Tendances de l'automatisation des emballages pour les cosmétiques et les soins de beauté

Oct 30, 2023

Nous avons demandé à Dave Hoenig, vétéran de l'emballage des cosmétiques et de la beauté, de parcourir les allées de PACK EXPO pour voir quelles tendances, selon lui, étaient notables. L'automatisation intelligente et les cobots se sont démarqués, tout comme l'amélioration des capacités de personnalisation à un stade avancé parmi les imprimantes.

Le PACK EXPO International d'octobre 2022 à Chicago a été le premier grand salon PMMI que j'ai visité depuis la pandémie de COVID-19. Depuis un certain temps, j'étais intrigué de voir ce qui allait être nouveau pour l'industrie des cosmétiques et des soins de beauté, surtout compte tenu de l'inaccessibilité des usines en raison de la pandémie, de la pénurie de personnel technique et de la hausse des coûts de main-d'œuvre. Eh bien, après de nombreux kilomètres à parcourir le salon, de nombreuses observations et encore plus de questions posées, il était clair que l'objectif du salon pouvait être divisé en trois thèmes principaux : la durabilité des matériaux d'emballage, l'automatisation et la numérisation de notre monde.

La plupart des expositions et des discussions sur la durabilité au salon étaient liées à l'alimentation et aux produits de grande consommation. Ainsi, bien que la durabilité ait également été un thème majeur pour les marques de cosmétiques et de soins de beauté, c'est un sujet trop important pour cet article. Par conséquent, je me concentrerai sur l'automatisation et l'équipement, y compris l'utilisation intensive de la numérisation de "tout" et l'utilisation intensive d'Internet pour communiquer et résoudre les problèmes d'équipement.

De nouvelles solutions d'automatisation intelligentes plus intégrées et des processus de machines et d'usines numérisés ont été introduits par un certain nombre de fournisseurs d'automatisation génériques.

Mon impression personnelle est que trois entreprises ouvrent la voie : Beckhoff, B&R d'ABB et Schneider Electric.

Les clés de l'automatisation intelligente, car elle remplace l'automatisation dure, sont les pistes de moteur linéaire déplaçant des supports magnétiques - parfois appelés navettes - en combinaison avec des robots, des cobots et des systèmes de contrôle intégrés. Ces supports de colis intelligents transportent les pièces individuellement et avec une grande précision à travers une machine, et sans être liés à un timing rigide (sur demande). À l'heure actuelle, de nombreuses sociétés d'automatisation, telles que Schubert, Syntegon Technology, Groninger, PKB et Weckerle, pour n'en nommer que quelques-unes, ont intégré des systèmes tels que le système de transport eXtended (XTS) de Beckhoff, ou l'ACOPOStrak et le SuperTrak de B&R, dans leurs systèmes respectifs. lignes de soins cosmétiques et de beauté. Les avantages de tels systèmes sont multiples. Ils réalisent des vitesses de fonctionnement plus élevées, un freinage et une accélération de précision, et le mouvement de chaque produit est contrôlé indépendamment des autres produits, tout en évitant le besoin de zones tampons. Ces avantages sont essentiels pour préserver la meilleure esthétique possible du produit, très importante pour les cosmétiques et les soins de beauté, car ils éliminent les manipulations brutales et les contacts entre les composants de l'emballage. Grâce à leur conception modulaire, les systèmes nouveaux et existants sont faciles à mettre à l'échelle et à réorganiser, minimisant ainsi les nouveaux investissements. Beckhoff a montré un mouvement éblouissant des porteurs sur la table XPlanar.

Les dernières innovations que j'ai vues au salon étaient les systèmes qui utilisent le transport de produits 2D en lévitation, avec jusqu'à six degrés de liberté, appelés système XPlanar de Beckhoff ou ACOPOS 6D de B&R. La technologie est basée sur le principe de la lévitation magnétique : des navettes avec des aimants permanents intégrés flottent à la surface des segments du moteur électromagnétique. Ils peuvent se déplacer librement dans un espace bidimensionnel, pivoter et s'incliner le long de trois axes et offrir un contrôle précis de la hauteur de lévitation. Au total, cela leur donne six degrés de liberté de contrôle de mouvement. La saleté causée par l'abrasion mécanique, comme cela se produit sur les bandes transporteuses et les chaînes, est essentiellement éliminée. Cela évite l'encrassement et la contamination des produits sensibles et réduit les coûts de nettoyage.

J'ai hâte de voir la prochaine chaîne de montage compacte réalisée avec cette nouvelle technologie de transport en lévitation.

La tendance à remplacer le travail manuel par des cobots était très évidente à PACK EXPO International. Pour rafraîchir la mémoire du lecteur, le terme cobot fait référence aux robots collaboratifs : des bras robotiques dotés de capteurs sensibles à la pression leur permettant de travailler aux côtés des personnes, tout en supprimant le besoin de protecteurs industriels et de scanners de sécurité coûteux. Ces cobots, en raison de leurs mouvements "manipulateurs" imitant les humains, automatisent désormais les tâches de formation de boîtes/caisses, d'emballage de caisses et de palettisation - si une vitesse élevée n'est pas requise.

Flexline Automation a présenté une intégration d'un cobot Universal Robots avec son formeur de caisses manuel BoxEZ. L'entreprise a également exposé une autre cellule avec un cobot supplémentaire pour automatiser la collation et l'insertion des produits primaires dans la boîte formée et la poussée de la caisse à travers la fermeture/le rétrécissement de la caisse.

Omega Design Corporation a exposé son Cobot Pack Assist pour l'unité Intelli-Pac, chargeant plusieurs conteneurs dans une boîte formée. Il s'agit de suivi et de traçabilité de l'emballage, de l'étiquetage et de l'inspection des caisses. Omega affirme que le cobot améliore l'efficacité (fonctionnement plus rapide que l'emballage manuel des caisses), réduit considérablement les erreurs humaines et permet à l'opérateur de se concentrer sur le fonctionnement global et la qualité du produit, et non sur le mouvement de la main. Omega Design Corporation a exposé son Cobot Pack Assist pour l'unité Intelli-Pac, chargeant plusieurs conteneurs dans une boîte formée.

Et Brooks Automation a exposé ses robots collaboratifs PreciseFlex de type SCARA dans une configuration de palettisation. Les avantages de ces cobots SCARA résident dans leur simplicité et dans leur enveloppe de portée horizontale et verticale.

La clé d'une personnalisation réussie à un stade avancé est l'impression de qualité à la demande directement sur les emballages secondaires et tertiaires. Il ne s'agit pas seulement d'une capacité d'économie de coûts en éliminant l'étiquetage ou la préimpression des boîtes ; il soutient la durabilité et élimine les perturbations de la chaîne d'approvisionnement pour les fabricants et les centres de distribution. La possibilité d'effectuer l'impression au dernier moment avant l'expédition ou le prélèvement pour l'expédition offre une opportunité unique de personnaliser l'impression pour les consommateurs individuels en tant qu'outil de marketing. Par exemple, n'aimeriez-vous pas recevoir une boîte avec une image colorée des produits à l'intérieur, ou de quels autres produits peuvent aller bien avec ce qui est expédié ? Lancé à PACK EXPO Las Vegas l'année dernière, le système à jet d'encre GSI ses débuts à Chicago et a impressionné l'expert en emballage de cosmétiques David Hoenig.

La technologie jet d'encre a connu un développement rapide. Une gamme d'encres, allant des huiles végétales non dangereuses aux encres à séchage UV dans de nombreuses couleurs, est désormais disponible pour être appliquée sur différents substrats d'emballage, principalement par impression à jet d'encre continu (CIJ) et par goutte à la demande (DOD) systèmes. Ces deux utilisent la technologie piézoélectrique (PIJ) pour contrôler le débit d'encre projeté. Tous les fournisseurs améliorent continuellement leurs produits, améliorant leur fiabilité, leur maintenabilité, leur résolution, leur lisibilité et leur conformité aux normes GS1, y compris GS1-128, GTIN-14. La tendance est pour les fournisseurs d'intégrer des logiciels de numérisation et de numérisation pour vérifier que le code est correct et lisible. En option, les fournisseurs intègrent des éléments de l'industrie 4.0 (et maintenant certains de l'industrie 5.0, semble-t-il) tels que la connectivité aux systèmes ERP d'usine, à d'autres équipements et via le cloud au fournisseur d'imprimantes pour une surveillance continue de l'équipement. L'interaction avec le logiciel de suivi et de traçabilité est une autre fonctionnalité qui devient populaire, en particulier pour l'industrie pharmaceutique, mais qui pourrait être utilisée pour les cosmétiques et les produits de soins de la peau de grande valeur afin de détecter et de surveiller le « détournement ». Un autre développement est l'augmentation du nombre d'enveloppes d'impression avec l'utilisation de grandes têtes d'impression à haute résolution.

Par exemple, Domino a présenté son tout nouveau Domino Cx350i, un système de codage de cas DOD haute résolution. La société vante la haute résolution, l'intégration des fonctionnalités sans maintenance du DOD et ce qu'elle dit est un système de contrôle intuitif.

Graphic Solid Inks (GSI) a fait ses débuts à PACK EXPO International Chicago avec ses systèmes à jet d'encre Colorize multicolores, comprenant CMYK + White CIJ avec des encres à séchage UV. GSI a combiné les têtes d'impression NoLabel et Colorize, avec un seul système de contrôle, pour créer une impression vive et haute résolution ainsi que des codes à barres sur du carton ondulé kraft. PW a déjà couvert cette technologie, mais je pouvais voir que cela avait un impact spécifique sur les cosmétiques et les soins de beauté.

Diagraph a présenté ses têtes compactes haute résolution DOD ResMark 5000 sans tuyaux d'encre, avec un contrôle intégré pour jusqu'à huit têtes, des modules d'imprimante à déconnexion rapide brevetés pour un remplacement facile et une connectivité sans fil localisée. De plus, la société prétend avoir la distance de projection d'encre la plus élevée de l'industrie jusqu'à 0,5 pouce.

Pour ne pas être surpassé par le codage à jet d'encre, le marché du codage laser s'est également considérablement amélioré au cours des années depuis ma participation au dernier PACK EXPO International. Différentes longueurs d'onde UV sont proposées, ainsi que de puissantes options de CO2, de sorte que davantage de substrats, y compris le métal, peuvent être clairement marqués et lus par le matériel et le logiciel de numérisation. L'enveloppe de gravure s'est également considérablement agrandie.

Videojet, par exemple, a présenté un système de marquage laser CO2 de 60 watts avec une enveloppe de gravure de près de 4 pieds carrés et, avec une durée de vie de 45 000 heures, il peut économiser beaucoup d'encre.

Un autre élément clé de la personnalisation à un stade avancé est la possibilité de gérer (et d'imprimer ou de coder) les packages principaux plutôt que d'avoir à les faire pré-imprimer. Ceci est très avantageux pour les petites séries ou la personnalisation promotionnelle, à la fois courantes dans les cosmétiques et les soins de beauté. Le défi technologique est d'avoir la flexibilité de gérer une large gamme de formats sur le même équipement, avec des changements minimes ou faciles.

HSAUSA a présenté le système d'alimentation verticale VFS-1000 qui adopte une approche unique de la manière dont les cartons pliants, les sacs et les sachets sont stockés et livrés à un convoyeur. Les cartons pliants, les sachets et les sacs debout sont posés sur un bord, ramassés et placés sur une table de navette, puis poussés sur le convoyeur en aval, vraisemblablement pour l'impression ou l'étiquetage. Il s'agit d'une opération discontinue, mais le réapprovisionnement des ébauches peut se faire sans arrêter l'équipement. Le VFS-1000 fait partie d'une famille de modules qui peuvent être assemblés pour gérer, imprimer (ou étiqueter), inspecter ou rejeter et empiler automatiquement les pièces finies. Sonoco Alloyd a présenté son emballage EnviroSense PaperBlister comme un moyen de contribuer au profil de durabilité d'une marque.

Un vecteur commun des cosmétiques de détail pour la personnalisation à un stade avancé est l'emballage sous blister. Sonoco Alloyd a présenté la gamme Aergo d'équipements d'emballage sous blister. La gamme Aergo comprend la technologie de chaleur, de fusion et de scellage RF. De plus, il utilise des mouvements asservis plutôt que mécaniques, améliorant ainsi les capacités de désimbrication, et peut être étendu avec des options supplémentaires. La machine à servocommande Aergo SSL 11 stations présentée au salon disposait de toutes les stations nécessaires pour gérer à la fois les blisters en plastique et EnviroSense PaperBlister, et comportait un outillage de thermoscellage à changement rapide Alloyd. Sonoco Alloyd a présenté son emballage EnviroSense PaperBlister comme un moyen de contribuer au profil de durabilité d'une marque.

La plupart des contenants de cosmétiques et de soins de beauté proviennent de l'étranger. Pour maintenir la pureté à l'intérieur du récipient dans l'intervalle entre la fabrication du récipient et son remplissage, certains fabricants ont choisi de faire livrer le récipient à leur opération de remplissage déjà pré-bouché. De cette façon, aucune poussière ou saleté ne peut pénétrer dans le conteneur. Pour manipuler ces bouteilles pré-bouchées, l'équipement de remplissage doit retirer les bouchons, mettre les bouchons sur un système de navette, remplir les récipients ouverts et reboucher/resserrer les récipients. Bien que cela complique les charges, cela présente un avantage opérationnel significatif et un avantage qualitatif. Il n'y a pas besoin d'équipement de désembrouillage et de configuration compliquée pour les changements, et il n'y a pas de manipulation physique supplémentaire des bouchons, ce qui permet de conserver davantage l'esthétique d'origine des bouchons sans les endommager lors de la manipulation. Filamatic a introduit une remplisseuse simplex en ligne (une buse de remplissage) avec cette capacité.

PKB a commencé à proposer cette fonction de débouchage, de remplissage, de rebouchage également. Par exemple, j'ai vu une vidéo sur le stand PKB d'une remplisseuse à grande vitesse effectuant le débouchage et le rebouchage.

De nombreux fournisseurs ont vanté l'accès à distance pour le dépannage des équipements, tout au long de l'Internet, et à plusieurs reprises en utilisant les téléphones intelligents comme outil d'accès et de communication.

NITA a exposé une large gamme de ses étiqueteuses SENTIANT, et l'accent sur son stand était axé sur la disponibilité, la surveillance à distance transparente et l'accès à la maintenance via Internet (ou le cloud). NITA affirme que ses étiqueteuses sont les plus faciles à entretenir en raison de l'électronique et des logiciels 100% sans licence et non propriétaires, de tous les servos synchronisés (pas d'automates, etc.), d'une assistance technique en direct via Internet, d'un système logiciel d'autodiagnostic avec en -commande de pièces d'écran et maintenance préventive intégrée.

Les tubes sont un format d'emballage courant dans l'industrie des cosmétiques, des soins corporels et capillaires, souvent dans plusieurs tailles et décorations d'œuvres d'art. Alors, comment rendre la fabrication plus efficace ? Des changements faciles et rapides sont une réponse.

Citus-Kalix, qui fait partie du groupe COESIA, a présenté sa dernière remplisseuse de tubes simplex à grande vitesse (une buse de remplissage) KX1103 EVO pour le plastique et le métal, capable de produire à 110 tubes/min. Le fabricant appelle la machine "la prochaine génération", principalement en raison du changement rapide. La revendication est de 10 minutes [de temps de changement] pour démarrer un nouveau cycle de production. L'équipement accomplit le changement rapide avec des ajustements servocommandés automatiques lorsque cela est possible, des données de configuration de format enregistrées dans la recette, des pièces de changement dédiées qui peuvent être facilement échangées (aucun ajustement nécessaire et de préférence aucun outil), et maintenant de plus en plus, étape par instructions d'étape sur l'IHM.

Les tubes pour les cosmétiques et les soins de beauté proviennent principalement de Chine. Des problèmes dans la chaîne d'approvisionnement dus au COVID-19 en provenance de Chine ont créé une demande pour de nouveaux équipements d'étiquetage de tubes. Pendergraph Machines a présenté son pré-étiqueteur de tubes TL-60, qui a été intégré à une remplisseuse de tubes Prosys RT60. Des versions gauche et droite étaient disponibles pour être associées à plusieurs modèles de remplisseurs de tubes. La machine est dotée d'un outillage de broche à changement rapide avec des programmes basés sur des recettes qui peuvent étiqueter 5/8 po. tubes de diamètre jusqu'à 2,25 pouces. diamètre et 3 pouces. à 8 po. long. L'étiqueteuse, fonctionnant jusqu'à 70 tubes/min, permet aux fabricants de pré-étiqueter des tubes vierges, ou de sur-étiqueter des tubes décorés, évitant ainsi d'avoir à commander divers tubes pré-décorés. Les tubes en plastique et les étiquettes peuvent être recyclés ensemble.

Alors que certaines tendances en matière d'équipement que j'ai vues au salon pointent vers des servomoteurs/navettes plus linéaires ou magnétiques, les convoyeurs sont toujours la pierre angulaire de la plupart des lignes d'emballage. Et aucun système de convoyage moderne n'est vraiment complet s'il ne peut gérer plusieurs produits sans bourrages ni changements fastidieux.

La technologie de fabrication avancée fournit désormais des systèmes de rails réglables (ou le matériel utilisé par d'autres pour mettre à niveau leurs convoyeurs) basés sur des actionneurs à piston calibrés, alimentés pneumatiquement / à ressort de rappel. Les positions des rails latéraux d'un convoyeur peuvent être réglées avec une précision de 1 mm, simplement en modifiant la pression d'air. Les paramètres peuvent ensuite être stockés et rappelés en appuyant simplement sur un bouton.

Ainsi, les convoyeurs ne disparaissent pas et nous devons encore démêler les composants. Un démêlage et un transport en douceur sont essentiels pour une manipulation sûre des produits cosmétiques, où l'esthétique est essentielle.

Les fabricants de systèmes de transport à mouvement horizontal se demandent comment minimiser le mouvement de "frottement" vertical et les vibrations constantes entre les pièces transportées dans des goulottes de transport linéaires. Plusieurs fabricants ont présenté un nouveau concept de goulottes oscillantes qui ne créent pas de vibrations verticales. Un mouvement profilé de va-et-vient (mouvement linéaire à came) "tire le tapis" sous les composants qui veulent continuer Plusieurs fabricants ont présenté un nouveau concept de goulottes oscillantes qui ne créent pas de vibrations verticales. Un mouvement profilé d'avant en arrière (mouvement linéaire entraîné par came) "tire le tapis" sous les composants qui veulent continuer à avancer en raison de l'inertie conférée par le mouvement vers l'avant. avancer en raison de l'inertie conférée par le mouvement vers l'avant. Essentiellement, le mouvement vers l'arrière est beaucoup plus rapide que le mouvement vers l'avant. Cela peut fournir des moyens plus doux pour déplacer des composants plats, ainsi que de la poudre. Cependant, comme tous les fabricants présentant ces goulottes à PACK EXPO étaient axés sur les produits alimentaires, aucun n'a tenté d'explorer la manipulation douce des composants cosmétiques (fortement susceptibles d'être endommagés par les frottements les uns contre les autres et contre les rails). Deux exemples que j'ai vus au salon : Heat and Control a présenté son convoyeur à mouvement horizontal FastBack 4.0, et Layton Systems a présenté son retour rapide : convoyeur à mouvement horizontal.

Plus généralement, j'ai été ravi de voir tant d'avancées exposées et discutées à PACK EXPO International après ma longue interruption, et ce qui précède ne sont que les points forts qu'un voyageur dans les allées de PACK EXPO a pu découvrir. Cela ne peut que vous faire vous demander ce que nous verrons l'année prochaine à Las Vegas.

La numérisation des données, associée à l'impression d'un code pour chaque composant individuel de la machine, permet de commander des pièces de rechange ou de rechange sans avoir à les rechercher dans des manuels et des catalogues physiques/papier. Bien qu'il ne soit pas nouveau dans les médias sociaux et le marketing, le code 2D imprimé sur les composants - lu par les caméras de notre smartphone - a donné à l'utilisateur un accès immédiat aux informations sur le composant individuel, y compris comment commander (ou commander réellement) les pièces. J'ai vu cela sur les capteurs Sick de grande valeur ainsi que sur les capteurs photoélectriques Wenglor à faible coût, et je suis sûr que cela deviendra la direction préférée de tous les fabricants de composants.