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Verpackungsmaschinen

Wie Verpackungsmaschinen neue Technologien nutzen

| Autor: Jan Vollmuth

Verpackungsmaschinen aus deutschen Landen gehen wie geschnitten Brot. Damit dies so bleibt, setzen die Hersteller unter anderem auf 3D-Druck oder kollaborative Roboter.

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Noch wurden in Deutschland so viele Pakete auf den Weg gebracht wie im Jahr 2017. Davon profitieren auch die Hersteller von Verpackungsmaschinen.
Noch wurden in Deutschland so viele Pakete auf den Weg gebracht wie im Jahr 2017. Davon profitieren auch die Hersteller von Verpackungsmaschinen.
(Bild: gemeinfrei / CC0)

Noch nie wurden in Deutschland so viele Pakete transportiert wie 2017: Knapp 2,84 Mrd. Stück waren es laut der im Juni vorgestellten „KEP-Studie 2018“ des Bundesverbands Paket und Expresslogistik (BIEK) – fast 10 % mehr als im Vorjahr. Ursache für diese Entwicklung ist vor allem der boomende Online-Handel, dank der guten Konjunktur nahm auch die Zahl der B2B-Sendungen zu. Daran wird sich 2018 nichts ändern: Der BIEK rechnet mit 5,5 bis 6 % Wachstum.

Was gut ist für die Logistik, ist gut für den Maschinenbau: Die vielen Pakete, die täglich auf Reisen gehen, müssen schließlich erst einmal ge- und verpackt werden – und die Produkte in den Paketen auch. So meldet der VDMA Fachverband Nahrungsmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen für 2017 denn auch einen Zuwachs der Verpackungsmaschinenproduktion um 3 % auf 6,6 Mrd. Euro. 2018 sei ein Umsatzwachstum von 5 bis 6 % möglich, so der VDMA.

Gute Zeiten für Hersteller von Verpackungsmaschinen

Gute Vorzeichen also für die Hersteller von Verpackungsmaschinen. Damit sie auch in Zukunft den Anforderungen ihrer Kunden gerecht werden, optimieren viele von ihnen die Entwicklung und Produktion ihrer Verpackungstechnik mithilfe moderner Technologien, etwa der additiven Fertigung. Diese Technologie verändert schon heute die Teilefertigung in vielen Industriebranchen, etwa im Flugzeugbau oder der Automobilindustrie: Mit ihr lassen sich Bauteile mit bisher nicht möglichen Funktionalitäten und Eigenschaften herstellen.

Schubert stellt auf der Fachpack in Nürnberg erstmals seinen neuen Cartonpacker vor. Er besteht aus einem Modul und realisiert das Kartonverpacken auf kleinstem Raum.
Schubert stellt auf der Fachpack in Nürnberg erstmals seinen neuen Cartonpacker vor. Er besteht aus einem Modul und realisiert das Kartonverpacken auf kleinstem Raum.
(Bild: Scnhubert)

„Der Vorteil der additiven Fertigung für die Konstruktion liegt in der nahezu grenzenlosen Formgebung, ohne die Kosten in die Höhe zu treiben. So kann man beispielsweise viele Teile in einem komplexen Teil integrieren, etwa Anlenkpunkte für Zylinder oder Vakuumkanäle“, sagt Wolfgang Sedlak, Technischer Leiter Werkzeugkonstruktion von Gerhard Schubert Verpackungsmaschinen. „Außerdem sind Dinge möglich, die früher nicht gingen, etwa Bohrungen um die Ecke legen.“

20.000 Teile aus dem 3D-Drucker

Marcus Schindler, Leiter Teilefertigung bei Gerhard Schubert, ergänzt: „Wir setzen seit 2014 3D-Druck ein. Wir nutzen derzeit drei Verfahren und haben im letzten Jahr bereits 20.000 Teile im additiven Fertigungsverfahren hergestellt. Neben den konstruktiven Vorteilen können wir den Kunden auch verkürzte Lieferzeiten bieten.“

Auf der Fachpack zeigt Optima Consumer die flexible Moduline, mit der flüssige und trockene Produkte aus vielen Branchen verarbeitet werden.
Auf der Fachpack zeigt Optima Consumer die flexible Moduline, mit der flüssige und trockene Produkte aus vielen Branchen verarbeitet werden.
(Bild: Optima)

Auch in Produktionsmaschinen der Optima Packaging Group finden sich bereits in Serie 3D-gedruckte Komponenten. Dabei setzt das Unternehmen u.a. Polyjet- bzw. Inkjet-Verfahren ein sowie Fusded Disposition Modeling (FDM). Die Vorteile sieht das Unternehmen in der reduzierten Komplexität einer Komponente sowie im Leichtbau. So werde heute etwa eine Venturidüse zum Erzeugen von Unterdruck nicht mehr separat eingekauft, sondern im 3D-Druck direkt in ein einziges Bauteil integriert.

Grenzen der additiven Fertigung

Die Grenzen sieht Optima etwa in der Massenproduktion von Bauteilen, hier sei 3D-Druck unrentabel – je höher die Stückzahlen, desto sinnvoller seien aus Sicht des Unternehmens klassische Herstellweisen. Daher erwartet der Hersteller keine Substitution dieser Verfahren durch 3D-Druck, sondern vielmehr eine fruchtbare Koexistenz, wie es in einer offiziellen Mitteilung heißt. Allerdings werde der 3D-Druck in naher Zukunft weiter an Bedeutung gewinnen.

Bei seiner Tochtergesellschaft Nonwovens setzt Optima auf eine weitere Trend-Technologie: Das Unternehmen hat in den letzten zwei Jahren den Einsatz von Cobots getestet und dabei einige sinnvolle Einsatzszenarien entdeckt, zum Beispiel das Unterstützen bei Formatwechselarbeiten und Einstellungsarbeiten an Verpackungsanlagen.

Mensch und Roboter arbeiten zusammen

„Kollaborative Roboter, auch Cobots genannt, eignen sich zur Automatisierung von Montage- und Handhabungsprozessen“, so Sebastian Reitelshöfer vom Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. „Sie werden für die direkte Zusammenarbeit mit Menschen oder in deren unmittelbaren Umgebung eingesetzt. So könnte ein Cobot beispielsweise anstelle eines Menschen schwere Lasten in eine Maschine heben, der damit frei für andere Aufgaben wird.“

Die kollaborierenden Roboterarme von Universal Robots sind typische Vertreter moderner Cobots zur Automatisierung und Optimierung von industriellen Standardprozessen.
Die kollaborierenden Roboterarme von Universal Robots sind typische Vertreter moderner Cobots zur Automatisierung und Optimierung von industriellen Standardprozessen.
(Bild: Universal Robots)

Auch Steffen Künstner, CEO von Jugard + Künstner, einem Spezialisten für Produktion und Automation, sieht in Cobots vor allem eine unkomplizierte und kostengünstige Methode, um monotone, sich wiederholende Aufgaben auszuführen, während das Fachpersonal anspruchsvollere Aufgaben erledigt. Seiner Meinung nach eignen sich Cobots vor allem für Pick&Place, Werkzeugwechsel, Be- und Entladen oder die Qualitätsprüfung, wo sie häufig bessere Ergebnisse erzielen als Menschen.

Sicherheit ist oberstes Gebot

Bei Nonwovens werden derzeit weitere Cobot-Tätigkeiten erprobt. Insbesondere das direkte Umfeld der Anlagen biete sich als Einsatzgebiet für Cobots an, schreibt das Unternehmen. Dabei stehe jederzeit die Sicherheit der Menschen, die mit Cobots arbeiten, im Mittelpunkt der Entwicklung.

Additive Fertigung und der Einsatz von Cobots sind nur zwei Beispiele für noch junge Technologien, mit denen sich die Hersteller von Verpackungsmaschinen fit machen wollen für die Zukunft. Die Chancen dafür stehen gut.

Dieser Beitrag erschien zuerst auf unserem Partnerportal Konstruktionspraxis und wurde von Jan Vollmuth betreut.

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