FEM für die Produkt- und Prozessinnovation im Metallverpackungsbereich

Je präziser die Materialeigenschaften auf ihre spezifische Beanspruchung im Herstellungs- und Verwendungsprozess des Verpackungsgebindes optimiert werden, desto komplexer wird die Entscheidung über den richtigen Materialeinsatz in Verbindung mit der erforderlichen Geometrie der Gebindekomponenten. Bisher müssen dazu vor einer Neuentwicklung oft aufwändige Versuchsreihen durchgeführt werden. Thomas Lieber vom Fraunhofer Institut Werkzeugmaschinen und Umformtechnik stellt mit der Finiten Elemente Methode ein mathematisches Verfahren vor, mit Hilfe dessen zum Beispiel die Veränderung der Geometrie berechnet werden kann, die nötig ist, um bei Erhaltung gleicher Stabilität weniger Material einsetzen zu müssen. Dabei wird der Herstellprozess in die Betrachtungen immer mit einbezogen. Der Verpackungshersteller stellt dazu die Parameter bereit, die er für seinen Verwendungszweck identifiziert hat.

The more precise the material qualities are optimized to their specific use in production and application, the more complex the decision is in determining the correct material usage in relation to the required geometry of the packaging components. Until now an extensive series of experiments often had to be carried out before any new development. Thomas Lieber, from the Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology, utilizes the Finite Element Method (FEM) to provide a mathematical procedure which enables the preservation of stability using less material. The packaging manufacturer provides the parameters needed for their purposes and FEM finds the solution.