Welche Probleme treten häufig im Verpackungsproduktionsprozess auf?

Wo liegen die häufigsten Probleme in der Verpackungsproduktion

Die Verpackungsproduktion umfasst fünf Phasen: Design, Bemusterung, Druck, Verarbeitung und Qualitätskontrolle. Jede Phase hat ihre eigenen häufig auftretenden Probleme. Statistiken zeigen, dass die Druckphase 35 % der Probleme ausmacht, die Verarbeitungsphase 30 %, die Designphase 20 %, die Bemusterungsphase 10 % und die Qualitätskontrollphase 5 %. Die Verteilung der Probleme ist eng mit der technischen Komplexität und dem Anteil manueller Arbeit in jeder Phase korreliert.

Das Verständnis der Problemverteilung hilft, die Qualitätskontrollressourcen sinnvoll zuzuweisen. Werden 35 % der Qualitätskontrollressourcen in die Druckphase und 30 % in die Verarbeitungsphase investiert, kann die Problemerkennungsrate um mehr als 20 % gesteigert werden. Eine blinde, gleichmäßige Verteilung der Qualitätskontrollressourcen führt dagegen dazu, dass risikoreiche Phasen nicht ausreichend geprüft werden.

Designphase: Inkonsistenz zwischen Kartonform und Verarbeitung

Das häufigste Problem in der Designphase ist die Inkonsistenz zwischen Kartonform und Verarbeitung. Beispielsweise wird ein Schubkarton entworfen, aber die Papierstärke wird auf 250 g gewählt, sodass die Stabilität des Kartons nicht ausreicht und der Schubvorgang leicht zu Verformungen führt. Oder es wird ein doppelschichtiger Klappdeckelkarton entworfen, aber der Stanzschnitt wird ohne Berücksichtigung der Passgenauigkeit zwischen Innen- und Außenschicht konstruiert, sodass der Deckel nach dem Formen nicht dicht schließt.

Die Ursache solcher Probleme liegt darin, dass das Design von der Verarbeitung abgekoppelt ist. Der Designer konzentriert sich nur auf den visuellen Effekt und bewertet weder die Übereinstimmung der Kartonkonstruktion mit dem Material noch die Machbarkeit des Stanzens. Es wird empfohlen, die Designvorlage vor der Bestätigung von einem Verpackungsstruktur-Ingenieur prüfen zu lassen, wobei der Schwerpunkt auf der Abstimmung von Kartonform, Papiermaterial und Verarbeitungsverfahren liegt.

Probenphase: Farbabweichung und Verarbeitungsdarstellung entsprechen nicht den Erwartungen

Das häufigste Problem in der Probenphase ist die Farbabweichung. Die durchschnittliche Farbabweichung ΔE zwischen Digitalproof und Seriendruck liegt zwischen 2 und 4 und überschreitet die Farbabweichungstoleranz des Kunden. Auch eine unerwartete Verarbeitungsdarstellung ist häufig, beispielsweise erwartet der Kunde ein glänzendes Gold bei der Heißfolienprägung, das tatsächliche Muster erscheint jedoch eher matt.

Die Gegenmaßnahme bei Farbabweichungsproblemen ist das Farbmustermanagement. Der Kunde stellt eine Standard-Pantone-Farbnummer oder ein physisches Farbmuster bereit, der Lieferant stimmt die Farbe nach dem Muster ab und erstellt einen Kleinmusterabgleich. Bei Problemen mit der Verarbeitungsdarstellung müssen vor der Mustererstellung Verarbeitungsproben oder Verarbeitungszeichnungen bereitgestellt werden, die Parameter wie Heißfolienprägung-Folientyp, UV-Dicke und Prägetiefe eindeutig festlegen.

Druckprozess: Passerabweichung, Farbabweichung und Oberflächenfehler

Die Probleme im Druckprozess sind am stärksten konzentriert und beeinflussen die Qualität des Endprodukts am meisten. Die Passerabweichung ist die Genauigkeitsabweichung der Überlagerung der einzelnen Farbplatten beim Mehrfarbendruck, die Branchenanforderung liegt bei ≤0,2 mm, bei Überschreitung des Standards treten Geisterbilder oder Fehlstellen auf. Die Farbabweichung ist die Abweichung zwischen der tatsächlichen Druckfarbe und der Standardfarbe, ΔE ≥3 gilt als nicht akzeptabel. Zu den Oberflächenfehlern gehören Kratzer, Mohnpunkte, Schmutzflecken und Ähnliches.

Die Ursachen der drei Problemarten sind unterschiedlich. Die Passerabweichung resultiert aus der Gerätegenauigkeit und den Betriebsvorschriften, eine regelmäßige Kalibrierung der Geräte und standardisierte Bedienung an der Maschine sind erforderlich. Die Farbabweichung resultiert aus dem Farbverhältnis und der Druckumgebung, die Einrichtung eines Standard-Farbtonarchivs sowie die Kontrolle von Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind notwendig. Oberflächenfehler resultieren aus der Gerätesauberkeit und der Werkstattumgebung, standardisierte Reinigungsabläufe und eine verstärkte Umgebungskontrolle sind erforderlich.

Formgebungsphase: Stanzversatz und Kaschierprobleme

Die häufigsten Probleme in der Formgebungsphase sind Stanzversatz und Kaschierprobleme. Stanzversatz bezeichnet die Maßabweichung zwischen der tatsächlich gestanzten Schachtel und der Entwurfsschachtel, häufig verursacht durch eine verschobene Stanzlinie, sodass die Schachtel nicht montiert werden kann oder schlecht passt. Kaschierprobleme entstehen durch ungleichmäßigen Leimauftrag, unzureichende Leimhärtung oder Abweichungen in der Klebeposition, wodurch sich die Schachtel öffnet oder verschiebt.

Der Kontrollpunkt für Stanzversatz ist die Präzision der Stanzplatte und die Einstellung der Stanzmaschine. Es wird empfohlen, vor jeder Druckcharge die Präzision der Stanzplatte mit einem Stanzmuster zu prüfen und erst nach Bestätigung in Serie zu produzieren. Die Kontrollpunkte für Kaschierprobleme sind die Abstimmung des Leimtyps, die Steuerung der Auftragsmenge und die Aushärtezeit. Unterschiedliche Papiere und Verfahren erfordern unterschiedliche Leime; eine zu geringe Leimmenge haftet nicht ausreichend, eine zu hohe führt zu Leimaustritt.

Qualitätsprüfung: Stichprobenstandards und übersehene Fehler

Die häufigsten Probleme im Rahmen der Qualitätsprüfung sind unwissenschaftliche Stichprobenstandards und übersehene Fehler. Zu lockere Stichproben können dazu führen, dass fehlerhafte Produkte zum Kunden gelangen, während zu strenge Stichproben Kosten und Nacharbeiten erhöhen. Übersehene Fehler treten häufig bei chargenweiten Mängeln mit ähnlichem Erscheinungsbild auf, beispielsweise Farbabweichungen innerhalb derselben Charge oder Verarbeitungsabweichungen in derselben Produktionszone.

Für die Stichprobenprüfung wird das angepasste Stichprobensystem gemäß GB/T 2828.1-2012 empfohlen. Allgemeines Prüfniveau II und AQL 2,5 sind gängige Standards in der Verpackungsindustrie. Für kritische Kunden oder Aufträge mit hohem Wert kann AQL auf 1,5 verschärft werden. Das Problem übersehener Fehler muss durch chargenweise Prüfungen und Prozessstichproben gelöst und darf nicht allein der Endkontrolle der fertigen Produkte überlassen werden.

Prozessübergreifendes Problem: Verzerrung der Informationsübertragung

Verzerrungen bei der informationsübergabe zwischen den Prozessschritten sind ebenfalls ein häufiges Problem. Beispielsweise ändert der Kunden die Farbe, informiert aber nicht die Druckwerkstatt, sodass der Druck weiterhin nach der ursprünglichen Farbe beauftragt wird. Oder die Maße werden in der Konstruktion geändert, aber die Stanzwerkstatt wird nicht informiert, sodass das Stanzwerkzeug weiterhin die alten Maße aufweist. Die Ursache solcher Probleme liegt in unzureichenden Kommunikationsmechanismen.

Die Gegenmaßnahme besteht darin, einen Änderungsbenachrichtigungsmechanismus einzurichten. Jede vom Kunden bestätigte Änderung muss innerhalb von 24 Stunden allen relevanten Abteilungen mitgeteilt und im „Produktionsauftrag" aktualisiert werden. Gleichzeitig sollte ein visuelles Kanban-System eingerichtet werden, bei dem die Änderungsinformationen am Werkstatteingang ausgehängt werden, um sicherzustellen, dass jeder Prozessschritt diese einsehen kann.

Materialschwankungen verursachte Probleme

Materialschwankungen sind eine weitere häufige Problemkategorie. Verschiedene Chargen von weißen Kartonpapieren weisen geringfügige Unterschiede in Dicke und Steifigkeit auf; verschiedene Chargen desselben Lieferanten können um 0,1 Millimeter abweichen. Der Feuchtigkeitsgehalt von Graupappe und Wellpappe wird durch die Jahreszeiten beeinflusst – im Sommer ist der Feuchtigkeitsgehalt höher und das Papier tendenziell weicher, im Winter ist der Feuchtigkeitsgehalt niedriger und das Papier tendenziell härter.

Die Gegenmaßnahme gegen Materialschwankungen ist die Wareneingangsprüfung. Vor der Einlagerung jeder Charge werden stichprobenartig drei Kennwerte geprüft: Dicke, Grammatur und Feuchtigkeitsgehalt. Chargen, die außerhalb der Norm liegen, werden zurückgewiesen oder herabgestuft verwendet. Bei kritischen Projekten sollte zusätzlich eine Materialstabilitätsprüfung durchgeführt und die Daten von 3 bis 5 aufeinanderfolgenden Chargen kontinuierlich verfolgt werden.

Umweltfaktoren – Einfluss

Die Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit haben einen erheblichen Einfluss auf den Druck und die Weiterverarbeitung. Die Temperatur im Druckraum sollte zwischen 22 und 26 °C, die relative Luftfeuchtigkeit zwischen 50 % und 65 % liegen. Bei Abweichungen kann es zu Problemen wie schlechter Trocknung der Druckfarbe und Verformung des Papiers kommen. Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit im Weiterverarbeitungsbereich führt zu langsamerer Aushärtung des Klebstoffs und aufgeweichtem Papier durch Feuchtigkeitsaufnahme.

Zur Umgebungsüberwachung sind Geräte zur Messung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie eine Klimaanlage erforderlich. Temperatur und Luftfeuchtigkeit sollten täglich protokolliert werden. Bei Überschreitung der Grenzwerte ist die Klimaanlage anzupassen oder die Produktion zu unterbrechen. Für hochwertige Verpackungsprojekte empfiehlt sich zusätzlich die Einrichtung eines Reinraums, um die Auswirkungen von Staub auf den Druck und die Oberflächenveredelung zu vermeiden.

Probleme im Notfall behandeln

Der Kern der Notfallbehandlung von Problemen in der Verpackungsproduktion liegt in schnellem Reagieren und Schadensbegrenzung. Sobald ein Problem erkannt wird, sind fehlerhafte Produkte sofort zu isolieren, der Umfang der betroffenen Charge zu bewerten und der Kunde zu informieren, um eine Lösungslösung auszuhandeln. Es gibt vier gängige Lösungen: Nacharbeit, Rückgriffslösung (concession), Herabstufung oder Verschrottung. Nacharbeit eignet sich für kleine Probleme, Rückgriffslösung für geringfügige Abweichungen, die der Kunde akzeptieren kann, Herabstufung für Mängel, die die Hauptfunktion nicht beeinträchtigen, und Verschrottung für schwerwiegende, nicht behebbare Probleme.

Nach jeder Notfallbehandlung eines Problems ist ein Fallbeispiel zu erstellen, das die Problembeschreibung, Ursachenanalyse, Lösungslösung und Präventionsmaßnahmen dokumentiert. Nach der Archivierung der Fallbeispiele entsteht eine Wissensdatenbank der Organisation, um zu vermeiden, dass wiederkehrende Probleme erneut auftreten.

Kernpunkte im Überblick

• Verteilung der Produktionsprobleme in der Verpackungsherstellung: Druck 35 %, Verarbeitung 30 %, Design 20 %, Bemusterung 10 %, Qualitätskontrolle 5 %.
• Kernprobleme beim Druck: Passerversatz, Farbabweichung, Oberflächenfehler.
• Kernprobleme bei der Verarbeitung: Stanzversatz, Klebeprobleme.
• Bereichsübergreifende Probleme: Verzerrte Informationsweitergabe, Bedarf an Änderungsmitteilungsmechanismen.
• Notfallmaßnahmen bei Problemen: Vier Schritte – Isolierung, Bewertung, Abstimmung, Dokumentation.

Die Verteilung der Probleme im Verpackungsproduktionsprozess folgt erkennbaren Mustern. Durch die Ausrichtung der Qualitätskontrollkapazitäten an der Problemverteilung, die Etablierung bereichsübergreifender Kommunikationsmechanismen und Materialprüfungsstandards lässt sich die Produktionsfehlerquote von 5 % auf unter 1 % senken.