Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Verbesserung der Berechnungsmodelle und Verfügbarmachung von Kennwerten zur Bewertung der Schädigung von Wellpappe (im Herstellungs- und TUL-Prozess) anhand einer neuartigen Messmethode mittels optischer Dehnfeldanalyse

Ziel des Vorhabens ist die Methodenentwicklung für Materialkenngrößen zur Bewertung und Reduzierung der WP-Schädigung infolge von Verarbeitungs-, Transport- und Lagerbelastungen sowie Ableitung von Empfehlungen zum effizienten Materialeinsatz und Optimierung von Maschineneinstellungen anhand verbesserter Berechnungsmodelle

Lösungsweg

• Entwicklung einer auf der optischen Dehnfeldanalyse basierenden Messmethodik zur Bestimmung von plastischen Deformationen und Schädigungen

• Anwendung der Methodik auf wesentliche, relevante Praxisprozesse

• Identifikation von Haupteinflussfaktoren, Verbesserung der Berechnungsmodelle, Ableitung von Handlungsempfehlungen

Angestrebte Ergebnisse

Es werden Methoden und Kennwerte verfügbar gemacht, die eine bessere Gestaltung von Wellpappen-Verpackungen gestatten. Abgeleitet werden Optimierungspotentiale für Materialauswahl, Verpackungskonstruktion, Maschineneinstellungen, Bedingungen des TUL-Prozesses sowie die Fertigungsüberwachung von Gefahrgutverpackungen.

Den Unternehmen wird es ermöglicht, ihre Verpackungen entsprechend der Anforderungen an das Festigkeitspotenzial zu dimensionieren und den Materialeinsatz zu reduzieren (Ressourcenschonung). Materialkosten und Reklamationsrate können wirksam gesenkt werden.

Bei Erreichen des angestrebten Forschungsziels, können die KMU durch Materialeinsparung wirtschaftlich davon profitieren. Gleichzeitig profitiert die Volkswirtschaft vom effizienteren Materialeinsatz und indirekt von Energieeinsparung bei der Herstellung der Rohpapiere, die gezielter als bisher den Qualitätserfordernissen angepasst werden können.

Bessere, d.h. genauer zutreffende Vorhersagen der Belastbarkeit der Verpackung lassen erwarten, dass weniger Beschädigungen am zu verpackenden Gut auftreten, was ebenfalls zur Erhöhung der Ressourceneffizienz beiträgt.

Ergebniszusammenfassung:

Mit Hilfe der ODA konnten Kenntnisse erarbeitet werden, die einen Aufschluss über das Versagensverhalten der

untersuchten Wellpappen liefern. In Verbindung mit der FCT-Messung kann abgeleitet werden, ab welcher

:Belastung bereits durch plastische Verformung der Wellenbahn eine irreversible Schädigung der Wellpappe

-eintritt. Unabhängig von der vorherigen Belastung durch einfache sowie zyklische Be- und Entlastungsversuche

Urde stets der FCT-Wert entsprechend der Referenz erreicht. Die Wellpappen wurden in den lndustrieanlagen

der PA-Mitglieder aus den Prozessschritten entnommen und im Labor- und Technikumsmaßstab verarbeitet,

wodurch vergleichend die aufgetretenen Schädigungen ermittelt wurden. lm Wesentlichen wurden als

Haupteinflussfaktoren die aufgebrachten Drücke bei der Bedruckung, dem Anteil an Auswerfer Gummis im

Stanzprozess und der maschinelle Klebeprozess im Allgemeinen herausgearbeitet. Bei den Einflussfaktoren im

UL-Prozess zeigte erwartungsgemäß das Umgebungsklima den größten Einfluss auf die Festigkeit der

Wellpappe. Feuchtes Umgebungsklima sollte, wenn möglich beim Transport oder der Lagerung vermieden

erden. Um eine Schädigung durch eine Druckbelastung von oben zu minimieren, sollte die Last möglichst flächig

aufgebracht werden. Es konnte eine mögliche Variante zur Verbesserung der MC-Kea-Formel erarbeitet werden.

Die Anpassung der Formel kann durch Bildung eines statistisch bestimmten Abminderungsfaktors vorgenommen

erden. Voraussetzung hierfür ist eine Vielzahl von Versuchen, bei denen Schachtelzuschnitte mit

unterschiedlichen Schädigungsgraden ausgehend von den real anfallenden Schädigungen im Wellpappenprozess

angefertigt und im BCT geprüft werden. Damit kann dann eine Mittelwertkurve aus BCT je Schädigungsgrad

!gebildet werden. Mittels Regressionsverfahren lässt sich daraus eine Funktion modellieren, über die sich

ausgehend vom erwarteten Schädigungsgrad die Auswirkung auf den BCT bzw. die Stabilität der Verpackung prognostizieren lässt.