Markforged și industria ambalajelor

Industria ambalajelor pentru alimente și băuturi trece prin transformări rapide. Schimbările sunt determinate de cerințele consumatorilor, obiectivele de durabilitate și nevoia de reducere a costurilor. Prin urmare, constructorii de mașini de ambalat trebuie să se adapteze, asigurându-se că dispozitivele lor fac față noilor cerințe, fără a afecta performanța sau costurile.

Soluțiile personalizate de fabricație aditivă (AM) reprezintă un instrument puternic, ideal pentru a face față provocărilor de acest gen, oferind mașinilor de ambalat flexibilitate, rentabilitate și viteză, imposibil de egalat prin metodele tradiționale de fabricație.

Provocările cu care se confruntă actualmente industria ambalajelor

Inovația și schimbările înregistrate în comportamentul consumatorilor determină companiile din industria alimentară și a băuturilor să-și adapteze liniile de ambalare pentru a răspunde noilor cerințe precum ar fi: cumpărăturile în vrac, preferința pentru ambalajele durabile ș.a. La rândul lor, creatorii mașinilor de ambalat trebuie să elaboreze dispozitive versatile, care să se adapteze tendințelor.

Farason Corporation s-a confruntat cu provocarea de a muta sticle grele de șampon, cu formă neregulată, pe o linie de producție cu mișcare rapidă. Soluțiile tradiționale de ambalare nu au făcut față, ceea ce a dus la rate mai lente ale ciclurilor și la reducerea productivității. Prin adoptarea de soluții AM personalizate, Farason a reușit să dezvolte un instrument de închidere a brațului/End of Arm Tooling (EOAT) performant și ușor, capabil să îndeplinească cerințele liniei de producție. Schimbarea le-a permis să mențină viteze mari și să îmbunătățească eficiența generală.

De ce este importantă fabricarea aditivă pentru ambalaje

Fabricarea aditivă, cunoscută în mod obișnuit ca imprimare 3D, e procesul de creare a obiectelor prin adăugarea de material, strat cu strat. În industria ambalajelor pentru alimente și băuturi, unde fiecare produs poate necesita soluții unice de manipulare și ambalare, devine imperioasă capacitatea de a produce rapid piese personalizate pentru linia de producție, la un preț accesibil.

Farason Corporation a folosit AM în vederea elaborării unei plăci de montare personalizate, cu schimbare rapidă, pentru o pinză cu vid EOAT. Metodele tradiționale de fabricație ar fi necesitat procese de frezare costisitoare și consumatoare de timp, rezultând o piesă mai grea, care ar fi compromis performanța robotului. Cu AM, compania a produs o piesă ușoară și robustă, care a satisfăcut nevoile imediate, permițând totodată modificări viitoare.

Compararea producției aditive cu soluțiile tradiționale

Producția tradițională implică adesea timpi lungi de livrare, costuri ridicate și flexibilitate limitată de proiectare. De cealaltă parte, AM oferă o producție rapidă de piese accesibile și performante, care pot fi adaptate la aplicații specifice (de la dezvoltare și producție până la întreținere).

Suntory Products Limited a apelat la imprimante 3D Markforged,  urmărind să producă piese precise și rezistente pentru procesul de ambalare. Fabrica Haruna, unde au fost introduse pentru prima dată imprimantele, și-a redus semnificativ timpul și costurile asociate externalizării pieselor personalizate. Inginerii au reușit să proiecteze și să producă dispozitive  interne, asigurându-se că fiecare componentă îndeplinește specificații exacte și poate fi produsă la cerere.

Formularea de soluții pentru a aborda unitățile de stocare (SKU) și ambalajele care necesită modificări frecvente se poate dovedi o provocare pentru echipele de producție. Cum se poate obține performanță atunci când echipamentul folosit acum o lună nu mai e compatibil cu ambalajul versiunii de produs care urmează să fie lansat? Cum pot fi realizate schimbări rapide, determinate de cerințele pieții, pentru a satisface ambalajele mixte și buna funcționare a lanțului de aprovizionare?

Un răspuns ar fi capetele de braț robotic, fabricate aditiv, pregătite pentru producție. Ele permit echipelor să consolideze și să personalizeze soluțiile pentru efectul final, reducând simultan costurile și timpii de livrare. De exemplu, cu ajutorul imprimantelor 3D industriale de la Markforged, echipele de producție pot fabrica piese puternice la cerere, acolo unde e nevoie, ocolind ciclurile lungi de dezvoltare și costurile înalte, asociate cu prelucrarea convențională a pieselor personalizate.

Un avantaj esențial al AM este capacitatea de a modifica designul prin intermediul unui material ușor, cu o rezistență similară metalului. Faptul în sine permite personalizarea ulterioară, inclusiv integrarea de funcționalități suplimentare, cum ar fi sistemele de vid, montarea senzorilor și rutarea cablurilor, direct în proiectarea pieselor. Prin încorporarea acestor elemente, riscul de coliziune cu alte părți ale mediului de lucru este minimizat, reducându-se implicit timpul de nefuncționare. Mai mult, natura ușoară a pieselor le face compatibile cu roboți mai mici, permițând echipelor de producție să implementeze un modul de automatizare în orice poziție de pe linie, folosind un robot colaborativ. Flexibilitatea oferită de Digital Forge™ de la Markforged le permite echipelor să mențină liniile de producție funcționale, producând piesele personalizate necesare direct la fața locului.

Un exemplu practic este procesul de proiectare pentru o prindere cu ventuză, utilizată în etapa finală de ambalare (pentru a transporta containerele unitare în cutii de ambalare necesare vânzării cu amănuntul). Distanța dintre mânere depinde adesea de cel mai recent produs și de forma cutiei. Prin utilizarea AM, echipa de producție poate ajusta lungimea din mers, astfel încât să se potrivească celei mai recente cerințe. Fabricarea internă a piesei elimină și întârzierile cauzate de apelarea la furnizori terți, iar utilizarea Onyx, un nailon umplut cu micro-fibră de carbon, permite o producție mai rapidă a pieselor, reduce costurile totale și scade greutatea, implicit încărcarea robotului de ambalare.

Rezolvarea problemelor majore

Una dintre problemele majore ale industriei ambalajelor este costul ridicat și termenele lungi de livrare, asociate cu externalizarea pieselor personalizate. În plus, gestionarea mai multor furnizori și gestionarea incompatibilității pieselor poate duce la ineficiențe și la creșterea costurilor operaționale.

Farason Corporation s-a confruntat cu o problemă similară atunci când a avut nevoie de componente EOAT personalizate, ușoare și durabile. Folosind AM, au reușit să producă intern astfel de piese, reducând timpii de livrare de la câteva săptămâni la doar câteva ore, dar și costurile. O atare abordare i-a asigurat că orice piesă de schimb se va potrivi exact cu specificațiile originale.

Beneficiile AM pentru o fabrică

Creșteți performanța mașinii și reduceți costurile

Fabricarea aditivă permite prototiparea rapidă și producerea pieselor personalizate, ceea ce poate îmbunătăți semnificativ performanța dispozitivelor, reducând totodată costurile. Prin eliminarea necesității de ustensile scumpe și de externalizare, companiile își pot optimiza designul utilajelor și pot reduce costurile totale de producție.

În cazul Farason Corporation, utilizarea imprimantelor industriale 3D Markforged a facilitat producerea de piese EOAT de înaltă performanță, la o fracțiune din costul care l-ar fi implicat producerea lor prin intermediul metodelor tradiționale. Abilitatea de a repeta și modifica rapid design-urile a însemnat, de asemenea, că instituția a putut gestiona mai multe proiecte, fără a-și solicita resursele, oferind rezultate mai bune clienților lor, într-un timp mai scurt.

Reduceți timpul de lansare pe piață

Unul dintre avantajele cheie ale AM este capacitatea de a scurta ciclurile de dezvoltare, oferindu-le constructorilor de mașini șansa de a aduce mai rapid pe piață produse noi. Flexibilitatea AM înseamnă și că echipele pot gestiona mai multe proiecte concomitent, fără a compromite calitatea sau timpul de livrare.

Suntory Products Limited a experimentat acest lucru la fabrica din Haruna. Folosind AM pentru a produce diverse componente personalizate, compania a reușit să reducă timpul necesar pentru schimbarea produselor și întreținere, menținându-și liniile de producție funcționale și eficiente.

Oferiți piese de schimb și upgrade-uri

Producția ieftină și rapidă de piese la cerere este unul dintre cele mai semnificative beneficii ale AM, în special atunci când vine vorba de livrarea de piese de schimb și de upgrade-uri. Cu AM, constructorii de mașini pot reduce atât costurile, cât și timpii de livrare, asigurându-se că toți clienții primesc piesele de care au nevoie rapid, la un preț accesibil.

La Suntory Products Limited, utilizarea imprimantelor 3D Markforged a permis fabricii Haruna să producă aproape 900 de piese în puțin peste 8.000 de ore, reducând semnificativ timpul de nefuncționare și costurile de întreținere. Capacitatea de a crea dispozitive personalizate în interior a însemnat, de asemenea, că ele puteau fi adaptate cu ușurință la noile cerințe de producție.

Aplicații comune pentru mașinile de ambalare

Soluțiile personalizate de fabricație aditivă se dovedesc utile pentru mașinile de ambalare, care au nevoie de piese precise și performante. Unele aplicații comune includ:

Unelte/prinderi la capătul brațului: EOAT-uri personalizate, precum cele dezvoltate de Farason Corporation, pot fi adaptate la produse specifice, asigurând performanțe optime și reducând timpul de nefuncționare. Detalii suplimentare puteți găsi aici [EN].

Gestionarea cablurilor/furtunurilor: Farason Corporation a folosit AM inclusiv pentru a crea cleme de furtun personalizate pentru un braț robotic, asigurându-se că furtunurile rămân la locul lor în timpul mișcărilor complexe pe mai multe axe.

Suporturi: AM permite producerea de suporturi personalizate, care pot fi integrate cu ușurință în utilajele existente, îmbunătățind performanța generală și reducând nevoia de modificări costisitoare.

Componente de schimbare: Piesele AM personalizate pot fi produse rapid, înlesnind schimbările, reducând timpul de nefuncționare și crescând eficiența.

Soluții personalizate de colectare/transport: Farason Corporation a folosit imprimantele 3D Markforged pentru a crea containere personalizate pentru o companie de snack-uri. Folosind fabricarea aditivă, au proiectat și produs intern containere accesibile, ușoare și funcționale, ceea ce le-a permis să câștige licitația și să optimizeze soluția pentru implementare. Faptul evidențiază capacitatea imprimării 3D de a oferi soluții personalizate și eficiente financiar pentru industria ambalajelor.

Adoptarea viitoare și creșterea AM în industria ambalajelor

Fabricarea aditivă personalizată oferă constructorilor de mașini de ambalare un instrument puternic, menit să sporească eficiența, să reducă investițiile și să accelereze timpul de lansare pe piață. Prin adoptarea soluțiilor AM, companiile pot aborda provocările unei industrii în evoluție, asigurându-se că mașinile lor rămân competitive și capabile să răspundă cerințelor consumatorilor de astăzi. Având capacitatea de a produce piese de înaltă performanță rapid, la un preț accesibil, AM urmează să devină o parte integrantă a industriei de ambalare.

Dacă vă sunt utile articolele noastre, nu ezitați să vă abonați la newsletter.