Obiettivi formativi
Fornire gli strumenti e le informazioni per una corretta progettazione strutturale degli imballaggi
Contenuti dell'insegnamento
<br />I. DEFINIZIONE DEL CICLO DI DISTRIBUZIONE<br />1. INTRODUZIONE. Cenni di storia dell¿imballaggio. Glossario e relativi esempi. Definizioni come da Direttiva CE. Ripetibilità e riproducibilità. Organismi europei e nazionali di normazione. Legge ¿ norma ¿ regolamento. Dati statistici. Imballaggio moderno. Filiere dell¿imballaggio. Situazione dell¿imballaggio in Italia. Le cinque fasi dello sviluppo di un imballaggio.<br />CICLO DI DISTRIBUZIONE. Logistica. Analisi di un tipico ciclo di distribuzione. Carichi meccanici e ambientali derivanti dalle diverse fasi del ciclo. Raccolta delle informazioni sull¿ambiente. Analisi della norma ISO 4178. Correlazione tra variazioni dei parametri e rischi e analisi costi/benefici. Carichi meccanici: compressione, urti verticali e orizzontali, vibrazioni. Definizione semplificata dell¿ambiente.<br />DEFINIZIONE NORMATA DELLE CONDIZIONI AMBIENTALI. Analisi delle norme IEC della serie 60721. IEC 60721-1: classificazione delle condizioni ambientali. Parametri ambientali. IEC 60721-3-0: severità dei parametri ambientali. IEC 60721-3-1: immagazzinamento. IEC 60721-3-2: trasporto.<br />II. DETERMINAZIONE DELLA FRAGILITY<br />Sistema OSCILLANTE ad un grado di libertà. Equazione di equilibrio con forzante applicata alla massa ed alla base. Trasformazione di Laplace e di Fourier delle equazioni di equilibrio. Analisi delle principali funzioni di trasferimento. Funzione di trasmissibilità. Frequenza naturale e amplificazione.<br />VIBRAZIONI ED URTI. Vibrazioni: natura e tipi. Sinusoidale, stazionaria casuale, transitoria casuale e transitoria impulsiva. Distribuzioni statistiche dei valori istantanei. Densità Spettrale di Potenza e Spettro di Risposta all¿Urto. Risonanza. Risposta a vibrazioni stazionarie e transitorie.<br />RESISTENZA AGLI URTI ED ALLE VIBRAZIONI. Fragility di un prodotto. Definizione di danno. Fragility ad urto. Costruzione della curva di fragility accelerazione di picco/variazione di velocità. Analisi della norma ASTM D 3332. Fragility alle vibrazioni.<br />III. SCELTA DEI MATERIALI<br />GESTIONE AMBIENTALE DEI RIFIUTI DA IMBALLAGGIO. Direttive europee. Analisi ambientale delle sei filiere: alluminio, vetro, carta, plastica, acciaio, legno. Valutazione degli impatti. Esempio di ecobilancio del polietilene. Gestione ambientale dei rifiuti in Italia. Contributo CONAI. Gestione ambientale dei rifiuti nella Comunità Europea. Normative CEN.<br />FILIERA DELLA CARTA. Materie prime e tipologie di carta e cartone. Processo di produzione di imballaggi in carta e cartone. Impatto ambientale. Bilancio ingresso/uscita.<br />FILIERA DELL¿ACCIAIO. Materie prime e tipologie di acciaio incamiciato. Impatto ambientale.<br />FILIERA DELL¿ALLUMINIO. Principali usi. Produzione di imballaggi flessibili, lattine. Bilancio ingresso/uscita.<br />FILIERA DEL VETRO. Materie prime e principali tipi di vetro. Ciclo di produzione. Impatto ambientale.<br />FILIERA DELLA PLASTICA. Principali polimeri utilizzati nel settore dell¿imballaggio. Film, vaschette, fogli, bottiglie, poliaccoppiati. Impatto ambientale.<br />FILIERA DEL LEGNO. Materie prime e principali tipologie di imballaggio. Quadro normativo italiano UNI. Tipologie costruttive ed elementi costitutivi dell¿imballaggio.<br />MACCHINE PER L¿IMBALLAGGIO. Tipologie. Criteri di progettazione di una linea di imballaggio. Tempo di produzione reale. Variazione dell¿efficienza reale. Accumulatori. Velocità di esercizio. Fasi di sviluppo di una macchina.<br />IV. PROGETTAZIONE DEL PROTOTIPO DI IMBALLAGGIO<br />FUNZIONI DELL¿IMBALLAGGIO. Contenimento. Protezione/Conservazione, Conservazione degli alimentari. Catena del freddo. Trasporto. Informazione/vendita.<br />IMBALLAGGIO APPLICATO. Imballaggi per espositori. Pacchi con incartatura avvolta. Lattine in fibra. Tubi collassabili. Bottiglie. Codice a barre. Etichette di sicurezza. Imballaggio di beni durevoli. Imballaggio farmaceutico. Regole di buona pratica per la progettazione. Europallet. Bilancio prestazionale dell¿imballaggio/Prodotto.<br />NORME TECNICHE PER LE PROVE SU CARTA E CARTONE. Norme ASTM e TAPPI per la caratterizzazione di Carta e Cartone.<br />TRASPORTO DELLE MERCI PERICOLOSE. Norme internazionali per il trasporto delle merci pericolose. Situazione italiana: DM 14.05.90 ¿ DM 23.05.85 ¿ DM 10.06.2004. ADR ¿ ADN ¿ Raccomandazioni ONU ¿ Convenzione sulla Responsabilità Civile. Sistemi di classificazione. GHS.<br />SVILUPPO DELL¿IMBALLAGGIO. Le cinque fasi dello sviluppo. Definizione dell¿ambiente. Determinazione della fragility del prodotto. Progettazione e fabbricazione del prototipo, dimensionamento ad urto, dimensionamento a vibrazioni, dimensionamento a compressione. Previsione dell¿accelerazione di risposta di un prodotto imballato. Valutazione della rigidezza necessaria per mitigare l¿accelerazione applicata. Determinazione della sollecitazione dinamica dell¿imballaggio. Uso dello Spettro di Risposta all¿Urto per il dimensionamento dell¿imballaggio.<br />PROGETTAZIONE DI UN IMBALLAGGIO. Fasi della progettazione. Schema di relazione tecnica.<br />PROGETTAZIONE INTEGRATA DI PRODOTTO E IMBALLAGGIO. Scelta del materiale. Qualifica del prototipo di imballaggio. Lista di riscontro del progettista. Specifiche di progettazione. Progettazione integrata.<br />V. QUALIFICA DEL PROTOTIPO DI IMBALLAGGIO<br />PROBLEMATICHE DELLE PROVE SPERIMENTALI SU IMBALLAGGI. Esigenze della distribuzione dei prodotti. Esigenze per corretta progettazione. Prove di supporto e di fragility e prove di qualifica. Carichi normali e accidentali. Dimensionamento a fatica. Definizione di severità.<br />NORME TECNICHE PER L¿ESECUZIONE DELLE PROVE SPERIMENTALI. CEN e principali norme sull¿imballaggio. Principali norme ISO per gli imballaggi. ISO 4180/1 e 4180/2: Regole generali per la compilazione dei piani di prova per la verifica prestazionale degli imballaggi completi e pieni per il trasporto. Norme ASTM. Norme IEC per la correlazione ambiente/prove. IEC 60721-4-0: Guida. IEC 60721-4-1: Immagazzinamento. IEC 60721-4-2: Trasporto.<br />CERTIFICAZIONE DI PRODOTTO. Certificazione e accreditamento. Norme della serie ISO 9000 per la costituzione di un Sistema Qualità per progettazione e fabbricazione di imballaggi. Certificazione di prodotto. Marchio CE. UNI CEI EN ISO/IEC 17025: Requisiti generali per la competenza dei laboratori di prova e di taratura ¿ Accreditamento.
Bibliografia
<br />Libro bianco sull¿imballaggio, Istituto Italiano Imballaggio, Milano, 1995.<br />Richard K.Brandenburg, Julian June-Ling Lee, Fundamentals of packaging dynamics, MTS System Corporation, Minneapolis, 1985.<br />Walter Soroka, Fundamentals of packaging technology, Institute of Packaging Professionals, Illinois, 1999.<br />Maurizio Boccacci Mariani, Massimo Medugno, Daniele Trombetta, La gestione degli imballaggi, Casa Editrice La Tribuna, Piacenza, 2002.<br />Gianfranco Vignati, Manuale di logistica, Hoepli, Milano, 2002.<br />C. M. Harris, C. E. Crede, "Shock and Vibration Handbook", Mc Graw Hill, 1988.<br />Gianfranco Mainardi ¿L¿imballaggio industriale Italiano del legno¿, Il Sole 24 Ore, Milano, 2001.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercizi / Esame orale
