THYSSENKRUPP RASSELSTEIN INTENSIFICA LO SVILUPPO EFFICIENTE DEL PACKAGING IN BANDA STAGNATA CON L’APPLICAZIONE DEL METODO DEGLI ELEMENTI FINITI

Anche se la lattina per imballaggi alimentari è in uso da più di 210 anni, i produttori di lattine e l’industria dell’imballaggio in acciaio continuano a ottimizzare le lattine per alimenti e altri imballaggi in banda stagnata fino all’ultimo dettaglio. Gradi innovativi di acciaio per imballaggi sono la base; gli aggiustamenti del processo e della geometria sono le linee guida iniziali per l’ulteriore sviluppo dei singoli componenti. Tuttavia, piccoli cambiamenti nel materiale in uscita influenzano notevolmente la lavorabilità. È necessario adattare le macchine e gli utensili alle caratteristiche del nuovo materiale, poiché non è possibile prevedere come il nuovo acciaio da imballaggio si comporterà in condizioni fisiche alterate, come una riduzione dello spessore. È qui che entra in gioco un nuovo approccio nell’industria dell’imballaggio: il metodo degli elementi finiti (FEM).

Thyssenkrupp Rasselstein, l’unico produttore tedesco di banda stagnata, non usa più, come in passato, il costoso metodo “trial and error” per testare l’uso di acciai innovativi per contenitori, cambiando le geometrie dei contenitori o le riduzioni di spessore; da diversi anni utilizza il metodo degli elementi finiti (FEM) per simulare i test in modo virtuale ed efficiente. A tal fine, il produttore tedesco ha messo insieme un team che aiuta i suoi clienti a intensificare la loro efficienza. Questo rende le ottimizzazioni più facili e veloci. “La simulazione agli elementi finiti permette di ottimizzare la geometria e la lavorazione in modo virtuale. Le descrizioni dettagliate dei nostri acciai da imballaggio costituiscono la base per le ottimizzazioni del prodotto, sia per il materiale che, in accordo con il cliente, per le lattine, i coperchi o i componenti. Le ottimizzazioni possono essere implementate in modo da risparmiare tempo e risorse”, dice il Dr. Manuel Köhl, responsabile della tecnologia applicata alla thyssenkrupp Rasselstein GmbH.

DESCRIVERE L’ACCIAIO FINO ALL’ULTIMO DETTAGLIO

L’accurata simulazione realistica delle cosiddette tabelle di materiali in acciaio per l’imballaggio, con descrizioni precise ed estese delle caratteristiche del materiale. Con il metodo degli elementi finiti, per esempio, un produttore di lattine per alimenti o aerosol saprà, ancor prima di elaborare un acciaio da imballaggio più sottile o innovativo, se certi progetti sono fattibili nella pratica.

“Lo sviluppo dell’acciaio per imballaggi ad alta resistenza è stato una priorità per Rasselstein negli ultimi anni. Il grado rasselstein® Solidflex sviluppato sotto questa premessa permette, per esempio, riduzioni significative degli spessori per le chiusure “easy-open” e per i componenti delle bombolette aerosol. Questo sistema viene ora trasferito ad altri gradi, ottimizzato soprattutto per le lattine a tre pezzi e anche per le lattine DWI. Per questo gruppo di prodotti in particolare, stiamo testando le prestazioni dei nuovi acciai e delle forme nervate ottimizzate per loro, tenendo conto delle nuove riduzioni di spessore”, dice Köhl. Tuttavia, il metodo degli elementi finiti può essere applicato a tutti i tipi di lattine in generale e ai loro componenti, come i componenti delle lattine aerosol, i tappi twist-off o i tappi a corona.

Il sistema basato sul FEM e la sua progressiva applicazione nei nuovi acciai da imballaggio non solo fa risparmiare risorse grazie alla riduzione degli spessori ottenuti in questo modo, ma riduce anche le emissioni di CO2 durante il trasporto. “Inoltre, la FEM permette di realizzare prodotti in progetti e promuove così l’innovazione nel settore dell’imballaggio. I produttori possono osare progetti più ambiziosi e trovare soluzioni più creative”, dice Köhl.

Thyssenkrupp Rasselstein ora espande il suo database con le carte dei materiali disponibili e offre la simulazione con il metodo degli elementi finiti come servizio ai suoi clienti in tutto il mondo. Soprattutto le medie imprese, che non hanno la capacità di fare calcoli complessi, ne beneficeranno. “In questo modo, le piccole e medie imprese possono testare progetti e ottimizzazioni senza incorrere in grandi costi. Forniamo anche grafici di materiali convalidati a grandi aziende per i loro calcoli, mentre offriamo loro il servizio di simulazioni di prodotti e processi da parte dei nostri esperti FEM. Risparmieranno tempo nella fase di pianificazione e sviluppo del prodotto”, spiega Köhl.

IL METODO DEGLI ELEMENTI FINITI CONTRIBUIRÀ ALLA SOSTENIBILITÀ DEL SETTORE

Con il metodo FEM, thyssenkrupp Rasselstein utilizza una tecnologia che è già stata applicata in altri settori ad alte prestazioni: “Finora, il FEM è stato utilizzato principalmente nel settore automobilistico; è nuovo nel settore dell’imballaggio”, dice Ioana Weinand. L’ingegnere di sviluppo è responsabile dell’implementazione del metodo degli elementi finiti alla thyssenkrupp Rasselstein, così come dell’applicazione delle possibilità di simulazione nei progetti interni e dei clienti. Il team FEM di Rasselstein è attualmente supportato da uno studente di dottorato, che sta portando avanti la caratterizzazione degli acciai da imballaggio in modo fondamentale e scientifico in collaborazione con l’Università di Erlangen.

La FEM è il fulcro di una strategia globale di digitalizzazione con cui thyssenkrupp Rasselstein GmbH sta aumentando l’efficienza e l’agilità dei suoi processi. “Siamo sicuri che il FEAMP contribuirà ad aumentare la sostenibilità nel settore dell’acciaio e degli imballaggi.

Presto, non saremo in grado di concepire il settore senza il metodo degli elementi finiti. In futuro ci concentreremo ancora di più sul FEM, perché vogliamo essere all’avanguardia nell’ulteriore sviluppo di questa tecnologia innovativa”, sottolinea Köhl.