Verpackt wie gedruckt

Zukunftsmusik? Einzelverpackungen aus dem 3D-Drucker

 

Wer Einzelanfertigungen oder Kleinserien herstellt, weiß: Es lohnt sich nicht, spezielle Verpackungslösungen zu entwickeln – dabei sind die notwendig, denn genau diese Waren sind oft teure Einzelstücke oder Prototypen, die unbedingt vor Transportschäden geschützt werden müssen. Beim Institut für Verpackungstechnik (IfV) in Dortmund haben Forscher jetzt eine Lösung entwickelt. Sie basiert auf dem Riesen-Chinaschilf (lat. Miscanthus).

 

Jörg-Loges
„Mit generativen Fertigungsverfahren, zu denen der 3D-Druck zählt, können sowohl die Herstellungskosten als auch Herstellzeiten reduziert werden.“ Dipl.-Ing. Jörg Loges, Stellvertretender Leiter, Institut für Verpackungstechnik des VVL e.V.

 

Dieser nachwachsende Rohstoff wird mit den Möglichkeiten des 3D-Drucks kombiniert. »Mit generativen Fertigungsverfahren, zu denen der 3D-Druck zählt, können sowohl die Herstellungskosten als auch Herstellzeiten reduziert werden«, erläutert Jörg Loges, der stellvertretende Leiter des IfV.

 

So funktioniert’s: CAD-Daten des Einzelstücks werden mit einer eigens für diesen Zweck entwickelten Software in ein »Negativ« umgewandelt. Es entspricht im Groben bereits der gedruckten Verpackung. Damit kein künstlicher Stoff verwendet wird, sind die Forscher auf Miscanthusstroh als Füllmaterial gestoßen. Das Riesen-Chinaschilf wird als Dämmstoff für Fachwerkhäuser oder als Brennstoff verwendet. Für den 3D-Druck wird eine Mischung der sehr feinen, kurzfaserigen Bestandteile benötigt. Das IfV entwickelte ergänzend einen biologisch abbaubaren Binder.

3D-Drcuk-Verpackung
CAD-Modell der 3D-gedruckten Verpackung für das Messer-Wachsmodell.

 

Mischung und Binder kommen in einen handelsüblichen 3D-Drucker, der die Verpackungen schichtweise druckt. Je dünner die Schicht, desto exakter die Form. »Durch den Wegfall des Formenbaus lassen sich erhebliche Kosteneinsparungen realisieren«, sagt Diplom-Ingenieur Jörg Loges. Auch das Lagervolumen reduziere sich deutlich, »für gedruckte Verpackungen müssen lediglich Pulver und der Binder vorgehalten werden«.

3D-Drcuk-Verpackung
Gedruckte Transportverpackung für das Feinguss-Wachsmodell eines chirurgischen Messers.

 

Noch ist das Verfahren Zukunftsmusik, denn die verwendeten Rohstoffe – speziell Miscanthus – gilt es materialtechnisch zu untersuchen. Festigkeitswerte, die Eignung als Transportschutz und -sicherung müssen noch ermittelt werden – und im Praxiseinsatz wird sich zeigen, ob künftig die Verpackung aus dem Drucker kommt.

 


 

Fotos: Hamsterdancer/Wikipedia (1), IfV des VVL e. V. (1), Beckmann Institut für Technologieentwicklung e. V. (1)

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