Cos'è una macchina ISBM? Una guida completa per principianti allo stampaggio a iniezione-soffiaggio.

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1. Cos'è una macchina ISBM?

Una macchina ISBM, acronimo di Injection Stretch Blow Molding, è un'apparecchiatura specializzata per la lavorazione delle materie plastiche che trasforma la resina polimerica grezza direttamente in contenitori cavi finiti all'interno di un unico ciclo di produzione continuo. La caratteristica distintiva di questa tecnologia è che tutte e tre le fasi fondamentali del processo – stampaggio a iniezione, stiramento assiale e soffiaggio radiale – avvengono sulla stessa macchina, senza che il contenitore o la preforma vengano rimossi tra una fase e l'altra. Questo è ciò che distingue l'ISBM dal tradizionale soffiaggio a due fasi, in cui le preforme vengono prodotte su una pressa a iniezione separata, raffreddate, immagazzinate e poi riscaldate su una diversa pressa per soffiaggio ore o addirittura giorni dopo. L'eliminazione di questa sequenza intermedia di raffreddamento e riscaldamento è ciò che conferisce all'ISBM a una sola fase i suoi vantaggi di processo più significativi: minore consumo energetico, maggiore controllo dimensionale e ridotto rischio di contaminazione, aspetto particolarmente importante nelle applicazioni di confezionamento farmaceutico e per alimenti, dove sterilità e precisione dimensionale sono requisiti imprescindibili.

In termini pratici, un operatore carica granuli di plastica grezza (PET, PETG, PP, PC, TRITAN o altri tipi di polimeri) nella tramoggia della macchina ISBM. Da quel momento in poi, il processo è completamente automatico: la macchina inietta resina fusa per formare una preforma, ne regola la temperatura per ottenere il profilo di stiramento ottimale, estende un'asta meccanica per allungare assialmente la preforma, applica simultaneamente aria compressa ad alta pressione per espanderla radialmente contro le pareti della cavità dello stampo di soffiaggio e, infine, espelle il contenitore finito tramite un braccio robotico o uno scivolo a gravità. La bottiglia o il barattolo completato arriva al punto di raccolta già dimensionato, con il collo rifinito e pronto per il riempimento, l'etichettatura o la tappatura, senza ulteriori operazioni. Una macchina compatta a 3 stazioni come la EP-HGY50-V3-EV, con un ingombro di soli 3,8 m × 1,2 m, è in grado di produrre contenitori da 100 ml fino a 2.500 ml utilizzando fino a sei posizioni di cavità per ciclo, rappresentando un utilizzo straordinariamente produttivo dello spazio in fabbrica per un processo che offre una gamma così ampia di formati di contenitori.

Produzione di stampaggio a iniezione-soffiaggio ISBM

2. Come funziona una macchina ISBM? Il processo di stampaggio a iniezione-soffiaggio passo dopo passo

IL processo di stampaggio a iniezione e stiro-soffiaggio Il processo può essere suddiviso in quattro fasi sequenziali, ognuna delle quali corrisponde a una stazione fisica sul tavolo rotante della macchina. La comprensione di ciascuna fase aiuta a chiarire perché questa tecnologia produce contenitori con proprietà – in particolare l'orientamento molecolare biassiale, le prestazioni di barriera e la precisione della finitura del collo – che le alternative di stampaggio a soffiaggio a due fasi e per estrusione in genere non riescono a eguagliare a parità di spessore della parete.

Fase 1 — Stampaggio a iniezione (Formazione della preforma)

I granuli di resina plastica entrano nel cilindro attraverso la tramoggia e vengono progressivamente fusi dalla vite rotante e dalle fasce riscaldanti. Il polimero fuso viene quindi iniettato ad alta pressione attraverso un sistema a canale caldo nella cavità dello stampo a iniezione, dove si solidifica attorno ai perni del nucleo del collo per formare la preforma: un tubo a parete spessa con la geometria del collo già nella sua forma finale. La finitura del collo (profilo della filettatura, superficie di tenuta, altezza del collo) è impostata in modo permanente in questa fase con tolleranze inferiori a ±0,05 mm, motivo per cui il processo ISBM in un'unica fase raggiunge costantemente prestazioni di tenuta alla chiusura migliori rispetto ai processi in cui il collo deve essere impostato in una sequenza separata di riscaldamento e soffiaggio. Le forze di serraggio a iniezione sulle macchine della gamma EP variano da 50 kN sul modello compatto EP-HGY50-V3-EV a 400 kN sul modello di grande formato EP-HGY650-V4, a seconda delle dimensioni delle preforme e del numero di cavità supportate.

Fase 2 — Condizionamento della temperatura (differenza tra 3 e 4 stazioni)

Su una macchina a 3 stazioni come la EP-HGY50-V3-EV o la EP-BPET-94-V3, questa fase intermedia gestisce il taglio della coda (rimozione dei residui del punto di iniezione), un leggero pre-soffiaggio per applicazioni a parete sottile e l'equilibratura termica, consentendo alla temperatura della preforma di stabilizzarsi dalla superficie esterna fino al nucleo. Su una macchina a 4 stazioni come la EP-BPET-70-V4, la EP-BPET-125-V4 o la EP-HGYS150-V4, questa fase è separata in una stazione di condizionamento termico dedicata con nuclei di riscaldamento e condizionamento individuali, consentendo una profilatura della temperatura significativamente più precisa. Questo è il motivo principale per cui le macchine a 4 stazioni possono lavorare in modo affidabile contenitori a parete spessa, barattoli a bocca larga e resine tecniche come PC e PPSU, dove una stretta uniformità di temperatura prima dello stiramento è essenziale per ottenere un orientamento biassiale uniforme nella parete soffiata.

Fase 3 — Stampaggio a soffiaggio per stiramento

La preforma, ancora calda e con dimensioni controllate dalla fase di iniezione, viene trasferita alla stazione di soffiaggio dove le due metà dello stampo si chiudono attorno ad essa. Un'asta di stiramento scende assialmente attraverso il collo, allungando meccanicamente la preforma fino al rapporto di stiramento desiderato (tipicamente da 2:1 a 3:1 assialmente per il PET). Contemporaneamente, l'aria compressa a pressioni comprese tra 2,0 e 3,5 MPa espande radialmente la preforma contro le superfici raffreddate della cavità dello stampo. Questo stiramento biassiale – assiale dovuto all'asta, radiale dovuto alla pressione dell'aria – allinea simultaneamente le catene molecolari del polimero in entrambe le direzioni. Il risultato è un contenitore con una resistenza alla trazione, una resistenza agli urti, una trasparenza e prestazioni di barriera significativamente superiori rispetto a quelle ottenibili con i soli processi uniassiali o di estrusione.

Fase 4 — Espulsione e rimozione

Sulle macchine a 3 stazioni, il contenitore finito viene espulso direttamente dalla stazione di soffiaggio per gravità o tramite un dispositivo di spinta meccanico. Sulle macchine a 4 stazioni, una stazione di espulsione dedicata con braccio meccanico o pinza robotizzata rimuove il contenitore in modo pulito dai nuclei del collo, consentendo un recupero del ciclo più rapido ed eliminando il rischio che il contenitore finito entri in contatto con lo stampo di soffiaggio caldo durante l'espulsione, aspetto importante per contenitori ad alta trasparenza o a parete sottile, dove la marcatura superficiale è un fattore critico per la qualità. La EP-HGYS280-V6 a 6 stazioni utilizza una configurazione a doppia vite e doppia iniezione che raddoppia efficacemente la produzione di una macchina standard a 4 stazioni per applicazioni di contenitori di piccole dimensioni ad alto volume.

3. Macchine ISBM a 3 stazioni o a 4 stazioni: quale scegliere?

La scelta tra una macchina a 3 stazioni e una a 4 stazioni è una delle domande più frequenti che gli acquirenti si pongono quando valutano le opzioni di macchine per lo stampaggio a iniezione-soffiaggio disponibili sul mercato. La risposta onesta è che nessuna delle due configurazioni è universalmente superiore: rispondono a esigenze produttive diverse e la scelta giusta dipende dal tipo di contenitore, dal materiale, dal volume di produzione e dallo spazio disponibile nello specifico stabilimento.

Fattore di confronto Macchina ISBM a 3 stazioni Macchina ISBM a 4 stazioni
Modelli tipici EP-HGY50-V3-EV, EP-BPET-94-V3 EP-BPET-70-V4, EP-BPET-125-V4, EP-HGYS150-V4, EP-HGY250-V4, EP-HGY650-V4
Stazioni Iniettare → Condizionare/Tagliare → Soffiare Iniettare → Condizionare → Soffiare → Espellere
Ingombro della macchina Più piccolo (ad esempio, 3,8×1,2×2,5 m) Più grandi (ad esempio, da 4,8×2,0×3,2 m a 6,3×2,4×3,7 m)
Gamma di dimensioni dei contenitori 100 ml – 2.500 ml (PET/PETG) Da 20 ml a 20 L a seconda del modello
Controllo della temperatura Buono — fase combinata di condizionamento/colpo di scena Eccellente: postazione di condizionamento dedicata.
Ideale per Bottiglie standard in PET/PETG, per cosmetici e prodotti farmaceutici Barattoli a bocca larga, PC/TRITAN, a parete spessa, ad alto volume
Compatibile con gli stampi ASB Alcuni modelli (ad esempio, EP-BPET-94-V3) Sì (ad esempio, compatibile con EP-HGYS150-V4 ASB-12M)
Consumo energetico Inferiore (richiede un minor numero di servosistemi) Maggiore potenza assoluta, efficienza per bottiglia simile
Intervallo di conteggio delle cavità 1–6 cavità (a seconda del modello) 1–28 cavità (a seconda del modello)

Per un'azienda colombiana che si affaccia per la prima volta al mercato dei flaconi per cosmetici di alta gamma, una EP-HGY50-V3-EV a 3 stazioni con attrezzatura a 4 cavità per flaconi di siero da 250 ml rappresenta un ottimo punto di partenza: basso investimento iniziale, ingombro ridotto e il sistema di azionamento servoassistito garantisce una precisione dimensionale paragonabile a quella di apparecchiature molto più costose. Con l'ampliamento della gamma di prodotti, che include vasetti per alimenti a bocca larga o contenitori per acqua di grande formato da 5 litri, una EP-BPET-125-V4 o una EP-HGY250-V4 a 4 stazioni diventano la piattaforma successiva ideale, grazie alle forze di chiusura a iniezione fino a 300 kN e alle forze di chiusura a soffiaggio fino a 250 kN per lato, che consentono di gestire i maggiori volumi di preforme richiesti da tali contenitori.

Linea di produzione di macchine per stampaggio a iniezione-soffiaggio in un'unica fase

4. ISBM in un'unica fase vs SBM in due fasi: un confronto pratico

La distinzione più importante nel settore dello stampaggio a soffiaggio è quella tra il processo di stampaggio a soffiaggio a iniezione-stiramento in un'unica fase e il processo a due fasi (o a due stadi). Nel processo a due fasi, le preforme vengono prodotte su una pressa a iniezione dedicata, rimosse, raffreddate a temperatura ambiente, immagazzinate e quindi caricate in una pressa a soffiaggio-stiramento con riscaldamento, dove vengono riscaldate da forni a lampade a infrarossi prima di essere stirate e soffiate. Questa fase di riscaldamento introduce diversi svantaggi che il processo ISBM a una fase evita strutturalmente. In primo luogo, l'energia necessaria per riscaldare le preforme fredde è considerevole, aggiungendo in genere 25-401 TTP4T al budget di energia termica del ciclo di soffiaggio. In secondo luogo, le preforme immagazzinate tra le operazioni possono assorbire umidità atmosferica, il che degrada la trasparenza ottica e le prestazioni di barriera nelle resine igroscopiche come il PET. In terzo luogo, le lampade di riscaldamento lasciano segni di calore visibili sulla superficie della preforma che possono trasferirsi come sottili difetti superficiali al contenitore finito, un problema per gli imballaggi cosmetici di alta gamma dove la perfezione visiva è un requisito del marchio. In quarto luogo, la movimentazione delle preforme tra le macchine introduce rischi di contaminazione che sono categoricamente inaccettabili negli ambienti di confezionamento farmaceutico.

L'approccio in un'unica fase, implementato su tutte le macchine ISBM della serie EP, elimina tutti questi inconvenienti mantenendo la preforma sui nuclei del collo della macchina dall'iniezione fino all'espulsione del contenitore finito. Il polimero non si raffredda mai a temperatura ambiente, non rimane mai in magazzino e non viene mai esposto all'atmosfera di fabbrica tra le fasi del processo. L'orientamento molecolare biassiale viene ottenuto con le catene polimeriche nelle condizioni di allungamento ideali, ovvero subito dopo la formatura, quando la temperatura è distribuita uniformemente e la viscosità del materiale è al punto di allungamento ottimale. Non si tratta di un semplice miglioramento marginale del processo, ma di un meccanismo di qualità fondamentalmente diverso che produce costantemente contenitori con maggiore resistenza al carico dall'alto, migliore trasparenza ottica e minore variazione dello spessore della parete rispetto a quanto si possa ottenere con la produzione in due fasi della stessa geometria della bottiglia e dello stesso lotto di resina.

Parametro ISBM in un solo passaggio Riscaldamento in due fasi SBM
Energia per bottiglia Inferiore — non è necessario un secondo riscaldamento Più alto — il forno di riscaldamento a infrarossi aggiunge 25–40%
Gestione delle preforme Nessuno — la preforma rimane sui nuclei del collo per tutto il tempo Trasporto manuale o automatizzato tra macchine
Rischio di contaminazione Minimo — processo monomacchina sigillato Più alto — stoccaggio, trasporto, riscaldamento tutti espongono la preforma
Precisione della finitura del manico Impostato una volta nella stazione di iniezione, non riscaldare mai Impostato iniettabile, può rilassarsi durante il riscaldamento
chiarezza del contenitore Superiore — nessun segno di contatto con la lampada Potrebbero essere presenti segni di calore dovuti al contatto con la lampada sulla superficie.
Investimento in attrezzature Una sola macchina copre l'intero processo Macchina a iniezione + macchina per soffiaggio a riscaldamento
Ideale per Prodotti farmaceutici, cosmetici, alimenti e bevande di alta gamma, prodotti per l'infanzia Bottiglie per bevande in PET prodotte in volumi molto elevati.
Idoneità farmaceutica Eccellente: processo privo di contaminazioni. Moderato: potrebbe essere necessaria una sterilizzazione aggiuntiva

5. Quali materiali può lavorare una macchina ISBM?

Uno dei vantaggi più pratici di un macchina per stampaggio a iniezione e stiro-soffiaggio in un unico passaggio La sua caratteristica principale è l'ampia gamma di famiglie di polimeri che può lavorare. A differenza dello stampaggio a soffiaggio per estrusione, fortemente associato a HDPE e LDPE, la tecnologia ISBM è realmente multimateriale. La fase di iniezione gestisce qualsiasi resina che possa essere plastificata a temperature compatibili con i materiali standard per canali caldi e viti; la fase di soffiaggio per stiramento si applica a qualsiasi termoplastico che mostri un adeguato orientamento molecolare indotto dallo stiramento alla temperatura di lavorazione. In pratica, le resine più comunemente lavorate sulle macchine ISBM della serie EP sono le seguenti, con note sul perché ciascuna viene scelta per specifiche applicazioni finali.

Materiale Nome e cognome Proprietà principali Applicazioni principali Note di elaborazione
ANIMALE DOMESTICO polietilene tereftalato Elevata trasparenza, eccellente barriera, completamente riciclabile Acqua, succhi di frutta, condimenti, prodotti farmaceutici, cosmetici Configurazione standard; la resina più comunemente lavorata sulle macchine ISBM.
PETG PET modificato con glicole Chiarezza superiore, resistenza agli urti, nessuna cristallizzazione Cosmetici di alta gamma, prodotti per la cura della pelle, alimenti speciali Temperatura di lavorazione inferiore rispetto al PET; ideale per contenitori trasparenti colorati.
PCTG glicole policicloesilene dimetilene tereftalato Robustezza, trasparenza, resistenza chimica Cosmetici, cura della persona, imballaggi speciali Ideale per forme complesse; buona compatibilità con i pigmenti.
PP Polipropilene (grado ad alta trasparenza) Resistenza chimica, resistenza al calore, riciclabile contenitori per alimenti, prodotti per la pulizia domestica, fluidi per autoveicoli Richiede un gate modificato e un profilo di condizionamento; il comportamento semicristallino richiede un attento controllo della temperatura
PC policarbonato Eccezionale resistenza agli urti, resistenza al calore, trasparenza ottica Biberon, borracce riutilizzabili, dispositivi medici Richiede una temperatura di lavorazione più elevata (280–310 °C); si consigliano inserti per stampi in acciaio H13.
TRITAN Copoliestere Tritan (senza BPA) Senza BPA, trasparenza eccezionale, lavabile in lavastoviglie. Biberon, borracce sportive, articoli a contatto con gli alimenti Conformità al contatto con gli alimenti secondo le normative FDA/EFSA; materiale di alta qualità con un costo della resina più elevato.
PS / SAN Polistirene / Stirene-acrilonitrile Buona chiarezza, rigido, economico Vasetti per cosmetici, paralumi a LED, contenitori per lavori creativi Fragile rispetto alla PET; i parametri di iniezione richiedono un'attenta profilazione della velocità

6. Cinque vantaggi chiave della tecnologia di stampaggio a iniezione-soffiaggio in un'unica fase

01 — Efficienza energetica: nessun riscaldamento secondario

La preforma mantiene il calore di iniezione in ogni stazione successiva fino al completamento della fase di soffiaggio. Ciò elimina la necessità di un forno di riscaldamento a infrarossi, che su una macchina a due stadi rappresenta un consumo totale di energia termica compreso tra 25 e 401 TTP4T per contenitore. Per uno stabilimento che produce un milione di bottiglie al mese, questo risparmio energetico si traduce in una riduzione significativa e permanente dei costi operativi. La EP-HGY50-V3-EV, ad esempio, funziona con una potenza installata totale di 45,2 kW, un valore competitivo per una macchina in grado di gestire 6 cavità per ciclo e di funzionare ininterrottamente 24 ore su 24 con tempi di ciclo tipicamente compresi tra 15 e 25 secondi.

02 — Precisione dimensionale superiore e uniformità della finitura del manico

Poiché la finitura del collo viene impostata nella stazione di iniezione e la preforma non lascia mai i nuclei del collo fino all'espulsione del contenitore, non vi è alcuna possibilità che il collo si rilassi, si deformi o vari dimensionalmente tra i lotti di produzione. La variazione dello spessore della parete nella produzione ISBM a un solo passaggio, opportunamente ottimizzata, è regolarmente mantenuta al di sotto di ±5% su tutte le cavità: una specifica che si traduce direttamente in tassi di scarto inferiori, prestazioni di chiusura più costanti e resistenza al carico superiore del contenitore prevedibile. Questo livello di controllo dimensionale è uno dei motivi per cui l'ISBM è il metodo di produzione preferito per i flaconi contagocce farmaceutici e i contenitori cosmetici in cui la chiusura è fondamentale, dove una variazione della finitura del collo anche di 0,1 mm può causare cedimenti della coppia di serraggio della chiusura.

03 — Riduzione del rischio di contaminazione per gli imballaggi sensibili

Nelle operazioni di confezionamento per prodotti farmaceutici, medicali, per l'infanzia e alimentari, l'ambiente sigillato a macchina singola del processo ISBM a un solo stadio rappresenta un vantaggio igienico decisivo. La preforma viene formata, condizionata, stirata e soffiata senza mai essere manipolata, immagazzinata o trasportata nell'ambiente aperto dello stabilimento. Non sono presenti scaffalature per lo stoccaggio delle preforme, nessun operatore tocca i contenitori nelle fasi intermedie e non vi è esposizione all'umidità atmosferica che potrebbe degradare la trasparenza del PET o assorbire contaminanti superficiali. Per gli ambienti di produzione regolamentati in Colombia e a livello internazionale, il potenziale di integrazione in camera bianca e la semplicità di documentazione di un processo a macchina singola semplificano notevolmente la convalida della conformità GMP rispetto a una configurazione a due macchine e due stadi.

04 — Maggiore utilizzo dei materiali e meno sprechi

Le macchine ISBM a un solo stadio generano una quantità minima di scarti di produzione. I residui del canale di iniezione e il materiale di colata provenienti dalla fase di iniezione vengono rifilati in linea e reimmessi nella tramoggia di riciclo, oppure, nelle configurazioni più avanzate, eliminati completamente tramite l'iniezione diretta a canale caldo. Non ci sono scarti di preforme dovuti a stoccaggio improprio o assorbimento di umidità, né scarti di soffiaggio dovuti a temperature non uniformi delle preforme che entrano nella stazione di soffiaggio a temperature errate. In condizioni di produzione a regime, si raggiungono regolarmente tassi di utilizzo complessivo del materiale superiori a 95%, rispetto agli 88-92% più tipici dei sistemi a due stadi, dove il trasporto a freddo delle preforme e il riscaldamento introducono ulteriori meccanismi di scarto. Per resine speciali costose come TRITAN o policarbonato di grado medicale, questa differenza di efficienza del materiale ha un impatto diretto e significativo sul costo per contenitore finito.

05 — Ingombro ridotto con capacità di produzione a gamma completa

Una singola macchina ISBM a un solo stadio sostituisce sia una pressa a iniezione che una pressa per soffiaggio di un sistema a due stadi, occupando al contempo una frazione dello spazio complessivo. La EP-HGY50-V3-EV ha un ingombro di 3,8 × 1,2 metri. La più grande EP-HGY250-V4, in grado di produrre contenitori fino a 2.500 ml in configurazioni multicavità o fino a 20 litri in modalità a cavità singola, occupa uno spazio di 6,3 × 2,4 metri. Per gli stabilimenti nelle zone industriali della Colombia, dove i costi di affitto degli spazi produttivi in ​​città come Bogotá, Medellín e Barranquilla possono essere considerevoli, consolidare lo stampaggio a iniezione e a soffiaggio in un unico impianto rappresenta un significativo risparmio operativo continuo, non solo un investimento iniziale.

7. Panoramica della gamma di macchine ISBM serie EP

La gamma di prodotti EP spazia dalle compatte macchine servoassistite a 3 stazioni, progettate per una produzione flessibile di lotti di piccole e medie dimensioni, fino alle piattaforme per impieghi gravosi a 4 stazioni, in grado di produrre contenitori da 20 litri e supportare fino a 28 cavità per ciclo su configurazioni a doppia fila. La tabella seguente riassume i principali parametri tecnici dei modelli di macchina più comuni, per facilitare la selezione preliminare della piattaforma. Tutti i modelli sono compatibili con PET e PETG di serie; configurazioni specifiche per PP, PC e TRITAN sono disponibili su richiesta per l'intera gamma.

Modello Stazioni Morsetto di iniezione (kN) Morsetto a soffiaggio (kN) Potenza del motore (kW) Dimensioni della macchina L×P×A (mm) Peso (T) Volume massimo
EP-HGY50-V3-EV 3 50 100 34.8 3800×1200×2500 3.5 2.500 ml
EP-BPET-94-V3 3 785 298 65 4800×2050×3000 11.6 4.500 ml
EP-BPET-70-V4 4 285 115 44 4400×1350×2900 5.1 2.500 ml
EP-BPET-125-V4 4 685 286 65 5000×2050×3000 11.6 5.000 ml
EP-HGYS150-V4 4 150 200 43.2 4200×1400×2900 6 2.500 ml
EP-HGYS200-V4 4 300 200 49.2 4800×2000×3200 13 2.500 ml
EP-HGY250-V4 4 300 200 67.7 6300×2400×3700 16 2.500 ml (fino a 9°C)
EP-HGY650-V4 4 400 400 75.7 6100×2600×4200 28 20 L
EP-HGYS280-V6 6 150 200 43.2 5900×2600×3200 14 2.500 ml (bivite)

Campioni di bottiglie per prodotti stampati a iniezione-soffiaggio

8. Dove vengono utilizzate le macchine ISBM? Principali settori di applicazione

La combinazione di capacità multimateriale, elevata precisione dimensionale e produzione senza contaminazioni rende la macchina per stampaggio a iniezione-stiro-soffiaggio (ISBM) ideale per un'ampia gamma di settori. I seguenti settori rappresentano i mercati più consolidati per la tecnologia ISBM, insieme ai motivi per cui ciascun settore trae specifici vantaggi dal processo in un'unica fase rispetto alle alternative.

cosmetici e cura della persona

Sieri di alta qualità, creme idratanti, imballaggi secondari per profumi e shampoo sono tra le categorie più associate all'ISBM. La trasparenza a specchio dei contenitori in PETG e PCTG, la finitura precisa del collo per un'erogazione accurata tramite pompa e la capacità di produrre forme asimmetriche o in rilievo impossibili con le piattaforme di stampaggio a soffiaggio per estrusione hanno reso l'ISBM il processo standard per il packaging di marchi cosmetici di fascia medio-alta a livello globale, compresi i grandi marchi che si affidano alla produzione di packaging in Colombia.

Farmaceutico e medico

Flaconi contagocce, contenitori per liquidi orali, vasetti per compresse e contenitori farmaceutici multidose richiedono una produzione conforme alle norme GMP in un ambiente sterile. Il processo ISBM a un solo passaggio soddisfa in modo univoco questo requisito senza la necessità di infrastrutture specializzate per camere bianche, poiché l'intera sequenza dalla preforma al contenitore è racchiusa in un'unica macchina. Gli acquirenti di imballaggi farmaceutici in Colombia devono inoltre conformarsi ai quadri normativi INVIMA per il confezionamento dei farmaci, la cui validazione è significativamente più semplice con un processo a macchina singola, con controllo dei parametri e tracciabilità documentati.

Cibo e bevande

Bottiglie per olio da cucina, contenitori per succhi di frutta a riempimento caldo, acqua minerale, barattoli per condimenti e vasetti di miele rappresentano l'impronta alimentare e delle bevande di ISBM. I materiali PET e PP per il contatto con gli alimenti sono conformi ai quadri normativi di sicurezza alimentare di INVIMA (Colombia), FDA (USA), Regolamento UE 10/2011 e ANVISA (Brasile) quando vengono utilizzate le resine di grado alimentare corretto. Con la piattaforma EP-BPET-125-V4, utilizzando gli stampi di cavità appropriati, è possibile realizzare barattoli per alimenti a bocca larga fino a 5.000 ml di volume.

Prodotti per neonati e bambini

I biberon, le tazze con beccuccio e i contenitori per alimenti per neonati rappresentano un'applicazione naturale per i materiali privi di BPA – TRITAN, PPSU, PC per uso alimentare – che le macchine ISBM lavorano con precisione. La precisione dimensionale della finitura del collo è particolarmente importante nei biberon, dove l'accoppiamento della tettarella richiede un'interfaccia di tenuta precisa al millimetro. La possibilità di documentare la tracciabilità dei materiali e i parametri di processo per ogni lotto di produzione è inoltre fondamentale per la conformità normativa nel settore dei prodotti per l'infanzia, sia in Colombia che a livello internazionale.

Contenitori industriali di grande formato

La EP-HGY650-V4 estende le capacità ISBM a contenitori da 5 litri, 12 litri e fino a 20 litri in modalità a cavità singola: un formato tipicamente associato allo stampaggio a soffiaggio per estrusione, ma realizzabile con ISBM per applicazioni in cui la trasparenza superiore e la precisione della finitura del collo della tecnologia di stampaggio a iniezione-stiro aggiungono un reale valore al prodotto, come bottiglie per refrigeratori d'acqua di alta qualità, contenitori per alimenti di grande formato e fusti per prodotti chimici speciali che richiedono standard dimensionali verificabili.

Applicazioni tecniche e non legate alle bottiglie

La lavorazione di PS e PMMA su macchine ISBM consente la produzione di componenti per paralumi a LED, contenitori ottici e articoli artigianali decorativi che richiedono la precisione dello stampaggio a iniezione combinata con la capacità di formatura cava dello stampaggio a soffiaggio. Il processo di stampaggio a iniezione-stiro supporta anche la produzione di bottiglie asimmetriche, barattoli con motivi in ​​rilievo e contenitori speciali con maniglie integrate o geometrie complesse delle spalle che non possono essere realizzate con nessun altro processo a singolo stadio.

Laboratorio

Reparto di produzione di macchine ISBM
assemblaggio della macchina per stampaggio a iniezione-soffiaggio
Impianto di produzione di macchine ISBM in un'unica fase
Esposizione dei prodotti della macchina ISBM e campioni di bottiglie

Domande frequenti sulle macchine ISBM

D1. Cos'è esattamente una macchina ISBM e in cosa si differenzia da una normale macchina per soffiaggio?+
Una macchina ISBM (Injection Stretch Blow Molding) integra lo stampaggio a iniezione, lo stiramento assiale e lo stampaggio a soffiaggio radiale in un unico ciclo continuo su un'unica apparecchiatura. Una normale macchina per estrusione e soffiaggio estrude una preforma e la soffia nella forma desiderata, un processo più semplice ma che produce contenitori con minore trasparenza, finiture del collo meno precise e maggiore variabilità dello spessore delle pareti. L'ISBM si differenzia inoltre dallo SBM a due stadi con riscaldamento (comune nella produzione di grandi volumi di bottiglie in PET) in quanto la preforma non si raffredda mai tra l'iniezione e il soffiaggio, eliminando la necessità di un forno di riscaldamento separato e i relativi costi di contaminazione ed energia. Il risultato è un processo che offre una qualità superiore dei contenitori, in particolare in termini di trasparenza ottica e precisione della finitura del collo, in un'unica macchina più efficiente dal punto di vista energetico e dello spazio.
D2. Come fa il processo di stampaggio a iniezione-soffiaggio a raggiungere una trasparenza delle bottiglie così elevata rispetto allo stampaggio a estrusione-soffiaggio?+
Il vantaggio in termini di trasparenza offerto dalla tecnologia ISBM rispetto allo stampaggio a soffiaggio per estrusione deriva da due fattori. In primo luogo, la fase di stampaggio a iniezione produce la preforma a contatto con la superficie di una cavità in acciaio lucidata a specchio, sotto alta pressione, ottenendo così una superficie priva di difetti che viene preservata durante la fase di soffiaggio. L'estrusione, invece, produce una preforma la cui qualità superficiale è limitata dalla finitura della filiera dell'estrusore e dalle irregolarità di raffreddamento e cedimento della preforma stessa, intrinseche al processo di estrusione. In secondo luogo, l'orientamento biassiale creato dalla simultanea stiratura assiale e soffiaggio radiale nella tecnologia ISBM allinea le catene molecolari del polimero in modo da ridurre la dispersione della luce, migliorando i valori di opacità e creando l'aspetto cristallino richiesto dai contenitori premium per cosmetici, farmaci e alimenti. I contenitori in PET prodotti con la tecnologia ISBM raggiungono in genere valori di opacità inferiori a 2%, rispetto ai valori compresi tra 5 e 15% comunemente riscontrati nei contenitori in PP o PE estrusi e soffiati di spessore simile.
D3. Come posso scegliere tra una macchina ISBM a 3 stazioni e una a 4 stazioni per la mia linea di produzione?+
Il fattore determinante nella scelta della macchina è il tipo di contenitore e il materiale. Se si producono bottiglie standard in PET o PETG fino a circa 2.500 ml con spessore di parete convenzionale (0,3-0,5 mm), una macchina a 3 stazioni come la EP-HGY50-V3-EV gestisce il lavoro in modo efficiente e con costi di investimento inferiori. Se la gamma di prodotti include contenitori a parete spessa, vasetti a bocca larga, materiali in PC o TRITAN, o contenitori di dimensioni superiori a 2.500 ml, una macchina a 4 stazioni con stazione di condizionamento della temperatura dedicata è la scelta più appropriata, poiché la fase aggiuntiva di controllo della temperatura garantisce l'uniformità delle preforme richiesta da queste applicazioni esigenti. Altri fattori da considerare includono lo spazio disponibile, il numero di cavità desiderato e la compatibilità con gli stampi ASB o AOKI.
D4. Quali materiali posso lavorare su una macchina ISBM e qual è il più adatto per produrre biberon senza BPA?+
Le macchine ISBM della serie EP supportano PET, PETG, PCTG, PP, PC, TRITAN (senza BPA), SAN, PMMA e PS come materiali standard con configurazioni specifiche per modello. Per i biberon senza BPA, i materiali più utilizzati sono il copoliestere TRITAN e il PC per uso alimentare (dove il PC è specificato in una formulazione senza BPA). Il TRITAN offre la migliore combinazione di conformità senza BPA, omologazione FDA/EFSA per il contatto con gli alimenti, elevata resistenza agli urti e lavabilità in lavastoviglie, il che lo rende attualmente la scelta preferita sul mercato per i biberon di alta gamma. Gli stampi saranno specificati con cavità di iniezione in acciaio H13 e anelli del collo in acciaio inox S136 ottimizzati per l'intervallo di temperatura di lavorazione leggermente superiore del TRITAN rispetto al PET standard.
D5. Quanta energia consuma una macchina ISBM a un solo stadio rispetto a un sistema di stampaggio a soffiaggio a due stadi?+
Le macchine ISBM a un solo stadio consumano in genere da 25 a 401 TP4T di energia in meno per bottiglia prodotta rispetto a un sistema a due stadi che produce contenitori delle stesse dimensioni e con lo stesso materiale. Il risparmio principale deriva dall'eliminazione del forno di riscaldamento a infrarossi sulla macchina soffiatrice, che rappresenta un carico di potenza elevato e continuo nella produzione a due stadi. La compatta EP-HGY50-V3-EV, ad esempio, ha una potenza totale installata del motore di 34,8 kW più 10,4 kW di potenza di riscaldamento, per un totale di 45,2 kW per una macchina che produce fino a 6 contenitori per ciclo. Le versioni con servomotori (modelli con suffisso EV) offrono un'ulteriore efficienza rispetto alle equivalenti idrauliche, poiché i servomotori consumano la potenza di picco solo durante il movimento, non in modo continuo come le pompe idrauliche.
D6. Quale modello di macchina ISBM è compatibile con gli stampi ASB o AOKI già in mio possesso?+
All'interno della gamma EP, i modelli EP-HGYS150-V4 e EP-HGYS150-V4-EV sono dimensionalmente compatibili con gli stampi giapponesi ASB-12M, mentre l'EP-HGYS200-V4-B è configurato per accettare gli stampi della macchina AOKI-250. Questa compatibilità consente ai clienti che passano da apparecchiature ASB o AOKI di continuare a utilizzare i propri stampi esistenti sulla piattaforma EP, riducendo il capitale totale necessario per la transizione della macchina. Per la compatibilità con altri modelli ASB o per esigenze di interfaccia personalizzate, il nostro team di ingegneri può esaminare i disegni degli stampi esistenti e confermare se una soluzione con piastra adattatrice o un nuovo set di stampi abbinati rappresenti la soluzione più conveniente.
D7. Qual è il tempo di ciclo tipico per una macchina di stampaggio a iniezione-soffiaggio monostadio per la produzione di flaconi per cosmetici?+
I tempi di ciclo sulle macchine ISBM a un solo stadio variano in genere da 10 a 30 secondi per rotazione dello stampo, a seconda delle dimensioni del contenitore, dello spessore della parete, del materiale e del numero di cavità. Una bottiglia cosmetica compatta da 50 ml in PETG, realizzata con uno stampo a 4 cavità sulla EP-HGY50-V3-EV, richiede circa 14-18 secondi per ciclo, producendo circa 800-1.000 contenitori all'ora. Una bottiglia più grande da 500 ml in PETG, realizzata con uno stampo a 3 cavità, richiede 20-25 secondi, producendo circa 430-540 contenitori all'ora. Il tempo di ciclo può essere ridotto ottimizzando la temperatura dell'acqua di raffreddamento (in genere 8-15 °C per un raffreddamento rapido), regolando i profili della rampa di pressione di soffiaggio e ottimizzando i parametri di accelerazione del servomotore, tutti parametri regolabili tramite il sistema di controllo PLC Inovance o MIRLE presente sulle macchine EP.
D8. Quale documentazione normativa è necessaria per importare una macchina ISBM in Colombia e questa è soggetta a dazi doganali?+
L'importazione di una macchina ISBM in Colombia tramite DIAN richiede una fattura commerciale, una distinta di imballaggio, una polizza di carico o una lettera di vettura aerea e la classificazione del codice tariffario HS, in genere 8477.10 per le macchine per stampaggio a iniezione o 8477.30 per le macchine per soffiaggio, sebbene la corretta voce doganale per una ISBM che combina entrambe le funzioni possa essere confermata con un agente doganale. Per l'impianto elettrico della macchina è richiesta la documentazione di conformità alla sicurezza elettrica RETIE. Forniamo la documentazione completa per l'esportazione, inclusa la raccomandazione di classificazione HS, la dichiarazione di conformità CE e un manuale tecnico di installazione in inglese. Le aliquote dei dazi doganali e l'IVA applicabile secondo la tariffa doganale colombiana devono essere confermate con un'agenzia doganale autorizzata a Bogotá o Medellín, poiché le aliquote sono soggette alle disposizioni degli accordi commerciali che variano a seconda del paese di origine dell'esportazione.

 

Redattore: PXY