Messung der Öffnungskraft peelbarer Verpackungen

Eine Öffnungskraftmessung peelbarer Verpackungen ermöglicht der Pack Peel Scan des Fraunhofer IVV und der Axial Ingenieure

  • Abb. 1: Die aufgabengerecht konzipierte Bedienoberfläche des „Pack Peel Scan“ unterstützt optimal bei der Vermeidung und Bewältigung kritischer Situationen und erleichtert den Wissensaufbau für ein besseres Prozessverständnis.  © Fraunhofer IVVAbb. 1: Die aufgabengerecht konzipierte Bedienoberfläche des „Pack Peel Scan“ unterstützt optimal bei der Vermeidung und Bewältigung kritischer Situationen und erleichtert den Wissensaufbau für ein besseres Prozessverständnis. © Fraunhofer IVV
  • Abb. 1: Die aufgabengerecht konzipierte Bedienoberfläche des „Pack Peel Scan“ unterstützt optimal bei der Vermeidung und Bewältigung kritischer Situationen und erleichtert den Wissensaufbau für ein besseres Prozessverständnis.  © Fraunhofer IVV
  • Abb. 2: Der „Pack Peel Scan“ kann als funktionales Öffnungskraftmessgerät mit KI-basierter Siegelnahtanalyse direkt in der jeweiligen Produktionsumgebung oder im Labor eingesetzt werden.  © Fraunhofer IVV

Peelbare Verpackungen sind vor allem im Lebensmittelsektor, aber auch bei Medizin­produkten und in der Kosmetikbranche auf dem Vormarsch. Eine intelligente, DIN-gerechte Analyse der Öffnungskräfte peelbarer Verpackungen direkt in der Produktionsumgebung ermöglicht der „Pack Peel Scan“. Das innovative Messgerät wurde vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV mit dem Praxispartner Axial Ingenieure entwickelt und steht nun zur Qualitätssicherung im Verpackungsprozess für den industriellen Einsatz zur Verfügung.

Beim Siegeln und Schweißen der Verpackungen spielt ein verbraucherfreundliches Öffnungsverhalten als Qualitätsparameter eine ebenso elementare Rolle, wie die Produktsicherheit durch Festigkeit und Dichtigkeit der Nähte und deren Optik.
Um die Peelbarkeit von Verpackungen zu bewerten und daraus eine effiziente Produktauslegung bei gleichzeitig höchster Produktsicherheit ableiten zu können, ist eine qualifizierte Analyse der Öffnungskräfte nötig. Die DIN 55409-Teil 2 ist ein Prüfverfahren, welches das Öffnungsverhalten von formstabilen Verpackungen beschreibt und weitestgehend der ISO 17480 B entspricht. Für eine Zugkraftmessung nach DIN 55409-Teil 2 muss ein Öffnungswinkel von 135 ° eingehalten werden. Der Verlauf der Öffnungsbahn des „Pack Peel Scan“ garantiert diesen konstanten Öffnungswinkel, ohne dass die Verpackungen linear verschoben werden müssen. Ein Plus für die Messungsgenauigkeit, denn so entfallen komplizierte mechanische Elemente, die häufig die Ursache für Ungenauigkeiten sind.

Ultraflexibel und robust
Der größenvariable und leicht entnehmbare Aufnahmetisch des „Pack Peel Scan“ lässt sich in Sekundenschnelle verstellen und fixiert durch ausgeklügelte Features nahezu jede Verpackungsform. Der Vorteil: Bei einem Produktwechsel ist keine aufwendige Umrüstung nötig, was gerade bei kleineren Chargen Zeit und Ressourcen spart.

Aufgrund seiner robusten Bauart kann der „Pack Peel Scan“ im Gegensatz zu anderen gängigen Analysegeräten direkt in der jeweiligen Produktionsumgebung und auch im Labor eingesetzt werden.

Siegelnahtanalyse 4.0
Neue recyclingfähige Materialien und die Forderung nach nachhaltigen, sicheren und effizienten Produktionsprozessen stellen die Verpackungsindustrie vor große Herausforderungen. KI-basierte Assistenzsysteme helfen, die Produktion auf neue Materialien umzustellen.
Für eine intelligente Siegelnahtanalyse wurde in das Messgerät ein selbstlernendes Bediener-Assistenzsystem integriert. Dieses beurteilt mittels maschinellen Lernens bei jeder Messung die Qualität der Siegelnaht anhand des Öffnungskraftverlaufes. Fehlerursachen im Siegelprozess werden detektiert und analysiert. So lassen sich bereits während des Verpackungsprozesses Abweichungen in der Siegelnaht schnell und zuverlässig identifizieren.
Gleichzeitig ermöglicht das Messgerät einen direkten Abgleich der erfassten Prozessdaten mit den definierten Qualitätsparametern der Siegelnähte hinsichtlich deren Peelfestigkeit. Die erfassten Qualitätsdaten können durchgängig dokumentiert und über eine Schnittstelle direkt an ein ERP- bzw. QM/QS-System übermittelt werden. Damit ist das funktionale Öffnungskraftmessgerät eine Digitalisierungslösung für die Anforderungen an eine zukunftsweisende Prozessgestaltung.

Prozesseffektivität dank HMI
Die Gestaltung der Bedienoberfläche, des sog. HMI, berücksichtigt sowohl psychologische Grundsätze der Mensch-Maschine Interaktion als auch den Workflow. Als „Dolmetscher“ zwischen Mensch und Maschine ermöglicht ein aufgabengerechtes HMI ein besseres Situations- und Prozessverständnis der Bedienenden und erleichtert den Wissensaufbau. Das Bedienpersonal wird damit optimal bei der Vermeidung und Bewältigung kritischer Situationen unterstützt.
Der „Pack Peel Scan“ vereint Know-how aus dem Maschinenbau, der Automatisierungstechnik und der Softwareentwicklung mit Kompetenzen aus der Ingenieurpsychologie für mehr Produktsicherheit und Effizienz.

 

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