Rockwell: elektrostatisches Druckverfahren für individualisierte Dosen

Individualisierte Verpackungen können in kleinen Mengen kosteneffizient bedruckt werden. (Illustration: Sergey85/shutterstock.com)
Individualisierte Verpackungen können in kleinen Mengen kosteneffizient bedruckt werden. (Illustration: Sergey85/shutterstock.com)

Mit einer Geschwindigkeit von bis zu 150 Dosen pro Minute ist die Lösung von Tonejet und Rockwell Automation besonders für Craft-Brauereien und andere Getränkehersteller interessant, da sie deren Anforderungen für eine personalisierte Verpackung in kleinen Mengen erfüllt und gleichzeitig kosteneffizient ist.

Was als Trend bei Hobbybrauern begann, ist inzwischen zu einem weltweit blühenden Geschäftsmodell geworden: Craft-Biere. Inzwischen sind auch andere Produkte wie Cider oder Limonade auf den Zug der Craft-Getränke aufgesprungen. In einem Markt, in dem die Verbraucher zunehmend auf Waren aus Massenproduktion verzichten und die Authentizität handwerklich hergestellter Produkte und Geschmäcke bevorzugen, ist das nicht verwunderlich.

Diese Entwicklung hat wiederum zu einem wachsenden Bedarf an personalisierten Bier- und Getränkedosen geführt, mit denen sich die Markentreue stärken lässt. Die damit verbundenen Vorteile sind auch großen Herstellern nicht entgangen, weshalb sie damit begonnen haben, ihr Portfolio um Craft-Getränke zu erweitern.

Die in der Massenproduktion zum Bedrucken der Dosen eingesetzten Maschinen, sei es bei Bier oder alkoholfreien Getränken wie Cola, sind jedoch nicht für kleinere Druckauflagen ausgelegt. Ihre Anschaffungskosten sind enorm, und sie wurden für ein wirtschaftliches Bedrucken von 70.000 bis 80.000 Dosen pro Minute konzipiert. Derartige Mengen übersteigen den Produktionsumfang einer Craft-Brauerei um ein Vielfaches. Gerade kleinere Brauhäuser produzieren deutlich weniger Dosen eines bestimmten Getränks bzw. einer Geschmacksrichtung.

Dosen lassen sich nach Bedarf bedrucken, während in der Massenproduktion oftmals Vorlaufzeiten von zwei Monaten erforderlich sind.

Dosen lassen sich nach Bedarf bedrucken, während in der Massenproduktion oftmals Vorlaufzeiten von zwei Monaten erforderlich sind. (Bild: Rockwell Automation)

Digitaler zweiteiliger Dosendrucker

Dank Innovationen bei den digitalen Drucktechnologien können Craft-Brauer nun Dosen in kleinen Mengen bedrucken. In Kombination mit fortschrittlichen Automatisierungssystemen für eine bedarfsorientierte Mengenskalierung nach oben oder unten ermöglichen sie kleinen Getränkeherstellern völlig neue Möglichkeiten. Ein gutes Beispiel hierfür liefern Rockwell Automation und sein Partner Tonejet.

Der Maschinenbauer mit Sitz im Vereinigten Königreich ist ein auf digitales Drucken spezialisiertes Unternehmen im Partnernetzwerk von Rockwell Automation. Die Unternehmen haben gemeinsam eine neue Maschine entwickelt, mit der Craft-Brauereien und andere Brauunternehmen Dosen individuell beschriften können. Um die Idee von Tonejet umsetzen zu können, stellte Rockwell Automation seine Erfahrung in den Bereichen Mechatronik, Software und Bewegungssteuerung zur Verfügung.

Wie funktioniert diese Lösung?

Der Brauer entwirft das für die Dose gewünschte Design in einem CAD-Programm und sendet die fertige Datei anschließend an den Drucker, der wenige Sekunden später die personalisierte Dose ausgibt. Bei dem einzigartigen elektrostatischen Druckverfahren von Tonejet werden aus nebeneinander angeordneten Düsen elektrostatisch aufgeladene Tintenteilchen abgegeben.

Der Bediener kann den Druckvorgang lokal an eine einzelne Maschine oder an mehrere Druckmaschinen an verschiedenen Standorten per Fernzugriff übertragen. Durch diese Flexibilität eignet sich die Lösung sowohl für kleine Hersteller als auch für Großunternehmen und deren kleinere Produktlinien an unterschiedlichen Standorten weltweit. Vernetzung und Datenübertragung basieren dabei auf einer standardisierten Microsoft-Technologie.

Sobald das CAD-Design an die Maschine gesendet wurde, muss der Bediener lediglich den Druckbefehl auslösen, um ganz nach Bedarf eine beliebige Anzahl von Dosen zu bedrucken: eine, fünf, zehn oder mehr. Je nachdem, wie komplex die jeweilige Grafik ist, lassen sich mit der Anlage bis zu 150 Dosen pro Minute bedrucken.

Lothar Fischer, Solution Architect Rockwell Automation

Lothar Fischer, Solution Architect Rockwell Automation (Bild: Rockwell Automation)

„Alle Automatisierungskomponenten, wozu auch die Steuerungsplattform samt SPS und Bewegungssteuerungen und die Kinetix-5700-Antriebe gehören, stammen von Rockwell Automation. Auf diese Weise werden über alle Systemkomponenten hinweg präzise Bewegungs-, Positionierungs- und Synchronisationsabläufe gewährleistet“, erklärt Lothar Fischer, Solution Architect Rockwell Automation.

Automatisierungs- und Bewegungslösungen

Die Drucktechnologie von Tonejet arbeitet nahtlos mit den Lösungen von Rockwell Automation zusammen. Hierzu gehört unter anderem das flexible, magnetisch betriebene Antriebssystem iTRAK zur Beförderung der Dosen durch die Produktionsstätte. Da es sich schnell einrichten und leicht an unterschiedliche Größen anpassen lässt, eignet es sich ideal für schlanke Produktionsläufe. Für aufwendigere Grafiken, bei denen die Tinte länger trocknen muss, kann der Bediener einfach den Abstand der einzelnen „Mover on the fly“ ändern, ohne mechanisch umzubauen.

Technologische Vorteile

Im Vergleich zu herkömmlichen Dosendruckverfahren bietet diese Technologie mehrere Vorteile. Bei den häufig in Massenfertigungsanlagen eingesetzten Standardverfahren, wie beispielsweise dem Rollenoffsetdruck, wird die Dose zunächst beschichtet, um die Oberfläche vorzubereiten und das Risiko von Rissen zu minimieren. Anschließend wird eine dicke Schicht Tinte aufgetragen, die einige Zeit zum Trocknen benötigt. Final werden die Dosen noch einmal mit einer Schutzschicht veredelt.

Die gemeinsame Lösung von Tonejet und Rockwell Automation setzt stattdessen auf ein elektrostatisches Druckverfahren. Bei der Drucktechnologie von Tonejet werden über die Düsen konzentrierte und hochpigmentierte Tinten unzerstäubt in einer weniger als 0,5 μm starken Schicht auf die Dosen aufgetragen. Folglich trocknen die Dosen wesentlich schneller als beim herkömmlichen Offsetdruck.

Außerdem besteht dadurch ein wesentlich geringeres Risiko, dass die Dose oder die Farbschicht reißt. Auch ein zum Trocknen der Farbe erforderlicher Aushärtungsvorgang entfällt. Darüber hinaus eröffnen sich für Craft-Brauereien neue Exportmöglichkeiten, da die Sprache der Kennzeichnung sowie Nachverfolgungscodes sehr leicht angepasst werden können.

Das elektrostatische Druckverfahren ist besonders für Craft-Brauereien und andere Getränkehersteller interessant.

Das elektrostatische Druckverfahren ist besonders für Craft-Brauereien und andere Getränkehersteller interessant. (Bild: Rockwell Automation)

Möglichkeiten in anderen Marktsegmenten

Die Lösung verfügt über enormes Potenzial – nicht nur für Craft-Brauereien, sondern für alle Hersteller, die mit Dosen arbeiten. Dosen von alkoholfreien Getränken könnten auf die gleiche Weise personalisiert werden, wie es bereits bei Flaschen gehandhabt wird (etwa, wenn ein Name auf eine Folie gedruckt und dann um eine PET-Flasche gewickelt wird).

Ebenso könnten Lebensmittelhersteller ihre Suppen- oder Konservendosen anpassen. Doch auch Dienstleistungsanbieter, die sich auf die Belieferung mit individualisierten Dosen in kleinen Druckauflagen spezialisieren möchten, profitieren davon. Es lassen sich beispielsweise kleine personalisierte Auflagen für besondere Ereignisse wie Hochzeiten oder Sportveranstaltungen anfertigen.

Mit einem guten Design heben sich derartig individuell gestaltete Produkte außerdem in den Supermarktregalen von Produkten aus der Massenfertigung ab. Darüber hinaus könnte dasselbe Bier oder Getränk mit unterschiedlichen Designs angeboten werden. Im Geschäft zusammen ausgestellt, könnte dies bei den Verbrauchern eine höhere Aufmerksamkeit erzeugen.