Il Team R&D di PepsiCo migliora il design del packaging con la stampa 3D

Oggigiorno, per addentrarsi nel mare affollato dei social media è necessario avere a disposizione molto più di un'immagine GIF buffa o di un souvenir lanciato al momento giusto. Questo è il motivo per cui marchi affermati come PepsiCo e Mavel Studios stanno esplorando nuove tecnologie e design creativi per aumentare l'impatto delle loro campagne promozionali on-line.

In attesa della prima assoluta del film “Black Panther”, le due aziende hanno formato una collaborazione per sviluppare un kit a edizione limitata realizzato con nuove tecnologie e processi di produzione, inclusa la stampa 3D di Protolabs. Il kit era composto da cinque lattine che raffiguravano ciascuna uno dei  personaggi principali del film; un tablet Samsung, fumetti, foto del backstage, un cartoncino illuminabile dotato di LED HiLight intelligenti e una maschera di Black Panther stampata 3D inserita sulla lattina corrispondente.

“Gran parte del kit si è ispirata ai costumi e ai personaggi del film”, ha dichiarato Andrew Phinney, R&D Packaging Engineer di PepsiCo. “Questa entusiasmante opportunità ci ha permesso di integrare nuove tecnologie per sviluppare goffrature, grafica, elementi dimensionali e illuminazione esclusivi per infondere vita al kit.”

Phinney ha guidato lo sviluppo tecnico della maschera stampata 3D disegnata internamente dal team Design e Innovazione di PepsiCo. Phinney occupa una posizione interfunzionale nel Centro Design e Innovazione di PepsiCo a Manhattan, New York, dove si occupa dell'esplorazione e applicazione di nuove tecnologie ai concetti di packaging. 

Volumi ridotti di pezzi molto complessi

La sfida principale che Phinney e il suo team hanno dovuto affrontare nello sviluppo della replica della maschera di Black Panther è stata quella di stabilire quale fosse la migliore modalità per produrre il pezzo. Il team di designer e tecnici cercava una soluzione che permettesse di realizzare una geometria molto complessa pur essendo economicamente accessibile per la produzione di quantitativi ridotti, dato che avrebbero richiesto soltanto 250 pezzi. La combinazione di questi due fattori li ha orientati rapidamente verso la stampa 3D.

“Tenuto conto delle caratteristiche dettagliate della maschera e dei volumi relativamente bassi di pezzi richiesti, sapevamo sin dall'inizio che la stampa 3D rappresentava il processo di produzione più adatto a questo progetto”,  ha spiegato Phinney. “I volumi non erano sufficientemente elevati per giustificare l'investimento in un utensile per lo stampaggio a iniezione e ci piaceva la libertà di design che la stampa 3D offre.”

Ogni dettaglio aveva un'importanza critica nello sviluppo degli elementi inclusi nel kit: il team voleva essere sicuro che, una volta aperto, il kit fosse esteticamente perfetto. Per i prototipi iniziali sono state impiegate internamente macchine per modellazione a deposizione fusa (FDM), in grado di modificare il design originale della maschera affinché si allineasse all'artwork della lattina e rimanesse stabilmente su di essa durante la spedizione. Una volta apportate queste modifiche di piccola entità, il team ha iniziato a valutare le diverse tecnologie di stampa 3D da usare per realizzare prototipi di qualità superiore e, alla fine, per la produzione.

Phinney ha fatto notare che durante la ricerca di processi di stampa 3D per la produzione, sono state prese in considerazione cinque tecnologie, ovvero: sinterizzazione laser selettiva (SLS), stereolitografia (SLA), PolyJet, continuous liquid interface production (CLIP), e  Multi Jet Fusion (MJF). In ultima analisi, insieme al suo team ha deciso di realizzare i pezzi mediante SLS, CLIP e MJF per meglio comprendere le capacità di ciascun processo e stabilire quale sarebbe stato il più idoneo per il progetto.

L'adattamento del design dei dispositivi di fissaggio in plastica per i test con il costampaggio ha richiesto solo dei piccoli aggiustamenti, ha dichiarato Murray. Le modifiche apportate si sono basate sul feedback fornito dall'analisi di realizzabilità (DFM) di Protolabs e da una conversazione con un ingegnere dell'azienda.

“Quando abbiamo ricevuto il pezzo ottenuto con Multi Jet Fusion, era chiaro che questa tecnologia avrebbe soddisfatto i requisiti cosmetici da noi indicati all'inizio del processo di design”, ha affermato Phinney. “Il pezzo non era soltanto bello da vedere, ma il processo da noi scelto era il più economicamente accessibile tra le tre tecnologie "finali" da noi prese in considerazione per la sua realizzazione.”

Ha poi proseguito spiegando che la durevolezza era un altro fattore che li ha portati a scegliere MJF. “Poiché la lattina avrebbe dovuto essere un articolo da collezionista, volevamo ottenere un pezzo in grado di durare da 10 a 20 anni circa. Mentre altri processi come la SLA e PolyJet offrono una risoluzione elevata, non garantivano la tenuta del colore nero intenso e una durevolezza di svariati anni”, ha aggiunto.

Avendo a disposizione i pezzi finali, il kit promozionale è stato assemblato e sottoposto ai test di distribuzione della società, per verificare se avrebbe potuto resistere alle difficili condizioni di spedizione. Dopo una serie di test di vibrazione e compressione, così come di caduta, la maschera continuava a restare fermamente in posizione sulla lattina assicurandoci che il kit sarebbe arrivato a destinazione nella sua presentazione desiderata.