THYSSENKRUPP RASSELSTEIN INTENSIFICA O DESENVOLVIMENTO EFICIENTE DE EMBALAGENS DE FOLHA-DE-FLANDRES COM A APLICAÇÃO DO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS

Embora a embalagem de alimentos esteja em uso há mais de 210 anos, os fabricantes de latas e a indústria de embalagens de aço ainda otimizam as latas de alimentos e outras embalagens de folha-de-flandres até o último detalhe. As classes inovadoras de aço para embalagens são a base; os ajustes de processo e geometria são as diretrizes iniciais para o desenvolvimento posterior dos componentes individuais. No entanto, pequenas mudanças no material de saída influenciam muito a processabilidade. É necessário adaptar as máquinas e ferramentas às novas características do material, pois não é possível prever como o novo aço para embalagens se comportará sob condições físicas alteradas, como por exemplo, uma redução na espessura. É aqui que entra em jogo uma nova abordagem na indústria de embalagens: o método dos elementos finitos (FEM).

Thyssenkrupp Rasselstein, o único fabricante alemão de folha-de-flandres, não usa mais, como no passado, o dispendioso método “tentativa e erro” para testar o uso de aços inovadores para recipientes, alterando as geometrias dos recipientes ou reduzindo suas espessuras; há vários anos vem usando o método de elementos finitos (FEM) para simular os testes de forma virtual e eficiente. Para isso, o produtor alemão montou uma equipe que ajuda seus clientes a intensificar sua eficiência. Isto torna as otimizações mais rápidas e fáceis. “A simulação de elementos finitos permite que a otimização da geometria e do processamento seja realizada virtualmente”. As descrições detalhadas de nossas embalagens de aço formam a base para a otimização do produto, tanto para o material como, de acordo com o cliente, para latas, tampas ou componentes. As otimizações podem ser implementadas de forma a economizar tempo e recursos”, diz o Dr. Manuel Köhl, Chefe de Tecnologia Aplicada da thyssenkrupp Rasselstein GmbH.

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DESCREVER O AÇO ATÉ O ÚLTIMO DETALHE

A simulação realista precisa dos chamados gráficos de material de aço para embalagens, com descrições precisas e extensas das características do material. Com o método de elementos finitos, por exemplo, um fabricante de latas de alimentos ou aerossóis saberá, mesmo antes de processar um aço para embalagens mais finas ou inovadoras, se certos projetos são viáveis na prática.

“O desenvolvimento do aço para embalagens de alta resistência tem sido uma prioridade para Rasselstein nos últimos anos. A classe rasselstein® Solidflex desenvolvida sob esta premissa permite, por exemplo, reduções significativas nas espessuras para fechamentos “easy-open” e para componentes de latas de aerossol. Este sistema está agora sendo transferido para outras classes, otimizado especialmente para latas de três peças e também para latas DWI. Para este grupo de produtos em particular, estamos testando como os novos aços e as formas nervuradas são otimizadas para eles, levando em conta as novas reduções de espessura”, diz Köhl. Entretanto, o método de elementos finitos pode ser aplicado a todos os tipos de latas em geral e a seus componentes, tais como componentes de latas de aerossol, tampas twist-off ou tampas de coroa.

O sistema baseado em FEM e sua aplicação progressiva em novas embalagens de aço não só economiza recursos ao reduzir as espessuras obtidas desta forma, mas também reduz as emissões de CO2 durante o transporte. “Além disso, a EMF permite que os produtos sejam realizados em projetos e assim promove a inovação no setor de embalagens. Os fabricantes podem ousar assumir projetos mais ambiciosos e encontrar soluções mais criativas”, diz Köhl.

A Thyssenkrupp Rasselstein agora expande seu banco de dados com gráficos de materiais disponíveis e oferece simulação com o método de elementos finitos como um serviço para seus clientes em todo o mundo. As empresas de médio porte em particular, que não têm capacidade para cálculos complexos, serão beneficiadas. “Desta forma, as pequenas e médias empresas podem testar projetos e otimizações sem incorrer em grandes custos. Também fornecemos gráficos de materiais validados a grandes empresas para seus próprios cálculos, enquanto lhes oferecemos o serviço de simulações de produtos e processos por nossos especialistas em FEM. Isso lhes poupará tempo na fase de planejamento e desenvolvimento do produto”, explica Köhl.

O MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS CONTRIBUIRÁ PARA A SUSTENTABILIDADE DO SETOR

Com o método FEM, thyssenkrupp Rasselstein está usando uma tecnologia que já foi aplicada em outros setores de alto desempenho: “Até agora, o FEM tem sido usado principalmente no setor automotivo; ele é novo no setor de embalagens”, diz Ioana Weinand. O engenheiro de desenvolvimento é responsável pela implementação do método de elementos finitos na Thyssenkrupp Rasselstein, bem como pela aplicação de possibilidades de simulação em projetos internos e de clientes. A equipe FEM em Rasselstein é atualmente apoiada por um estudante de doutorado, que está impulsionando a caracterização de aços para embalagens de forma fundamental e científica, em colaboração com a Universidade de Erlangen.

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O FEM é a peça central de uma estratégia de digitalização abrangente com a qual a thyssenkrupp Rasselstein GmbH está aumentando a eficiência e a agilidade de seus processos. “Estamos confiantes de que o EMFF contribuirá para aumentar a sustentabilidade no setor do aço e da embalagem”.

Em breve, não poderemos conceber o setor sem o método dos elementos finitos. Portanto, nos concentraremos ainda mais na FEM no futuro, porque queremos estar na vanguarda do desenvolvimento futuro desta tecnologia inovadora”, enfatiza Köhl.