Fortsetzung DFG-Projekt Naturstoffschneiden

Das Deformationsverhalten und die Bruchcharakteristik von Naturstoffen im Schneidprozess hängen in hohem Maße von der Prozessgeschwindigkeit, sowie der Kontakt- und Reibbedingungen ab.

In der Lebensmittelindustrie kommen unter Anderem bei der Portionierung von Käse oder Karamell-Kaubonbons Schneidprozesse zum Einsatz, deren Prozessstabilität und Qualität des finalen Schnittgutes signifikant von Temperatur und Schneidgeschwindigkeit abhängen. Hierfür verantwortlich ist die Kopplung verschiedener dissipativer Mechanismen, welche aus inelastischer Deformation, Materialtrennung und Reibung zwischen Klinge und Schnittgut folgen.

Ziel dieses Projektes ist die Analyse der komplexen mechanischen Phänomene im Naturstoff, sowie der Phänomene in Kontakzonen beim Schneidvorgang. Hierzu wird das in der ersten Projektphase entwickelte Rissphasenfeldmodell, mit welchem das geschwindigkeitsabhängige Verhalten der Materialien abgebildet werden kann, hernagezogen und erweitert. Ziel dieser Projektphase ist die Auflösung aller wirkenden disspativen Phänomene, wobei die Modellierung des Reib- und Trennverhaltens im Vordergrund steht.

In Kooperation mit der Professur für Lebensmitteltechnik der TU Dresden werden hierzu experimentelle Untersuchungen an einem polymeren Modell-Stoffsystem durchgeführt, wodurch eine verringerte Streuung im Vergleich zu realen Naturstoffen erreicht wird. Diese bilden neben vorliegenden Ergebnissen von Schneid- und Bruchversuchen den Ausgangspunkt für die Modellierung des Material-, Kontakt- und Trennverhaltens und können zur Validierung des entwickelten Modells herangezogen werden.