Ökodesign: Lekki, stabilny i oszczędny w zasobach – tak projekt i produkcja korzystają z cyfrowej symulacji procesu formowania szkła

Analiza naprężeń za pomocą obliczeń wytrzymałościowych FEA / Analiza naprężeń poprzez obliczenia wytrzymałościowe FEA

Wynik symulacji procesu – analiza rozkładu grubości ściany szklanej

Projektowanie chłodzenia form / Projekt chłodzenia form

Gerresheimer wyznaczył sobie cel stosowania kryteriów zrównoważonego rozwoju do 2023 roku we wszystkich nowych produktach. Ekodesign oznacza, że od samego początku aspekty zrównoważonego rozwoju są uwzględniane podczas opracowywania produktu. Na przykład symulacja szkła pomaga osiągnąć idealny, równomierny rozkład szkła. Może ona poprawić wytrzymałość oraz przyczynić się do zmniejszenia masy i uniknięcia odpadów. Innowacyjne oprogramowanie symulacyjne stosowane przez Gerresheimer dostosowuje parametry produkcji na podstawie CFD (Computational Fluid Dynamics, czyli numerycznej mechaniki płynów). Dzięki temu można wczesnym etapie zidentyfikować potencjały ulepszeń, a czas rozwoju można skrócić.

„Produkcja pojemnika szklanego rozpoczyna się od projektu formy. Im dokładniej jest ona zaprojektowana i wykonana, tym lepsza jest jej jakość pod względem rozkładu szkła, wyglądu optycznego, wytrzymałości i masy,” mówi Philipp Amrhein, menedżer ds. rozwoju nowych produktów i projektowania form w Gerresheimer w Lohr (Niemcy). Szczególnie istotną rolę odgrywa masa butelek, fiolek i słoików, mająca wpływ na zużycie energii, a tym samym na produkcję i logistykę transportową. Biorąc pod uwagę wszystkie chemiczne i fizyczne parametry szkła, za pomocą cyfrowej symulacji komputerowej optymalizuje się proces formowania i projekt form. Również chłodzenie form jest optymalizowane za pomocą symulacji CFD dla danego procesu. Prowadzi to do redukcji naprężeń w pojemnikach szklanych i tym samym do efektywniejszej jakości całego procesu produkcyjnego, na przykład poprzez uniknięcie wysokich odpadów.

Redukcja czasu rozwoju nawet do 70 procent

To, co kiedyś wymagało długotrwałych, empirycznych prób i prowadziło do stabilnego procesu produkcyjnego, dziś odbywa się niemal za naciśnięciem przycisku, dzięki zastosowaniu komputerowego oprogramowania symulacyjnego w ciągu kilku minut. Następnie wyniki są bezpośrednio przesyłane przez interfejsy do trójwymiarowego oprogramowania CAD do projektowania form, a maszyny do obróbki form natychmiast tworzą narzędzia formujące. Co ważne, oprogramowanie symulacyjne pozwala na skrócenie czasu rozwoju nawet o 70 procent.

Szybkie wykrywanie słabości

Na podstawie znanej analizy elementów skończonych, zwanej również metodą FEA, oblicza się, jakie naprężenia wynikają z wymagań produktu i wpływają na pojemniki szklane. Na podstawie tych wyników można uniknąć słabości jeszcze przed ukończeniem rysunków technicznych produktu. Obecnie komputerowa symulacja procesu formowania i wymagań produktu jest nieodłącznym elementem codziennego projektowania form. Jako część ciągłego procesu doskonalenia w Gerresheimer, jest ona nieodzowna.

Ekodesign

Globalny wolumen opakowań stale rośnie, a co za tym idzie, rosną również negatywne skutki dla środowiska. Przejście na gospodarkę obiegu zamkniętego jest dla Gerresheimerem ważnym celem. Firma chce poprawić wpływ swoich produktów na środowisko przez cały ich cykl życia – obejmujący produkcję, transport, użytkowanie i utylizację.

Produkty Gerresheimer odgrywają kluczową rolę w bezpiecznym transporcie, przechowywaniu i podawaniu produktów swoich klientów. W wielu przypadkach rozwiązanie opakowaniowe jest integralną częścią systemu, bez której niektóre leki nie byłyby tak przyjazne dla użytkownika i bezpieczne. W ten sposób firma kładzie podwaliny pod przyjazny dla użytkownika, bezpieczny i wysokiej jakości produkt już na etapie rozwoju i chce zapewnić, aby wpływ na środowisko był brany pod uwagę od samego początku.