Proceso de Diseño de envases en PET

José L. Giráldez

Independent Thinker

EL PROCESO DE DISEÑO

DE ENVASES EN PETUn paso después de otro…

Proceso de diseño de envases en PET

1. Diseño del producto

2. Propiedades del producto

3. Primer Diseño en CAD

4. Diseño de Producción

5. Verificación del 3D mediante el FEM

6. Selección del tipo de molde

7. Test de laboratorio


PROCESO DE DISEÑO DEL PRODUCTO

- Ciclo de vida del producto (Product life cycle)

¿Va a ser un producto Premium con una larga vida?

¿Va a ser un producto estacional de corta vida?

¿Hablamos de un envase retornable?

- Competencia

¿Vamos a copiar lo que ya existe?

¿Vamos a modificar lo existente?

¿Vamos a diseñar algo nuevo?

- Producto a envasar + características

Gaseoso/sin gas

Temperatura de envasado

Agua, cerveza, refresco, zumo, té, leche, …

- Sector al que va destinado

- Proceso de llenado

Aséptico

En caliente

¿La botella va a ser presurizada?

¿Se va a inyectar NO2 sobre el contenido para eliminar el O2 del cuello?

¿El contenido produce espuma en el proceso de llenado?

¿Qué sistema vamos a utilizar para evitar la espuma? (long tube or spreader)


- Transporte interno

¿Qué método se va a utilizar? (air conveyor/conveyor belt)

¿Qué tipo de cinta transportadora?

¿Cuál es el material de la superficie?

¿Cuál es su velocidad?

- Preforma

¿Se trata de una preforma existente o nueva?

¿La podemos fabricar o hay que comprarla?

- Cantidad

De botellas que hay que llenar (o litros a embotellar)

Optimización llenadora

Volumen de la botella (¿botella única o familia?)

Mercado de destino (nacional/Internacional)

- Forma de la base

¿Petaloide? (principalmente para carbónicas / CSDs)

¿Para agua mineral? (producto no gaseoso)

¿Tipo champagne? (Base gruesa y resistente)

¿Para productos calientes? (resistente al vacío que se crea al enfriarse el)

¿Necesita posicionarse? (LUGS)

…


- Boca/cuello/tapa (diámetro interior/exterior/altura)

PCO (para CSDs / Tapón de Plástico / 1,5 turns)

Cuello de Agua mineral

Cuello ancho

- Tipo de decoración de la botella (etiqueta, sleeve, BOPP, serigafía, …)))

- Embalaje

- Procedimiento de aprobaciones/comunicación

- Time Frame


PROPIEDADES DEL PRODUCTO

- Carga vertical

Al poner el tapón

Al poner el INBORE

Al almacenar (ojo al LAYER BASE)

Al transportar (ojo al LAYER BASE)

¿Actualmente envasa en VIDRIO?

- Presión Interior

¿Carbonatada?

¿Cuánto CO2 se disuelve?

Temperatura y humedad de llenado (¿Necesidad paneles de refuerzo?)


- Estabilidad al manipular

¿Qué grip require? (subjetivo)

- Resistencia al colapso

Ojo a la exposición a soluciones ALCALINAS en:

el proceso de lavado en botellas retornables

la grasa utilizada en las cintas transportadoras

Ojo al diseño de la base

Ojo al diseño de preforma

Ojo a los parámetros del soplado

- Barrera

¿Ciclo de vida del producto?

¿Proteger de pérdida de CO2?

¿Proteger de entrada de O2?

¿Proteger del vapor de agua?

¿Multiple layers?

¿Protección UV?

¿Preforma tintada?

El problema es mayor en botellas pequeñas (mayor ratio superficie/volumen)


- Vertedor (inbore)

Tipo

Velocidad de vertido

Dimensiones

¿Irrellenable?

- Forma (profile)

- Gramaje/resistencia/estabilidad

- Anilla ¿? (transporte interno)

- Alto/Ancho

- Capacidad

- Material


PRIMER DISEÑO EN CAD

- ¿Existe ya un diseño? ¿Hay que empezar desde cero?

¿”Reverse Engineering” procedure? (3D laser scan. De botella a plano))

¿Creación desde el principio?

- Creación desde CERO

Diseño 2D

Diseño 3D CAD (¿Class A surfaces?) Permite brillos/refracciones

FEM (Finite Element Method) Simula comportamiento mecánico

Digital Mock-up


DISEÑO DE PRODUCCION

- ¿Existe ya un diseño de PREFORMA? ¿Hay que empezar desde cero?

¿”Reverse Engineering” procedure? (3D laser scan)

- Necesitamos información sobre dimensiones y boca:

Altura

Diámetro

Capacidad

Peso deseado

Zona HOMBROS =>+20% material que en zona LABEL

Zona BASE =>+50% material que en zona HOMBROS

- Variables restrictivas para el diseño de la botella

Transporte interno (¿requiere anilla?)

Tipo de llenado (forma de los hombros y transición cuello-hombros)

Cinta transportadora (comportamiento contacto bottle-to-bottle)

Velocidad cinta transportadora (Geometría y estabilidad de la botella)

Nivel de llenado (la geometría debe permitir el acanzarlo: zero space ¿?)

Zona de etiquetado (grosor de paredes + superficies sin relieve)


VERIFICACION DEL 3D MEDIANTE EL FEM (FINE ELEMENT METHOD)

- Máxima capacidad (identifica los eslabones de rotura)

- Efecto de las ranuras o salientes en la superficie de la botella

- Comportamiento de las diferentes geometrías en zona de hombros

- Comportamiento del envase frente a condiciones de presión (productos calientes)

- Comportamiento del envase frente a variaciones en la temperatura

- La validez del espesor de las paredes de la preforma

- Simulación del ciclo de vida en punto de venta de la botella

- Ojo: 2-3 días (FEM) vs. 4 semanas (Producto REAL)

- Lo que el FEM NO PUEDE HACER

Predecir la distribución EXACTA del grosor de las paredes basado en:

La información sobre la preforma

La información sobre la geometría de la botella

La información sobre las condiciones de temperatura

El ajuste óptimo de los paneles de calentamiento en el molde de soplado


SELECCIÓN DEL TIPO DE MOLDE

- Depende de:

Maquinaria a utilizar

Tipo de proceso (caliente, aséptico, …¿?)

Tamaño de botella

Frecuencia de cambio de moldes en máquina…

- Moldes:

Aluminio

Shell

Cuerpo entero

Cavidades pequeñas

Acero

Hot-FIll


TEST DE LABORTORIO EN LAS BOTELLAS DE MUESTRA

- Verificación de:

Dimensiones

Capacidad

Carga Vertical

Presión interior

Resistencia a la rotura (soluciones alcalinas)

Comportamiento durante el llenado

Cristalinidad (resistencia a la temperatura)

Test de caída libre

Test de barrera

Contra el ingreso de O2

Contra la pérdida de CO2

Distribución del peso por segmentos

Puedo ayudarle?

José-Luis GiráldezIndependent Thinker

[email protected]

+34 609 20 23 12 (Mobile)

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