Caffè ad alta pressione
Il progetto
Sviluppare componenti plastici per una macchina da caffè destinata alla distribuzione automatica di bevande, con focus su resistenza ad alte pressioni e temperature. È stata prevista la sostituzione di elementi metallici con PEEK, per ridurre i costi e migliorare il lead time.
Settore:
Tecnologie coinvolte:
Esigenza iniziale
Garantire resistenza a cicli ripetuti di pressione e calore, contatto diretto con liquidi, tolleranze dimensionali rigorose e compatibilità alimentare. L’obiettivo era anche ottimizzare il workflow produttivo riducendo i costi e i tempi di consegna, per velocizzare l’immissione del prodotto sul mercato.
Qual era il problema?
Individuare materiali idonei per realizzare componenti tecnici operanti in condizioni critiche, riducendo lead time e budget. I componenti dovevano garantire adattabilità alla produzione in serie e conformità ai requisiti estetici, dimensionali e normativi per uso alimentare.
Cosa cercava il cliente?
Alternative costruttive che permettessero di accelerare il time-to-market, raggiungendo le stesse prestazioni in termini di tenuta, resistenza, durata nel tempo, leggerezza, stabilità, lavorabilità, qualità tecnica e funzionalità.
Sfida
La richiesta prevedeva il superamento di due limiti significativi: costi di produzione elevati e lead time non competitivi. I componenti esistenti, realizzati in metallo tramite pressofusione e successive lavorazioni CNC, risultavano onerosi sia in termini economici che di tempo. La sfida era sviluppare un’alternativa in tecnopolimero capace di garantire prestazioni meccaniche, chimiche e termiche elevate, mantenendo la massima precisione dimensionale e assicurando affidabilità a ogni ciclo di utilizzo.
- Sostituire la pressofusione (costosa lavorazione meccanica) con un flusso di lavoro più efficiente.
- Ridurre il numero di fasi produttive e semplificare la filiera.
- Garantire resistenza a pressione e calore con materiale plastico.
- Ottenere tolleranze dimensionali rigorose in un componente tecnico.
Il processo
Abbiamo seguito un flusso di sviluppo completo e strutturato, in ottica di collaborazione e progettazione lungo tutte le fasi, dallo studio tecnico preliminare fino alla produzione. Ogni attività è stata gestita internamente per garantire linearità, velocità operativa e massimo controllo. Il risultato è un componente ottimizzato in termini di performance e pronto per l’impiego in ambienti ad alta sollecitazione.
Abbiamo analizzato il componente originale in metallo, identificando le funzioni critiche e le zone soggette a sollecitazioni meccaniche, termiche e chimiche. La progettazione ha previsto la ridefinizione delle geometrie per l’ottimizzazione del flusso d’iniezione, assicurando la corretta sostituzione strutturale nel passaggio al tecnopolimero.
L’analisi applicativa ha portato alla selezione del PEEK, tecnopolimero ad alte prestazioni, adatto al contatto con liquidi caldi, pressioni elevate e agenti chimici. Il materiale è stato validato secondo criteri di resistenza, stabilità e compatibilità alimentare. La progettazione del layout d’iniezione ha tenuto conto del comportamento del PEEK in fase di riempimento e raffreddamento
Lo stampo è stato realizzato internamente con criteri di alta precisione. Grazie a una progettazione accurata è stato possibile ottenere tolleranze centesimali direttamente in fase di stampaggio, eliminando la necessità di lavorazioni meccaniche successive.
Il componente ha seguito un ciclo di stampaggio a iniezione, con controlli integrati e test funzionali eseguiti a campione. La produzione è stata resa stabile e ripetibile per assicurare la costanza prestazionale. La gestione dell’assemblaggio è avvenuta internamente, con controlli visivi e dimensionali su elementi critici.
Il risultato
L’intervento di metal replacement ha permesso di ottenere un componente performante, più leggero e conforme agli standard alimentari, che riducesse i costi produttivi, grazie all’eliminazione delle lavorazioni CNC e all’impiego del tecnopolimero. Sono state ridotte, inoltre, le tempistiche: lo stampaggio diretto ha accelerato la produzione, riducendo i tempi di consegna. Il nuovo materiale ha garantito anche maggiori performance in termini di funzionalità, resistenza e adattabilità al contesto d’uso specifico.
- Riduzione dei costi complessivi rispetto alla versione in metallo.
- Eliminazione di tutte le lavorazioni meccaniche post-stampaggio.
- Diminuzione del lead time grazie alla filiera produttiva ottimizzata.
- Componenti più leggeri, resistenti e compatibili con l’uso alimentare.
- Prestazioni stabili in esercizio, anche dopo cicli ripetuti.
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