Die Herstellung einer Styroporverpackung egal mit welchem Verfahren ist in bestimmte Schritte gegliedert.
Der Prozess beginnt mit einem Auftrag, also das Produkt was verpackt werden soll ist in seinen Dimensionen, und seiner Anfälligkeit gegenüber äußeren Einflüssen bekannt.
Danach muss die Verpackung entwickelt werden. Dies erfolgt durch die Berechnung der Polsterdicke, so dass diese in der Lage ist bestimmte Stoßkräfte aufzunehmen und auszuhalten ohne kaputt zu gehen. Weiter ist auf die materialsparende Konstruktion und auf die Regeln der verschiedenen Verfahren zu achten. Hier sollten so wenig Kosten wie nur möglich entstehen.
Dabei sind folgende Fragen zu beantworten:
| 1. | Welche Abmessung und welches Gewicht hat mein zu verpackendes Produkt? |
| 2. | Wie empfindlich ist mein Produkt? |
| 3. | Vor welchen äußern Einflüssen muss es geschützt werden? |
| 4. | Wie wird es gelagert und transportiert? |
| 5. | Welche Handlingeigenschaften muss meine Verpackung besitzen? |
Nachdem die Verpackung hergestellt wurde, muss diese gelagert und dann zum Kunden geliefert werden.
Diese Schritte werden nun im nachfolgenden Kapitel an einem Beispiel dargestellt.
Bild V.1 :Herstellung einer Styroporverpackung
| V.1.1 | Beschreibung der zu verpackenden Produkte |
Im Folgenden soll ein 51kg schwere Kühlschrank welcher 140cm hoch, 55cm breit und 64 cm tief ist mittels EPS mit einer Rohdichte von 20 kg/m³ verpackt werden.
Das Produkt kann als mäßig robust eingestuft werden und erhält somit den Stoßfaktor 85. Dieses muss weder vor Kälte noch Wärme geschützt werden sondern gegen Stoß und Verschmutzung. In diesem Falle übernimmt ein Karton den Schutz vor Schmutz. Das Styropor soll die statischen Belastungen kompensieren.
Der Transport kann mit einem Stapler erfolgen, auch die Lagerung erfolgt auf Paletten und im Stapel. Dabei ist die Stapelgröße des Kühlschrankes auf 4 Geräte beschränkt.
Man muss in der Lage sein können, das Produkt, welches relativ schwer ist aus dem Karton zu entnehmen und hineinstellen zu können. Dies muss bei der Entwicklung der Verpackung unbedingt beachtet werden. Auf das Handling der gesamten Verpackung hat das Styropor keinen Einfluss.
| V.1.2 | Entwicklung und Konstruktion |
Nach der Berechnung erfolgte die Konstruktion der Verpackung mittels Auto CAD (dazu Anlage A1-1-A1-4) und CorelCAD.
Bild V.2: Ergebnisliste der Verpackungsberechnung
Bild V.3: Styroporverpackung für den Kühlschrank
Wie schon erwähnt soll die Verpackung aus Styropor nur das Produkt vor Krafteinwirkung schützen. Dadurch hat sie keinen Einfluss auf das Handling der gesamten Verpackung. Nun soll geklärt werden wie man das Produkt und die Styroporverpackung in den Karton stellen kann.
Schritt 1: Der Boden wird in den Karton eingelegt.
Schritt 2: Der Kühlschrank wird in den Karton gestellt.
Schritt 3: Die Seitenpolster werden eingelegt.
Schritt 4: Der obere Schutz wird darüber gelegt.
Bild V.4: Einpacken des Kühlschrankes
| V.1.3 | Produktion |
Zu Produktion zählt die Arbeitsvorbereitung, die Logistik und Materialwirtschaft sowie der fertigungstechnische Prozess als auch die Qualitätssicherung. Ein Produkt muss im Voraus konstruiert und gezeichnet werden, weiter müssen die Zeichnungen weiterbearbeitet und an die Maschine mittels Steuerung weitergegeben werden. Zum Fertigungsprozess zählt auch die Qualitätssicherung, um den Prozess möglichst fehlerfrei ablaufen zu lassen. Doch um einen reibungsfreien Fertigungsprozess zu sichern, muss Material vorhanden sein, und die Maschine muss eingerichtet sein.
Heißdrahtschneidemaschine
Ausgewählt wurde die DDE Maschine welche ein Arbeitsvolumen 1,2 X1,2 X 2,5 bietet. Über die Schneidlänge wird ein 0,4 mm starker Draht gespannt.
Nach diesen Vorüberlegungen muss die Schneidreihenfolge festgelegt werden. Dabei ist besonders auf die optimale Anordnung zu achten. Nun werden die einzelnen Teile wie folgt aufgeteilt. Es wurde ein Styroporblock mit dem Standartformat 1m x 1 m x 2,5 gewählt. In diesem sollten die Teile der Verpackung so angeordnet sein, das der Block vollständig ausgefüllt ist oder so, das die Styroporreste möglichst zusammenhängend sind
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Bild V.5: Aufteilung der Schnitte
Das Bild zeigt nun ganz deutlich, das der Styroporrest ein großer Block ist mit dem man weiterarbeiten kann. Auch ist die Anordnung der Einzelteile so gewählt, dass die Seitenteile von dem Deckel und dem Boden getrennt sind, so dass die Verwechslungsgefahr gering ist.
Nun wird die Arbeitsvorbereitung mittels AutoCAD und OptimPro durchgeführt, dies beinhaltet, dass sich der Konstrukteur ein 2 dimensionales Bild der Verpackung anfertigt um den dwg-File danach in den dxf-File umzuwandeln zu können. Nun kann der Bearbeiter diese im OptimPro noch weiter für den Schneidprozess vorbereiten falls dies nötig sein sollte. Aber der dxf-File muss im Programm in eine Plot- Datei umgewandelt werden.
Nachdem mit Hilfe der Simulationen der Schneiprozess schon vorab durchlaufen wurde, kann die Plot- Datei direkt in FoamCut gelesen werden und mit der Produktion wird begonnen.
Dazu sind die folgenden Arbeitsgänge notwendig:
Bild V.6: Schnitt 1: Ausschneiden der Einzelteile
Bild V.7: Schritt 2: Verkleben der Einzelteile
Wasserstrahlschneidemaschine
Bei der Anwendung der Wasserstrahlschneidmaschine sind die Arbeitsvorbereitungen und Nachbereitung ähnlich dem Heißdrahtschneiden. Aber es ist zu bedenken, dass das Wasserstrahlschneiden auf eine maximal Schnitttiefe von 50cm beschränkt ist. Das heißt es müssen andere Schnitte geplant werden und das Styropor muss vorher auf eine Stärke von max. 50cm zugeschnitten sein. Dies erfordert dann wesentlich mehr Schnitte.
Formteilautomat
Bei der Produktion dieser Teile mittels Formteilautomaten, beginnt der Prozess mit der Arbeitsvorbereitung. Auch hier ist die Anfertigung einer CAD Zeichnung unerlässlich, denn nach dieser muss eine Form gefertigt werden. Bei der Konstruktion dieser Form müssen bestimmte Regeln eingehalten werden. Nachdem die Form konstruiert wurde kann man diese entweder von einem Werkzeugmacher bauen lassen oder man fertigt diese selbst an.
Ist die Form fertig, so kann die Produktion beginnen. Der Arbeiter muss die Form einlegen und alle notwendigen Parameter an der Maschine einstellen. Dies sind zum Beispiel, Staudruck Bedampfungszeit und der zum Bedampfen benötigte Druck. Weiter muss der Arbeiter wissen welche Menge einzufüllen ist. Diese Werte werden über eine Computer Steuerung an die Maschine weitergegeben. Werden hier Parameter falsch eingegeben, können diese zu einer Veränderung der Rohdichte führen, hier ändern sich die Werkstoffeigenschaften. Ausschlaggebend ist die Abweichung der statischen Eigenschaften, besonders wenn die zul. Spannung eines Werkstoffes durch verringerte Rohdichte kleiner wird. Denn die Berechnung der Statik beruht auf anderen Werten. Diese Teile sind alle Ausschuss und der Rohstoff ist für das Unternehmen verloren.
Nachdem das Teil fertig ist, muss es kurz abkühlen und dann kann es entnommen werden. Nachdem es ca. 4 Wochen lagerte, hat es die notwendige Stabilität und kann verkauft werden.
Messerschneiden
Bevor mit der Produktion begonnen werden kann, ist es wie bei anderen Verfahren erforderlich, das eine Zeichnung des Werkstückes angefertigt werden muss. Dies erfolgt ähnlich wie beim Heißdrahtschneiden. Es müssen vorher die Schnitte festgelegt werden, mit dem geringsten Materialverlust. Zu beachten ist hier wie bei den anderen mechanischen verfahren auch, dass der Schneidspalt zugegeben wird. Dann kann die Zeichnung direkt an die Maschine weiter gegeben werden und dadurch spart man Programmieraufwand. Aber es besteht die Möglichkeit das Programm auch direkt an der Maschine einzugeben.
Nun wird der Styroporblock in die Halteform gelegt und der Schneidprozess kann begonnen werden Nachdem Die Kontur ausgeschnitten ist, ist es notwendig die einzelnen Teile miteinander zu verkleben.