Ökodesign: Licht, stabil und ressourcenschonend – zo profiteren ontwerp en productie van de digitale simulatie van het glasvormingsproces

Spannungsanalyse durch FEA-Festigkeitsberechnungen / Stressanalyse mittels FEA-Berechnungen

Resultaat van de proces­simulatie – analyse van de glaswanddikteverdeling

Ontwerp van vormkoeling / Mold cooling design

Gerresheimer heeft als doel gesteld om tot 2023 duurzaamheidscriteria toe te passen bij 100 procent van de nieuwe productontwikkelingen. Eco-design betekent dat vanaf het begin duurzaamheidsaspecten worden meegenomen in de ontwikkeling van een product. Bijvoorbeeld helpt de glas simulatie om een perfecte, gelijkmatige glasverdeling te bereiken. Ze kan de sterkte verbeteren en bijdragen aan gewichtsreductie en het voorkomen van afval. De innovatieve simulatiesoftware die Gerresheimer hiervoor gebruikt, stemt de productieparameters af op basis van CFD (Computational Fluid Dynamics of numerieke stromingsmechanica). Zo kunnen verbeterpotentieel al in een vroeg stadium worden geïdentificeerd en kan de ontwikkeltijd worden verkort.

“De productie van de glasverpakking begint met het ontwerp van de mal. Hoe nauwkeuriger de mal wordt geconstrueerd en vervaardigd, des te beter is de kwaliteit wat betreft glasverdeling, optionele uitstraling, sterkte en gewicht,” zegt Philipp Amrhein, Manager New Product Development & Mould Design bij Gerresheimer in Lohr (Duitsland). Vooral het gewicht van flessen, flacons en potjes speelt een belangrijke rol bij het energieverbruik en daarmee zowel bij de productie als bij de transportlogistiek. Met inachtneming van alle chemische en fysische glasparameters worden met behulp van digitale simulatie op de computer het vormgevingsproces en het ontwerp van de mallen geoptimaliseerd. Ook wordt de malkoeling via CFD-simulatie optimaal afgestemd op het betreffende proces. Dit leidt tot spanningsreducties in de glasverpakking en daarmee tot een effectief verbeterde kwaliteit van het gehele productieproces, bijvoorbeeld door het voorkomen van hoog afval.

Reductie van de ontwikkeltijd tot wel 70 procent

Wat vroeger door langdurige, empirische proefondervindingsprocessen leidde tot een stabiel productieproces, gebeurt nu, zogezegd met één druk op de knop, door het gebruik van computergebaseerde simulatiesoftware in enkele minuten. Vervolgens worden de resultaten via interfaces direct overgedragen aan de driedimensionale CAD-software voor de malconstructie, en de malbewerkingsmachines maken daaruit onmiddellijk de mallen. Het is ook verheugend dat de simulatiesoftware de ontwikkeltijd met wel 70 procent kan verkorten.

Snel herkennen van zwakke punten

Op basis van de bekende Finite-Element-Analysis, ook FEA-methode genoemd, wordt berekend welke spanningen uit de productvereisten op de glasverpakkingen inwerken. Op basis van deze resultaten kunnen zwakke punten al worden voorkomen voordat de definitieve tekeningen van het product klaar zijn. Inmiddels is de computerondersteunde simulatie van het vormingsproces en de productvereisten uit de dagelijkse malconstructie niet meer weg te denken. Als onderdeel van het continue verbeterproces van Gerresheimer is het onmisbaar.

Eco-design

Het wereldwijde verpakkingsvolume neemt gestaag toe, en daarmee ook de negatieve impact op het milieu. De overgang naar een circulaire economie is Gerresheimer een belangrijk streven. Het bedrijf wil de milieueffecten van haar producten gedurende de hele levenscyclus verbeteren - inclusief productie, transport, gebruik en afvalverwerking.

De producten van Gerresheimer spelen een essentiële rol bij het veilig transport, de opslag en toediening van de producten van haar klanten. In veel gevallen is de verpakkingsoplossing een integraal onderdeel van het systeem, zonder welke sommige medicijnen niet zo gebruiksvriendelijk en veilig zouden zijn. Daarmee legt het bedrijf de basis voor een gebruiksvriendelijk, veilig en kwalitatief hoogwaardig product, al in het ontwikkelproces, en wil het ervoor zorgen dat de milieueffecten vanaf het begin worden meegenomen.