Wie die Verpackungsindustrie die aktuell anstehenden tiefgreifenden Umbrüche und hochkomplexen Herausforderungen erfolgreich meistern kann, zeigt das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV vom 7. bis 13. Mai 2026 auf der Interpack in Düsseldorf am Stand des VDMA in Halle 4, Stand C54. Präsentiert werden Verpackungslösungen, mit denen sich geforderte Rezyklatquoten erreichen lassen, sowie Technologien, mit denen sich neue Verpackungen sicher, nachhaltig und effizient gestalten lassen.
Transformation zu geschlossenen Wertstoffkreisläufen
Die Entwicklungen des Fraunhofer IVV ermöglichen den Einsatz neuer, nachhaltiger Materialien, den Umgang mit veränderten Verarbeitungseigenschaften sowie die Anpassung bestehender Maschinen und Anlagen. Zur nachhaltigen Sicherung der Expertise im Unternehmen stellt das Fraunhofer IVV ein digitales Wissensmanagementsystem vor. Es trägt auch bei Fachkräftemangel zu einem reibungslosen Prozessablauf bei und umfasst digitale Lösungen für effiziente Prozesse sowie Strategien zur Erleichterung der Datenführung im Materiallebenszyklus.
„Mit unserem interdisziplinären Know-how – vom Maschinenbau über Materialwissenschaften, Digitalisierung und Automatisierung bis hin zur Ingenieurpsychologie – begleiten wir die Verpackungsindustrie bei der Transformation zu geschlossenen Wertstoffkreisläufen“, freut sich Prof. Dr.-Ing. habil. Marek Hauptmann. Marek Hauptmann. Er leitet die Abteilung Verpackungs- und Verarbeitungstechnologien am Fraunhofer IVV und präsentiert auf der interpack mit seinem Team Innovationen für alle Prozessstufen – vom sicheren Material über die Anwendung bis hin zu Strategien für die Datenführung im Materiallebenszyklus.
Technologien im Stoffstrom Rezyklatmaterialien
Zum zuverlässigen und effizienten Siegeln von Monofolien hat das Fraunhofer IVV die patentierte Technologie „HIS“ entwickelt. Im Vergleich zu herkömmlichen Wärmekontaktverfahren spart diese Methode 95 Prozent Energie und ist flexibel einsetzbar, beispielsweise bei anspruchsvollen Anwendungen wie Hochgeschwindigkeitsprozessen, bei temperatursensitiven Produkten oder bei stark limitierten Prozessfenstern.
Um die geforderten Rezyklatquoten zu erreichen, ist bei variierenden Rezyklatgehalten und -qualitäten eine belastbare Bewertung der Verarbeitbarkeit der Materialien entscheidend. Mithilfe der flexiblen Entwicklungs- und Testanlage „MoTiV“ des Fraunhofer IVV können Materialeigenschaften analysiert, Prozessparameter und Werkzeuge gezielt getestet und Prototypen ab Stückzahl 1 realisiert werden. Die Ergebnisse lassen sich durch eine datengestützte Überführung in konkrete Maschineneinstellungen direkt für die Produktion nutzen.
Die tiefziehfähigen Barrierelacke des Fraunhofer IVV vereinen Produktschutz und Tiefziehfähigkeit in einem recyclingfähigen Monomaterial-Konzept, ohne dass es zu Prozess- oder Qualitätseinbußen kommt. Sie sind außerdem für den sicheren und lebensmittelkonformen Einsatz von Rezyklaten bei PP und PET in tiefgezogenen Verpackungen geeignet.
Lösungen für kreislauffähige Verpackungen
Mit dem neuen Fügeverfahren „Papure“ können zu 100 Prozent recycel- und kompostierbare sowie zu 100 Prozent sicher gesiegelte Papierverpackungen hergestellt werden. „Papure“ ermöglicht erstmals das Fügen von Papier ohne Fremdstoffe wie Kunststoffschichten oder Kleber. Dabei wird das Papier zunächst mit einem Laser vorbehandelt und anschließend mit einem speziellen Wärmekontaktsiegelverfahren verbunden.
Darüber hinaus präsentiert das Fraunhofer IVV eine Auswahl innovativer, faserbasierter Verpackungsdemonstratoren und zeigt damit seine Expertise bei der Entwicklung neuer, kreislauffähiger Verpackungslösungen. Dazu zählen tiefgezogene Papierverpackungen mit funktionierender Barrierebeschichtung, sich autonom trennende Multimaterialverpackungen, alternative Verpackungskonzepte aus regionalen Moorpflanzen sowie Beutelverpackungen mit funktionalen Barrieren.
Um ultradünne anorganische Barriereschichten auf Papier und biobasierten Folien aufbringen zu können, hat das Fraunhofer IVV eine spezielle Transferfolie konzipiert. Mithilfe eines indirekten Metallisierungsverfahrens können stabile und reproduzierbare Barriereeigenschaften auch auf unebenen Oberflächen erzielt werden. Die Barriere wird durch einen Transferprozess von der wiederverwendbaren Trägerfolie auf das faserbasierte Material übertragen. Dadurch können selbst anspruchsvolle Produkte zuverlässig geschützt werden. Da nur minimale Kunststoffanteile erforderlich sind, bleiben Rezyklierbarkeit und Biobasiertheit vollständig erhalten. Das Verfahren ist mit bestehenden Anlagen kompatibel und erfordert keine hohen Investitionen.
Digitale Produktion in der Verpackungsindustrie
Gemäß dem Motto „Ask your company’s chatbot“ wurde am Fraunhofer IVV ein digitales Wissensmanagementsystem entwickelt, um zu verhindern, dass Unternehmen durch Personalfluktuation oder Renteneintritte wertvolles Wissen verlieren. Die konkreten Wissensinhalte und -Beziehungen werden mithilfe ingenieurpsychologischer Methoden systematisch erfasst und strukturiert. Ein unternehmensspezifisches Wiki mit integriertem Chatbot stellt das Wissen im Bedarfsfall allen Mitarbeitenden einfach und passgenau zur Verfügung.
Zur automatisierten optischen Qualitätsüberwachung und lückenlosen Dokumentation in der Produktion präsentiert das Fraunhofer IVV das Bedienerassistenzsystem „imageSAM“. Damit lassen sich Abweichungen und Fehler im Produktionsprozess automatisch erkennen, Fehlerursachen identifizieren und mit digitalisiertem Anwendungswissen verknüpfen. Bei Störungen erhalten Bedienende in Echtzeit passgenaue Handlungsanleitungen zur Fehlerbeseitigung. Somit kann auch weniger erfahrenes Produktionspersonal Maschineneinstellungen sicher und fehlerfrei vornehmen.
Eine weitere digitale Lösung zur Qualifikation von Produktionspersonal sind die am Fraunhofer IVV entwickelten VR-Trainings. In der virtuellen Realität lassen sich Maschinenfunktionen, Prozesszusammenhänge sowie Störungsbeseitigungen zeitlich flexibel und abseits der Produktion trainieren. Individuell angepasste didaktische Konzepte tragen dazu bei, Fehlbedienungen zu reduzieren und Rüstzeiten zu verkürzen. Ein zusätzlicher Editor ermöglicht es zudem, VR-Trainings auch ohne Informatikkenntnisse zu erstellen, zu aktualisieren und zu erweitern.
Datengestützte Messung von Effizienz und Ressourcenverbräuchen
Zur datengestützten Erhebung von Energie- und Ressourcenverbräuchen im Zusammenhang mit der Anlageneffizienz in den Bereichen Herstellung und Verpackung stellt das Fraunhofer IVV das Datenerfassungssystem „VERA“ vor. Es kombiniert Verbrauchsmessungen mit den Betriebszuständen der Verarbeitungs- und Verpackungsmaschinen, sodass Verbrauchsdaten pro Verpackung, Maschine beziehungsweise Verfahrensschritt mit einer Genauigkeit von einer Sekunde möglich sind. Damit liefert es Realdaten für Nachhaltigkeitsberichte, beispielsweise für die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD), und zeigt Verbesserungspotenziale auf.
Auch für die komplexe Verpackungsentwicklung liefern die digitalen Tools zur Haltbarkeitsprognose des Fraunhofer IVV belastbare Entscheidungsgrundlagen. Denn schon kleine Änderungen an Material, Folienstärke oder Design können die Haltbarkeit und die Produktqualität beeinflussen. Mithilfe spezieller Simulationen lassen sich verschiedene Szenarien noch vor der industriellen Produktion der Materialien durchspielen, um zu entscheiden, wie die Verpackung konzipiert werden muss, damit Produktschutz und Kunststoffreduktion optimal ausbalanciert werden.
