Digitale e green: la duplice transizione del packaging spiegata da Luca Ghiglione, Camozzi Automation

C’è un settore industriale in cui la duplice transizione può assumere un rilievo particolare: quello della produzione di componenti, macchine e sistemi e tecnologie per il packaging. È un comparto importante per l’industria italiana: nel 2023 ha raggiunto un nuovo record, registrando revenue per 9,05 miliardi di euro, con una crescita tendenziale del 6% sull’anno precedente. Quanto all’ecological transition, il passaggio agli imballaggi compostabili, riciclabili o provenienti da fonti rinnovabili richiede tecnologie che possano manipolare questi materiali in modo efficace durante il processo di produzione.

Sempre più saranno realizzate soluzioni sostenibili derivanti da un approccio integrato che considera l’intero ciclo di vita del prodotto. Il packaging primario, in particolare, è una fase delicata che comporta il contatto diretto con il prodotto: nell’alimentare e nel farmaceutico, ad esempio, si cercano soluzioni in grado di combinare la sostenibilità e le speciali esigenze igieniche definite da normative sempre più stringenti. Quanto alla transizione digitale, i sistemi innovativi e i robot possono essere utilizzati per l’assemblaggio, il riempimento e la confezionatura degli imballaggi; ciò aumenta l’efficienza, riduce gli errori umani e migliora la velocità di produzione. Ma soprattutto, nuovi dispositivi IoT possono fornire dati in tempo reale sullo stato degli imballaggi, la temperatura e altri parametri critici. Ciò è particolarmente importante nei citati campi “sensibili”, l’alimentare e il farmaceutico. Lo sa bene Camozzi Automation, azienda dell’omonimo gruppo fondata nel 1964, che progetta e produce componenti per il controllo del movimento e dei fluidi, e sistemi e tecnologie per l’automazione industriale, per il settore dei trasporti e per il life science. Il packaging rappresenta uno dei principali settori di applicazione delle tecnologie sviluppate dall’azienda. Per il packaging primario Camozzi Automation propone un’ampia gamma di elettrovalvole, raccordi e soluzioni integrate per macchine dosatrici e riempitrici. Per il packaging secondario, caratterizzato dal fatto che l’involucro non è a contatto diretto con il prodotto, ma avvolge o inscatola uno o più contenitori, l’offerta si concentra su isole di valvole dotate di predittività integrata, idonee per macchine avvolgitrici, chiuditrici, etichettatrici.  Il packaging terziario, in cui più contenitori sono imballati insieme per rendere sicura e facile la movimentazione e tutte le operazioni logistiche a valle con pallettizzatori, cartonatrici e tanto altro, è il segmento più soggetto a customizzazione. Per questo la risposta di Camozzi Automation è quella di garantire soluzioni a portale configurabili sulle esigenze specifiche di ogni singolo cliente.

Quanto a transizione green, Camozzi Automation ha dato vita a GRIPfit, un raccordo push-in (quelli che non necessitano di ulteriori utensili per realizzare il collegamento con la tubazione) che è in gran parte prodotto con la poliammide 11, un polimero ad alte prestazioni di origine biologica (dall’olio di ricino) e rinnovabile al 100%. Presenta una bassa impronta di carbonio ed è performante per oltre 70 anni. La gamma presenta diametri dai 4 ai 16 millimetri e i dispositivi possono operare a temperature fino ai 100° Celsius. La soluzione è adatta non solo per progetti di automazione industriale, ma anche per quelli legati al medicale, al beverage o al raffreddamento ad acqua.

Il packaging rappresenta uno dei principali settori di applicazione delle tecnologie sviluppate da Camozzi Automation. Per il packaging primario, l’azienda propone un’ampia gamma di elettrovalvole, raccordi e soluzioni integrate per macchine dosatrici e riempitrici.

Quanto alla transizione digitale, l’isola di valvole Serie D è dotata di intelligenza che consente di monitorare e predire lo stato di usura ed efficienza di alcune parti delle elettrovalvole. I dati rilevati, gli allarmi e le condizioni possono essere visualizzati tramite i diversi tipi di lampeggio dei led posti sul modulo e trasmessi ad un Plc oppure ad un IIoT Gateway wireless per il successivo invio al Cloud.  Il sistema di diagnostica si chiama CoilVision® ed è una tecnologia proprietaria. Particolarmente avanzato è anche il driver Serie DRVI, che comanda motori DC stepper e brushless ed è dotato di un algoritmo che utilizza un feedback preciso sulla posizione dell’albero motore, ne controlla la corrente di fase e ne ottimizza il funzionamento. Peraltro, è molto efficiente dal punto di vista energetico.

Quest’anno, poi, sarà lanciata in America e in Europa la Smart Gripper, una nuova pinza intelligente destinata ad essere integrata ai cobot e ai robot industriali. Dotata di un sistema di sensori integrato in grado di acquisire dati sul componente afferrato e sull’ambiente circostante, garantirà efficienza e grande flessibilità di utilizzo.

Di tutto ciò abbiamo parlato con Luca Ghiglione, business development presso Camozzi Automation.

D: Nell’offerta di Camozzi Automation, componenti, sistemi e tecnologie per il settore packaging. Più in generale Camozzi Automation fa sistemi per l’automazione. Ecco, quanto conta il packaging? Per voi è un’attività in crescita? Quali sono le prospettive?

R: Il packaging, insieme all’assembly e alla robotica, è uno dei settori in cui abbiamo fatto investimenti importanti. Tutte le stime indicano che il packaging è un settore in crescita costante anche a seguito dell’incremento demografico in molte aree metropolitane del mondo e della conseguente necessità di dar vita a soluzioni sostenibili. Sempre più si parla di economia circolare, di riuso. Si generano materiali alternativi alla plastica che possano garantire la durata del prodotto e la sua conservazione anche in termini di qualità e di sicurezza. Il packaging è, quindi, per Camozzi un settore molto sfidante che comporta da una parte la diffusione anche presso i consumatori finali di una nuova cultura e di una maggiore consapevolezza orientata ai fini appena descritti e dall’altra di tenere conto di nuovi vincoli normativi sui materiali e sul trattamento dell’aria.

D: Come potete diffondere una nuova cultura del packaging?

R: Proponendoci come partner dell’azienda cliente. Questo approccio ci permette di esprimere la nostra vision, innovando costantemente e cercando di anticipare le richieste del mercato. Peraltro, all’interno del Gruppo, nell’area ex-Innocenti in via Rubattino a Milano, opera il Camozzi Research Center che, collaborando con i vari team di ricerca presenti nelle nostre divisioni e con partner esterni industriali e istituzionali, coordina tutte le attività di R&D più avanzate, con l’obiettivo di consolidare e rendere sempre più capillari quelle conoscenze scientifiche e tecnologiche che saranno fondamentali per plasmare i processi industriali del futuro. CRC guida infatti progetti in collaborazione con realtà accademiche di riconosciuto standing internazionale. Tra queste il Politecnico di Milano, presente all’interno del CRC con un laboratorio dedicato all’automazione ed al controllo dei processi industriali del futuro, e l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), con cui è attivo un joint-lab multidisciplinare. A Polpenazze sul Garda (Brescia), invece, intendiamo incrementare la capacità produttiva di schede elettroniche, per essere protagonisti del trend digitale senza subirlo.

D: Parliamo di packaging primario, fase delicata che comporta il contatto diretto con il prodotto: cosa fate in questa fase e quali sono i prodotti più innovativi e perché lo sono?

R: Anzitutto noi puntiamo molto sul trattamento dell’aria, che deve essere idoneo al contatto con il cibo. In altre parole, nella macchina deve essere introdotta aria pulita. E poi sui GRIPfit, nuova generazione di raccordi realizzati con materiali ad alte prestazioni, sviluppati per soddisfare le esigenze di diverse applicazioni di mercato, dal trattamento acque fino a sistemi fluidici e centraline elettriche. Alcuni fra questi raccordi sono molto resistenti ad un ambiente corrosivo, e sono studiati appositamente per il contatto con l’alimento. Altri sono progettati per l’automazione e altri per il medicale. Abbiamo anche una gamma di raccordi sia in acciaio Inox che in ottone nichelato, questi ultimi soggetti al processo di nichelatura che conferisce al materiale maggiore capacità di resistere alla corrosione e all’ossidazione. Questi raccordi sono comunemente impiegati nell’industria alimentare. GRIPfit rappresentano una soluzione competitiva sia in termini di prestazioni che dal punto di vista economico. Ma non è tutto.

D: Cos’altro compone la vostra offerta nel packaging primario?

R: Disponiamo dei cilindri per la movimentazione Serie 63: grazie al nuovo sistema di ammortizzatori pneumatici regolabili, i cilindri sono in grado di garantire sempre una regolazione ottimale riducendo sensibilmente la rumorosità dovuta all’impatto di fine corsa. Oltre alla versione base, che può essere utilizzata in molteplici settori, sono state sviluppate soluzioni specifiche per l’utilizzo in applicazioni particolari quali alimentare, agricoltura, sistemi tensionatori e ballerini, dosatori e in tutte quelle applicazioni che hanno delle condizioni ambientali di lavoro severe dal punto di vista della temperatura, corrosione o sicurezza.

Il cilindro Serie 63 è conforme alla normativa ISO 15552, che riguarda appunto le configurazioni adatte al packaging primario. Ancora, disponiamo dei cilindri in acciaio Inox della Serie 97, che possono essere utilizzati in applicazioni critiche per le quali è richiesta un’elevata resistenza alla corrosione (off-shore, navale, alimentare e altro). Questa serie di cilindri è normalmente fornita con ammortizzatori di fine corsa regolabili per mezzo di una vite posta sulla testata. Per rendere meno rumoroso l’impatto del pistone sulla testata, i cilindri sono inoltre dotati di un ammortizzatore meccanico. Naturalmente al cliente bisogna dare quello che gli serve veramente. Dunque, se non ha necessità di un cilindro in acciaio Inox, si propone uno in alluminio trattato, che costa di meno. Inoltre, c’è una novità.

D: Quale novità, nel packaging primario?

R: La novità è che nel packaging primario stiamo sviluppando nuovi sistemi di presa alternativi alle ventose. Si tratta di soddisfare le esigenze del mercato per la presa di prodotti particolarmente delicati in ambito confectionery: in buona sostanza, pensiamo a sistemi meccanici particolari per proteggere l’integrità e la forma dei prodotti. Siamo però a livello embrionale.

D: Parliamo di packaging secondario, in cui involucro non è a contatto diretto con il prodotto, ma avvolge o inscatola uno o più contenitori primari. Anche qui, cosa fate in questa fase e quali sono i prodotti più innovativi e perché lo sono?

R: Qui il nostro lavoro è un po’ più semplice: disponiamo, infatti, di diverse soluzioni di cartoning, che si riferisce appunto al processo di confezionamento di prodotti in scatole di cartone comunemente utilizzato nell’industria del packaging per imballare una varietà di prodotti, come cibo, bevande, farmaci, beni per la cura personale, e altro ancora. Tra le fasi più importanti, la formazione della scatola, l’inserimento del prodotto, la chiusura della scatola, l’etichettatura, la marchiatura e l’imballaggio finale. Le soluzioni pick&place che proponiamo permettono di prendere il prodotto e posizionarlo nel cartone.

L’isola di valvole Serie D è dotato della tecnologia CoilVision®, che consente di monitorare e prevedere lo stato di usura ed efficienza di specifici componenti delle elettrovalvole. I dati raccolti, la cronologia degli allarmi e lo stato di salute vengono indicati attraverso diverse combinazioni di Led lampeggianti sul modulo e possono essere inviati a un PLC o a un gateway IIoT, per poi essere trasferiti al cloud.

Possiamo avvalerci di cilindri guidati e di sistemi di movimentazione lineare. Per quanto riguarda le soluzioni pneumatiche, abbiamo un’offerta particolare: l’isola di valvole Serie D, che serve appunto per le applicazioni industriali che richiedono l’installazione di funzioni pneumatiche in modo semplice, rapido e in spazi ristretti. L’isola di valvole Serie D è dotata della tecnologia CoilVision®, che consente di monitorare e predire lo stato di usura ed efficienza di alcune parti delle elettrovalvole. I dati rilevati, gli allarmi e lo stato di salute possono essere visualizzati tramite i diversi tipi di lampeggio dei led posti sul modulo e trasmessi ad un PLC oppure ad un IIoT Gateway wireless per il successivo invio al Cloud. In pratica, se una bobina non si comporta come dovrebbe, e ciò influenza le prestazioni, si può sapere “prima” che questo porti a qualche guaio, e si può agire con la manutenzione preventiva. Questo tipo di analisi abbraccia anche altri due componenti importanti, come i regolatori proporzionali.

D: A cosa servono i regolatori proporzionali?

R: Sono dispositivi utilizzati nel controllo di fluidi, liquidi o gas, in vari settori industriali. Consentono di regolare in modo proporzionale la pressione del fluido a fronte di segnale di controllo elettrico. Il regolatore è disponibile a controllo di pressione con display (serie “PRE”) e senza (serie “PME”).

La Serie PRE è disponibile in due taglie e diverse configurazioni, tra le quali la connessione IO-Link.

D: E qual è l’altro device oggetto di analisi per la manutenzione preventiva?

Il design compatto della Series DRVI e la sua integrazione con i principali protocolli di comunicazione la una soluzione ottimale per le applicazioni industriali che richiedono un controllo preciso e una risposta rapida alle variazioni di carico.

R: È l’azionamento motore integrato della serie DRVI, progettato per controllare vari tipi di motori, sia passo-passo (che tramite il controllo vettoriale è in grado di offrire un controllo preciso del movimento del motore sull’intero range di velocità, con elevate accelerazioni e decelerazioni, senza alcuna perdita di passo) che brushless. Il DRVI è stato sviluppato completamente da Camozzi ed è un prodotto particolarmente innovativo: l’algoritmo può, infatti, essere modificato in base alle esigenze del cliente e ciò rappresenta un nuovo grado di flessibilità sul mercato.

D: Voi fate tecnologie di controllo e movimentazione per tutte le fasi. Ci sono due tecnologie, una pneumatica e una elettromeccanica. Quando si usa l’una, quando l’altra e quando si usano insieme?

R: In Camozzi partiamo dal presupposto che non esista una tecnologia per l’attuazione che sia in assoluto migliore dell’altra. La nostra convinzione è che ogni applicazione abbia requisiti differenti che possono essere soddisfatti al meglio grazie all’impiego di una specifica tecnologia: pneumatica, proporzionale o elettrica. Proprio la capacità di offrire tutte le tecnologie e di poterle se necessario combinare, ottimizzando i singoli movimenti e le prestazioni richieste nell’ambito di un’applicazione industriale, rappresenta il vantaggio competitivo che Camozzi intende proporre alle aziende clienti. Controllare velocità, accelerazione, posizione in relazione al carico da movimentare, alle distanze da percorrere, alla precisione richiesta, ottimizzando i costi e fornendo una soluzione facile da installare e gestire – tutto questo è il risultato della combinazione di tecnologie e competenze che Camozzi mette a disposizione dei propri partner con l’obiettivo di fornire la soluzione a più alto valore aggiunto.

D: L’ultima fase è quella del packaging terziario, in cui l’insieme di più contenitori (primari e secondari) sono imballati insieme per rendere sicura e facilitare la movimentazione e tutte le operazioni logistiche a valle. Anche qui, cosa fate in questa fase e quali sono i prodotti più innovativi e perché lo sono?

R: Qui disponiamo di soluzioni a portale che possiamo configurare per il cliente combinando i nostri componenti con sistemi di movimentazione sia elettrici (per gli spostamenti verticali) che pneumatici. In pratica, noi possiamo offrire un pacchetto completo, dimensionandolo sulla scorta delle reali esigenze. Forniamo anche soluzioni “end effector“: quelle all’estremità di un braccio robotico o manipolatore, per l’interazione diretta con l’ambiente circostante.

D: Realizzate anche sistemi e soluzioni con componenti intelligenti e interconnessi con algoritmi per l’analisi di dati.

R: Sì, parliamo di Smart Gripper, di pinze intelligenti, che integrano nuove tecnologie innovative con le funzioni di una mano, unendo flessibilità, efficienza, ergonomia e intelligenza in un unico dispositivo. Attualmente stiamo definendo quelle pneumatiche, ma ci sarà anche una versione elettrica. Il progetto di ricerca è stato sviluppato con l’IIT Istituto Italiano di Tecnologia di Genova. In pratica, la pinza è dotata di un sistema di sensori integrato in grado di raccogliere informazioni sul componente afferrato e sull’ambiente circostante, elaborarle e attuare reazioni adeguate in base alla situazione. L’obiettivo è quello di interfacciare la pinza ai cobot presenti sul mercato nel modo più semplice – una soluzione “plug & play” – utilizzando i protocolli di comunicazione più comuni. Questa soluzione aumenterebbe la produttività del processo e la riduzione degli sprechi, migliorerebbe la sicurezza degli operatori e dell’impianto e garantirebbe maggiore flessibilità e riutilizzabilità. Molto importante è la gestione della forza di presa. Direi che la pinza ha cinque sensi: vede, comunica, analizza, percepisce e si connette meccanicamente o elettricamente a cobot e robot industriali. Nel 2024 sarà presentata a Chicago, a novembre, ma anche in Italia, in Spagna, in Germania e altrove.

D: Quali sono o componenti e sistemi a risparmio energetico sicuri e prodotti con materiali e processi ecosostenibili?

R: Ad esempio, i raccordi GRIPFit realizzati con materiali green, come la poliammide 11, detta Pa11. La possibilità di ottenere il PA11 da fonti rinnovabili, come l’olio di ricino, contribuisce a rendere la sua produzione più sostenibile rispetto a polimeri derivati dal petrolio. La combinazione di proprietà meccaniche e chimiche fa sì che il PA11 sia un materiale apprezzato in vari settori industriali.

D: Soluzioni customizzate plug-in. Di cosa parliamo? Quali i vantaggi?

R: Se consideriamo la proposta completa di Camozzi, ben il 16% è costituito dai prodotti customizzati, adattati alle esigenze specifiche del cliente; ad esempio, il bene realizzato assemblando diversi componenti, o quello costruito ex novo per l’azienda. Sono soluzioni di raggruppamento di componentistica funzionale molto importanti soprattutto nel packaging primario, e quando si tratta di operare in ambienti aggressivi, dove occorre una certa protezione dalla corrosione.