UniVorsUm

Forschungstitel:
Entwicklung einer universellen Methode zur Vorhersage der Umformbarkeit von papierbasierten Materialien im Tiefziehen und Hydroforming

Arbeitsgruppe: Verpackungsmaterialien

Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:

  • PTS Papiertechnische Stiftung, Martin Zahel
  • Steinbeis-Hochschule Träger gGmbH, Marek Hauptmann
  • TU Darmstadt, Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen

IGF-Vorhaben: 21513 BG
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 2020 – 2022

Umfassende Forschungsarbeiten in den letzten Jahren haben es ermöglicht, die materialseitigen Grenzen von Papieren in Umformverfahren wie dem Tiefziehen oder Hydroforming stark auszuweiten, so dass Packmittel mit hohen Umformgraden in sehr guter Qualität erzeugt werden können. Problematisch ist jedoch, dass die Eignung eines Papieres für die Umformung nicht standardisiert ist und auch nicht anhand konventioneller Materialparameter vorhergesagt werden kann, was eine Materialauswahl für Papierverarbeiter und Verpacker signifikant erschwert. Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist es, eine Basis für das Qualitätsmanagement von Papier und Karton in der 3D-Umformung zu erarbeiten. Es wird eine Prüfstrategie entwickelt, die es erlaubt, standardisiert eine Eignung von Papieren für verschiedene 3D-Umformverfahren ableiten zu können. Hierfür werden zunächst Methoden für die Ermittlung der Qualitätskenngrößen Ziehverhältnis, Faltenbild und Wandsteifigkeit definiert. Anschließend werden für eine Vielzahl an industriellen und an den Forschungsstellen entwickelten Materialien prozessnahe Prüfszenarien und -bedingungen systematisch untersucht und mit dem Ergebnis in verschiedenen Umformverfahren korreliert, um stringente Zusammenhänge zwischen Qualitätszielgrößen und den Materialparametern ableiten zu können. Hierzu werden multiple Regressionsmodelle höherer Ordnung und neuronale Netzwerke eingesetzt. Nutzen für KMU Die papierverarbeitende Industrie in Deutschland besteht überwiegend aus KMU. Für diese ist von elementarer Wichtigkeit, eine für den Verarbeitungsprozess sinnhafte Materialauswahl anhand von standardisierten Angaben vornehmen zu können (vgl. Datenblatt). Das geplante Forschungsvorhaben eröffnet erstmals die Möglichkeit, „Umformbarkeit“ als standardisiertes Qualitätsmerkmal für Papiere bereitstellen zu können und liefert damit eine elementare Voraussetzung für die nachfolgende Normung.

Projektberichte

Sitzungsunterlagen

Das hier vorgestellte IGF-Vorhaben 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

15. / 16.03.2023
17.01.2023
14.12.2022
VerpackungsmaterialienBioPack4Food (pA) Webkonferenz