Projektbeschreibung

Inhaltsbeschreibung / Ergebnisse

Die Arbeit enthält eine ausführliche Literaturrecherche zum Thema Blasformen und Quetschnaht. Bereits früher durchgeführte Untersuchungen zur Quetschnahtbildung und ‑festigkeit, aber auch vorhandene theoretische Ansätze zur Auslegung des Quetschnachtbereiches werden zusammengefasst. Am Ende der Arbeit werden die recherchierten und die neuen Erkenntnisse zur Quetschnahtbildung und -beschreibung durch umfangreiche experimentelle Versuchsreihen an verschiedenen beispielhaft ausgewählten Blasformartikeln verifiziert und dokumentiert.

Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Fragestellung nach möglichen theoretischen Beschreibungen der Quetschnaht bzw. des Quetschnahtbereiches mit der Methode der finite Elemente (FEM). Stand der Technik ist hier, dass keine oder nur unzureichend abgesicherte Ansätze und Modelle zur Beschreibung der Quetschnaht existieren. Daher wird dieser Bereich in den FEM-Berechnungen von Blasformartikeln nicht berücksichtigt. Der Vergleich von theoretisch errechneten und experimentell ermittelten Ergebnissen zeigt daher teilweise gravierende Abweichungen. Denn in vielen Fällen ist es die Quetschnaht, die maßgeblich das Versagensverhalten eines Blasformartikels bestimmt. Produktprüfungen, wie der Falltest oder der Innendruckversuch, sind typische Tests, bei denen ein Versagen der Quetschnaht häufig zu beobachten ist.

In dieser Arbeit werden mehrere neue Ansätze und Modelle zur Beschreibung der Quetschnaht mit der FEM erarbeitet. Für die Überprüfung und Verifizierung der Ansätze und Modelle wird der Falltest am Beispiel eines fünf Liter Kanister herangezogen. Der Vergleich zeigt, dass mit einem der neu entwickelten Ansätze gute Übereinstimmungen erreicht werden können. Versagensart  (Aufreißen der Quetschnaht), Belastungshöhe und auch der Versagensort werden durch diesen Ansatz richtig beschrieben.

Im Rahmen dieser Arbeit ist es mit der Entwicklung der neuen Ansätze und Modelle für die FEM-Simulation gelungen, die Bereiche eins Blasformartikels zu identifizieren, in denen auf eine gute Quetschnahtqualität geachtet werden muss. Sind alle Stellen in einem Blasformartikel bekannt, welche als kritisch im Hinblick auf ein vorzeitiges Versagen der Quetschnaht anzusehen sind, so können schon frühzeitig im Entwicklungsprozess wichtige Änderungen am Produkt vorgenommen werden. Hierdurch sind erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen möglich.