Un importante produttore italiano di macchinari industriali ha scelto Simcenter Amesim per incrementare le proprie prestazioni

Soluzioni personalizzate per gli operatori dell'industria del packaging

Il successo degli operatori, nel settore degli imballaggi, è strettamente correlato alla società dei consumi e alle varie esigenze del mercato. In tutti i settori, per soddisfare le richieste del mercato, le aziende devono personalizzare i propri contenitori per differenziare i propri prodotti dalla concorrenza. Questa diversità porta a un'intensa concorrenza, spingendo gli operatori del settore dell'imballaggio a innovare continuamente nella progettazione e nella fornitura di macchine personalizzate di alta qualità. Allo stesso tempo, questi operatori industriali devono confrontarsi con un contesto molto competitivo e raggiungere i propri obiettivi in termini di produttività e velocità di produzione.

RONCHI MARIO è specializzata nella ricerca di soluzioni specifiche per risolvere qualsiasi esigenza degli operatori del settore del packaging e nella costruzione di attrezzature per il confezionamento personalizzate e affidabili per l'industria chimica, cosmetica e alimentare. RONCHI MARIO è un importante costruttore italiano di macchinari industriali, che costruisce circa 85 macchine all'anno e rifornisce gli operatori dell'industria del packaging in un mercato globale. Le sue attività principali sono sia il riempimento di bottiglie sia la tappatura di prodotti liquidi e ad alta viscosità come shampoo e detersivi per lavastoviglie.

La ricerca e lo sviluppo (R&D) sono da sempre al centro della strategia di RONCHI MARIO. Il reparto R&D di RONCHI MARIO si concentra sulla fornitura della migliore soluzione personalizzata per i propri clienti, con l’obiettivo di soddisfare ogni specifica esigenza. Le macchine costruite da RONCHI MARIO hanno regimi produttivi molto elevati (numero di contenitori riempiti al minuto); la velocità di riempimento è elevata e deve essere precisa in termini di quantità di fluido iniettato nei contenitori.

"La preoccupazione principale è quella di garantire l'esecuzione di questo processo di riempimento senza alcun disturbo della pressione; quando la pressione della macchina rimane stabile, il riempimento è buono", spiega Gabriele Pastrello, ingegnere R&D di RONCHI MARIO.

Da un processo sperimentale a un approccio numerico per migliorare la stabilità della pressione

"Il circuito di riempimento delle bottiglie è in sovrapressione; la pressione è superiore a quella atmosferica", osserva Pastrello. Quindi, definire come mantenere questa pressione il più costante possibile è fondamentale per RONCHI MARIO per consegnare le migliori macchine industriali ai propri clienti. "Prima, abbiamo sempre cercato di risolvere i nostri problemi con un processo sperimentale senza alcuna direzione. Abbiamo provato a testare una serie di scelte casuali prima di trovare quella corretta". Questo sistema per tentativi ed errori non era abbastanza preciso da fornire risultati in modo efficiente, costando così tempo e denaro all'azienda. Inoltre, se un cliente industriale avesse avuto problemi tecnici, qualcuno di RONCHI MARIO si sarebbe recato direttamente presso la sede del cliente per apportare modifiche alla macchina.

Per stabilizzare la pressione, il reparto R&D di RONCHI MARIO aveva bisogno di simulare l'intero sistema idraulico, che è composto da un serbatoio, una pompa, molti metri di tubazioni attraverso le quali viene pompato il fluido e diverse valvole dosatrici che iniettano il fluido all'interno dei contenitori che devono essere riempiti. Il team di ricerca e sviluppo ha cercato una soluzione che consentisse una pressione e una portata specifiche di fluido attraverso le tubazioni, al fine di mantenere un flusso costante di fluido verso le valvole di riempimento. Dopo un accurato processo di selezione, RONCHI MARIO ha scelto il software Simcenter Amesim™.

"Dobbiamo gestire qualsiasi prodotto e ogni macchina è diversa dalla precedente che abbiamo sviluppato, quindi dobbiamo simulare correttamente il comportamento di ogni singola riempitrice", spiega Pastrello. “Se sei interessato ai parametri globali del sistema, uno strumento di simulazione 1D, come Simcenter Amesim, è l'opzione migliore, perché è veloce, affidabile e facile da usare.” La simulazione con Simcenter Amesim valida il layout della macchina rispetto a tali requisiti, evitando adattamenti dell'ultimo minuto alla macchina finita, che causano costi aggiuntivi e ritardi. Pastrello osserva: "Fare le cose bene fin da subito significa risparmiare molto tempo, posso dire settimane".

Simcenter Amesim viene utilizzato non solo per la progettazione della rete idraulica, ma anche per determinare la strategia di controllo. Per mantenere la pressione il più costante possibile, gli ingegneri di RONCHI MARIO regolano la velocità della pompa per produrre l'esatta quantità di flusso che deve essere erogata dagli ugelli. Simcenter Amesim consente di testare digitalmente l'impatto del controllore PID sulla pressione di mandata, invece di calibrare questi parametri sull'apparecchiatura reale. Ciò consente di risparmiare tempo e denaro.

Il reparto R&D di RONCHI lavora in stretta collaborazione con Bsim, partner di Siemens Digital Industries Software, per adattarsi e familiarizzare con Simcenter Amesim. "Bsim è davvero veloce e preciso nel rispondere alle mie domande", afferma Pastrello. "Sono molto contento del loro contributo".

Risparmio di tempo e simulazione accurata

Grazie alla simulazione ad alta precisione di Simcenter Amesim, RONCHI MARIO ha ridotto in modo misurabile il numero di prototipi che tipicamente produce per ogni progetto. La simulazione permette al team di prevedere il comportamento di ogni macchina e determinare il design migliore prima della produzione del prototipo stesso. Pastrello misura il valore come significativo: "Abbiamo già ridotto il numero di prototipi del 20%".

Un altro risultato positivo è che le macchine di RONCHI sono più veloci, grazie alla stabilità della pressione abilitata dal software. Questo permette ai clienti industriali di RONCHI MARIO di raggiungere i propri obiettivi di produttività, prestazioni, stabilità e velocità di produzione.

Promuovere l’innovazione

Per aumentare il proprio vantaggio competitivo, RONCHI MARIO si impegna a fornire le migliori attrezzature ai propri clienti. Ciò significa innovazione sia in termini di processo che di prodotto. Pastrello spiega: “Gli strumenti di simulazione possono fare la differenza tra la vittoria e la sconfitta commerciale. So che non molti dei nostri competitor utilizzano strumenti così avanzati; siamo davvero pionieri nell'uso della simulazione per snellire il processo di progettazione delle macchine e questo può fare una differenza significativa a livello competitivo.”

E aggiunge: "Il prossimo passo è integrare i risultati di Simcenter Amesim con uno strumento di simulazione fluidodinamica computazionale (CFD) 3D. I calcoli 3D possono essere utili per analizzare il flusso e il comportamento all'interno della valvola". Con Simcenter Amesim, che fornisce la valutazione delle condizioni al contorno, e la CFD 3D, che fornisce informazioni sul comportamento, la combinazione funziona come un eccellente complemento per fornire la migliore analisi.

Pastrello conclude sottolineando che Simcenter Amesim offre ai produttori di macchinari industriali l'opportunità di costruire macchine performanti partendo da una simulazione di sistema accurata e facile da usare; in particolare osservando che una macchina personalizzata altamente adattabile rappresenta un significativo valore aggiunto per i suoi clienti.