Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Verarbeitungsprozesse und Maschinenparametrierung
für die Verpackungsherstellung
Erhöhen Sie die Wirtschaftlichkeit Ihrer Verarbeitungsprozesse
Die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in der Lebensmittel-, Kosmetik- und Pharmabranche hängt von der Umsetzung der Kundeninteressen in Produkten und deren technischer Produktion ab. Ineffiziente Entwicklungsprozesse und Produktionsstörungen reduzieren die Wirtschaftlichkeit. Dies gilt insbesondere für klein- und mittelständische Unternehmen in Deutschland. Seit über 20 Jahren beschäftigen wir uns mit der Forschung für Verpackungsprozesse und haben eine umfangreiche Expertise im Bereich der Entwicklung und Optimierung von Verpackungsprozessen aufgebaut.
Unser Fokus liegt auf Verarbeitungsprozessen für Folien oder Papieranwendungen auf Schlauchbeutelmaschinen, dem Umformen (z. B. Thermoform- oder Tiefziehverfahren) sowie dem Siegeln und Schneiden. Unser Know-how, unsere Labor- und Sensorausstattung sowie langjährige Erfahrungen versetzen uns in die Lage, die Gesamtanlageneffektivität zu bestimmen, Produktionsstörungen zu identifizieren und Optimierungsvorschläge zu erarbeiten und umzusetzen. Darüber hinaus entwickeln wir neuartige Produktions- und Prozesskonzepte und testen diese in unseren Technika. Unser Netzwerk ausverschiedenen Unternehmen der Wertschöpfungskette -von Materialherstellern, Unternehmen des Werkzeug- und Maschinenbaus bis hin zum Produzenten - gewährleistet eine Entwicklung des Prozesses von der Idee bis hin zur Serienproduktion. Darüber hinaus unterstützen wir unsere Partner dabei, Ihre eigenen Entwicklungen in unserem Reallabor zu testen.
Unseren Kompetenzen bringen wir in gemeinsame Projekte mit unseren Kooperationspartnern ein, mit dem Ziel, spezifische und konkrete Lösungen für deren Anwendungen zu erarbeiten.
Profitieren Sie von unserer Expertise und nutzen Sie unser Reallabor mit einzigartigen Versuchsständen!
Optimierung von Prozessen
Sie suchen nach Möglichkeiten, die Effizienz Ihrer Produktionsprozesse zu steigern?
In Forschungsprojekten mit unseren Partnern optimieren wir Verarbeitungs- und Verpackungsprozesse. Dabei berücksichtigen wir insbesondere die Wechselwirkungen zwischen Material, Maschine und Packgut. Um geeignete Lösungen zu finden, beschäftigen wir uns mit Fragen der technologischen Umsetzung, der Materialauswahl, der Maschinenparametrierung und der Interaktion mit dem Maschinenbedienenden.
Basierend auf unserem Know-how und unserer langjährigen Erfahrung ermitteln wir für Ihren Anwendungsfall die Wechselwirkungen zwischen den Einflussfaktoren und den angestrebten Qualitätskriterien. Für verschiedene erfolgversprechende Lösungsansätze: Werkstoffauswahl, Werkzeuggestaltung, Technologie und Maschinenparametrierung untersuchen wir das Optimierungspotenzial. Unsere zahlreichen, flexiblen Laborversuchsstände ermöglichen es uns, die jeweiligen Verarbeitungsbereiche der Material-Prozess-Werkzeug-Kombination für die Verarbeitungsschritte Formen, Siegeln, Schneiden, Folienführung zu bestimmen.
Die ermittelten Prozessfenster, Wechselwirkungen und Optimierungen helfen Ihnen, die Wirtschaftlichkeit Ihrer Prozesse zu verbessern. Je nach Fragestellung stellen wir Ihnen auch alternative Verpackungstechnologien vor. Gleichzeitig unterstützen wir Sie bei der Ermittlung einer geeigneten Maschinenparametrierung oder bei der Übertragung bekannter Maschineneinstellungen auf alternative Verarbeitungs- und Verpackungsmaschinen.
Wir finden die optimale Konfiguration Ihrer Verarbeitungs- und Verpackungsprozesse, Sie steigern Ihre Produktionseffizienz!
Verbesserung der Produktionsstabilität
Wiederkehrende Störungen beim Betrieb Ihrer Verarbeitungs- und Verpackungsmaschinen sowie erhöhter Ausschuss reduzieren Ihre Planungssicherheit und erhöhen Ihre Produktionskosten?
Wir identifizieren für Sie die Ursachen der Produktionsstörungen, schlagen Lösungen zu deren Beseitigung vor und begleiten deren Umsetzung.
Zur Analyse und Lösungsfindung kombinieren wir unsere umfangreiche Messtechnik mit unserem Know-how aus zahlreichen Forschungs- und Industrieprojekten. Mit unserem Datenerfassungstool EV2E können wir den Einfluss von Störungen auf die Verfügbarkeit mit hoher Genauigkeit erfassen. Das Wissen unserer Mitarbeitenden ermöglicht eine umfangreiche Wechselwirkungsanalyse der Produktionsbedingungen, um die Ursache der Störung abzuleiten. Darüber hinaus besitzen wir verschiedene Temperatur-, Kraft- und Drucksensoren zur Messung der vorliegenden Randbedingungen an Ihren Anlagen. Anhand dieser Daten können Szenarien numerisch oder experimentell in unserem Technikum simuliert werden, um auch für komplexe Störungen Lösungen zu finden oder diese vorab zu testen. So können kritische Prozessschritte identifiziert und der Einfluss von Prozess- und Materialschwankungen auf die Produktionsstabilität bestimmt werden. Dabei stellen wir sicher, dass die Beeinträchtigung Ihres Produktionsprozesses so gering wie möglich gehalten wird.
Wir identifizieren die Ursachen Ihrer Produktionsstörungen und begleiten Sie bei der Umsetzung nachhaltiger Lösungen.
Entwicklung von Verarbeitungsprozessen
Sie müssen Ihren Prozess erweitern oder sind auf der Suche nach einem geeigneten Verpackungsprozess für Ihre Anwendung?
In verschiedenen Projekten unterstützen wir unsere Kunden bei der Lösung ihrer Fragestellungen. So konnten wir einen funktionalen Laborbeutel, einen Umformprozess für Conformable Electronic, Siegelprozesse für Papieranwendungen und vieles mehr entwickeln. Gerne unterstützen wir Sie bei der Erarbeitung einer Prozesslösung für Ihre Anwendung.
Ausgehend von Ihrer Zielsetzung gliedern wir die Entwicklung in konkrete Projektschritte. Wir unterstützen Sie von der Idee über Technology Readiness Level (TRL) 1 bis zur Umsetzung in die Serienproduktion (TRL 8). Aufgrund unserer Forschungsprojekte kennen wir den aktuellen Stand von Forschung und Technik und bringen diesen zusammen mit unserer Erfahrung in Entwicklungsprojekte ein.
Wir beherrschen verschiedene experimentelle und numerische Methoden, um Entwicklungen zielgerichtet voranzutreiben. Auf unseren Versuchsständen können wir industrienahe Situationen nachstellen und Entwicklungen im Labormaßstab testen. Dies ermöglicht es, verschiedene Szenarien im industriellen Umfeld effizient zu analysieren und durch den Einsatz von Messtechnik datengestützte Aussagen zu treffen. Darüber hinaus können wir Kleinserien für Testzwecke direkt in unserem Labor herstellen.
Über unser Netzwerk verfügen wir über umfangreiche Kontakte zu Material- und Technologielieferanten, Maschinenbauern und Produzenten. Dies hilft uns und Ihnen, geeignete Partner zu identifizieren, die Sie bei der Umsetzung Ihrer Ideen unterstützen. Darüber hinaus können wir Kleinserien für Testzwecke direkt in unserem Labor produzieren. Über unser Netzwerk haben wir umfangreiche Kontakte zu Material- und Technologielieferanten, Maschinenbauern und Produzenten. Das hilft uns und Ihnen dabei, geeignete Partner zu identifizieren, die bei der Umsetzung unterstützen.
Darüber hinaus begleiten wir die Skalierung der Entwicklung aus dem Labor ins Industrieumfeld. Mit unserer Unterstützung bauen Sie Ihre Entwicklung auf solidem Wissen auf und erschließen somit das erreichbare Potenzial Ihrer Zielstellung.
Zielgerichtet entwickeln wir Ihre Verpackungsprozesse weier und erschließen das Potenzial Ihrer Ideen.
Prototypenentwicklung im Reallabor
Sie sind auf der Suche nach einer Möglichkeit, Ihre Lösungen für Verpackungsmaschinen und -prozesse in Kleinserien zu testen und weiterzuentwickeln?
Wir bieten Ihnen ein umfangreiches Technikum bestehend aus innovativen Laborversuchsständen und erweiterten Industrieanlagen. Diese ermöglichen Ihnen, Entwicklungen in einem industrienahen Umfeld zu testen und Potenziale frühzeitig zu erkennen.
Dafür stehen in unserem Reallabor eine horizontale und vertikale Schlauchbeutelmaschine, eine Modellanlage für tiefgezogene Verpackungen (MotiV), verschiedene Siegelanlagen auf Basis unterschiedlicher Technologien, Wärmekontakt-, Ultraschall-, Impuls-, Induktions- und Hochfrequenzsiegeln zur Verfügung. Darüber hinaus stehen verschiedene Temperatur-, Kraft- und Drucksensorik zur Verfügung, um den Prozess zu überwachen. Des Weiteren kann mithilfe unserer Messtechnik die resultierende Qualität der Verpackungen bestimmt werden. Der Vorteil des Reallabors liegt insbesondere darin, dass verschiedene Szenarien aus dem industriellen Umfeld, z. B. Verschmutzungen auf der Folie, Faltenbildung oder Produktablagerungen gezielt nachgestellt und somit die Funktionalität systematisch untersucht werden kann. Durch die Nutzung unseres Technikums steigern wir die Effizienz Ihres Entwicklungsprozesses, da Sie u. a. die geltenden Regularien aus der Lebensmittel-, Kosmetik- und Pharmaindustrie zunächst vernachlässigen können.
Bringen Sie Ihre Ideen in die Produktion – wir unterstützen Sie in unserem Reallabor!
Simulation zur Prozessentwicklung
Sie kommen mit experimentellen Versuchen an Ihre Grenzen. Sie würden gerne frühzeitig die optimale Entwicklungslösung für Ihre Verpackung, Verarbeitungsprozesse und -maschinen identifizieren oder den Entwicklungsprozess beschleunigen?
Wir haben langjährige Erfahrungen in der Simulation der Wechselwirkung Material, Maschine und Verarbeitungsprozesse, z. B. beim Thermoformen, Siegeln und Ziehen. Sowohl mit Partnern aus der Industrie und Wissenschaft als auch eigenständig r arbeiten wir stetig daran, unsere Simulationsmethode zu verbessern und aktuelle Limitierung aufzulösen bzw. die Machbarkeitsgrenzen neu zu definieren.
Dafür arbeiten wir mit kommerziellen Simulationsprogrammen wie ANSYS und LSDyna, begleiten aber auch die Entwicklung von neuen Softwarelösungen im Bereich der Verarbeitung von Kunststoffen und Papieren. Wir verfügen dadurch über Kenntnisse sowohl über etablierte als auch neuartige Lösungsansätze und ein breites Netzwerk an Forschungs- und Industrieunternehmen.
Mithilfe unseres Prüfequipments im Labor können wir Materialien in Abhängigkeit von industrierelevanten Einflussgrößen wie beispielsweise Temperatur und Feuchtigkeit charakterisieren. Das umfassend ausgestattete, leistungsstarke Technikum am Fraunhofer IVV mit verschiedenen Ersatzversuchsständen und industrienahen Maschinen in Kombination mit hochauflösender Messtechnik, z. B. High-Speed-Kamera, Infrarotkamera und vieles mehr erlaubt die detaillierte Validierung der Prozesse und Prozessschritte. Darüber hinaus besitzen unsere erfahrenen Ingenieure die Fähigkeit, Ersatzversuchsstände für die Anwendungsaufgabe zu entwickeln.
Dies ermöglicht es uns, spezifisch auf Ihre Anwendung zugeschnitten Simulationsmodelle und -methode zu entwickeln. Basierend auf diesen Modellen bzw. den Studienergebnissen haben Sie die Möglichkeit, vorausschauende und effiziente Entscheidungen zu treffen und langwierige Entwicklungsprozesse per Trial-and-Error zu vermeiden.