Prototyping für Verpackungen aus dem 3D-Drucker

Carsten Wehri, Pöppelmann Famac, Lohne

Weil die Wahl der Verpackung marktentscheidend sein kann, arbeiten viele Unternehmen in der Entwicklung mit Spezialisten zusammen. Dazu zählen die Experten der Pöppelmann GmbH & Co. KG aus Lohne. „Unser Erfolgsrezept basiert auf zwei Komponenten: einer professionellen Entwicklung des Designs nach einem internationalen gestalterischen Konzept sowie der schnellen Herstellung von Prototypen, anhand derer die Entwürfe bei uns bis zur Marktreife weiterentwickelt werden“, erklärt Engelbert Rechtien, Vertriebsleiter bei Pöppelmann Famac. Dabei arbeiten die Verpackungsentwickler bei Pöppelmann Famac nach dem Universal-Design-Konzept. Der Gedanke, der dahintersteht. Produkte und Verpackungen sollen unter genauer Betrachtung der Eigenschaften und Bedürfnisse der Nutzer gestaltet werden, sodass sie für so viele Menschen wie möglich ohne weitere Anpassung und Spezialisierung nutzbar sind.

Ein wichtiger Schritt in der Entwicklung von Verpackungen ist die Herstellung von 3D-Modellen. Die additive Fertigung ermöglicht es, in kurzer Zeit Prototypen zu erstellen – und somit eine am Rechner ausgearbeitete Idee zum Leben zu erwecken. Aus CAD-Daten bauen hauseigene 3D-Drucker innerhalb von wenigen Stunden ein dreidimensionales 1:1-Modell des Entwurfs auf. Die äußere Kontur des Produkts wird angelegt und anschließend das Material Schicht für Schicht in dünnen Lagen aufgetragen. Ist eine Lage erstarrt, wird die nächste „gedruckt“.

Die Drucker, die zur Erstellung der Prototypen bei Pöppelmann Famac zum Einsatz kommen, können selbst komplexe Strukturen originalgetreu wiedergeben und dafür ganz unterschiedliche Werkstoffe verwenden. So lassen sich sogar Prototypen aus transparentem Material herstellen. In enger Abstimmung mit dem Kunden werden dann anhand der Modelle Funktionsprüfungen vorgenommen. Schließlich soll am Ende ein Produkt stehen, das Serienreife besitzt.

Erst wenn dies geschehen ist, beginnt die aufwendige Anfertigung eines Serienwerkzeugs im hauseigenen Werkzeugbau des niedersächsischen Unternehmens, mit dem dann die industrielle Serienfertigung durchgeführt werden kann. Diese findet für Verpackungen von Produkten für die Pharmaindustrie und Medizintechnik auch unter Reinraum-Produktionsbedingungen gemäß geltender Standards statt. So wird die Verpackungsentwicklung bei Pöppelmann Famac von der ersten Idee bis zur Serienfertigung unter einem Dach begleitet. „Auf die beschriebene Weise sind bereits eine Vielzahl innovativer Verpackungsideen in unserem Hause entstanden“, so Rechtien.

Für Bullrich-Salz, ein traditionsreiches pharmazeutisches Produkt, das in Tablettenform und als Pulver angeboten wird, haben die Spezialisten die ursprüngliche, den Anwendern vertraute Verpackung sorgsam modernisiert und noch funktionaler gestaltet. Die äußeren Konturen des Spenders aus Kunststoff wurden für eine angenehme Haptik sanft abgerundet. Ein neuer Scharnierdeckel mit Originalitätsverschluss erleichtert die Dosierung.

Der Clou der Verpackungen ist ein vorkonfektioniertes, wiederverschließbares Bodenfach für ein Mitnahmeröhrchen, das die Tabletten-Großpackung ergänzt. „Für das Produkt in Pulverform ließe sich hier beispielsweise auch eine kleine Schaufel für die Dosierung hinzufügen – ein echter Zusatznutzen also. Mithilfe der Modellerstellung in 3D-Drucktechnologie sind wir zu einem überzeugenden Ergebnis gelangt, das insgesamt funktionaler, anwenderfreundlicher, optisch moderner und dennoch wiedererkennbar ist“, erklärt Vertriebsspezialist Rechtien.

Gerade aufwendige und außergewöhnliche Lösungen profitieren in der Entwicklungsarbeit stark von der Möglichkeit der additiven Prototypenfertigung. „Zu unseren echten Innovationen zählt ein Globuli-Spender, der aus einem dreiteiligen System besteht“, erzählt der Experte für Verpackungen. Dabei handelt es sich um eine Kunststoffkappe für eine Glasflasche, die eine Einzeldosierung von Globuli mittels Drehfunktion ermöglicht. Durch das hochtransparente Material kann der Benutzer die zu dosierenden Globuli von außen sehen. Die im Kundendesign gestaltete Kappe besitzt einen Originalitätsverschluss mit Erstöffnungsgarantie. Das System, ursprünglich auf speziellen Kundenwunsch kreiert, lässt sich auch für andere Anwendungen anpassen.

Auf diese Weise gelangen viele der individuellen Lösungen schließlich in das Standardsortiment von Pöppelmann Famac. Dazu zählen auch die Tropfereinsätze für wässrige, alkoholische und ölige Präparate. In sorgfältiger Entwicklungsarbeit entstand eine Serie, die eine optimale Dichtkontur von Tropfer zu Glasflasche und ein perfektes Dichtsystem zwischen Kappe und Tropfer gewährleistet. Die vollkommen umgebungsdichte Verpackung lässt sich mit einem nach DIN 8317 zertifizierten Kindersicherheitsverschluss versehen.

„Einer modernen, markt- und zukunftsfähigen Verpackung nach Universal-Design-Kriterien geht eine lange Entwicklungsarbeit voraus. Mit unseren Prototypen zum Anfassen im 3D-Druckverfahren beschleunigen wir die Abstimmung mit unseren Kunden. Das spart Zeit und Kosten in der Entwicklungsphase“, unterstreicht Engelbert Rechtien abschließend. ■

Anwender müssen sichergehen können, dass getestete Artikel funktionieren, wenn diese in Serie im Einsatz sind. Ein Prototyp im Echtmaterial bietet bei der Entwicklung erhebliche Vorteile. Die Lösung: Rapid Tooling. Hier entsteht nicht der vollständige Artikel, sondern der Werkzeugeinsatz via 3D-Druck. Das Grundwerkzeug besteht aus Stahl, der Werkzeugeinsatz jedoch nicht. Stattdessen wird er aus einem Kunststoffträgermaterial gedruckt, mit dem Grundwerkzeug verschraubt und wie ein übliches Stahlwerkzeug auf die kunststoffverarbeitende Maschine montiert. Der Kunststoffartikel wird dann im Echtmaterial gefertigt. Dank Rapid Tooling kann sich der Kunde so bereits im Entwicklungsstadium einen genauen Eindruck über das Aussehen und die Eigenschaften des Serienprodukts verschaffen. Selbst die Farbe kann entsprechend der des Serienprodukts vorher ausgewählt werden.

Bild: Pöppelmann