Intelligentes Messgerät evaluiert Öffnungskräfte peelbarer Verpackungen

Pressemitteilung / 24. Juli 2019

Zur Prüfung peelbarer Verpackungen wurde im Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Dresden, das neue Messgerät »Pack Peel Scan« entwickelt. Ausgestattet mit künstlicher Intelligenz ermöglicht es die effiziente Messung von Easy Opening-Verpackungen. Die Öffnungskräfte thermogeformter, peelbarer Verpackungen können damit normgerecht erfasst und überprüft werden. »Pack Peel Scan« verfügt über eine maschinelle Lernmethode, die zur Prognose und Vermeidung von Prozessfehlern dient. Während der K Messe, der internationalen Fachmesse für Kunststoff, Kautschuk, Kunststoffverarbeitung und Kunststoffherstellung, wird das neue Messgerät in Düsseldorf vom 16.-23.10.2019 in Halle 7, Stand 70SC01 vorgeführt.

Man bedient das neue Messgerät "Pack Peel Scan".
© Fraunhofer IVV
»Pack Peel Scan« überprüft normgerecht die Öffnungskräfte thermogeformter, peelbarer Verpackungen. Die maschinelle Lernmethode ermöglicht zusätzlich die Prognose und Vermeidung von Prozessfehlern.

»Pack Peel Scan« kann als externes Messgerät in der Produktion von peelbaren Verpackungen für Lebensmittel, Medizinprodukte etc. eingesetzt werden. Es erfasst normgerecht Öffnungskräfte von Schalen- und Folienverpackungen. Gemessen werden Öffnungskraft und Öffnungswegverläufe. Indem die Anrisskräfte mit den Richtwerten für leicht zu öffnende Verpackungen abgeglichen werden, gibt das Gerät eine Aussage darüber, ob die Verpackung auch tatsächlich easy-to-open ist. Die Nahtqualität kann direkt während der Herstellung bewertet werden. Mit der flexiblen Anpassung der Packungskontur und Packungshöhe können beliebig geformte Verpackungen sicher eingesetzt sowie effizient gemessen und geprüft werden. Zusätzlich wertet eine künstliche Intelligenz die aufgezeichneten Kraftverläufe aus und identifiziert mögliche Fehler im Siegelprozess.

»Pack Peel Scan« ermöglicht maschinelles Lernen mit Bediener-Assistenzsystem

Neben dem Betrieb als autarkes Prüfgerät kann ein integriertes Bediener-Assistenzsystem auf Basis von maschinellem Lernen zur Störungsursachendiagnose genutzt werden. Die Daten zu spezifischen Öffnungskraftverläufen werden durch maschinelle Lernmethoden auch zur Prognose von Prozessfehlern genutzt. Dies ermöglicht die Weitergabe relevanter Informationen an die Prozesssteuerung oder zur Erstellung konkreter Handlungsanweisungen an den Maschinenbediener. Das System ist in der Lage, Störungsursachen im Siegelprozess zu lernen und auf deren Vermeidung hinzuwirken. Anlagenbediener erhalten beispielsweise Hinweise zur möglichen Ursache einer nicht-qualitätsgerechten Siegelnaht.

Entstanden ist das Gerät im Rahmen eines ZIM-Projekts mit der Firma IMA Ingenieurgesellschaft für Maschinenbau und Anlagen GmbH. ZIM, das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand, ist ein bundesweites, technologie- und branchenoffenes Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) zur Unterstützung von kleinen und mittleren Unternehmen sowie kooperierenden Forschungseinrichtungen.

Innovation 3D-Elektronik: Herstellung von Rolle zu Rolle

Thermogeformtes 3D-Elektronik-Bauteil
Entwicklung von Thermoform-Verfahren zur Umsetzung von 3D-Elektronik-Bauteilen im R2R-Prinzip

Das Fraunhofer IVV wurde mit dem innovativen Ansatz der geformten Elektronik ausgewählt, sich auf dem Science Campus der K-Messe 2019, Halle 7 SC09, in Düsseldorf zu präsentieren. Der Science Campus versteht sich als Plattform für Forschung und Wirtschaft für die Kunststoff- und Kautschukindustrie, die wegweisende Technologien und Lösungen vorstellt.

Die im Rahmen eines Verbundprojektes entwickelte Umformtechnologie setzt darauf, dass ein Substrat zunächst im planaren Zustand mit etablierten Technologien der Bedruckung und Bestückung gefertigt und erst im letzten Verarbeitungsschritt die 3D-Geometrie durch Umformen erzeugt wird.

Das ermöglicht die kostengünstige Herstellung von interaktiven (Bedien-) Oberflächen mit hohen Anforderungen an Ergonomie, Design und Funktionalität in den Bereichen Robotik, Home, Medizintechnik, Automobil und Luftfahrt.

Um bedruckte und bestückte Halbzeuge umzuformen, entwickelt das Fraunhofer IVV stetig neue Heiz- und Formtechnologien zur gezielten Steuerung des Umformprozesses. Darüber hinaus werden die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von Materialien unter prozessnahen Belastungszuständen mittels verschiedener Charakterisierungsmethoden geprüft und bewertet.

Ergänzend dazu kommt numerische Simulation zum Einsatz, um die optimale Produktgeometrie zu berechnen und die notwendigen Technologien zu parametrieren.

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