Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kartonagen-Kleinserien und -Prototypen im Wasserstrahlverfahren

23.02.2001


Ein flexibles Fertigungssystem produziert sowohl Prototypen von Verpackungen als auch Kleinserien schnell, kostengünstig und qualitativ hochwertig.

Die Verpackung gewinnt immer größere Bedeutung bei der Vermarktung von Produkten. Schon im frühen Entwicklungsstadium werden marketingrelevante Überlegungen angestellt, die über Zielgruppe und Vermarktungsstrategie entscheiden. Für die entsprechenden Designstudien und die notwendige Bemusterung der Verpackung stehen bisher nur sehr zeitaufwendige (Handfertigung, Musterplotter) oder sehr kostenintensive (Stanzen) Fertigungsmöglichkeiten zur Verfügung. Ein flexibles Fertigungssystem, das Prototypen von Verpackungen oder Kleinserien schnell, kostengünstig und qualitativ hochwertig herstellen kann, existiert momentan noch nicht.

Im Auftrag und in Zusammenarbeit mit der Firma Lasercomb-Laser Combination Systems GmbH & Co. KG, Notzingen, die Musterplotter herstellt und vertreibt, hat das Fraunhofer IPA eine verkettete Komplettbearbeitungsanlage für das Einbringen von Rillungen sowie das Ausschneiden der zweidimensionalen Ausgangsform aus Karton mit Hilfe der Wasserstrahltechnik entwickelt. Die Anlage besteht aus zwei Bearbeitungsstationen, die über einen Kettenförderer verbunden sind. Eine automatische Kartonagenzuführung und -abführung ermöglicht einen vollautomatisierten Betrieb der Anlage. Beide Bearbeitungsstationen verfügen über je zwei x, y-Lineareinheiten auf denen je ein Werkzeugkopf angebracht ist. Die Köpfe der ersten Station sind mit Rillkufe oder Rillrad sowie mit einem Schneidmesser ausgestattet. Sie bringen im ersten Arbeitsgang die Rillungen in die Kartonage ein und perforieren sie. Werkzeugeingriff und Orientierung der Werkzeuge werden über je eine Linear- und eine Drehachse gesteuert. Optional besteht die Möglichkeit, an den Werkzeugköpfen einen Fräser anzubringen, der eine Gegenzurichtung für das Rillen von Vollpappe anfertigt.

Die Wasserstrahlvorrichtungen befinden sich an den Werkzeugköpfen der zweiten Station. Sie schneiden die zweidimensionale Kontur der Verpackung aus. Mit Hilfe einer Hochdruckwasserstrahlpumpe lassen sich Drücke bis 4000 bar erreichen. Der hohe Druck in Kombination mit sehr kleinen Düsendurchmessern verhindert, dass die Kartonage beim Schneiden zu feucht wird. Die Ansteuerung der insgesamt 13 Achsen übernimmt eine NC-Steuerung von Rexroth Indramat, Lohr. Die Software dazu hat das Team von Dr.-Ing. Thomas Haller am Fraunhofer IPA entwickelt. Mit ihr kann ein am CAD-System entwickeltes Layout direkt auf die Anlage übertragen und in der gewünschten Stückzahl gefertigt werden.

»So eine flexible Lösung ist gerade für kleine und mittlere Kartonagenverarbeiter interessant«, weiß Haller. »Sie können mit einer Anlage sowohl Bemusterungsprotoypen als auch verkaufsfertige Kartonagen und Verpackungen in Kleinserien bis ca. 10 000 Stück wirtschaftlich und qualitativ hochwertig herstellen«, erklärt er. Für die Serienproduktion von Faltschachteln in Stückzahlen größer 10 000 sind nach wie vor aufwendige Stanzmaschinen nötig. Diese Maschinen arbeiten mit bis zu 5 000 Stanzungen pro Stunde. Durch den Einsatz von Mehrfachwerkzeugen können so mehrere 10 000 Wellpappe- oder Kartonagenformen pro Stunde ausgestanzt werden. Für geringere Auflagenstärken ist das Herstellen und Einrüsten der entsprechenden Werkzeuge jedoch unrentabel. Deshalb kommen bei Losgrößen zwischen 1 000 und 2 000 Stück mit Stanzformen ausgerüstete Handtiegel zum Einsatz, bei denen jeder Rohling einzeln und von Hand eingelegt wird. Auch die Stanzung wird hierbei manuell ausgeführt. Der hohe Werkzeugbauaufwand entspricht jedoch dem der automatischen Stanzmaschine.

Für Verpackungsprototypen zur Bemusterung sowie für Losgrößen kleiner zehn Stück kommen bislang Musterplotter zum Einsatz. Diese Plotter sind zwar sehr flexibel, aufgrund ihrer geringen Bearbeitungsgeschwindigkeit für größere Serien jedoch nicht rentabel.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dr.-Ing. Thomas Haller
Telefon: 0711/970-1826, Telefax: 0711/970-1004, E-Mail: toh@ipa.fhg.de

Dipl.-Ing. Michaela Neuner | idw

Weitere Berichte zu: Kartonagen-Kleinserie Kleinserie Musterplotter

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Neue Methode für sichere Herstellung von Nylon-Vorstufe
30.11.2018 | Universität Bielefeld

nachricht Selbstorganisierte, molekulare Monolagen für effiziente Perowskit-Solarzellen
26.11.2018 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Datenspeicherung mit einzelnen Molekülen

Forschende der Universität Basel berichten von einer neuen Methode, bei der sich der Aggregatzustand weniger Atome oder Moleküle innerhalb eines Netzwerks gezielt steuern lässt. Sie basiert auf der spontanen Selbstorganisation von Molekülen zu ausgedehnten Netzwerken mit Poren von etwa einem Nanometer Grösse. Im Wissenschaftsmagazin «small» berichten die Physikerinnen und Physiker von den Untersuchungen, die für die Entwicklung neuer Speichermedien von besonderer Bedeutung sein können.

Weltweit laufen Bestrebungen, Datenspeicher immer weiter zu verkleinern, um so auf kleinstem Raum eine möglichst hohe Speicherkapazität zu erreichen. Bei fast...

Im Focus: Data storage using individual molecules

Researchers from the University of Basel have reported a new method that allows the physical state of just a few atoms or molecules within a network to be controlled. It is based on the spontaneous self-organization of molecules into extensive networks with pores about one nanometer in size. In the journal ‘small’, the physicists reported on their investigations, which could be of particular importance for the development of new storage devices.

Around the world, researchers are attempting to shrink data storage devices to achieve as large a storage capacity in as small a space as possible. In almost...

Im Focus: Data use draining your battery? Tiny device to speed up memory while also saving power

The more objects we make "smart," from watches to entire buildings, the greater the need for these devices to store and retrieve massive amounts of data quickly without consuming too much power.

Millions of new memory cells could be part of a computer chip and provide that speed and energy savings, thanks to the discovery of a previously unobserved...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Außergewöhnliche Notoperation der Gefäßchirurgie am LMU-Klinikum München

17.12.2018 | Medizintechnik

Träge Miniroboter fliegen aus der Kurve

17.12.2018 | Physik Astronomie

Datenspeicherung mit einzelnen Molekülen

17.12.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics