rezemo GmbH – innovative Verpackungslösung

igu-award-adm | July 23, 2020

Die rezemo GmbH entwickelt und produziert innovative Verpackungslösungen auf Basis von 100% nachwachsenden Rohstoffen, um Alternativen für den Einsatz fossiler Kunststoffe und Aluminium gerade im Bereich von Einwegverpackungen zu schaffen. Mit unserer KAFFEEKAPSEL AUS HOLZ haben wir hierzu ein erstes eindrucksvolles Beispiel am Markt, welches es unseren Kunden ermöglicht ohne schlechtes Gewissen das Convenience-Produkt Kaffeekapseln auch weiterhin genießen zu können. Darüber hinaus ermöglichen wir es anderen Kaffeeröstern, europaweit, am Wachstumsmarkt für Kaffeekapseln mit unserem USP teilzunehmen und hier mit uns gemeinsam eine Plattform für ehrlich nachhaltige Einwegverpackungen zu schaffen – ohne Mikroplastik, nachgewiesen zu 100% biobasiert.
Wir setzen ein 2-Achsen-Linien-Portal aus dem Hause IGUS, zusammen mit der Drive D1 Steuerung, für eine Pick&Place Anwendung innerhalb einer 0-Serien Produktionsanlage auf unserem Shop Floor ein. Innerhalb der Anlage werden unsere Kapseln mit einer außenliegenden und umlaufenden Dichtung aus Naturkautschuk versehen. Die Anlage hat eine Kapazität von ca. 43 Kapseln in der Minute. Das Linien-Portal dient, ausgerüstet mit einem Vakuumgreifer, zur Entnahme der Kapseln aus dem Dosierprozess und anschließender reihenweiser Stapelung dieser auf einem getakteten Förderband, welches daraufhin mit den gestapelten Kapseln durch einen Trockentunnel fährt. Die gesamte Anlage wird durch einen Raspberry-Pi Einplatinencomputer und dessen GPIO Signal Pins gesteuert. Mit Python Scripts sind wir hier in der Lage flexibel verschiedenste Sensorsignale auszulesen und Bewegungen, sowohl mittels pneumatischer Zylinder als auch mittels DC- und Schrittmotoren zu steuern.
Die 0-Serien Produktionsanlage hat mittlerweile mehrere Millionen Takte absolviert und läuft nach wie vor reibungslos.

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Problem:

Als Startup mit vergleichsweise geringem Budget hat uns die Konzeption und Umsetzung des betreffenden Produktionsprozesses vor erhebliche Schwierigkeiten gestellt.
Unsere Kapseln werden im ersten Schritt im Spritzguss aus unserem Holzfaser-PLA Compound urgeformt. Dieser Verbundstoff zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit, jedoch geringe Nachgiebigkeit aus. Um in der Kaffeezubereitung, bei welcher die Kaffeekapseln in der Kapselmaschine mit hohem Wasserdruck beaufschlagt werden nun den Druck hinter der Kapsel zu halten und in diese zu kanalisieren, benötigten wir eine Lösung, um die Kapsel gegen die Maschine abzudichten. Unsere Wettbewerber setzen hier im Falle von Aluminiumkapseln auf Silikone; im Falle von Kunststoffkapseln auf entsprechend nachgiebige Kunststoffe. Da wir unserem Konzept der 100% nachwachsenden Materialen unbedingt treu bleiben wollten (also unseren Werkstoff keinesfalls mit fossilen Kunststoffen anreichern und damit verunreinigen durften), mussten wir, wie im Falle der Aluminiumkapseln eine Lösung für eine umlaufende Dichtung finden – allerdings nicht aus Silikon, sondern aus einem Naturstoff. Wir haben uns hier für Naturkautschuk entschieden und tüftelten daraufhin an einer Lösung diesen in einem automatisierten und reproduzierbaren Prozess auf unsere Kapseln aufzubringen.
So begann die Konzeption einer Produktionsanlage, die wir Stück für Stück aufgebaut und in ihrer Leistung gesteigert haben. Anfänglich noch mit vollständig manueller Zuführung und Entnahme der Kapseln in und aus dem Dosierprozess.

Lösungidee:

Während der gesamten Entwicklung und Weiterentwicklung der Anlage waren die Kosten ein zentraler Aspekt. Es galt mit geringst möglichem Mitteleinsatz eine zuverlässige Anlage zu bauen. Für die Automatisierung der bis dahin noch manuellen Entnahme der Kapseln nach dem Dosiervorgang haben wir uns für eine Handling-Lösung entschieden, welche mit hoher Wiederholgenauigkeit mehrere Fixpunkte möglichst schnell und präzise anfahren können, sollte. Weiterhin war es uns wichtig eine Integration in unsere bisherige Python-basierte Steuerung zu gewährleisten.
Das Linienportal von IGUS in Verbindung mit der D1 ist hierzu eine sehr gute Lösung. Insbesondere die gute Dokumentation und der Support (welchen wir einige Male beratend in Anspruch nehmen konnten) haben uns sehr geholfen die Steuerung in das bisherige Konzept mit unserem Raspberry-Pi zu integrieren, ohne eine teure übergeordnete Steuerung für die Anlage anschaffen zu müssen.
Als weiteres entscheidendes Kriterium sahen wir die schmiermittelfreie Lagerung des Handlings. Mit unserer Anlage werden Bedarfsgegenstände zur Verpackung von Lebensmitteln produziert, da ist es unerlässlich, dass keine Betriebsstoffe auf die Kaffeekapseln übergehen und diese kontaminieren.
Die Low-Cost Automatisierung ermöglicht es uns als Start-up die Investitionen in die entsprechende Produktionsanlage und damit in unsere Produktionskapazität Stück für Stück vorzunehmen.

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