El documento detalla el proceso de diseño de envases en PET, abarcando desde el diseño del producto y sus propiedades hasta la verificación y test de laboratorio. Se enfatiza la consideración de factores como el ciclo de vida del producto, el método de llenado y características del envase. También se describe la importancia de la simulación y pruebas para garantizar la efectividad y durabilidad del diseño final.

1. José L. Giráldez
Independent Thinker
EL PROCESO DE DISEÑO
DE ENVASES EN PET
Un paso después de otro…

2. Proceso de diseño de envases en PET
1. Diseño del producto
2. Propiedades del producto
3. Primer Diseño en CAD
4. Diseño de Producción
5. Verificación del 3D mediante el FEM
6. Selección del tipo de molde
7. Test de laboratorio

3. Proceso de diseño de envases en PET
PROCESO DE DISEÑO DEL PRODUCTO
- Ciclo de vida del producto (Product life cycle)
 ¿Va a ser un producto Premium con una larga vida?
 ¿Va a ser un producto estacional de corta vida?
 ¿Hablamos de un envase retornable?
- Competencia
 ¿Vamos a copiar lo que ya existe?
 ¿Vamos a modificar lo existente?
 ¿Vamos a diseñar algo nuevo?
- Producto a envasar + características
 Gaseoso/sin gas
 Temperatura de envasado
 Agua, cerveza, refresco, zumo, té, leche, …
- Sector al que va destinado
- Proceso de llenado
 Aséptico
 En caliente
 ¿La botella va a ser presurizada?
 ¿Se va a inyectar NO2 sobre el contenido para eliminar el O2 del cuello?
 ¿El contenido produce espuma en el proceso de llenado?
 ¿Qué sistema vamos a utilizar para evitar la espuma? (long tube or spreader)

4. Proceso de diseño de envases en PET
- Transporte interno
 ¿Qué método se va a utilizar? (air conveyor/conveyor belt)
 ¿Qué tipo de cinta transportadora?
 ¿Cuál es el material de la superficie?
 ¿Cuál es su velocidad?
- Preforma
 ¿Se trata de una preforma existente o nueva?
 ¿La podemos fabricar o hay que comprarla?
- Cantidad
 De botellas que hay que llenar (o litros a embotellar)
 Optimización llenadora
 Volumen de la botella (¿botella única o familia?)
 Mercado de destino (nacional/Internacional)
- Forma de la base
 ¿Petaloide? (principalmente para carbónicas / CSDs)
 ¿Para agua mineral? (producto no gaseoso)
 ¿Tipo champagne? (Base gruesa y resistente)
 ¿Para productos calientes? (resistente al vacío que se crea al enfriarse el)
 ¿Necesita posicionarse? (LUGS)
 …

5. Proceso de diseño de envases en PET
- Boca/cuello/tapa (diámetro interior/exterior/altura)
 PCO (para CSDs / Tapón de Plástico / 1,5 turns)
 Cuello de Agua mineral
 Cuello ancho
- Tipo de decoración de la botella (etiqueta, sleeve, BOPP, serigafía, …)))
- Embalaje
- Procedimiento de aprobaciones/comunicación
- Time Frame

6. Proceso de diseño de envases en PET
PROPIEDADES DEL PRODUCTO
- Carga vertical
 Al poner el tapón
 Al poner el INBORE
 Al almacenar (ojo al LAYER BASE)
 Al transportar (ojo al LAYER BASE)
 ¿Actualmente envasa en VIDRIO?
- Presión Interior
 ¿Carbonatada?
 ¿Cuánto CO2 se disuelve?
 Temperatura y humedad de llenado (¿Necesidad paneles de refuerzo?)

7. Proceso de diseño de envases en PET
- Estabilidad al manipular
 ¿Qué grip require? (subjetivo)
- Resistencia al colapso
 Ojo a la exposición a soluciones ALCALINAS en:
 el proceso de lavado en botellas retornables
 la grasa utilizada en las cintas transportadoras
 Ojo al diseño de la base
 Ojo al diseño de preforma
 Ojo a los parámetros del soplado
- Barrera
 ¿Ciclo de vida del producto?
 ¿Proteger de pérdida de CO2?
 ¿Proteger de entrada de O2?
 ¿Proteger del vapor de agua?
 ¿Multiple layers?
 ¿Protección UV?
 ¿Preforma tintada?
 El problema es mayor en botellas pequeñas (mayor ratio superficie/volumen)

8. Proceso de diseño de envases en PET
- Vertedor (inbore)
 Tipo
 Velocidad de vertido
 Dimensiones
 ¿Irrellenable?
- Forma (profile)
- Gramaje/resistencia/estabilidad
- Anilla ¿? (transporte interno)
- Alto/Ancho
- Capacidad
- Material

9. Proceso de diseño de envases en PET
PRIMER DISEÑO EN CAD
- ¿Existe ya un diseño? ¿Hay que empezar desde cero?
 ¿”Reverse Engineering” procedure? (3D laser scan. De botella a plano))
 ¿Creación desde el principio?
- Creación desde CERO
 Diseño 2D
 Diseño 3D CAD (¿Class A surfaces?) Permite brillos/refracciones
 FEM (Finite Element Method) Simula comportamiento mecánico
 Digital Mock-up

10. Proceso de diseño de envases en PET
DISEÑO DE PRODUCCION
- ¿Existe ya un diseño de PREFORMA? ¿Hay que empezar desde cero?
 ¿”Reverse Engineering” procedure? (3D laser scan)
- Necesitamos información sobre dimensiones y boca:
 Altura
 Diámetro
 Capacidad
 Peso deseado
 Zona HOMBROS =>+20% material que en zona LABEL
 Zona BASE =>+50% material que en zona HOMBROS
- Variables restrictivas para el diseño de la botella
 Transporte interno (¿requiere anilla?)
 Tipo de llenado (forma de los hombros y transición cuello-hombros)
 Cinta transportadora (comportamiento contacto bottle-to-bottle)
 Velocidad cinta transportadora (Geometría y estabilidad de la botella)
 Nivel de llenado (la geometría debe permitir el acanzarlo: zero space ¿?)
 Zona de etiquetado (grosor de paredes + superficies sin relieve)

11. Proceso de diseño de envases en PET
VERIFICACION DEL 3D MEDIANTE EL FEM (FINE ELEMENT METHOD)
- Máxima capacidad (identifica los eslabones de rotura)
- Efecto de las ranuras o salientes en la superficie de la botella
- Comportamiento de las diferentes geometrías en zona de hombros
- Comportamiento del envase frente a condiciones de presión (productos calientes)
- Comportamiento del envase frente a variaciones en la temperatura
- La validez del espesor de las paredes de la preforma
- Simulación del ciclo de vida en punto de venta de la botella
- Ojo: 2-3 días (FEM) vs. 4 semanas (Producto REAL)
- Lo que el FEM NO PUEDE HACER
 Predecir la distribución EXACTA del grosor de las paredes basado en:
 La información sobre la preforma
 La información sobre la geometría de la botella
 La información sobre las condiciones de temperatura
 El ajuste óptimo de los paneles de calentamiento en el molde de soplado

12. Proceso de diseño de envases en PET
SELECCIÓN DEL TIPO DE MOLDE
- Depende de:
 Maquinaria a utilizar
 Tipo de proceso (caliente, aséptico, …¿?)
 Tamaño de botella
 Frecuencia de cambio de moldes en máquina…
- Moldes:
 Aluminio
 Shell
 Cuerpo entero
 Cavidades pequeñas
 Acero
 Hot-FIll

13. Proceso de diseño de envases en PET
TEST DE LABORTORIO EN LAS BOTELLAS DE MUESTRA
- Verificación de:
 Dimensiones
 Capacidad
 Carga Vertical
 Presión interior
 Resistencia a la rotura (soluciones alcalinas)
 Comportamiento durante el llenado
 Cristalinidad (resistencia a la temperatura)
 Test de caída libre
 Test de barrera
 Contra el ingreso de O2
 Contra la pérdida de CO2
 Distribución del peso por segmentos

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José-Luis Giráldez
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