El diseño de envases PET reúne forma y funcionalidad

El reto consiste en crear un producto funcional y atractivo. La componente creativa y la componente técnica se deben complementar y estar en equilibrio, la forma y la funcionalidad deben congeniar. Las formas de los envases deben poder cumplir con todas las exigencias de una línea de alta velocidad. El cumplimiento de estas exigencias es tarea del equipo de diseño de envases de Krones, siempre en estrecha cooperación con el cliente. La división Ingeniería de plásticos de Krones reúne el know-how sobre las máquinas y los procesos con un diseño creativo de la botella. Porque la propuesta de Krones de proveedor de líneas completas incluye también la manipulación de un envase a lo largo de toda una línea de embotellado y embalado e incluso más allá, es decir hasta el refrigerador del consumidor. Esto exige mucha experiencia y sensibilidad por parte de los involucrados en todo el proceso.

La finalidad del desarrollo de productos en Krones es congeniar las ideas y las posibilidades técnicamente realizables en relación con un producto. Para ello el equipo de diseño de envases elabora propuestas teniendo en cuenta ya las exigencias técnicas, así como los elementos estructurales deseados tales como las zonas de agarre y los elementos ópticos de realce como nervios, estructuras superficiales o grabados. Para crear un envase PET nuevo se tienen a disposición diferentes elementos del envase a manera de módulos, tales como el fondo, la boca y las paredes laterales. A partir de un boceto a mano, el diseño de la botella es enfocado siempre más en cada fase hacia la obtención de un producto que pueda ser producido a escala industrial. A partir de este boceto se elabora primero un dibujo 2D, en el cual ya se tienen en cuenta el volumen de llenado y el nivel de llenado exigido por el cliente. Desde hace poco tiempo, Krones también ofrece modelos 3D en archivo PDF, los cuales pueden ser girados, desplazados y aumentados para explicar aún mejor el concepto del envase. Una vez que el dibujo 2D y 3D satisface las ideas iniciales del cliente, éste es convertido en un modelo definitivo para diseñar la forma de la botella. Si se desea, también se pueden producir modelos 3D en vidrio acrílico o en plástico de la futura botella a manera de muestra tangible, para tener así entre manos un primer modelo.

Un paso importante después del diseño de la botella es el dimensionamiento de la preforma PET. Para determinar si la preforma suministrada por el cliente armoniza con la forma del envase, se aplica un perfil de temperatura a la preforma. Para botellas de diseño convencional se pueden usar las preformas estándares. En ciertos casos puede ser necesario recurrir a una preforma especial, la cual ha sido adaptada perfectamente al diseño especial de la botella. Una vez establecidas la preforma y la geometría de la botella, se construye un molde de soplado modelo o de prueba para la estiradora-sopladora Contiform de laboratorio. La máquina de laboratorio produce las primeras botellas de muestra, las cuales posteriormente son sometidas a mediciones y a ensayos exhaustivos en el laboratorio de la técnica de plásticos.

Para ello los prototipos de botella son sometidos a un programa de pruebas correspondiente, la denominada validación de la botella. El laboratorio de Krones posee técnica de medición de punta y por lo tanto está en condiciones de realizar procesos de validación de botellas para todas las especificaciones corrientes. Las mediciones incluyen por ejemplo la capacidad de apilamiento a partir del comportamiento bajo carga vertical (topload), la geometría de los envases y el peso de las secciones individuales. El envase es sometido a una carga de presión que aumenta continuamente (fill ramp), así mismo se analiza el volumen a ras del borde y a punto de llenado, la presión mínima que debe resistir el envase, la resistencia térmica y la distribución del espesor de las paredes. Los resultados de las pruebas son empleados ahora para una ulterior optimización del diseño. Después de la aprobación de las botellas de prueba inicia la producción en serie de los moldes para la estiradora-sopladora Contiform.

Al inicio de la construcción de los moldes está una representación del envase con mayores dimensiones que el envase final. Esta mayor medida tiene en cuenta la contracción que sufren los materiales durante el proceso de soplado. A partir de este diseño se crean las piezas individuales como modelos 3D y se elabora un negativo del semimolde o del fondo y se integran las adaptaciones necesarias como los orificios de respiración o la longitud.

En la producción de los moldes de soplado se emplean fresadoras de alta velocidad mandadas por programa, las cuales reproducen con alta precisión el contorno de botella deseado en el molde de soplado. Los semimoldes de aluminio son fresados dentro de un rango de tolerancia de más/menos un quingentésimo de milímetro. A comparación, el diámetro de un cabello mide aproximadamente dos décimas de milímetro. Un control final une las piezas individuales al molde de soplado completo y confirma su calidad.

Previo a la entrega, los moldes de soplado para la producción en serie son sometidos a un ensayo exhaustivo mediante láser antes de que se produzcan con ellos las botellas bajo condiciones reales con la máquina del cliente. La autorización sólo es otorgada después del cumplimiento de todas las disposiciones. Sólo entonces el nuevo envase es considerado listo para la línea de embotellado y para el supermercado. Misión cumplida.