Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Steigerung der Materialeffizienz im Thermoformen durch den Einsatz von Schaumfolie– Prozessanalyse und Untersuchung der mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit

der Dichtereduktion

Beim Thermoformen von Verpackungsanwendungen werden bis zu 70 % der Gesamtkosten durch das Material bestimmt, wodurch die Steigerung der Materialeffizienz ein großes wirtschaftliches Potenzial bietet. Die Materialersparnis wirkt sich des Weiteren positiv auf die Umwelt aus. Eine Möglichkeit zur Materialeinsparung besteht im Einsatz von geschäumten Halbzeugen. Leichtschaumfolien werden bereits bei Food-Trays eingesetzt. Allerdings sind bei diesen Folien die mechanischen Eigenschaften stark herabgesetzt, sodass nur wenige Anwendungen in Frage kommen. Der Einsatz von Schwerschaumfolien, die nur leicht geschäumt sind und höhere mechanische Eigenschaften aufweisen, ist bislang kaum verbreitet und untersucht. Dabei führt bei Massenartikeln wie Joghurtbechern bereits eine geringe Dichtereduktion zu großen Einsparpotenzialen. Die Herausforderung ist die Herstellung solcher Schäume und deren anschließende Verarbeitung im Thermoformen, da sich bspw. das Aufheizverhalten und die möglichen Verstreckgrade der Folien signifikant ändern. Daher soll in diesem Vorhaben Prozesswissen zur Herstellung von Schwerschaumfolien und anschließender Weiterverarbeitung im Thermoformen aufgebaut werden. Dazu werden verschiedene Schwerschaumfolien hergestellt. Die Folien werden anschließend bei verschiedenen Prozessbedingungen thermogeformt und die Wanddickenverteilung sowie Topload-Stabilität der Becher analysiert. Dadurch kann beurteilt werden, welche Schäumgrade verwendet werden können, ohne dass die Bauteile bereits bei geringe Lasten versagen. Somit wird kmU der Zugang zur Verarbeitung von Schaumfolien erleichtert, wodurch sie die Materialeffizienz steigern, die Kosten minimieren sowie den Einfluss auf die Umwelt reduzieren und die Nachhaltigkeit erhöhen.