Astucci: dalla bobina al fustellato

Scritto da il 21 maggio 2010 in Pre&Stampa, TECNICHE - Nessun commento

La stampa flexo di scatole pieghevoli con fustellatura in linea

Per la rubrica “Chiedetelo all’esperto” pubblichiamo in esclusiva questa approfondita analisi sulla stampa flessografica di astucci di Helmut Mathes

Alla Open House “Folding Carton 96” la Bobst presentò per la prima volta alle grandi aziende di stampa e ai produttori alimentari di fama mondiale la macchina flexo Champlain Lemanic per la produzione di scatole pieghevoli. Da qui possiamo a buon diritto considerare questo evento come la data di nascita della produzione moderna di scatole pieghevoli e astucci di cartone con il processo in-linea di stampa e fustellatura. Bobst mostrò allora come a partire da bobine di cartone possono essere stampate e fustellate in linea in un ora circa 200.000 scatole di cartone.

La manifestazione di allora fu un successo impressionante e la società elvetica Bobst registrò come risultato un totale di sette impianti venduti. Questo fu anche motivato dal potenziale di risparmio dei costi di produzione fino al 30% rispetto alla stampa tradizionale offset a foglio con fustellatura successiva. Inoltre si trattava anche di una tecnologia di produzione consolidata e provata, che Bobst da anni impiegava sulle macchine rotocalco Lemanic per la produzione di scatole per sigarette.

Con questa tecnologia fu possibile passare dal pacchetto di sigarette morbido (Soft Pack) a quello rigido. La Bobst possedeva perciò l’esperienza necessaria nella tecnologia della fustella e della stampa in linea, per produrre con tirature di milioni di copie scatole di piccole formato con una fustellatura complicata. Le scatole venivano poi riempite con le sigarette nella linea di confezionamento alla velocità di 1000/1180 scatole al minuto.

Entusiasmo effimero

Ma il primo entusiasmo degli stampatori di scatole pieghevoli e astucci spariva rapidamente quando i clienti di imballaggi stampati richiedevano per sé questi risparmi di costi. Inoltre si arrivò anche a capire che una Lemanic Flexo offriva la capacità produttiva di 2 a 3 macchine offset a foglio e di 3 a 4 fustelle Bobst nel formato VI.

Questa capacità produttiva poteva essere difficilmente acquisita sul mercato, e di conseguenza rimaneva solamente la possibilità di sostituire delle macchine installate, per raggiungere, almeno in parte, la capacità aggiuntiva, perché una gestione aziendale economica richiedeva lavoro su tre turni. Inoltre si doveva introdurre, almeno per un certo periodo, un nuovo processo di stampa paralellamente al processo di stampa offset già esistente. Ciò significò anche il passaggio dalla produzione a foglio alla stampa a bobina, di cui soprattutto i stampatori offset europei sono ancora oggi spaventati. Per un periodo di tempo più o meno lungo si dovette quindi procedere sui due binari poiché la stampa flexo allora non offriva ancora per tutti i lavori la qualità di stampa richiesta. Tale atteggiamento di attesa, fino al rifiuto, è sempre giustificato dal fatto che il cliente vorrebbe la qualità offset e accetterebbe la stampa flexo solo a prezzi inferiori. La cosa più sorprendente di questa motivazione è il fatto, che nel frattempo l’avvicinamento raggiunto dalla flexo alla qualità offset viene quasi completamente ignorato.

14 anni dopo

Da allora il sistema di produzione in linea “stampa flexo con fustellatura in linea” riuscì a imporsi solo sporadicamente in Europa nell’ambito dell’imballaggio per i prodotti dell’industria farmaceutica e cosmetica e con qualche esempio negli alimentari e dolciaria, mentre nell’America del Nord (USA, Canada, Messico) ci sono circa 50 impianti da anni in produzione e in tutto il mondo circa 120.

Tabella 1

Macchine Flexo sistema in linea con la fustella per la stampa di scatole pieghevoli (senza sigarette e imballaggio per liquidi)




Costruttore Flexo con fustella in linea tipo di costruzione
Flexotecnica 6 Cilindro centrale
Omet 10 in linea
Gallus BHS 40 in linea
Komori Chambon 3 in linea
Bobst Lemanic Flexo 12 in linea
Fischer&Krecke (GruppoBobst) 8 Cilindro centrale
Kidder 3 in linea
Uteco 1 in linea
CMR 2 in linea
Kochsiek 3 in linea
MAF Rotomec (Gruppo Bobst) 1 in linea
MAF Rotomec (Gruppo Bobst) 2 Cilindro centrale

In Europa, principalmente in Gran Bretagna e Francia, ci sono circa 40 macchine a banda stretta per la stampa di etichette, che occasionalmente vengono impiegate anche per la stampa delle scatole pieghevoli. Queste macchine sono prodotte soprattutto da Edale, Comco, Mark Andy, Gallus, Omet, Aquaflex, Webtronn e Arpeco.

Considerando i volumi mondiali della stampa di scatole pieghevoli è sorprendente che la stampa flexo con fustella in linea finora non abbia potuto affermarsi maggiormente.

Nel 2005 il mercato mondiale per gli imballaggi raggiunse un fatturato di 480 miliardi di dollari (USD), di cui il 33% sono imballaggi di cartone, che corrisponde a 158 miliardi di dollari (USD). Nel 2006 il consumo del cartone raggiunse in Europa un volume di circa 4.6 milioni di tonnellate.

Nell’America del Nord si trovano circa 300 aziende di stampa per scatole pieghevoli con 490 fabbriche, di cui 18 sono appartenenti auna cartiera. I dieci più grandi gruppi della stampa negli USA producono circa il 67% del volume complessivo delle scatole pieghevoli. In Europa ci sono circa 900 aziende che stampano scatole e astucci pieghevoli, di queste i dieci più grandi gruppi producono il 38% dell’intero volume di mercato di scatole pieghevoli.

Che l’ingresso della stampa flexo nel settore delle scatole pieghevoli in Europa sia più difficile che in Nord America sta soprattutto nel fatto della dimensione e omogeneità dei mercati. Negli USA domina praticamente una sola lingua; su tutto il territorio regna un ambiente culturale di vita pressoché omogeneo. In Europa già la molteplicità delle nazioni, delle lingue, stili di vita e culture richiedono automaticamente tirature più piccole.

Fustella: rotativa o piana?

Per la produzione in linea abbiamo a disposizione due tipi di fustelle, per il settore delle scatole pieghevoli e la regola è la fustella piana (ad esempio Zerand, Gallus, Bobst, Kempsmith) perché qui la regola è la forma della fustella piana tradizionale che è economica e rapidamente a disposizione in pochi giorni. Le fustelle rotative richiedono cilindri per la forma fustellante quando si richiedono velocità superiori e una fustellatura precisa. I cilindri fustellatori hanno una vita fino a 30 milioni di giri che tuttavia sono richiesti principalmente nel settore sigarette e imballaggio di liquidi, e sono raramente impiegati nella produzione delle scatole pieghevoli. Costano troppo (circa Euro 40.000- 70.000 ciascuno) e hanno tempi di consegna dai 2 ai 3 mesi. Sulle fustelle rotative si possono anche usare delle lamiere fustellanti, il che già avviene con ottimi risultati nella stampa di etichette. Queste lastre sono economiche e hanno tempi di consegna ridotti, tuttavia la profondità di cordonatura non è sufficiente e con il cartone anche di grammatura bassa la qualità della fustellatura è molto problematica – nella macchina piega-incolla (sopratutto se fa parte delle linee di confezionamento/imballaggio delle case farmaceutiche) non si riesce ad alzare bene i lembi del fustellato; sulla piega-incolla normale un bravo operatore corregge la sua macchina, ma sulle di linea di confezionamento non ci sono esperti e non sono macchine Bobst o Jagenberg sono macchine speciali con velocità di 1000 pezzi/min e nessun operatore osa toccare qualcosa. Le fustelle rotative sono più veloci per il cambio del lavoro (ca. 30 minuti) e con i cilindri fustellatori si possono raggiungere anche velocità fino a 300-400 m/min. Le fustelle piane raggiungono velocità di produzione fino a 210 m/min e i tempi per il cambio lavoro corrispondono a quelli delle fustelle a foglio tradizionali – Autoplatine – (da circa 45-90 minuti)

La fustellatura in linea offre il vantaggio di un ottimale incastro delle pose multiple sul nastro del cartone, un taglio unico per la separazione tra i multipli che riduce il consumo del cartone assieme con un rifilo laterale della banda di circa 5 mm. La lunghezza di stampa (della lastra) non deve essere identico alla lunghezza della forma di fustella, e nella stampa e fustellatura continua, si possono anche passare due lunghezza di stampa in un colpo unico di lunghezza fustella. Assieme al numero delle pose sulla banda, il numero dei colpi della fustella (fino a 365 al minuto) stabiliscono la produttività: 365 colpi al minuto corrispondono a una produzione di 21.900 fogli all’ora. Con dieci pose multiple per colpo di fustella si può lavorare con una banda decisamente più stretta e con un numero di pose più basso in confronto ad un foglio Offset (resa per foglio).

Fustellatura fuori linea

Il formato massimo della scatola e la direzione della fibra definiscono la larghezza di banda della macchina, mentre il numero di pose viene definito soprattutto dalle lunghezza della tiratura (numero delle fustellati). Con la produzione in linea vale la “massima” secondo cui una macchina da stampa flexo produce il volume di due macchine offset a foglio e tre fustelle Autoplatine Bobst, premesso che il formato delle macchine a foglio e la larghezza della banda flexo sono simili.

Una produzione da bobina a bobina richiede una fustella fuori linea che lavori dalla bobina. La alternativa di tagliare la bobina in fogli con una taglierina traversale, in macchina con uscita a fogli oppure tagliere fuori macchina la bobina in fogli per poi passare nella fustella è assurdo dal lato operativo ed economico. Se le macchine flexo sono equipaggiate con un taglierina trasversale e una uscita a foglio, i risparmi ottenibili attraverso un migliore incastro e disposizione delle pose vanno persi assieme ai rifili perché il foglio ha bisogno da un lato il margine “sotto pinza” di 2cm e 1cm per ognuno degli altri 3 lati. Se le macchine flexo sono equipaggiate con un taglirrina trasversale e un’uscita a foglio i risparmi ottenibili attraverso una migliore incastro e disposizione delle pose vanno persi.assieme ai rifili per il foglio ha bisogno un margine sotto pinza di 2 cm e 1cm per ognuno dei 3 lati.

Il ragionamento che la macchina flexo sia adatta per tirature molto brevi perché offre tempi di cambio lavoro molto più brevi (15 – 20 minuti) e richiede uno scarto inferiore all’avviamento delle macchine offset è vero, ma se le tirature sono molto brevi e sono lavori senza una ristampa, i costi per le matrici flexo possono costituire un peso economico, a prescindere dal fatto che cambiare la forma di fustella richiede mediamente 1 ora.

La fustella fuori linea viene usata in alcuni casi specifici di tirature molto lunghe, come è il caso ad esempio degli astucci per sigarette, quando si usano macchine roto e flexo con velocità di stampa da 600 m/min. In questi casi si ha uno stoccaggio più lungo delle bobine stampate perche si raggruppano i formati per ridurre i cambi sulla fustella, ma in questo caso si raccomanda un gruppo di ricondizionamento del cartone tra svolgitore e fustella.

In linea o a tamburo centrale?

Che si usi una macchina da stampa a tamburo centrale o in linea non ha molto importanza in riferimento alla qualità di stampa e il prodotto finale, Comunque è da tenere presente che oltre l’85% di tutti i sistemi in linea per la stampa di scatole pieghevoli sono macchine con elementi di stampa in linea perché dal punto di vista delle operazioni del lavoro e della costruzione corrispondono di più a una macchina offset a foglio.

I vantaggi della macchina in linea sono il numero elevato di gruppi di stampa possibili, altezza macchina inferiore (per altezze soffitti : ? 3 m), gruppi di stampa reversibili per stampa fronte o retro, accessibilità ottimale ai gruppi stampa, impiego di inchiostri ad acqua, solvente o UV, si può installare un forno ad aria calda e anche delle lampade UV. Il piccolo diametro del cilindro di contropressione permette una zona stampa molto ridotta che risulta in una ridotto incremento del punto e una stampa più nitida. Inoltre vi è la possibilità di inserire speciali gruppi per la stampa oro caldo e freddo. per la stampa serigrafica oppure rotocalco, goffratura con oro caldo, laminazione ecc. Gli svantaggi di una macchina in linea rispetto ad una a tamburo centrale sono gli spazi maggiori richiesti, un investimento più alto e una lunghezza banda piu lunga in macchina.

La macchine da stampa a tamburo centrale hanno al massimo 10 (12) gruppi stampa (colori) posizionati attorno al tamburo centrale che garantisce un registro al 100% perché il nastro è ancorato durante la intera fase di stampa al tamburo centrale. Si può aumentare il numero di gruppi stampa con elementi stack installati a valle o a monte del tamburo centrale. Fino a 12 colori si stampa con una rotazione del tamburo centrale sul nastro di cartone senza che questo passi in 10 o 12 tunnel di asciugamento come avviene su una macchina in linea con i rischi di movimento del cartone.

La macchina a tamburo centrale può essere progettata principalmente per un solo sistema di inchiostro base acqua e solvente, oppure UV. Lo spazio tra i gruppi stampa disponibile per l’installazione delle cassette di asciugamento è estremamente limitato, per cui spesso sulle macchine a tamburo centrale vi sono limitazioni di velocità con gli inchiostri a UV o all’acqua. Sulle macchine†con larghezza stampa da 900 mm in su per la stampa di scatole pieghevoli ciò non ha nessuna importanza, poichè la velocità di stampa è comunque condizionata a 213 m/min dalla presenza della fustella in linea (nel caso di una fustella rotative fino a 300-350 m/min).

Il passaggio nastro in una macchina a tamburo centrale è significativamente più corto rispetto a quello su una macchina in linea, limitatamente alla presenza di elementi stampa in linea per le diverse applicazioni. Anche la crescita del punto su una macchina a tamburo centrale è leggermente superiore, sopratutto con cilindri di contropressione centrale di grande diametro, il che dipende naturalmente dalla lunghezza (sviluppo) di stampa, dal numero di colori impiegati, e dalla velocita di stampa.

Fondamentalmente si può dire che su una macchina in linea la nitidezza del punto é meglio e il dot gain inferiore.
Dal punto di vista della stabilità dimensionale del cartone, la macchina a tamburo centrale offre certi vantaggi sopratutto con l’utilizzo di cartone di qualità ridotta e riciclato oppure con larghezze di stampa da 900 mm. Se ci sono elementi stack in aggiunta a valle o monte del tamburo centrale la situazione assomiglia alle macchine in linea.
Con l’impiego degli inchiostri UV sorge la problematica della formazione di calore sprigionata dalla lampade UV, che surriscaldano il tamburo centrale; questo fatto richiede quindi accorgimenti speciali nella costruzione della macchina. Questo spiega anche, come mai solo pochi costruttori di macchine a tamburo centrale offrano macchine con inchiostri UV. Le macchine a tamburo centrale possono certamente mostrare altezze di 8-10 metri, ma dall’altra parte occupano a pavimento meno spazio che le macchine in linea.

In questo contesto bisogna anche tener presente che le macchine a tamburo centrale sono costruite prevalentemente in larghezze nastro a partire da 1000 mm. Nella tabella 2 sono elencati gli attuali produttori di stampatrici flessografiche e di fustelle in linea per la stampa della scatola pieghevoli.

Tabella 2

Macchine flexo e fustelle in line per la stampa di scatole pieghevoli

Macchine in linea larghezza nastro lunghezza stampa (sviluppo)
Gallus BHS 420 a 2020mm 330 a 1020 mm
Bobst Lemanic 650, 820 mm 400 a 800 mm
Komori Chambon 670, 820, 850, 1040, 1260 mm 500 a 1650 mm…….
CMR 500 a 1500 mm 300 a 1000 mm
Omet 420, 520, 620, 820 mm 291 a 835 mm
Comco 457, 559, 660, 710 mm 406 a 1010 mm
Uteco (Emerald) 600 a 1400 mm 250 a 950 mm
Machine tamburo centrale larghezza nastro lunghezza stampa (sviluppo)
Flexotecnica (Cerutti) 600 a 3100 mm 250 a 1800 mm
Fischer & Krecke (Bobst) 900 a 2800 mm 320 a 1830 mm
Uteco 500 a 2800 mm. 250 a 1800 mm
Fustelle piane larghezza nastro lunghezza fustella
Gallus BHS 510 mm 406 a 820 mm (sfrido a rete)
Gallus BHS 670, 820 mm 406 a 820 mm
Gallus BHS 1020 mm 457 a 1000 mm
Gallus BHS 1120, 1270 mm 508 a 1000 mm
Gallus BHS 1425 mm 508 a 1200 mm
Zerand (Cerutti) 558, 650 mm 381 a 762 mm
Zerand (Cerutti) 812 mm 381 a 782 mm
Zerand (Cerutti) 1016 mm 452 a 1016 mm
Zerand (Cerutti) 1397 mm 457 a 1016 mm
Bobst 650 mm 325 a 650 mm
Bobst 820 mm 365 a 793 mm
Bobst (Rotocalco) 1150, 1425 mm 510 a 1020 mm
Stevens International 406, 812 mm 381 a 762 mm
Kempsmith 457, 509, 813 mm 305 a 813 mm
Fustelle rotative larghezza nastro lunghezza fustella
Madera 500 a 1400 mm 350 a 840 / 600 a 1300 mm
Gallus BHS VarioCut
620, 820 mm (VarioCut)
Bobst Lemanic 670, 820, 850 mm 900 a 1280 mm
Omet 520, 620 mm 291 a 838 mm
Bernal (Cerutti) 250 a 1520 mm 762 a 1524 mm
Schober 1350 mm 350 a 837 mm
Kochsiek (Bobst) secondo richiesta del cliente
Komori Chambon 530, 1200 mm 825 a 1650 mm

L’economicità

I risparmi ottenibili con la produzione in linea sono talmente convincenti che sarebbe necessario un immediato cambio di tecnologia:

  • Il cartone in bobina costa dal 4-10% in meno del cartone in foglio; lo strappo del lembo iniziale sulle bobine e i resti sull’anima sono già stati presi in considerazione
  • Assoluta ottimizzazione dell incastro e layout continuo delle scatola sul nastro con rifili bordi di 5mm
  • Scarto all’avviamento ridotto, poiché i cambi sulla fustella e la macchina da stampa vengono insieme
  • Nessuna percentuale di esemplari di surplus poiché si stampa e fustella l’esatto numero di fustellati ordinati
  • I fustellati prodotti passano subito alla linea piega-incolla se non vengono spediti come fustellati stessi.
  • Riduzione die tempi di produzione del 40-50% poiché i prodotti sono ottenuti in una unica fase di lavorazione
  • Lo stoccaggio intermedio su pallets non esiste più
  • Al posto di magazzini pieno di fogli in diversi formati ci sono solo alcune larghezze bobina
  • La qualità di stampa è praticamente pari alla qualità offset con una coprenza di fondi e brillantezza colore significativamente migliore
  • Il numero di colori e limitato solamente dalle gruppi di stampa disponibili
  • Stampa fronte e retro in un unico passaggio
  • Progettazione adeguata delle macchine consente differenti processi di trasformazione in linea con un unico passaggio (stampa oro freddo e caldo, goffratura oro a caldo, serigrafia, rotocalco laminazione, applicazioni di ologrammi, lacche a più riprese, goffratura, e perforazione)
  • Tirature con stampa costante senza variazione di tonalità e senza scarti.
  • Personale ridotto
  • Rapidità di ristampe e nuove tirature
  • Con la produzione di scatole con sofisticati finiture si possono risparmiare fino a 4-5 passaggi in macchina

La produzione in linea pone allo stampatore a foglio offset solo pochi svantaggi, però pone alcune condizioni. Le tirature dovrebbero raggiungere un certo volume e si deve introdurre una nuova tecnologia di stampa. Inoltre lo stampatore offset deve considerare che almeno all’inizio i clichès di stampa vengono prodotte da case di riproduzioni e di pre-stampa esterne, e spesso rimangono con loro dipende dal consumo delle lastre o sleeve fotopolimeriche. Con tirature molto brevi e senza tirature ripetibili i costi delle forme di stampa risultano alti anche se però in questo caso tutti i fattori costo devono essere tenuti in considerazione.

Il fatto è che, tranne che per alcune eccezioni, nessuno stampatore offset nel settore delle astucci e scatole pieghevoli che ha incominciato con la flessografia è ritornato di nuovo alla stampa offset.

Ci sono stati e ci sono casi, dove l’introduzione del processo flessografico si è protratto per un periodo relativamente lungo di tempo, il che però fu dovuto soprattutto ad un addestramento personale insufficiente e anche a volume insufficiente di lavori.

Helmut Mathes


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