Partielle Erwärmung

Forschungstitel:
Entwicklung und Erprobung eines Verfahrens zur kontaktbehafteten partiellen Vorwärmung beim Thermoformen von Packmitteln durch den Einsatz druckbarer keramischer Heizschichten

Arbeitsgruppe: Abfüll- und Verpackungsprozesse

IVLV Projektteamsprecher: N.N.
Auftragnehmer: Fraunhofer AVV, Dresden
Wissenschaftliche Projektbetreuung: Hr. T. Hanke

Finanzierung: IVLV
Laufzeit: 2009

Bei der Herstellung von thermogeformten Verpackungen (z.B. Blister, Schalen oder Becher) in z.B. Form-, Füll- und Verschließmaschinen oder reinen Thermoformmaschinen erfolgt die Vorheizung der zu formenden Bereiche in der Regel mittels Sandwich-Kontaktheizungen. Dabei wird der zu formende Bereich auf eine möglichst homogenen Temperaturverteilung im Bereich der Glasübergangstemperatur (bei amorphen Thermoplasten) bzw. der Kristallitschmelztemperatur (bei teilkristallinen Thermoplasten) erwärmt. Mittels eines Vorstreckstempels wird anschließend innerhalb des eigentlichen Formvorgangs die Materialverteilung beeinflusst, so dass im Bodenbereich des Formteils genügend Material vorhanden ist, damit eine ausreichende Formstabilität erzielt wird. Ohne Vorstreckung ist mit dem derzeitigen Stand der Technik keine gleichmäßige Wanddickenverteilung realisierbar.

Im Rahmen des Projektes soll die zum Thermoformen notwendige Erwärmung der Folie zonal erfolgen. Dabei soll über die Temperaturverteilung innerhalb des zu formenden Bereiches die Formbarkeit und somit die Wanddickenverteilung beeinflusst werden. Bereiche, die weniger stark verformt werden sollen, wie z.B. der Bodenbereich eines Bechers, werden entsprechend weniger stark erwärmt als Bereiche mit größerer Verformung, wie z.B. die Seitenwände des Bechers. Patentierte Versuche zur partiellen Erwärmung mittels Kontakt besitzen Einschränkungen bezüglich Ihrer Umsetzbarkeit durch den hohen technischen Aufwand. Ebenfalls bekannte Ansätze mittels Heizstrahlern sind in ihrer Anwendbarkeit begrenzt in Hinblick auf kleine Formate und der Infrarotstrahlungs-Absorptionsfähigkeit der zu erwärmenden Thermoplaste. Der im Rahmen des Projektes verfolgte Ansatz des Einsatzes aufdruckbarer keramischer Heizschichten verspricht hingegen eine einfache und kostengünstige Realisierung und flexible Anpassung an verschiedene Formgeometrien.

Durch den Einsatz der partiellen Vorwärmung sollen folgenden Vorteile erzielt werden:

  • Verbesserung/Optimierung der Wanddickenverteilung durch angepasstes Temperaturprofil Reduzierung des Verpackungsmaterials (Ausgangsdicke)
  • Substitution des mechanischen Vorstreckstempels, Beeinflussung der Wanddickenverteilung durch die unterschiedliche Temperaturverteilung bei der Vorheizung
  • Steigerung der energetischen Effizienz des Vorwärmprozesses durch gezielte Energieeinleitung

Projektbericht

Aktuelle Termine zu diesem Projekt

14.10.2021
14.10.2021
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