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Simulationssoftware von Siemens

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Robustere und leichtere Glasflaschen

Bildquelle: VERFAHRENSTECHNIK

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In einer sehr traditionellen Industrie revolutioniert ein Unternehmen die Flaschenherstellung, indem es multidisziplinäre Simulation von Siemens nutzt, um genau zu verstehen, was während des Flaschenherstellungsprozesses passiert.

Diese Erkenntnisse fließen in die Entwicklung besserer Maschinen zur Flaschenproduktion. Aus der Warte der multidisziplinären Simulation betrachtet, ist das Umformen eines geschmolzenen Glasbrockens in eine feste – rein technisch gesehen nach wie vor flüssige – Glasflasche eine der komplexesten Aufgaben. Die Herstellung eines Glasbehälters umfasst alle Arten von Wärmeübertragung sowie die Struktur- und Strömungsmechanik eines Materials, das seine Viskosität während der Verarbeitung um sieben Größenordnungen ändert.

Die italienische Firma Bottero Spa hat sich auf Anlagen für die Produktion qualitativ hochwertiger Glasprodukte spezialisiert; die Geschäftseinheit „Hohlglas“ entwickelt und fertigt Maschinen für die Flaschen- und Behälterproduktion. Das Ziel von Bottero ist es, seinen Kunden die Entwicklung neuartiger, sehr leichter Glasprodukte zu ermöglichen, die gleichzeitig wesentlich stabiler und damit haltbarer als bisherige Produkte sind. Außerdem soll die Produktion weniger Rohmaterial und Energie kosten, sowohl beim Schmelzen des Glases als auch beim Transport des fertigen Behälters.

Das ermöglicht ein qualitativ besseres Produkt mit geringeren Gesamtkosten. Die Herausforderung Auch wenn die meisten glauben, dass Glas ein Feststoff ist, handelt es sich in der Realität um eine unterkühlte Flüssigkeit, deren Viskosität so hoch ist, dass die Moleküle sich nicht frei bewegen und zu Kristallen formen können.

Simulationssoftware von Siemens

Die Steuerung des Prozesses, in dem das Glas auf seinen (fast) festen Zustand heruntergekühlt wird, ist entscheidend für die Festigkeit des entstehenden Glasbehälters. Früher wurde die Robustheit der Glasbehälter durch „Overengineering“ sichergestellt, indem man die Wandstärke erhöhte. Doch dies führte zu schwereren Gefäßen, die weniger kundenfreundlich und teurer zu produzieren waren. In den letzten 20 Jahren reduzierte sich das Gewicht einer typischen Glasflasche dank der Fortschritte in der Produktionstechnik und dem kombinierten Einfluss von Kundenvorlieben und ökonomischen Anforderungen um mehr als 40 %. Und das ohne Stabilitätsverlust oder größere Zerbrechlichkeit.

„Wenn man eine strukturell stabile Flasche herstellen möchte, sind zwei Stufen des Prozesses entscheidend: Im ersten Schritt wird geschmolzenes Glas in die vorläufige Flaschenform gegossen. Danach wird die Flasche in einem anderen Model in ihre endgültige Form gebracht“, sagt Marcello Ostorero, Entwicklungs- und Konstruktionsleiter bei Bottero. „Diese endgültige Form genau zu treffen, ist extrem wichtig. Gelingt dies nicht, kann die Flasche schon bei normaler Nutzung zerbrechen.“


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Veröffentlicht von

Eva Linder

Das Schöne an der VERFAHRENSTECHNIK ist für mich die Branchenvielfalt und die Nähe zum Anwender.

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