Formluft-Impact-Technologie 2.0

Forschungstitel:
Entwicklung einer Methode zur anwendungsspezifischen Parametrierung der Formluft-Impact Technologie

Arbeitsgruppe: Abfüll- und Verpackungsprozesse

Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:

  1. Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV Dresden, Fabian Kayatz
  2. Friedrich-Alexander-Universität, Lehrstuhl für Strömungsmechanik, Manuel Münsch

IGF-Vorhaben: 20587 BG
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 2019 – 2021

Der jährliche europäische Kunststoffverbrauch lag 2016 bei 50 Mio. Tonnen (40 % Verpackungen). Um einen schonenden Umgang mit unseren natürlichen Ressourcen zu gewährleisten, besteht ein vielversprechender Ansatz in der Minimierung des notwendigen Materialeinsatzes bei gleichbleibender Funktionalität. Ein häufig eingesetztes Verfahren, z.B. zur Herstellung von Verpackungen ist das Thermoformen. Mit Hilfe des Thermoformens können insbesondere dünnwandige Formteile hergestellt werden, wobei sich diese durch erhebliche Materialdickenunterschiede auszeichnen. Aus diesem Grund besteht von Seiten der KMU-geprägten kunststoffverarbeitenden Industrie, sowie des Werkzeug- und Maschinenbaus der Bedarf nach innovativen Technologien zur Reduktion des Materialeinsatzes.

Im vorangegangenen Projekt (IGF: 18536 BG) wurde nachgewiesen, dass mit Hilfe der Formluft-Impact-Technologie (FIT) eine Erhöhung der lokalen Wanddicke um bis zu 190 % im Vergleich zu konventionellen Technologien erreicht werden kann. Auf Basis dieser Erkenntnisse ist das Hauptziel des vorgeschlagenen Forschungsprojektes eine Methode zur Parametrierung der Technologie und ein Konzept zur Integration von FIT in bestehende Maschinen zu entwickeln.

Dafür sind Produktklassen zu definieren, eine Datenbasis und Gesetzmäßigkeiten zwischen den Düsenkonfigurationen, zeitlich veränderlichem Temperaturprofil und Formteilqualität zu erarbeiten und verschiedene Ansätze zur Parametrierung zu verifizieren. Abschließend wird ein Konzept unter Berücksichtigung der industriellen Randbedingungen zur Umsetzbarkeit von FIT erstellt.

Die komplexen Zusammenhänge von Parametriermethoden, nichtlinearen Polymereigenschaften und Strömungsbedingungen erfordern eine fachübergreifende wissenschaftliche Zusammenarbeit, die von Seiten der KMU-geprägten Industrien nicht zu leisten ist. Es ist somit erforderlich, dass entsprechende Grundlagen durch interdisziplinäre Forschung erarbeitet und für die industrielle Anwendung aufbereitet werden.

Projektberichte

Sitzungsunterlagen

Das hier vorgestellte IGF-Vorhaben der Forschungsvereinigung Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. (IVLV e.V.) wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.


Aktuelle Termine dieser Arbeitsgruppe