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.

Getrieben durch einen rapid wachsenden Verbrauchermarkt für Lebensmittel und Getränke, insbesondere in Schwellenländern wie China, Brasilien und Indien, werden an den Verpackungssektor hohe Anforderungen hinsichtlich der Verpackungsqualität und -formen und nicht zuletzt der Stückzahl gestellt. Bei der Entwicklung von Verpackungssystemen stellt die Leistungssteigerung das vorrangige Ziel für die Verpackungsmaschinen- und Packstoffhersteller stellt dar. Die SIG Combibloc Systems GmbH, einer der weltweit führenden Systemanbieter von Packstoff und entsprechenden Füllmaschinen für Getränke und Lebensmittel, hat sich als Ziel gesetzt, die Leistung eines ihrer Verpackungssysteme um 50 % zu steigern.

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 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.

Vor dem Hintergrund steigender rechtlicher und ökonomischer Anforderungen an abpackende Unternehmen und Ansprüche der Verbraucher an Verpackungen steht unter anderem die effiziente Auslegung von Verpackungen im Fokus. Insbesondere peelbare Schalen sollen einerseits leicht zu öffnen, andererseits aber auch sicher verschlossen sein. Dabei hängt die Einschätzung, ob die Verpackung den Komfort- und Sicherheitsanforderungen genügt von vielen Faktoren ab, die bei aktueller Betrachtungsweise nur eine unzureichende Aussage ermöglichen. [... aus der Einleitung]

Das Thermoformen, umgangssprachlich auch als Tiefziehen bezeichnet, stellt neben dem Spritzguss ein zentrales Verfahren zur Herstellung formstabiler Verpackungen aus Folien dar. Vorrangig werden Produkte des alltäglichen Bedarfs wie Verpackungen für Lebensmittel, Pharmazeutika oder technische Produkte hergestellt. Aber auch technische Bauteile wie z.B. Gehäuse von Elektrogeräten, Verkleidungsteile von Fahrzeugen oder zunehmend auch Komponenten für die Biotechnologie, bspw. Gehäuse oder permeable Membranen. Allein die weltweite Nachfrage nach formstabilen Kunststoffverpackungen lag im Jahr 2010 bei einem Marktvolumen von 144 Mrd. $. Bei einer jährlichen Wachstumsrate von durchschnittlich 6% wird erwartet, dass die Nachfrage bis zum Jahr 2016 auf bis zu 200 Mrd. US$ ansteigt (Aranca 2012). In Europa werden jährlich ca. 12 Mrd. thermogeformte Verpackungen hergestellt. Der Anteil thermogeformter Produktverpackungen lag dabei im Jahr 2011 bei ca. 10%. Durch die weltweit steigende Nachfrage nach Kunststoffverpackungen, insbesondere aber durch die ökonomisch vorteilhaften Eigenschaften des Thermoformprozesses gegenüber anderen Herstellungsverfahren der Kunststoffverarbeitung, wird erwartet, dass der Anteil thermogeformter Produktverpackungen bis zum Jahr 2019 auf ein Marktvolumen von 17 Mrd. $ anwächst (ReportsnReports 2012 & ReportLinker 2014). [... aus der Einleitung]

Die Bedeutung der Informations- und Werbefunktion von Verpackungen hat in den letzten Jahrzehnten stetig zugenommen. In diesem Zusammenhang stiegen die Anforderungen an die Qualität des Druckes auf den verschiedenen Packmitteln wie z.B. Dosen, Schachteln, Beuteln ebenso wie auf den Etiketten. Aufgrund der Vielfalt der Substrate und der Unterschiede im Herstellungsprozess der Packmittel kommen verschiedene Druckverfahren zum Einsatz. Dabei wird zwischen den konventionellen Druckverfahren wie z.B. Offsetdruck, Flexodruck, Tiefdruck, Siebdruck und Tampondruck und den Digitaldrucktechnologien unterschieden. [... aus dem Text]

Der Herstellung von Kunststoffen, deren Weiterverarbeitung zu Halbzeugen wie Folien und Platten sowie Produkten wie Verpackungen oder Bauteilen wird in der deutschen Industrie, nicht zuletzt aufgrund der hohen Exportquoten, eine große Bedeutung zugesprochen [STAT2016]. Dabei müssen Halbzeugprodukte immer höheren Funktionsanforderungen bei zugleich geringerem Rohstoffeinsatz gerecht werden [DAUN2014]. Unter diesem Gesichtspunkt werden heute hohe Anforderungen an eine stabile Prozessführung mit zunehmend weniger Toleranz gegenüber Qualitätsschwankungen (z.B. fehlerhafte Druckbilder oder Siegelnähte) bei der Verarbeitung gestellt [VÄTH2011]. [... aus der Einleitung]