{"id":1789,"date":"2022-06-09T08:22:24","date_gmt":"2022-06-09T06:22:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/?p=1789"},"modified":"2022-06-09T09:02:57","modified_gmt":"2022-06-09T07:02:57","slug":"packaging-sostenibili-stampa-3d-030120229","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/packaging-sostenibili-stampa-3d-030120229\/","title":{"rendered":"Packaging sostenibili stampati in 3D: perch\u00e9 soddisfano aziende e consumatori"},"content":{"rendered":"

Il packaging sostenibile<\/strong> \u00e8 diventato una soluzione aziendale end-to-end, e sempre di pi\u00f9 stiamo vedendo le possibilit\u00e0 di realizzare packaging stampati in 3D<\/strong>. Il ciclo di produzione della stampa 3D di progettazione digitale del packaging e l’utilizzo di materiali rispettosi dell’ambiente si traduce in prodotti di alta qualit\u00e0 che aiutano le aziende a raggiungere i loro obiettivi di sostenibilit\u00e0 aziendale. Tuttavia, ci sono alcune insidie lungo la strada. La ragione per cui le persone considerano la produzione additiva un metodo di produzione sostenibile \u00e8 abbastanza semplice e deriva dai principi fondamentali della gestione ambientale: ridurre, riutilizzare, riciclare. Nella produzione additiva (AM)<\/a>, conosciuta anche come stampa 3D, la fabbricazione di parti e prodotti pu\u00f2 portare al 70-90% in meno di scarti<\/strong> rispetto ai metodi tradizionali di produzione. Inoltre, ci sono state molte innovazioni nel riutilizzo dei materiali di produzione e nel riciclaggio dei rifiuti come le bottiglie di plastica, per creare nuovi materiali di stampa 3D. Evitare la plastica monouso e ottimizzare la quantit\u00e0 di materiale utilizzato nella produzione di imballaggi sono alcuni dei motivi principali per cui la stampa 3D viene utilizzata per creare imballaggi sostenibili.<\/p>\n

Gli imballaggi sono a livello globale, una delle fonti principali di rifiuti. Elettrodomestici, cosmetici, contenitori per alimenti, la lista degli imballaggi che producono tonnellate di rifiuti \u00e8 lunga. Nel 2018, la Cina ha vietato le importazioni di rifiuti, ci\u00f2 ha significato per il Giappone, la Germania, il Regno Unito, il Belgio, la Spagna, l’Italia, la Francia e i Paesi Bassi una crisi nella gestione dei rifiuti, in quanto le infrastrutture di riciclaggio non sono state progettate per gestire volumi cos\u00ec importanti. Per ridurre i rifiuti e introdurre pratiche di produzione pi\u00f9 sostenibili, molte aziende hanno iniziato a utilizzare le tecnologie di stampa 3D<\/a> per i loro packaging.<\/p>\n

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La plastica e altri imballaggi sono tra le fonti principali di rifiuti nel mondo. Le tecnologie di stampa 3D stanno portando sul mercato alternative alla plastica monouso. (Crediti foto: Magda Ehlers\/Pexels)<\/p><\/div>\n

Cosa vuol dire imballaggio sostenibile?<\/h3>\n

Il termine “sostenibile” si \u00e8 trasformato in una parola d’ordine del marketing che le aziende impiegano per segnalare ai consumatori che il prodotto con tale etichetta non \u00e8 “dannoso per l’ambiente”. A volte, le aziende includono anche la “responsabilit\u00e0 sociale” nella sostenibilit\u00e0 – riferendosi al rispetto di salari equi e di condizioni di lavoro umane. Per la nostra analisi sul packaging sostenibile, esploreremo i metodi di produzione, le macchine e i materiali.<\/p>

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La ricerca Nielsen sui consumatori ha rivelato che il 73% dei consumatori millennial \u00e8 disposto a pagare di pi\u00f9 per prodotti sostenibili. (Foto: Krizjohn Rosales\/Pexels)<\/p><\/div>\n

Uno dei driver pi\u00f9 forti negli investimenti aziendali per imballaggi pi\u00f9 sostenibili, sembra essere il comportamento dei consumatori e le decisioni di acquisto<\/strong>. In un sondaggio su 550 consumatori, il 53% dei partecipanti ha dichiarato che i prodotti con etichette che indicano un imballaggio “ecologico” li aiutano a identificare un prodotto come sostenibile – anche pi\u00f9 delle etichette “senza pesticidi” o “biologico”. Inoltre, secondo una ricerca sui consumatori di Nielsen, il 73% dei consumatori millennial \u00e8 disposto a pagare di pi\u00f9 per prodotti sostenibili (e il 66% dei consumatori in generale). Con queste cifre, diventa evidente il motivo per cui le aziende stanno investendo prontamente nel packaging sostenibile. “I nostri clienti ci chiedono regolarmente di riprogettare il packaging perch\u00e9 sia pi\u00f9 ecologico. \u00c8 qui che entra in gioco la stampa 3D. Ci permette di testare prototipi con parti pi\u00f9 sottili o materiali pi\u00f9 leggeri e assicurarci che la confezione rifletta ancora la qualit\u00e0 del prodotto all’interno<\/em>“, ha spiegato James A. Kingswell, Innovation Manager di Toly Group.<\/p>\n

Vantaggi degli imballaggi stampati in 3D<\/h3>\n

Uno studio della Michigan Technological University ha rivelato che per stampare un articolo in 3D \u00e8 stato impiegato dal 41 al 64%\u00a0 di energia in meno<\/strong>. Inoltre, anche una piccola riduzione della quantit\u00e0 di materiale utilizzato per l’imballaggio pu\u00f2 comportare un significativo risparmio sui costi aziendali. Con la tecnologia di stampa 3D, le aziende possono ridurre la quantit\u00e0 di plastica negli imballaggi senza interferire con la qualit\u00e0 del prodotto. Intuizioni come questa sono probabilmente il motivo per cui vediamo organizzazioni come L’Or\u00e9al, UPS e FedEx investire in strutture interne di stampa 3D: il risparmio sui costi e la riduzione dei tempi di produzione<\/strong> sono alcuni dei vantaggi principali dell’utilizzo della stampa 3D per creare imballaggi. Come gi\u00e0 sottolineato, inoltre, definire sostenibile il packaging spesso contribuisce alla buona vendita del prodotto, quando ci si rivolge a certi consumatori, oltre ad aiutare le aziende a raggiungere i loro obiettivi di sostenibilit\u00e0.<\/p>\n

Il packaging stampato in 3D offre alle aziende maggiore la libert\u00e0 di progettazione e scalabilit\u00e0<\/strong>, con la possibilit\u00e0 di creare prototipi prima di utilizzare materiali costosi. Questa tecnologia permette anche ai marchi di offrire imballaggi personalizzati per i clienti. Per esempio, Marchesini, azienda italiana fondata nel 1974 che produce una vasta gamma di imballaggi per vari settori, tra cui quello farmaceutico, cosmetico e alimentare, \u00e8 uno dei maggiori clienti europei del leader mondiale dell’AM Stratasys.<\/p>\n

Marchesini ha commissionato diverse stampanti FDM<\/a> e PolyJet<\/a> di Stratasys, compresi i cinque sistemi F270, quattro Fortus 450mc, una Fortus 900mc su larga scala e due stampanti 3D PolyJet multi-materiale. “Produrre parti complesse e personalizzate con i metodi di produzione tradizionali si \u00e8 rivelato estremamente costoso e dispendioso in termini di tempo, il che non \u00e8 pi\u00f9 adatto alle crescenti esigenze dell’industria del packaging di oggi<\/em>“, ha spiegato Mirko Fortunati, coordinatore delle officine meccaniche del Gruppo Marchesini. “La produzione additiva Stratasys ci ha permesso di superare queste problematiche e di adottare un modello di produzione personalizzato. Disporre di questa capacit\u00e0 di produzione on-demand consente ai nostri ingegneri di sfruttare la maggiore libert\u00e0 di progettazione consentita dalla stampa 3D, che ha permesso al Gruppo Marchesini di ottenere risultati di qualit\u00e0 superiore<\/em>“, ha continuato Fortunati.<\/p>\n

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Quadpack, produttore globale di soluzioni di imballaggio per la cosmetica, utilizza la stampante 3D J Series di Stratasys per le sue opzioni multi-materiale e a colori. (Crediti fotografici: Stratasys)<\/p><\/div>\n

Inoltre, la produzione decentralizzata<\/strong> \u00e8 un enorme vantaggio, ci\u00f2 \u00e8 stato ampiamente dimostrato durante la pandemia a causa del COVID-19, quando la catena di approvvigionamento globale \u00e8 stata interrotta e le spedizioni bloccate. Utilizzando le tecnologie di stampa 3D, le aziende possono spostare i siti di produzione rapidamente, poich\u00e9 si affidano a file digitali da stampare, non a enormi fabbriche immobili. I file digitali permettono anche il packaging stampato in 3D su richiesta. Per esempio, potrebbe essere possibile stampare gli imballaggi in base alla quantit\u00e0 esatta dell’ordine, riducendo cos\u00ec i rifiuti e il volume degli imballaggi che finiscono in discarica.<\/p>\n

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L’\u00d2r\u00e9al usa la Multi Jet Fusion di HP e la biomimetica per ridurre il volume del materiale usato nel packaging stampato in 3D. (Crediti foto: HP)<\/p><\/div>\n

Stampaggio a iniezione e tecniche ibride di stampa 3D<\/h3>\n

Naturalmente, avere solo imballaggi stampati in 3D non \u00e8 l’unica strada da percorrere per un imballaggio sostenibile. Ci sono anche molti metodi ibridi che si sono dimostrati promettenti. Per esempio, lo stampaggio a iniezione, che esiste dal 19\u00b0 secolo, \u00e8 un metodo di produzione tradizionale ben consolidato che viene spesso utilizzato insieme alla stampa 3D in modi innovativi. Inoltre, la stampa 3D sta guidando la sostenibilit\u00e0<\/a> in quel settore, poich\u00e9 lo stampaggio a iniezione beneficia della scienza dei materiali utilizzata con le tecnologie 3D. La combinazione \u00e8 utile perch\u00e9 lo stampaggio a iniezione permette alle aziende di progettare parti in grandi volumi, mentre la stampa 3D pu\u00f2 essere limitata a lotti piccoli e medi a causa di una combinazione di costi e materiali. Anche se, come suggerisce il nome, l’iniezione richiede uno stampo e crearne uno \u00e8 un’impresa piuttosto costosa, per non parlare del fatto che richiede molto pi\u00f9 tempo. Ecco perch\u00e9, invece di produrre uno stampo di metallo tradizionale, se ne pu\u00f2 creare uno stampato in 3D usando le tecnologie FDM, sinterizzazione laser<\/a> o stereolitografia<\/a>. Usando queste tecnologie di stampa 3D, i costi si riducono sostanzialmente, e le aziende riducono il rischio di ritardi nella produzione. Dal punto di vista del design, la stampa 3D apre la possibilit\u00e0 di creare stampi pi\u00f9 complessi, il che apre le possibilit\u00e0 per pezzi pi\u00f9 ottimizzati e sostenibili grazie alla combinazione di questi due metodi di produzione.<\/p>\n

Un altro modo in cui l’ibridazione della stampa 3D pu\u00f2 essere utilizzata per un packaging pi\u00f9 sostenibile \u00e8 attraverso la creazione di strumenti specifici. Per esempio, sfruttando la tecnologia Binder Jetting a metallo di ExOne, il produttore svedese Celwise AB\u00a0 crea contenitori e imballaggi alimentari rinnovabili e biodegradabili. Celwise riferisce che questo processo offre prodotti pi\u00f9 ecologici riducendo i costi di produzione del 50%<\/strong>. “La nostra tecnologia brevettata offre un prodotto riciclabile, rinnovabile e biodegradabile che pu\u00f2 essere fabbricato pi\u00f9 velocemente e pi\u00f9 convenientemente delle tecnologie tradizionali. Gli approcci di produzione avanzata, che si basano su utensili stampati in 3D da ExOne, sono una parte importante del nostro processo<\/em>“, ha spiegato David Pierce, inventore e co-proprietario di Celwise.<\/p>\n

Questo metodo di produzione di imballaggi di Celwise utilizza delle fibre come alternativa alla plastica monouso. Ci si aspetta che il metodo continui a crescere sul mercato, dato che Celwise ha gi\u00e0 venduto questa soluzione di imballaggio ecologico ad aziende internazionali nel settore alimentare e delle bevande, dei cosmetici e dell’elettronica. Questo esempio mostra come, sebbene gli imballaggi sostenibili stampati in 3D siano in crescita, la tecnologia viene utilizzata anche per realizzare imballaggi pi\u00f9 sostenibili attraverso metodi indiretti.<\/p>\n

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Gli imballaggi sostenibili di Celwise realizzati con la tecnologia binder jetting di ExOne. (Crediti fot: ExOne)<\/p><\/div>\n

Materiali e prototipazione rapida<\/h3>\n

Un aspetto importante quando si parla di packaging sostenibile \u00e8 il materiale utilizzato. Fino a poco tempo fa, la stampa 3D si \u00e8 basata principalmente su materiali non biodegradabili come la plastica prodotta da combustibili fossili pericolosi per l’ambiente. Tuttavia, le innovazioni nei materiali plastici e le nuove alternative alla plastica stanno permettendo di utilizzare rifiuti per produrre di valore a costi bassissimi. Vale la pena notare che gli imballaggi compostabili sono pi\u00f9 preziosi in quanto, a differenza degli imballaggi biodegradabili che si disintegrano in componenti naturali, se smaltiti correttamente, possono diventare nutrienti per il suolo. Pertanto, i materiali compostabili<\/a> contribuiscono anche al miglioramento dell’ambiente, cosa che non sempre avviene con quelli biodegradabili.<\/p>\n

Una recente conquista della scienza dei materiali nella stampa 3D \u00e8 il Bluesint PA12 di Materialise. Questo materiale, usato per la sinterizzazione laser, \u00e8 una polvere riciclata al 100% con propriet\u00e0 meccaniche simili al tradizionale PA 12 (noto anche come Nylon 12).<\/p>\n