Unter dem Motto „Herausforderung Komplexität” wurden die immer dynamischeren Randbedingungen der Branche und vor allem die technologischen Konsequenzen im Verarbeitungs- und Verpackungsmaschinenbau diskutiert. Schwerpunkte bildeten dabei Innovative Maschinenkonzepte + Bewegungstechnik/Robotik, Biogene Verarbeitungsgüter und kreislauffähigen Packstoffe als Herausforderung, Assistenzsysteme als Brücke zwischen Komplexität und Fachkräftemangel, Resiliente Verarbeitungs- und Verpackungsprozesse und Ressourcenschonende Reinigungsprozesse. Nach Keynote-Beiträgen von Herrn Richard Clemens (VDMA Fachverband Nahrungsmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen), Herrn Jürgen Dornheim (Procter & Gamble Service GmbH) und Herrn Dr. Ernst Simon (Flexible Packaging Europe) sowie einer gemeinsamen Podiumsdiskussion starteten die zwei wissenschaftlichen Sessions. Das Anwenderforum im Rahmen der Industrieausstellung wurde von Frau Judith Binzer (VDMA Fachverband Nahrungsmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen) moderiert. Hier bestand die Möglichkeit, sich über interessante Umsetzungsbeispiele und Technologieträger aus dem Automatisierungsbereich zu informieren, mit Start-ups ins Gespräch zu kommen und sich nicht zuletzt zum Thema Fachkräftenachwuchs auszutauschen.:A: Bewegungstechnik/Robotik B: Hygienegerechte Produktion in der Lebensmittel- und Pharmaherstellung C: Verarbeitung biogener und faserbasierter Packstoffe D: Resilienz von Verarbeitungs- und Verpackungsprozessen E: Innovative Verpackungs-, Maschinen- und Anlagenkonzepte F: Assistenz- und Schulungssysteme gegen Fachkräftemangel

Für die Entwicklung eines praxistauglichen Vorhersagemodells für die Strahlreinigung wird ein Ansatz motiviert, welcher auf der Zerlegung in abhängig vom Anwendungsfall parametrierbare Teilprozesse beruht. Als Ausgangspunkt der Modellierung dient eine reduzierte Konfiguration: der senkrecht auf eine glatte Verschmutzung auftreffende, kohärente isotherme Wasserstrahl. Für diesen Testfall wird die zweidimensionale numerische Berechnung der mittleren Strömung erprobt. Die Validierung erfolgt anhand eigener Messwerte, experimentell und numerisch ermittelter Daten aus der Literatur sowie analytischer Korrelationen für Reynoldszahlen bis Re = U D D/v = 37000.

Wissenschaft trifft Praxis - das Motto der Tagung steht für einen Dialog, der in diesen Tagen besonders von folgenden Spannungsfeldern lebt: Komplexe Prozesse vs. einfache Maschinenbedienung, Adaptivität vs. Robistheit, Flexibilität vs. effizienz, technischer Vorsprung vs. technischer Aufwand. Zwischen diesen und anderen Themenfeldern gibt es Schnittmengen aber auch spannende Antagonismen. In 34 Vorträgen + 5 Plenarbeiträgen werden neue Gedanken und Lösungsansätze vorgestellt, die Wissen vermitteln und Anregungen bieten.

Aufgrund des rasanten technischen Fortschritts, unter anderem bedingt durch Megatrends wie Funktionsintegration, Individualisierung oder Digitalisierung, sind die Produkte aber auch die Prozesse einem stetigen Wandel unterworfen. Die ehemals systembestimmende Mechanik wird auch in Zukunft noch das Grundgerüst stellen, das elektrisch angetrieben und durch komplexe informationstechnische Einheiten gesteuert wird. Längst ist die Software jedoch zu einem wesentlichen Innovationstreiber im Maschinen- und Anlagenbau geworden.

Die Deformation von porösen Natur- und Kunstfasermaterialien unter Zug-, Druck- oder Biegebelastung hängt sehr stark von den geometrischen und mechanischen Eigenschaften der verwendeten Fasern und den Eigenschaften der Faser-Faser-Kontaktstellen ab. In den betrachteten Materialien besitzen die Fasern häufig eine Orientierung, die zu elastisch anisotropen Eigenschaften führt. Um das Materialverhalten beim Herstellungsprozess und im Einsatz vorherzusagen werden in dieser Arbeit Fasernetzwerkmodelle zur Beschreibung der Mikrostruktur verwendet. Im Vergleich zu ähnlichen Verfahren werden sehr komplizierte dreidimensionale Fasernetzwerke mit einem effizienten numerischen Verfahren gelöst. Das Lösungsverfahren basiert auf einer Formulierung der Elastizitätsgleichungen als Integralgleichung vom Lippmann-Schwinger-Typ. Diese Integralgleichungen werden iterativ mit Hilfe der schnellen Fourier-Transformation (FFT) gelöst. Die Anwendung dieser Lösungstechnik auf poröse Medien ist neu. Im Vortrag werden Simulationsergebnisse für verschiedene Fasermaterialien erläutert und diese mit entsprechenden Messungen verglichen. Dabei werden geometrisch und physikalisch nichtlineare Verformungen betrachtet. Mit Hilfe der entwickelten Mikrostruktursimulationstechnik (Softwarepaket FeelMath) lässt sich die Abhängigkeit der makroskopischen Deformationseigenschaften von den Eigenschaften der Einzelfasern und der Faserorientierung analysieren. Damit kann die Anzahl der notwendigen Messungen reduziert werden und die Eigenschaften der Materialien lassen sich für den speziellen Einsatzzweck optimieren. Das vorgestellte Lösungsverfahren ist ebenfalls für nichtporöse Verbundwerkstoffe und zur Lösung von Wärmeleitproblemen in Fasernetzwerken geeignet.

Die Firma Schubert baut TLM-Verpackungsmaschinen. TLM bedeutet Top Loading Maschine, d.h. die Aufgabe einer TLM-Maschine ist in der Regel das Aufrichten, Befüllen und Verschließen von Schachteln. TLM-Maschinen bestehen aus Teilmaschinen, die über Transmodulstrecken miteinander verbunden sind. Transmodule transportieren Produkte und Verpackungseinheiten, die Prozessvernetzung wird einfacher und es ergeben sich neue Möglichkeiten.

In zahlreichen Branchen gibt es extrem zeitkritische Prozesse, deren exakte Bearbeitung entscheidend für die Produktqualität und die Produktionsgeschwindigkeit ist. Es wird eine Lösung vorgestellt, mit der die genannten Abhängigkeiten eliminiert und dadurch Reaktionszeiten im einstelligen μs-Bereich ermöglicht werden.

Vortrag, gehalten auf der Tagung VDD 2015 in Radebeul am 12. März 2015.

In der Lehrveranstaltung Bewegungstechnik & Bewegungsdesign für Verarbeitungsmaschinen werden die Studenten in die Lage versetzt, Systeme zur Bewegung von Arbeitsorganen in Verarbeitungs- und Textilmaschinen konstruktiv zu entwerfen und zu dimensionieren. Im Blickpunkt stehen zyklische Bewegungen, zu deren Realisierung auch der Einsatz von Mechanismen sinnvoll ist. Die interdisziplinäre Betrachtung der Bewegungstechnik dient als Einführung in die Problematik und als Grundlage für nachfolgende Optimierungen.

In der Lehrveranstaltung Bewegungstechnik & Bewegungsdesign für Verarbeitungsmaschinen werden die Studenten in die Lage versetzt, Systeme zur Bewegung von Arbeitsorganen in Verarbeitungs- und Textilmaschinen konstruktiv zu entwerfen und zu dimensionieren. Im Blickpunkt stehen zyklische Bewegungen, zu deren Realisierung auch der Einsatz von Mechanismen sinnvoll ist. Die interdisziplinäre Betrachtung der Bewegungstechnik dient als Einführung in die Problematik und als Grundlage für nachfolgende Optimierungen. Diese sind Gegenstand des Teils 2.