L'industria degli imballaggi è sottoposta a crescenti pressioni per diventare più sostenibile e ridurre le emissioni di gas serra. Con una stima del 25% dei rifiuti di plastica globali provenienti da materiali di imballaggio, l'industria sta lavorando duramente per creare materiali alternativi biodegradabili e riciclabili. Allo stesso tempo, le aziende devono ridurre la quantità di energia utilizzata e le emissioni. Gli ultimi dati mostrano che la produzione globale di imballaggi emette oltre 1,3 miliardi di tonnellate di CO2 all'anno, pari al 2,6% delle emissioni globali totali.
In risposta alla domanda di soluzioni di imballaggio sostenibili, alcune aziende si stanno ora rivolgendo a materiali rinnovabili come carta e cartone, nonché materiali biodegradabili o compostabili come plastica di origine vegetale e film a base di amido.
A parte le innovazioni dei materiali, i design dei contenitori stanno passando dai tradizionali contenitori rigidi in PET a buste più flessibili. È stato dimostrato che ciò riduce l'uso di materiale e il consumo di energia durante la produzione del materiale di imballaggio.
Sempre più spesso, gli ingegneri affrontano sfide dovute alle nuove proprietà dei materiali e del design dei contenitori e necessitano di ulteriori strumenti di ricerca e sviluppo per garantire che il prodotto sia ben sigillato, mantenga i requisiti di sicurezza e sia conforme al trasporto.
La digitalizzazione del flusso di lavoro di ingegneria ha il potenziale di sbloccare una serie di vantaggi, tra cui la riduzione di costi e tempi, una migliore qualità del prodotto e una maggiore soddisfazione del cliente. La simulazione meshless è un esempio di uno strumento di simulazione più efficiente e facile da usare, rispetto a quelli tradizionali basati su griglia, consentendo un'analisi più rapida e una migliore integrazione di ricerca e sviluppo.
La fluidodinamica meshless e le simulazioni multibody di corpi flessibili possono essere accoppiate per analizzare con precisione i processi di riempimento e svuotamento degli imballaggi delle buste flessibili. Il Gruppo Coesia e l'Università di Trento hanno recentemente presentato l'applicazione della simulazione fluidodinamica accoppiata ad una multibody con corpi flessibili in un innovativo esempio di prototipazione digitale [1].
Nel loro esempio il modello numerico:
Secondo un rapporto McKinsey [2], la digitalizzazione dell'industria degli imballaggi potrebbe portare a una riduzione dei costi del 20-30%, una riduzione dei tempi del 15-20% e un miglioramento della qualità del prodotto del 10-20%.
Utilizzando la simulazione CAE e la digitalizzazione, le aziende possono ridurre fino al 20% i costi associati a prototipazione, test e sviluppo del prodotto, riducendo anche il time-to-market fino al 30%. Inoltre, l'uso di strumenti CAE può ridurre il costo di produzione dei prodotti di imballaggio fino al 10%, rispettando allo stesso tempo gli obiettivi ESG e di sostenibilità.
[1]
Flexible stand-up pouch filling process analysis by Coupling Particle-Based CFD and Multi-Flexible Body Dynamics Simulation, Matteo Berlato, Proceedings International CAE Conference, 2021.
Se ti interessa avere maggiori informazioni su questa metodologia e scoprire i vantaggi che la tua azienda avrebbe nell'integrarla all'interno dei suoi processi di progettazione e produzione, contattaci, uno dei nostri esperti risponderà a tutte le tue domande.