Forschungsstelle:
PTS München Heßstr. 134 80797 München
Leiter der Forschungsstelle:
Prof. Dr.-Ing. H. Großmann Projektleiter:
Dipl.-Ing. S. Sander Tel: 089 / 12146-0 Fax: 089 / 12146-36
Internet: www.ptspaper.de E-mail: S.Sander@ptspaper.de
Forschungsgebiet: Schlagworte:
Prozessziele / Weiterverarbeitung / Trennen Rotationsstanze, Etiketten, Werkzeugverschleiß Thema:
Ermittlung der Werkzeugparameter zur Minimierung des Verschleißes als Voraussetzung für die wirt- schaftliche Herstellung von Selbstklebeetiketten aus Papier
Ausgangssituation/Problemstellung:
Das System „Haftetikett“ besteht aus einem Obermaterial, einem Haftklebstoff und einem geeignet passivierten Trennmaterial. Um die Etiketten von der Endlosrolle, auf der sie produziert wurden, zu vereinzeln, werden das Obermaterial und der Haftklebstoff durchgestanzt. Oft kommen dabei Rotationsstanzen zum Einsatz, bei denen Magnetstanzbleche auf Magnetzylindern fixiert werden. Die auf den Stanzblechen befindlichen Stanzmesser arbeiten gegen die glatte Oberfläche des Gegenstanzzylinders. Die frei wählbaren Parameter sind dabei der Messerwinkel, die Breite des Schneidenspiegels sowie das Finish (Güte infolge Materialauswahl sowie Oberflä- chenvergütung/-beschichtung). Im Interesse eines geringen Verschleißes ist es notwendig, die optimale Kombi- nation von Stanzgut und Werkzeuggestaltung auszuwählen, was zu einer bis zu 10-fachen Standzeiterhöhung beitragen kann. Jedoch besteht bislang keine auf die Bedürfnisse des Etikettenstanzers ausgerichtete systema- tische Erfassung der Abhängigkeiten des Messerverschleißes.
Forschungsziel/Forschungsergebnis:
Das Forschungsvorhaben verfolgt die Zielsetzung, die Parameter Messerwinkel, Schneidenspiegel und Finish von Stanzwerkzeugen für die Herstellung von Haftetiketten hinsichtlich ihres Einflusses auf den Messerver- schleiß zu untersuchen. Berücksichtigung finden bei den Versuchen an einer schnelllaufenden Rotationsstanze auch die Papiereigenschaften. Durch die Verknüpfung dieser Parameter ist es möglich, ein standardisiertes Schema zu entwickeln, das dem Anwender hilft, optimale Produktionsergebnisse bei geringem Werkzeugver- schleiß zu erzielen. Als Maß für den Verschleiß wird der Höhenabtrag der Messer in Abhängigkeit von der An- zahl der Stanzungen bestimmt.
Bislang wurden Versuche zum Einfluss des Messerwinkels, des Schneidenspiegels sowie des Finishes durch- geführt. Dabei konnte festgestellt werden, dass sich mit wachsendem Messerwinkel der Höhenabtrag deutlich verringert. Insbesondere während der ersten 20.000 Stanzungen tritt bei sehr großen Winkeln (90°) kaum ein Verschleißen der Schneiden auf. Allerdings muss hier von erhöhten Stanzkräften infolge der hohen Druckbean- spruchung der Flanken ausgegangen werden. Auch der Schneidenspiegel besitzt einen deutlichen Einfluss auf den Verschleiß, der bei den Versuchen mit wachsender Spiegelbreite annähernd linear abnahm. Bei Werten von weniger als 10 µm verliert sich dieser Effekt jedoch. Die Versuche zum Finisheinfluss befinden sich gegenwärtig noch im Stadium der Auswertung. Die Ergebnisse der Versuchsreihen werden derzeit unter Verwendung von Stanzblechen eines weiteren Lieferanten verifiziert.
Anwendung/Wirtschaftliche Bedeutung:
Die Forschungsergebnisse sind für die Hersteller von Etiketten von Interesse. Diese werden in die Lage ver- setzt, durch die Auswahl einer idealen Kombination von Stanzgut und Werkzeug den Verschleiß der Stanzwerk- zeuge zu minimieren. Dadurch kann deren Standzeit bis auf den 10-fachen Wert erhöht werden. Damit verbun- den sind auch die Verringerung der Makulaturverluste, die durch vorzeitige Schädigungen der Stanzen auftreten sowie die Vermeidung von Stillstandszeiten, die bei der heute vorherrschenden just-in-time-Fertigung oft höhere Kosten als die Ersatzbeschaffung der Stanzbleche hervorrufen.
Bearbeitungszeitraum: 01.01.2001-31.12.2002 Bemerkungen:
Das Forschungsvorhaben BAY 2001/01 wird aus Mitteln des Bayerischen Staatsministeriums für Wirtschaft, Verkehr und Technologie gefördert
