Beanspruchungsgerechte Verpackung: Transport-, Umschlag- und Lagerbelastungen, Beispiele und Simulation Fachtagung für Transportrisikomanagement Hamburg, 27./28. Februar 2018 Fachtagung für Transportrisikomanagement Agenda 1. Kurze Vorstellung 2. Übersicht der TUL Belastungen 2.3 Klimatische Belastungen 3 So wenig wie möglich, aber so viel wie nötig 4. Zusammenfassung Seite 2
1. Kurze Vorstellung Die BFSV Verpackungsinstitut Hamburg GmbH Mitarbeiter Wissenschaftler/Ingenieure (45 %) Techniker, Laboranten, Assistenten (45 %) Verwaltung, Administration (10 %) Förderung von Studierenden Schnittstelle zur Industrie Abschlussarbeiten Dissertationen Arbeitgeber für HAW Absolventen Seite 3 Fachtagung für Transportrisikomanagement Agenda 1. Kurze Vorstellung 2. Übersicht der TUL Belastungen 2.3 Klimatische Belastungen 3 So wenig wie möglich, aber so viel wie nötig 4. Zusammenfassung Seite 4
2. Belastungen beim Transport Umschlag und Lagerung Die TUL Belastungen Klimatische Belastung (Temperatur, Wasser, Druck, Strahlung, Korrosion ) Statische Belastungen (Stapeldruck) Verpackung Dynamische Belastungen (Schocks, Schwingungen, Stöße) Seite 5 Biotische Belastungen (Mikroorganismen, Tiere) Fachtagung für Transportrisikomanagement Agenda 1. Kurze Vorstellung 2. Übersicht der TUL Belastungen 2.3 Klimatische Belastungen 3 So wenig wie möglich, aber so viel wie nötig 4. Zusammenfassung Seite 6
Statische Belastung- Die ungewollte Stapelprüfung Seite 7 Statische Belastung- Die ungewollte Stapelprüfung Seite 8
Statische Belastung- Die ungewollte Stapelprüfung Seite 9 Die Stauchpresse ein echtes Schwergewicht Bis zu 20 t Stauchdruck Simulation von Lagerprozessen Ermittlung der max. Stapelhöhe Seite 10
Ergebnisse einer Kurzzeitstauchprüfung nach DIN 55440-1 Seite 11 Eimfluß der Lastverteilung (Paletten) und der Feuchtigkeit Klima BCT (N) (%) BCT (N) (%) BCT (N) (%) 23 C 50% rf 76490 100 53580 70 35610 46 23 C 90% rf 43730 57 35800 46 22880 30 Seite 12
Transportlage von Wellpappeschachteln im Container Die Transportlage von Verpackungen aus Wellpappe ist so auszurichten (z.b. durch Markierungen), dass die Wellen in den Seitenwänden bestimmungsgemäß belastet werden. Seite 13 Nicht vergessen: Ladungssicherung zur Containertür Seite 14
Fachtagung für Transportrisikomanagement Agenda 1. Kurze Vorstellung 2. Übersicht der TUL Belastungen 2.3 Klimatische Belastungen 3 So wenig wie möglich, aber so viel wie nötig 4. Zusammenfassung Seite 15 Transportsimulation LKW, Zug, Flugzeug Schock & Vibration Zeitraffer Bis zu 600 kg Seite 16
Transportsimulation Seite 17 Schäden durch Vibrationen Beschädigtes Sprühsystem Aerosoldose Durch Vibrationen und Schocks gelockerte Taster Seite 18 Quelle: BFSV
Schäden an den Produkten durch Vibrationen Scheuerstellen Oberflächen von Aerosoldosen Scheuerstellen Oberflächen Aerosoldosen Seite 19 Schäden an den Produkten durch Vibrationen Seite 20 (v. links n. rechts) Füllmaterial: vorgeknittertes Papier Sorte1, vorgeknittertes Papier Sorte2, Silk Paper, Luftpolster Prüfmuster Pick & Pack (ohne Füllmaterial)
Ein Blick über den Tellerrand Prüfung von Weltraumfahrzeugen unter verschiedenen simulierten Einsatzbedingungen Vibrationsprüfung Auswirkungen der Vibrationen von Trägersystemen Auswirkungen von Stößen bei der Landung Seite 21 Dynamische Belastung im LKW Seite 22
Dynamische Belastung im LKW Seite 23 Dynamische Belastung im LKW Seite 24
Distribution Testing Ladungssicherung? Seite 25 Ein Blick ins Innere Seite 26
ASTM D4169 Horizontale Stoßbelastung Seite 27 ASTM D4169 Horizontale Stoßbelastung Seite 28
Horizontale Stoßbelastung Seite 29 Horizontal shocks Seite 30
Horizontal shocks Seite 31 Vertikale Stoßbelastung Handlingsprüfung-Gabelstaplertestfahrt Seite 32
ASTM D4169 Rotational flat drop test Seite 33 Vertikale Stoßbelastung Kippfallprüfung Seite 34
Vertikale Stoßbelastung Kippfallprüfung Seite 35 Berechnung von Schwergutverpackungen ist keine Zauberei Entwicklung von Berechnungsmethoden für Verpackungen Seite 36
Fachtagung für Transportrisikomanagement Agenda 1. Kurze Vorstellung 2. Übersicht der TUL Belastungen 2.3 Klimatische Belastungen 3 So wenig wie möglich, aber so viel wie nötig 4. Zusammenfassung Seite 37 2.3 Klimatische Belastungen Begehbare Klimakammer 6,00 m x 4,00 m x 3,00 m Temperatur: -40 C bis +80 C Klima: + 10 C bis +60 C Rel. Luftfeuchte: 30 % bis 98 % Seite 38
2.3 Klimatische Belastungen Die TUL Belastungen Seite 39 2.3 Klimatische Belastungen Die Validierung von Thermoschutzverpackungen Seite 40
Fachtagung für Transportrisikomanagement Agenda 1. Kurze Vorstellung 2. Übersicht der TUL Belastungen 2.3 Klimatische Belastungen 3. So wenig wie möglich, aber so viel wie nötig 4. Zusammenfassung Seite 41 3. So wenig wie möglich, aber so viel wie nötig Belastungsgerechte und wirtschaftliche Verpackung 100 % TUL-Belastungen 3 1 2 Produkt Unterverpackung Ideale Verpackung Überverpackung Seite 42
3. So wenig wie möglich, aber so viel wie nötig Überprüfen und Optimierung der gewählten Verpackung / Packstück Probeversand Prüfung im Labor Zeitaufwendig / Kosten Wirkende Belastungen sind nicht genau bekannt Veränderte Bedingung bei Wiederholung Zeitgerafft / Günstig Einleiten definierter Belastungen Wiederholung unter gleichen Bedingungen möglich (reproduzierbar) Seite 43 3. So wenig wie möglich, aber so viel wie nötig Prüfprogramme Non-Simulation Integrity Testing General Simulation Performance Tests Focused Simulation Programm aus 1-3 Einzelprüfungen Programme mit ca. 5 bis 10 Einzelprüfungen Programme mit ca. 5 bis 10 Einzelprüfungen Standardisierte Prüfverfahren Standardisierte Belastungsparameter z.b. ISTA 1-Serie Geringer Kosten- und Zeitaufwand Kleinste Realitätsnähe Standardisierte Prüfverfahren Standardisierte Belastungsparameter z.b. ISTA 3-Serie, ASTM D4169, DIN EN ISO 4180 Wirtschaftlich-technisch optimale Lösung Standardisierte und spezielle Prüfverfahren Individuelle Ermittlung von Belastungsparametern durch Messungen - Größte Realitätsnähe Hoher Kosten- und Zeitaufwand Seite 44
Fachtagung für Transportrisikomanagement Agenda 1. Kurze Vorstellung 2. Übersicht der TUL Belastungen 2.3 Klimatische Belastungen 3. So wenig wie möglich, aber so viel wie nötig 4. Zusammenfassung Seite 45 4. Zusammenfassung Vorteile Kurze Prüfdauern (Zeitraffung) Definierte Belastungsgrößen Reproduzierbare Testbedingungen (Standards) Berücksichtigung vieler Transportmittelarten Individuelle Prüfprogramme Möglichkeiten Technisch optimale Verpackung Minimierung des Verpackungsaufwands (Kosten / Umwelt) Gezieltes Ermitteln von Schwachstellen der Verpackung (Entwicklung) Bestimmen der Belastungsgrenzen von Produkten Nachweis der technischen Eignung (Qualifizierung) Verhinderung von Schäden und Lieferausfall Klarheit über Haftung im Schadensfall Grenzen Kein Schutz gegenüber Schäden durch unsachgemäßen Umgang Größe und Gewicht von Packstücken Optimierungsmaßnahmen müssen selbst ermittelt werden Seite 46
4. Zusammenfassung Die Verpackung Ein lästiges Übel? Die Verpackung ist die konsequente Weiterführung der Qualitätssicherung vom Hersteller bis zum Kunden! Versandsimulation sind unverzichtbar um Schäden am Produkt zu vermeiden und optimierte Verpackungslösungen. belastbar zu erarbeiten. Seite 47