ROForm - Resource Optimized Forming

Kunststoffverpackungen sind leicht, kostengünstig und im Alltag unverzichtbar. Eine Reduktion des Energie- und Materialeinsatzes ist das Ziel des Projektes ROForm.

Projektbeschreibung

Kunststoffverpackungen erfüllen in der modernen Gesellschaft für Konsumenten und Industrie wichtige Funktionen und sind im Alltag unverzichtbar: In großen Stückzahlen leicht und kostengünstig herstellbar, vereinfachen sie deutlich Handhabung bei Transport und Lagerung und verlängern die Haltbarkeit von Lebensmitteln bis zum Dreifachen. Gleichzeitig werden Verbrauch und Verwendung von Kunststoffen wegen der verursachten Umweltprobleme zunehmend öffentlich kritisiert: Neben bekannten Problemen - wie Schwächen bei Recycling- und Entsorgungskonzepten oder die Verbreitung von (Mikro-)Plastik im maritimen Umfeld - waren die Herstellung von Kunststoffen und die Verbrennung von Kunststoffabfällen nach EU-Angaben bereits 2012 mit einem weltweiten Ausstoß von jährlich rund 400 Mio. t CO2 verbunden.

Die von der EU-Kommission 2018 vorgelegte Kunststoffstrategie sieht daher ein stärker kreislauforientiertes Wirtschaftssystem vor, das verstärkt auf Wiederverwertung, Reparatur und Recycling setzt. Ein damit verbundenes  wichtiges Handlungsfeld ist die Reduktion des Kunststoffeinsatzes durch gewichts- und recycling-optimiertes Produktdesign sowie optimierte Produktionsprozesse.

ROForm Kamera

Im Projekt ROForm werden Verfahren zur Minimierung des Energie- und Materialeinsatzes bei dünnwandigen Kunststoffverpackungen entwickelt, die entweder im Extrusionsblasformverfahren (Flaschen, Kanister, IBCs) oder im Tiefziehprozess (Blisterverpackungen) hergestellt werden. Hierdurch ist eine nennenswerte CO2-Reduktion zu erwarten, was zur Erreichung der EU-Klimaziele
beiträgt. Durch leichtere Artikel und verkürzte Produktionszeiten werden ferner die
Produktionskosten gesenkt und die Wettbewerbsfähigkeit der beteiligten Unternehmen gesichert. Die Konsumenten profitieren durch reduzierte Preise und niedrigere Abfallentsorgungskosten.

Der Lösungsweg liegt in einer Weiterentwicklung der CAE-Entwicklungskette für dünnwandige Kunststoffteile. Für die beteiligten Unternehmen sind Einsatz und Nutzung derartiger Entwicklungsketten ein wichtiger Baustein in der Standortsicherung und im Wettbewerb mit Unternehmen insbesondere aus dem asiatischen Raum.

Ziel des Projektes ist eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserte Vorhersage von Schwindung und Verzug blas- und thermogeformter Artikel mittels Simulationsverfahren. Die Verwendung der verformten Geometrie in Verbindung mit verbesserten Materialbeschreibungen steigert die Vorhersagegenauigkeit der Folgesimulationen und führt zu ressourcenoptimierter Auslegung, Energieeinsparung im Produktionsprozess und niedrigeren Entwicklungskosten.

Die experimentelle Bestimmung der Materialkennwerte wird erstmals durch Molekulardynamische Simulationen (MD) ergänzt, was deren Ermittlung in experimentell kaum zugänglichen Anwendungsbedingungen ermöglicht. Ein weiteres wesentliches Ziel ist die Kopplung von MD und FEM Simulation zu einer neuen geschlossenen Simulationskette. Dies ermöglicht die Potentiale beider Simulationsverfahren besser auszuschöpfen.

ROForm Workflow

Projektleitung an der H-BRS

Prof. Dr. Christian Dresbach

Professor für Materialwissenschaften
insbesondere Struktur- und Funktionswerkstoffe sowie Simulation
Studiengangsleiter Materials Science and Sustainability Methods
Sprecher des TREE-Forschungsfeldes "Nachhaltige Materialien"
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
E-Mail: 
christian.dresbach [at] h-brs.de

Dr. Esther van Dorp

Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Dipl.-Ing. Chemie (FH)
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
E-Mail: 
esther.vandorp [at] hochschule-brs.de

Kooperierende Professorinnen und Professoren

Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Publikationen

FH-Kooperativ 2-2019: Resource Optimized Forming (ROForm)

2021

2021

Dirk Grommes, Martin R. Schenk, Olaf Bruch, Dirk Reith: Investigation of Crystallization and Relaxation Effects in Coarse-Grained Polyethylene Systems after Uniaxial Stretching.
PDF Download (CC BY 4.0) doi:10.3390/polym13244466 PMID urn:nbn:de:hbz:1044-opus-60472 BibTeX | RIS

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Kooperationspartner