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AI
Industry 4.0

Automatização adaptada para embalagens sustentáveis

Publicado às 2022-08-16 12:05:00 UTC em AI

Alguma vez encomendou um pequeno artigo online e sentiu-se incomodado quando este chegou numa caixa de grandes dimensões com plástico de bolhas, almofadas de ar ou envelopes de papel?
Os consumidores (e somos todos culpados) são muito rápidos a criticar, especialmente quando se trata do excesso de embalagens. Não compreendem que o retalhista de comércio eletrónico talvez não consiga suportar o custo mais elevado de possuir dez tamanhos diferentes de embalagens ou ter um sistema de automação capaz de lidar com tamanhos variados.
Os consumidores não estão cientes das barreiras que as empresas têm de ultrapassar para tornar as suas embalagens mais sustentáveis. Caixas mais pequenas. Paredes mais finas. Embalagens mais leves. Menor conteúdo de plástico virgem. Parece simples, certo?
Mas nunca é. Quer se trate de mudar de embalagens rígidas para flexíveis, torná-las mais leves, incluir paredes mais finas, incorporar conteúdo reciclado, mudar de materiais de multicamadas para materiais de camada única ou de plástico para papel, a reformulação da embalagem para a tornar mais sustentável é um processo altamente complexo.

As tecnologias de caixa preta têm as respostas

Um dos maiores desafios que enfrentam os fabricantes de FMCG durante os projetos de reformulação de embalagens reside no método de adaptação das linhas de produção e de embalagem para acomodar novos materiais, formatos e designs. Nesta fase, o segredo para a transição suave para embalagens sustentáveis reside na tecnologia. As tecnologias de "caixa preta" que nem sequer consegue ver. Algoritmos. Controlo de motion. Programação. Sensores. Inteligência artificial. É necessário aproveitá-los para impulsionar soluções de automação flexíveis e preparadas para o futuro, que sejam suficientemente inteligentes e dinâmicas para lidar com o que surgir.
Considere, por exemplo, as películas flexíveis utilizadas na moldagem, enchimento e selagem, empacotamento e criação de bolsas. Trata-se de uma área de grande foco para a inovação, uma vez que não só existe um fluxo constante de marcas que procuram mudar de formatos rígidos para flexíveis, como também já existe uma grande número de utilizadores de película que pretende mudar para películas mais ecológicas. As suas estratégias variam desde a redução para películas mais finas à mudança para películas recicláveis de camada única, películas biodegradáveis, películas em papel ou películas com conteúdo reciclado.

Quando os novos materiais se encontram com máquinas antigas…

A maioria das máquinas de embalagem atualmente em funcionamento não foram concebidas para acomodar nenhuma destas películas "novas". Foram concebidas para funcionar com películas de plástico virgem altamente consistentes de uma determinada espessura. Os "pontos problemáticos" que devem ser abordados ao adaptar o equipamento para trabalhar com materiais emergentes são a selagem e o controlo da tensão das películas. As películas finas queimam e emaranham-se mais facilmente, as películas de papel rasgam-se, e as películas com um elevado conteúdo reciclado variam inerentemente entre lotes.
Mesmo alterações ligeiras à espessura da película provocam um desenrolar irregular e aumentam a tensão na película. Uma tensão irregular, por sua vez, resulta em defeitos durante a modelagem ou selagem da bolsa, como ondulação, rasgos, dobras ou desalinhamento.
Estas questões não só tornam impossível trabalhar com estas películas, como também implicam a produção de resíduos, o que vai contra o objetivo de implementar películas mais ecológicas.
A OMRON abordou esta questão através do desenvolvimento do seu sistema de controlo de tensão de películas, que proporciona um controlo sincronizado da tensão, alimentação e corte. Este sistema faz parte de uma série de "blocos de funções" para otimizar o processamento de películas em máquinas de modelagem, enchimento e selagem. Essencialmente, os nossos engenheiros desenvolveram um algoritmo e programaram-no na nossa plataforma de controlo de motion, facilitando aos OEM e integradores de sistemas a implementação desta funcionalidade numa máquina.

Controlo de temperatura inteligente

Na selagem, o controlo de temperatura é o desafio. As películas mais finas são muito suscetíveis a queimaduras e a variedade das películas recicladas significa que o funcionamento do sistema de selagem a uma temperatura constante irá resultar em defeitos. Uma das soluções é a utilização de IA para permitir o controlo dinâmico da temperatura. Um sensor na barra de selagem está ligado a um algoritmo adaptável no sistema de controlo que ajusta automaticamente a temperatura de selagem quando é detetada uma variação no material.
O controlo dinâmico de temperatura orientado por IA tem um valor potencial, não só em linhas de película flexíveis, como em qualquer aplicação de embalagem que envolva calor e materiais variáveis. Vemos uma grande oportunidade na moldagem por sopro. Muitos proprietários de marcas estão a optar por subcontratar a moldagem por sopro devido à complexidade de produzir garrafas mais leves de conteúdo reciclado – uma pequena variação na composição da resina pode resultar em grandes volumes de rejeições. O controlo da temperatura em circuito fechado pode resolver este problema.
Os fabricantes não estão a implementar estratégias de embalagem mais sustentáveis apenas em operações de embalagens primárias. As operações secundárias, como a cartonagem e a paletização, estão a ser alvo de transformação.

Paletes flexíveis que confundem os controladores de robótica

À medida que encomendas mais pequenas de unidades de gestão de stock se tornam a norma na cadeia de fornecimento a retalho, uma das formas mais óbvias para os fabricantes de FMCG avançarem na sustentabilidade é otimizar as paletes que enviam. No entanto, de uma perspetiva da paletização, isto pode ser complexo e os fabricantes optam normalmente por enviar duas paletes, em vez de tentarem organizar dois produtos diferentes numa palete. Isto deve-se ao facto de os algoritmos da maioria dos paletizadores robóticos atualmente em utilização terem sido escritos para a programação de padrões de paletes com caixas idênticas. Trata-se de programas autónomos incorporados no próprio controlador de braço robótico, limitando as possibilidades de trabalhar com vários esquemas de paletização.
Desenvolver uma solução que permita a organização de várias camadas numa palete e que possa controlar várias estações de paletização é um enorme desafio. No entanto, os nossos engenheiros estão a trabalhar neste sentido e melhoraram o processo de paletização, incorporando um "bloco de funções" fácil de utilizar no nosso sistema de automação que permite a configuração de diferentes camadas e o controlo de várias estações a partir de um único controlador. Graças a esta solução de paletização, os integradores de sistemas podem facilmente construir sistemas de paletização flexíveis sem necessidade de reprogramação extensiva, poupando custos de engenharia, implementação e, em última instância, integração.

Completar o círculo

A circularidade é um tema importante ao abordar embalagens sustentáveis, por isso, é importante que este artigo termine como começou. Através de um controlo e automação inteligentes, as caixas de cartão de grandes dimensões e os enchimentos poluidores podem rapidamente tornar-se um problema do passado. A nossa tecnologia ajudou os nossos parceiros fabricantes de máquinas a desenvolver uma plataforma de cartonagem com base na nossa plataforma de controlo de motion avançada que permite que as caixas de cartão sejam "feitas à medida", para que os seus produtos possam ser entregues numa caixa de tamanho adequado.
A mudança para embalagens de menor impacto raramente é simples, mas, graças às tecnologias avançadas de automação e controlo que suportam flexibilidade, é possível. Contacte-nos para obter mais informações

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  • Patricia Torres

    Patricia Torres

    Patricia is Industry Marketing Manager Food and Commodities Solutions at Omron Industrial Automation Europe.