一致的生态设计
双组份施胶系统的可持续产品研发
可持续产品研发-我们这个时代对更高可持续性的需求日益增长，这也反映在对双组份施胶统解决方案的接受上。产品研发可以为相应的粘合剂和密封剂提供更高的环境相容性做出贡献。生态和社会挑战，以及环保材料的使用和能源效率的提高，是开发新解决方案时必须考虑的关键因素。通过使用回收或生物基材料和节电生产工艺，企业可以通过减少碳足迹，在保护环境方面发挥自己的作用。然而，光靠这一点往往是不够的。为了使产品更具可持续性，始终如一地使用生态设计原则至关重要。例如，减少材料或使用碳含量低的塑料可以帮助进一步减少产品的整体生态足迹。
多重挑战
在研发双组份施胶系统的包装解决方案时，存在许多不同的挑战：胶筒使用的安全性和材料的存储稳定性是研发过程中必须确保的重要功能。该解决方案的各个部分必须设计得当，以防止胶筒中的材料过早发生反应，从而失去其功能。监管要求在这些包装解决方案的研发中也起着至关重要的作用。此外，生态足迹也变得越来越重要。产品必须兼具功能性和安全性，同时以环保的方式生产。
为了研发双组份施胶系统的可持续解决方案，必须协调经济、生态和技术要求。为了实现这一点，将各种分析和仿真方法结合起来，形成数字化研发链。采用这种方法，即使在研发的早期阶段，也能够充分考虑所需的产品性能、制造成本以及整体可持续性。
产品研发面临的多重挑战
数字模拟
在首个产品生产之前，通过填充模拟来分析注塑成型过程。这有助于识别最终加工过程中可能发生的问题。然后可以采取适当的措施，例如，优化排气以避免气泡产生，重新布置合模线到非关键区域或优化纤维方向。此外，它还提供了冷却过程中有关零件收缩和翘曲的重要信息。由于注塑过程对生产成本有重大影响，提前模拟为提高产品的成本效益提供了巨大的潜力。
部件的机械完整性分析与填充模拟同时进行。除了解析法，有限元法(FEM)也可用于此分析。这种数值模拟被用来分析要制造的产品的刚度和强度。如果在后续应用中也发生周期性载荷，则在下游进行疲劳计算，以估计预期的使用寿命。由于注塑成型填充和结构模拟的紧密耦合，在结构计算中直接考虑制造影响，这显著提升了结构计算的信息价值。
计算流体动力学(CFD)模拟有助于开发混合双组份胶粘剂的几何形状。考虑到胶粘剂通常复杂的流变特性和应用条件，可以选择或新开发有效的混合技术。在这种情况下，效率涉及到以尽可能低的压力损失和尽可能小的混合管几何形状实现要混合的胶粘剂成份的特定质量。
研发过程的仿真工具
计算生态足迹
我们采用环境绩效评价软件计算和模拟产品的生态足迹。环境绩效评价评估产品从原材料提取到固废处理的整个生命周期对环境的影响。生命周期可以分为三个阶段。第一阶段，上游，包括原材料的提取和生产制造产品所需的前期产品。第二阶段，核心阶段，是指前期产品的运输和产品的实际制造，包括包装。第三阶段，下游，包括产品的分销、使用、处置和回收。通过识别系统中的薄弱环节，可以发现和挖掘优化的潜力。
通过集成这些不同的仿真工具，研发人员可以模拟整个研发过程（称为数字孪生），从而节省时间和成本。此外，他们还可以优化系统以适应特定需求，并提高过程的可持续性。
跨产品生命周期所有阶段的优化
由再生塑料制成的胶筒
对于双组份施胶系统价值链中的所有利益相关者来说，研发可持续解决方案的最低进入门槛的是将包装废弃物中的再生塑料用于完整的胶筒系统。上游和核心产品生命周期阶段的优化可以减少生态足迹。这种循序渐进的方法可以由客户（双组份材料和胶筒灌装的研发人员）作为即换即用的解决方案实施，因为现有的工艺和生产资源适合制造产品。在用户方面，不需要调整灌装过程或应用程序例程，因为产品的设计没有任何变化。使用再生塑料既能满足生态要求，也能满足监管要求。同时，该解决方案具有快速实施的优势，因为不需要新的生产设备或对经过验证的工艺进行更改。
即换即用解决方案与现有部件兼容
生态包装概念
基于生态设计原则的新解决方案可以为提高可持续性打开额外的潜力。通过这种激进和创新的方法，可以在产品生命周期的所有阶段实现改进。与即换即用解决方案相比，在“下游”阶段也可以实现优化。
通过对大部分胶筒采用软包装，可以节省材料，从而减少了运输体积。为此应用开发了可重复使用的支撑套筒，这有助于降低生态足迹。在生命周期结束时，只有包装的一次性部分会被扔掉，大大减少了浪费量。
这种解决方案的优点是，通过包装设计和可重复使用的支撑套筒分别节省了大量的材料和固废，提高了产品的可持续性。总的来说，该包装理念是在产品开发中如何协调生态和经济需求以创造可持续解决方案的例子。
整体可持续：根据生态设计原则进行包装设计
将整个价值链考虑在内
综上所述，可持续性在粘合剂和密封剂的双组份施胶系统的产品研发中发挥着越来越重要的作用。为了应对环境和社会挑战，必须协调经济、生态和技术要求。在这种情况下，借助模拟工具的数字化开发过程有助于形成封闭的模拟链，并提供关于可持续性的准确数据。可持续包装概念可以在整个生命周期内实现节约。重要的是要考虑整个价值链，以研发可持续的解决方案，为更美好的未来做出贡献。
作者：Tobias Bodenmüller
作者简介：
“Tobias bodenmller在medmix AG领导产品研发项目8年多，专注于可持续性和可持续材料的使用。早期的成功包括推出屡获殊荣的ecopaCC™胶粘剂胶筒，以及最近推出的由PCR材料制成的greenLine™胶筒系列。作为领先的技术专家，Tobias倡导在产品研发中使用生态设计原则，此外，他还负责全球可持续发展倡议的研究、分析和实施。”
技术专家
medmix Switzerland AG
Ruetistrasse 7, 9469 Haag, Switzerland