Misure precise e tracciabili con la scansione a raggi X

Con il tomografo computerizzato ZEISS Metrotom è possibile esaminare la qualità e il funzionamento di un tappo avvitato nel suo stato originale senza sezionare separatamente una bottiglia in PET. Utilizzando i dati tomografici ottenuti, il tappo può essere sezionato trasversalmente in modo casuale sul pc con il software ZEISS NEO insights, così da avere un’analisi più completa.

di Francesca Fiore

Le bottiglie ottenute dal polietilene tereftalato, cioè dal PET, rappresentano i recipienti più comunemente utilizzati per le bevande. Circa un terzo di tutte le bevande consumate nel mondo è contenuto in questo tipo di bottiglie. Il vetro è il secondo materiale più popolare per le bottiglie, ma rappresenta circa solo un sesto di tutti i packaging attualmente impiegati.
Dall’introduzione del PET negli anni ottanta, la forma delle bottiglie realizzate in questo materiale ha subito numerose trasformazioni e, ancora oggi, continua a cambiare. Nel tempo, i progressi compiuti nella tecnologia di produzione hanno reso possibile una riduzione significativa del peso e della quantità del materiale impiegato. Inoltre, grazie alla possibilità di personalizzare gli imballaggi, i produttori di bevande hanno potuto posizionare più efficacemente i loro prodotti sul mercato.
Il tappo rappresenta un’area particolarmente critica nello sviluppo della forma di una bottiglia, perché è fondamentale per il corretto funzionamento e la sicurezza della bottiglia stessa in PET. L’impermeabilità deve essere infatti garantita per evitare fuoriuscite di liquido e la penetrazione di microbi. Un’ulteriore sicurezza è rappresentata dall’anello antimanomissione, progettato per aprire la bottiglia quando si gira il tappo. Grazie a questo sigillo, i consumatori sanno che la bottiglia non è mai stata aperta dopo il suo riempimento.

La prova distruttiva è, di solito, sempre incompleta
Quando non è presente un sistema di tomografia computerizzata, la prova distruttiva è il processo standard utilizzato per verificare la precisione d’integrazione del sigillo e della bottiglia. Il corpo tappo-bottiglia sigillata viene immerso nella resina. Una volta indurito, questo materiale offre la stabilità necessaria alla plastica stampata per evitare deformazioni durante il sezionamento. Dopo essere state suddivise in più sezioni sottili, le sezioni trasversali vengono verificate visivamente in modo da assicurare un contatto ottimale tra tappo e bottiglia. Il maggiore inconveniente di tale processo è la notevole quantità di tempo richiesto. Inoltre, la prova distruttiva è sempre incompleta; infatti, vengono rilevati soltanto i difetti che appaiono sulle superfici di taglio. I difetti presenti nelle aree tra le sezioni restano nascosti. Sebbene con il taglio 2D sia semplice identificare i difetti, mancano le informazioni relative alle loro dimensioni spaziali. Senza ulteriori passaggi, non è possibile sapere dove e come i componenti per lo stampaggio debbano essere corretti. In questo processo vi è inoltre il rischio che la resina si riscaldi durante la fase di indurimento deformando la plastica. Tutto ciò altera il risultato dell’ispezione perché l’introduzione del calore può ricollegare aree che, inizialmente, non erano state unite. Con il tomografo computerizzato ZEISS Metrotom è possibile esaminare la qualità e il funzionamento del tappo avvitato nel suo stato originale senza sezionare separatamente la bottiglia. Utilizzando i dati tomografici ottenuti, il tappo può essere sezionato trasversalmente in modo casuale sul pc con il software ZEISS NEO insights, in modo da avere un’analisi più completa. Una visualizzazione 3D semitrasparente a rotazione libera facilita l’orientamento e l’interpretazione. La diversa densità del materiale del tappo e della bottiglia può anche essere utilizzata per una resa cromatica differenziata, per un’analisi ancora più intuitiva. Grazie alla visualizzazione completa in 3D è possibile localizzare tutte le parti della filettatura senza contatto, in modo da determinare l’origine della potenziale perdita. I diversi formati di visualizzazione mostrano dove e come devono essere corrette le forme dello stampo per il tappo a vite o la bottiglia.

Campionamento casuale nella produzione
I tomografi computerizzati per ispezione e misurazione ad alta precisione ZEISS Metrotom non vengono utilizzati solo per analizzare i prototipi nell’ambito dello sviluppo prodotti, ma sono altrettanto indicati per effettuare campionamenti casuali nella produzione in serie. I pezzi di prova non vengono ispezionati soltanto dal punto di vista visivo in 3D, ma vengono anche misurati con precisione tramite l’utilizzo del software ZEISS Calypso CT. La realizzazione regolare di campionamenti casuali e valutazioni statistiche con ZEISS PiWeb (soluzione IT scalabile per la gestione dei dati qualitativi) permette di individuare potenziali diminuzioni della qualità, causate per esempio dall’usura di uno stampo, anche quando il componente è in fase di produzione. In questo modo la resistenza dello stampo può essere meglio prevista, evitando al tempo stesso uno scarto eccessivo e i costi a esso correlati. Le informazioni ottenute nella produzione in serie con ZEISS Metrotom possono anche essere utilizzate in un secondo momento per la progettazione di nuove bottiglie. Non ultimo, le analisi e i dati necessari possono essere disponibili in vari punti del processo di produzione attraverso l’utilizzo di ZEISS PiWeb.