Case-Study – Entwicklung einer siegelbaren Mehrwegschale im Prototypenspritzguss

Im Rahmen dieses Projekts arbeitete die BARLOG Plastics GmbH in enger Abstimmung mit der reCup GmbH zusammen, um mithilfe des Prototypenspritzgussverfahrens das Design, die Handhabung und die Materialeigenschaften des Produkts umfassend zu testen. Ziel war es, die siegelbare Mehrwegschale vor dem Start der Serienproduktion intensiv zu erproben und auf ihre Praxistauglichkeit hin zu überprüfen. Die reCup GmbH verfolgt das Ziel, ein Mehrwegsystem für die Ausgabe von Speisen und Getränken bereitzustellen. Zu diesem Zweck wurde ein Pfandsystem für Mehrweggeschirr entwickelt, das die gewohnte To-go-Nutzung mit einer wiederverwendbaren Alternative verbindet.

Projektbeschreibung: Bauteil und Anforderungen

Im Rahmen einer Kooperation zwischen der BARLOG Plastics GmbH und der reCup GmbH wurde die Entwicklung einer Mehrwegschale mit Siegelfunktion vorangetrieben. Ziel des Projekts war es, das Bauteil vor der Serienproduktion hinsichtlich Design, Handhabung und Materialverhalten zu evaluieren. Gefertigt wurde die Schale im Prototypenspritzgussverfahren, um schnell und praxisnah Erkenntnisse zur Geometrie, Funktionalität und Herstellbarkeit zu gewinnen.

Herausforderungen

Kleinserie

Statt direkt in ein Serienwerkzeug zu investieren, sollte das Produkt zunächst in einer Kleinserie getestet werden. Dies ermöglichte eine flexible Anpassung der Bauteilgeometrie und eine effiziente Testphase ohne hohe Werkzeuginvestitionen. Ziel war es, fundierte Erkenntnisse für eine spätere Serienfertigung zu gewinnen.

Anforderungen

Die Schale sollte sowohl funktionale als auch ästhetische Anforderungen erfüllen. Darüber hinaus wurde eine Lösung angestrebt, die für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet ist und die entsprechenden regulatorischen Anforderungen erfüllt.

Anforderungen an Material und Nutzungskonzept

Ein zentrales Projektziel bestand darin, die Anforderungen eines Mehrwegsystems umzusetzen. Die siegelbare Mehrwegschale ist Teil eines Pfandsystems, das die Nutzung von To-go-Angeboten mit einer wiederverwendbaren Verpackungslösung verbindet. Entsprechend mussten sowohl technische als auch anwendungsspezifische Anforderungen berücksichtigt werden.

Lösungsansätze und Prozessgestaltung

1. Kleinserie durch Prototypenspritzgussverfahren

Die Kleinserie konnte durch das Prototypenspritzgussverfahren realisiert werden. Dieses Verfahren ermöglicht die schnelle und kosteneffiziente Herstellung funktionsfähiger Kunststoffbauteile in kleinen Stückzahlen. Dabei kommen vereinfachte oder temporäre Werkzeuge, meist aus Aluminium oder weicherem Stahl, zum Einsatz, die deutlich schneller und kostengünstiger hergestellt werden können als Serienwerkzeuge.

2. GMP-Fertigung

Durch die Good Manufacturing Practice (GMP)-Fertigung konnten die hohen Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen für Anwendungen im Lebensmittelkontakt erfüllt werden.

GMP ist ein international anerkanntes Regelwerk, das sicherstellen soll, dass Produkte:

• gleichbleibend hochwertig,
• sicher für Verbraucher,
• frei von Verunreinigungen und
• rückverfolgbar

hergestellt werden.

Die Produktion erfolgte gemäß den GMP-Richtlinien sowie der Verordnung (EG) Nr. 2023/2006 über gute Herstellungspraxis für Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen.

3. Material- und Produktkonzept

Bei der Entwicklung wurde ein Monomaterialkonzept auf Basis von PP umgesetzt. Das verwendete Material erfüllte die technischen Anforderungen an die Anwendung und eignete sich für den Einsatz innerhalb des vorgesehenen Mehrwegsystems. Das Monomaterialdesign erleichtert zudem die sortenreine Erfassung und Verwertung am Ende der Nutzungsphase, sofern entsprechende Sammel- und Verwertungssysteme vorhanden sind.

Ergebnisse und Erkenntnisse

Das Projekt verdeutlicht, wie durch den Einsatz des Prototypenspritzgussverfahrens praxisnahe Tests und wertvolle Erkenntnisse für die spätere Serienproduktion gewonnen werden können:

Realitätsnahe Funktionsprüfung

Die frühe Fertigung von Prototypenteilen ermöglichte umfassende Tests unter realen Bedingungen, insbesondere hinsichtlich Handhabung, Stabilität und Materialverhalten der Schale.

GMP-Fertigung

Die Entwicklung der Schale verfolgte das Ziel, sowohl funktionale als auch ästhetische Anforderungen zu erfüllen. Besonders hervorzuheben ist, dass die Schale für den vorgesehenen Einsatzbereich in der Lebensmittelindustrie geeignet ist und die entsprechenden Anforderungen an Sicherheit und Hygiene erfüllt.

Material- und Nutzungskonzept

Durch die Wahl eines PP-Monomaterials konnten die Anforderungen des Mehrwegsystems berücksichtigt werden. Zudem ermöglicht das Materialkonzept eine sortenreine Verwertung nach Ende der Nutzungsphase, sofern geeignete Sammel- und Verwertungsstrukturen genutzt werden.

Vorteile der Zusammenarbeit mit BARLOG Plastics

Flexible und kosteneffiziente Prototypenfertigung

Durch den Einsatz des Prototypenspritzgussverfahrens konnte eine schnelle und wirtschaftliche Kleinserienfertigung realisiert werden. Dies ermöglichte praxisnahe Tests und wertvolle Erkenntnisse für die spätere Serienfertigung.

Hohe Qualitätsstandards durch GMP-Fertigung

Dank der GMP-Fertigung stellte BARLOG Plastics sicher, dass die entwickelten Produkte die hohen Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen für Anwendungen im Lebensmittelkontakt erfüllen. Dies ermöglicht eine lückenlose Rückverfolgbarkeit sowie die Einhaltung relevanter Hygieneanforderungen.

Unterstützung bei der Umsetzung von Mehrwegkonzepten

BARLOG Plastics unterstützte die Entwicklung eines Produkts für ein Mehrwegsystem durch die Auswahl geeigneter Werkstoffe, die technische Auslegung des Bauteils sowie die Fertigung einer funktionsfähigen Kleinserie. Dadurch konnten wichtige Erkenntnisse für die spätere Serienproduktion gewonnen werden.

Fazit

Das Projekt zeigt, wie durch vorausschauende Planung, flexible Prototypenentwicklung und eine anwendungsorientierte Produktentwicklung neue Produkte effizient realisiert werden können. Die gewonnenen Erkenntnisse bilden eine wichtige Grundlage für die weitere Entwicklung und Optimierung von Verpackungslösungen für Mehrwegsysteme.