Prof. Dr.-Ing. Jens-Peter Majschak
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30.04.2010

Dem Einsatz der mehrdimensionalen Umformung von Papier, Karton und Pappe durch Tiefziehen im Sinne flexibler Formen bzw. Aufbauarten der Verpackung und einer Individualisierung bei gleichzeitiger Qualitätsvermittlung steht bislang der geringe Stand gesicherter Kenntnisse entgegen. Aus diesem Grund wurden im Rahmen des Projektes grundlegende experimentelle Untersuchungen zu wesentlichen Einflussgrößen des technologischen Ablaufes und des Materialaufbaus bzw. -verhaltens ermittelt und bewertet. Zur objektiven Bewertung der gezogenen Formteile wurde eine entsprechende Strategie erarbeitet. Auf Basis dieser Untersuchungen erfolgte eine qualitative Optimierung für ausgewählte Beispielmaterialien. Für die Untersuchung des Einflusses antriebs- und bewegungstechnischer Größen wurde darüber hinaus eine Versucheinrichtung entwickelt. Im Ergebnis wurde eine signifikante Steigerung der Qualität gezogener Kartonformteile erreicht und die Grenzen der Ziehhöhe und der geometrischen Gestaltung erweitert. Es entstand eine Wissensbasis zu den physikalischen Zusammenhängen der Einflussgrößen, die eine prozesssichere Anwendung des Umformprozesses gewährleisten. Parallel dazu wurde eine Versuchsmaschine mit elektromechanische Antriebssystem aufgebaut und in Betrieb genommen, die eine wissenschaftliche Optimierung der Antriebslösung für den praktischen Einsatz ermöglicht.

Ziel des Projektes ist es anhand experimenteller Untersuchungen eine Wissensbasis für Einfluss und Zusammenhang von Prozessparametern und die materialspezifischen Eigenschaften (Umformbarkeit) des mehrdimensionalen Umformverfahrens: Tiefziehen von Papier und Karton zu erarbeiten. Darauf aufbauend werden der Einsatz des Verfahrens und entsprechende Anwendungspotentiale aufgezeigt. Das Projekt gliedert sich grundlegend in die Bearbeitungsteile: 1. Anpassung der Mess- und Analyse Station, 2. Analyse und experimentelle Untersuchung des Prozesses, 3. Materialanalyse zur Untersuchung der Einflüsse auf die Umformbarkeit, 4. Vergleich der Ergebnisse mit den Anforderungen aus der Praxis. Die Kenntnis der Zusammenhänge zwischen den Grenzen der Formteilherstellung und prozesstechnischen bzw. materialspezifischen Zusammenhängen von Parametern ermöglicht eine sichere Prozessführung in Maschinen. Daher ist die entstehende Wissensbasis Grundlage für die Etablierung der Technologie in der Verpackungstechnik und darüber hinaus. Der Einsatz der Technologie fördert den Einsatz des nachhaltigen Packstoffes Papier und Karton in der Massengüterproduktion.