على الرغم من حقيقة أن الطعام يمكن أن يكون قيد الاستخدام لأكثر من 210 سنوات ، يمكن للمصنعين وصناعة التعبئة والتغليف الفولاذية حتى اليوم تحسين علب الطعام وحاويات الصفيح الأخرى وصولاً إلى آخر التفاصيل. الدرجات المبتكرة من الفولاذ الحاوية هي الأساس ؛ تعديلات العملية والهندسة ، إرشادات أولية لمزيد من التطوير للمكونات الفردية. ومع ذلك ، فإن التغييرات الطفيفة في المواد الناتجة تؤثر بشكل كبير على قابلية المعالجة. من الضروري تكييف الآلات والأدوات مع الخصائص الجديدة للمادة ، حيث لا يمكن توقع كيف سيتصرف الفولاذ الجديد للتغليف في ظل الظروف المادية المتغيرة ، مثل انخفاض السماكة. وهنا يأتي دور نهج جديد في صناعة التعبئة والتغليف: طريقة العناصر المحدودة (FEM).

لم تعد Thyssenkrupp Rasselstein ، المصنع الألماني الوحيد لألواح الصفيح ، تستخدم ، كما في الماضي ، طريقة “التجربة والخطأ” المكلفة لاختبار استخدام فولاذ التغليف المبتكر ، أو التغيير في هندسة التغليف أو التخفيضات في السماكات ؛ لعدة سنوات كان يستخدم طريقة العناصر المحدودة (FEM) لمحاكاة الاختبارات بطريقة افتراضية وفعالة. للقيام بذلك ، قام المنتج الألماني بتجميع فريق يساعد عملائه على زيادة كفاءتهم. بهذه الطريقة ، تتم التحسينات بشكل أسرع وأسهل. تتيح محاكاة العناصر المحدودة تنفيذ الهندسة وتحسين المعالجة افتراضيًا. تشكل الأوصاف التفصيلية لصلب التغليف لدينا أساسًا لتحسينات المنتج ، سواء بالنسبة للمواد أو ، وفقًا للعميل ، للعلب أو الأغطية أو المكونات. يمكن تنفيذ التحسينات مع توفير كبير للوقت والموارد باستخدام هذا الإجراء “، كما يقول الدكتور مانويل كول ، مدير التكنولوجيا التطبيقية في شركة تيسين كروب راسيلشتاين.

صِف الفولاذ حسب آخر التفاصيل

محاكاة واقعية دقيقة لما يسمى مخططات المواد لصلب التعبئة والتغليف ، مع وصف دقيق وشامل لخصائص المواد. باستخدام طريقة العناصر المحدودة ، على سبيل المثال ، ستعرف الشركة المصنعة للأغذية أو علب الهباء الجوي ، حتى قبل معالجة حاوية فولاذية أكثر دقة أو ابتكارًا ، ما إذا كانت بعض المشاريع مجدية عمليًا.

“لقد كان تطوير الحاويات الفولاذية عالية القوة من أولويات شركة Rasselstein في السنوات الأخيرة. تسمح درجة rasselstein® Solidflex التي تم تطويرها في هذه الفرضية ، على سبيل المثال ، بتخفيضات ملحوظة في السُمك من أجل عمليات الإغلاق “سهلة الفتح” ومكونات علب الأيروسول. حاليًا ، نقوم بنقل هذا النظام إلى درجات أخرى ، مُحسّنًا خصيصًا للعلب المكونة من ثلاث قطع وأيضًا لعلب DWI. بالنسبة لمجموعة المنتجات هذه بالتحديد ، نتحقق من كيفية أداء الفولاذ الجديد والأشكال المخددة المحسّنة لهم ، مع مراعاة التخفيضات الجديدة في السُمك “، كما يقول كول. ومع ذلك ، يمكن تطبيق طريقة العناصر المحدودة على جميع أنواع العلب بشكل عام ومكوناتها ، مثل مكونات علبة الهباء الجوي ، أو أغطية التواء أو أغطية التاج.

النظام القائم على FEM وتطبيقه التدريجي في الفولاذ الجديد للتعبئة لا يوفر فقط الموارد عن طريق تقليل السماكة التي يتم تحقيقها بهذه الطريقة ، بل إنه يقلل أيضًا من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أثناء النقل. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح FEM بتحقيق منتجات المشروع وبالتالي يشجع الابتكار في قطاع التعبئة والتغليف. يقول كول: “يمكن للمصنعين أن يجرؤوا على تنفيذ مشاريع أكثر طموحًا والتوصل إلى حلول أكثر إبداعًا”.

توسع Thyssenkrupp Rasselstein الآن قاعدة بياناتها باستخدام مخططات المواد المتاحة وتقدم محاكاة العناصر المحدودة كخدمة لعملائها في جميع أنحاء العالم. على وجه الخصوص ، ستستفيد الشركات المتوسطة الحجم التي لا تملك القدرة على إجراء حسابات معقدة. وبهذه الطريقة ، يمكن للشركات الصغيرة والمتوسطة اختبار التصميمات والتحسينات دون تكبد نفقات كبيرة. نقدم أيضًا رسائل مادية تم التحقق من صحتها إلى الشركات الكبيرة لإجراء حساباتهم الخاصة ، بينما نقدم لهم خدمة محاكاة المنتج والعملية من خلال خبراء FEM لدينا. سيوفر لهم الوقت في مرحلة التخطيط وتطوير المنتج ، “يوضح كول.

ستساهم طريقة العناصر النهائية في الاستدامة في القطاع

باستخدام طريقة FEM ، تستخدم thyssenkrupp Rasselstein تقنية تم تطبيقها بالفعل على قطاعات أخرى عالية الأداء: “حتى الآن ، تم استخدام FEM بشكل أساسي في قطاع السيارات ؛ إنها حداثة في صناعة التعبئة والتغليف ، “يقول Ioana Weinand. مهندس التطوير مسؤول عن تنفيذ طريقة العناصر المحدودة في تيسين كروب راسلشتاين ، وكذلك عن تطبيق قدرات المحاكاة في العملاء والمشاريع الداخلية. يتم دعم فريق Rasselstein FEM حاليًا من قبل مرشح دكتوراه ، يقوم بالترويج لتوصيف فولاذ التغليف بطريقة أساسية وعلمية بالتعاون مع جامعة Erlangen.

تعد FEM حجر الزاوية في استراتيجية الرقمنة الشاملة التي من خلالها تزيد thyssenkrupp Rasselstein GmbH من كفاءة وخفة الحركة في عملياتها. “نحن على ثقة من أن المنتدى الاقتصادي العالمي سيساهم في زيادة استدامة قطاع الصلب والتعبئة والتغليف.

قريباً ، لن نتمكن من تصور القطاع بدون طريقة العناصر المحدودة. لهذا السبب ، سوف نركز أكثر على موضوع FEM للمضي قدمًا ، لأننا نريد أن نكون في طليعة التطوير الإضافي لهذه التكنولوجيا المبتكرة ، “يؤكد كول.