionare bottiglie, tubi, bustine, buste, blister, barrette, vaschette, sapone, dentifricio, dispositivi medici, prodotti alimentari, cosmetici e prodotti chimici di uso quotidiano. Il sistema di alimentazione e caricamento deve essere progettato in base alle caratteristiche del prodotto.

Una macchina astucciatrice orizzontale carica i prodotti lateralmente. Una astucciatrice verticale carica i prodotti dall'alto. Le astucciatrici orizzontali sono ampiamente utilizzate per i prodotti che possono essere inseriti nei cartoni. Le astucciatrici verticali sono adatte per prodotti che sono più facili da far cadere o inserire nei cartoni dall'alto.

SÌ. L'alimentazione e l'inserimento dei volantini possono essere integrati nell'astucciatrice. È inoltre possibile aggiungere sensori di rilevamento per confermare la presenza del volantino prima della chiusura del cartone.

Sì, molte astucciatrici possono essere regolate per diverse dimensioni di cartone entro un intervallo di dimensioni definito. Il tempo di cambio effettivo dipende dal design della macchina, dai punti di regolazione e dalla presenza o meno del controllo della servoricetta.

Le cause più comuni includono scarsa qualità del cartone, linee di piega deboli, impilamento errato del cartone, aspirazione instabile, ventose usurate o regolazione errata del caricatore.

Dipende dal prodotto e dai requisiti del cartone. La chiusura a incastro è comune e consente un'apertura più semplice. La sigillatura con colla fornisce una chiusura più forte ed è adatta per cartoni che richiedono una migliore resistenza alla chiusura durante il trasporto.

SÌ. Una macchina astucciatrice può scaricare i cartoni finiti su un trasportatore, un sistema di raggruppamento o un'incartonatrice robotizzata. Per un funzionamento regolare, è necessario pianificare in anticipo il layout, la corrispondenza della velocità e la capacità del buffer.

Molti progetti di confezionamento di dispositivi medici richiedono la stampa, la verifica e la raccolta dei dati dell'UDI. Il requisito esatto dipende dal prodotto, dal mercato e dalle norme normative. Per questo tipo di progetto, la linea di astucciamento dovrebbe essere progettata con funzioni di lettura del codice, verifica dell'etichetta, scarto e gestione dei dati.

Una macchina astucciatrice è una parte fondamentale del confezionamento automatico in cartone. Aiuta i produttori a ridurre la movimentazione manuale, migliorare la consistenza dell'imballaggio, integrare l'ispezione e collegare l'imballaggio secondario con l'imballaggio e la pallettizzazione.

Tuttavia, la migliore soluzione di astucciamento non è determinata soltanto dalla velocità della macchina. È necessario considerare le caratteristiche del prodotto, la struttura del cartone, il metodo di alimentazione, i requisiti di ispezione, la tracciabilità, il cambio e l'integrazione a valle.

SieracTech fornisce soluzioni di astucciamento automatico per applicazioni di imballaggio alimentare, farmaceutico, di dispositivi medici, cosmetico, chimico quotidiano e industriale. In base al prodotto, alle dimensioni del cartone, ai requisiti di velocità e al layout della fabbrica, possiamo aiutarvi a progettare un'astucciatrice adatta o una linea di confezionamento completa.

Se stai pianificando un nuovo progetto di imballaggio automatico in cartone, inviaci i campioni di prodotto, i disegni del cartone, la velocità target e i requisiti di ispezione. Il nostro team aiuterà a valutare il processo e fornirà una soluzione tecnica pratica per la vostra linea di produzione.

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