Portal Profesional de Envasado Líquido

thyssenkrupp Rasselstein intensifica el desarrollo eficiente de los envases de hojalata con la aplicación del método de los elementos finitos

  • Publicado el 02 de Agosto de 2021

A pesar de que la lata para envasar alimentos se usa dese hace más de 210 años, los fabricantes de latas y el sector del acero para envases aún hoy en día optimizan las latas para alimentos y otros envases de hojalata hasta el último detalle. Los grados innovadores del acero para envases son la base; los ajustes de procesos y geometrías, las guías iniciales para continuar con el desarrollo de los componentes individuales.

thyssenkrupp Rasselstein intensifica el desarrollo eficiente de los envases de hojalata con la aplicación del método de los elementos finitos

Ahora bien, los cambios mínimos en el material de salida influyen enormemente en la procesabilidad. Es necesario adaptar las máquinas y las herramientas a las nuevas características del material, ya que no se puede prever cómo se comportará el nuevo acero para envases en condiciones físicas alteradas, como una reducción del grosor. Y aquí es donde entra en juego un nuevo enfoque en la industria de los envases: el método de los elementos finitos (FEM).

thyssenkrupp Rasselstein, único fabricante alemán de hojalata, ya no utiliza, como antaño, el costoso método de «ensayo y error» para poner a prueba el uso de aceros para envases innovadores, el cambio en las geometrías de los envases o las reducciones en los grosores; desde hace varios años emplea el método de los elementos finitos (FEM) para simular las pruebas de forma virtual y eficiente. Para ello, el productor alemán ha reunido un equipo que ayuda a sus clientes a intensificar su eficiencia. De esta manera, las optimizaciones se realizan de forma más rápida y fácil.

«La simulación de elementos finitos permite llevar a cabo la optimización de la geometría y del procesado de forma virtual. Las descripciones detalladas de nuestros aceros para envases conforman la base de las optimizaciones de los productos, tanto para el material como, en consonancia con el cliente, para las latas, tapas o componentes. Las optimizaciones podrán implementarse con un ahorro importante de tiempo y recursos mediante este procedimiento», indica el Dr. Manuel Köhl, director de técnica aplicada en thyssenkrupp Rasselstein GmbH.

thyssenkrupp Rasselstein intensifica el desarrollo eficiente de los envases de hojalata con la aplicación del método de los elementos finitos

Describir el acero hasta el último detalle

La simulación realista precisa de las llamadas cartas de material del acero para envases, con descripciones precisas y extensas de las características del material. Con el método de elementos finitos, por ejemplo, un fabricante de latas para la alimentación o para aerosoles sabrá, incluso antes de procesar un acero para envases más fino o innovador, si determinados proyectos son factibles en la práctica.

«El desarrollo de acero para envases de elevada resistencia fue prioritario en Rasselstein durante los últimos años. El grado rasselstein® Solidflex desarrollado mediante esta premisa permite, por ejemplo, reducciones notables en los grosores para los cierres “abre fácil” y para los componentes de las latas de aerosoles. Actualmente, trasladamos este sistema a otros grados, optimizados especialmente para las latas de tres piezas y también para las latas DWI. Precisamente para este grupo de productos, comprobamos cómo se comportan los nuevos aceros y las formas acanaladas optimizadas para ellos, teniendo en cuenta las nuevas reducciones de grosor», afirma Köhl. Sin embargo, el método de los elementos finitos se puede aplicar a todos los tipos de latas en general y a sus componentes, como los componentes de las latas de aerosoles, las tapas “twist-off” o las tapas corona.

El sistema basado en el FEM y su aplicación progresiva en nuevos aceros para envases no solo ahorra recursos por la reducción de los grosores logrados de esta manera, también reduce las emisiones de CO2 durante el transporte. «Además, el FEM permite la materialización de productos en proyecto y fomenta, de esta manera, la innovación en el sector de los envases. Los fabricantes pueden atreverse con proyectos más ambiciosos y proyectar soluciones más creativas», opina Köhl.

thyssenkrupp Rasselstein amplía ahora su base de datos con las cartas de material disponibles y ofrece la simulación con el método de los elementos finitos como servicio a sus clientes en todo el mundo. Se beneficiarán, en especial, las medianas empresas que no disponen de capacidad para los cálculos complejos. «De esta manera, las pequeñas y medianas empresas podrán probar los diseños y las optimizaciones sin necesidad de incurrir en grandes gastos. También proveemos de cartas de material validadas a las grandes empresas para sus propios cálculos, al tiempo que les ofrecemos el servicio de las simulaciones de producto y proceso mediante nuestros expertos en FEM. Les ahorrará tiempo en la fase de planificación y desarrollo del producto», explica Köhl.

thyssenkrupp Rasselstein intensifica el desarrollo eficiente de los envases de hojalata con la aplicación del método de los elementos finitos

El método de los elementos finitos contribuirá a la sostenibilidad en el sector

Con el método FEM, thyssenkrupp Rasselstein recurre a una tecnología que ya se ha aplicado a otros sectores de alto rendimiento: «Hasta ahora, el FEM se había utilizado principalmente en el sector automovilístico; es novedoso en el sector de los envases», indica Ioana Weinand. La ingeniera de desarrollo es la responsable de la implementación del método de los elementos finitos en thyssenkrupp Rasselstein, así como de la aplicación de las posibilidades de simulación en los proyectos de los clientes y en los internos. El equipo FEM de Rasselstein recibe actualmente el apoyo de un doctorando, que impulsa la caracterización de los aceros para envases de forma fundamental y científica en colaboración con la Universidad de Erlangen.

El FEM es la pieza central de una estrategia integral de digitalización con la que thyssenkrupp Rasselstein GmbH aumenta la eficiencia y agilidad de sus procesos. «Estamos seguros de que el FEM contribuirá al aumento de la sostenibilidad el sector del acero y del embalaje. Pronto, no podremos concebir el sector sin el método de los elementos finitos. Por ello, nos concentraremos aun más en el tema FEM en adelante, porque queremos estar a la vanguardia del desarrollo posterior de esta tecnología innovadora», subraya Köhl.

Manuel Köhl, director de técnica aplicada en thyssenkrupp Rasselstein GmbH
Manuel Köhl, director de técnica aplicada en thyssenkrupp Rasselstein GmbH

Artículos relacionados

Últimas revistas