Welche Probleme können im Verpackungsproduktionsprozess auftreten?

Wo liegen die häufigsten Probleme in der Verpackungsproduktion?

Die Verpackungsproduktion umfasst fünf Phasen: Design, Bemusterung, Druck, Verarbeitung und Qualitätsprüfung, wobei jede Phase ihre eigenen häufig auftretenden Probleme hat. Statistiken zeigen, dass die Druckphase 35 % der Probleme ausmacht, die Verarbeitungsphase 30 %, die Designphase 20 %, die Bemusterungsphase 10 % und die Qualitätsprüfungsphase 5 %. Die Verteilung der Probleme ist stark mit der technischen Komplexität und dem menschlichen Arbeitsaufwand der einzelnen Phasen korreliert.

Das Verständnis der Problemverteilung hilft dabei, die Qualitätsprüfungsressourcen sinnvoll zuzuweisen. Werden 35 % der Prüfungsressourcen in die Druckphase und 30 % in die Verarbeitungsphase investiert, kann die Problemerkennungsrate um über 20 % gesteigert werden. Eine blinde, gleichmäßige Verteilung der Prüfungskapazitäten führt hingegen dazu, dass risikoreiche Phasen nicht ausreichend geprüft werden.

Designphase: Unvereinbarkeit von Kartonform und Verarbeitung

Das häufigste Problem in der Designphase ist die Unvereinbarkeit von Kartonform und Verarbeitung. Beispielsweise wurde eine Schiebeschachtel entworfen, jedoch eine Papierstärke von 250 g/m² gewählt, sodass die Steifigkeit der Schachtel nicht ausreicht und sich die Schachtel beim Herausziehen leicht verformt. Oder es wurde eine doppellagige Deckel-Boden-Schachtel (Himmel-und-Erde-Schachtel) entworfen, jedoch wurde bei der Stanzformkonstruktion nicht die Passgenauigkeit zwischen Innen- und Außenschicht berücksichtigt, sodass der Deckel nach der Formgebung nicht fest schließt.

Die Ursache solcher Probleme liegt darin, dass das Design von der Verarbeitung losgelöst ist. Der Designer achtet nur auf die visuelle Wirkung und bewertet weder die Übereinstimmung von Kartonstruktur und Material noch die Machbarkeit der Stanzung. Es wird empfohlen, die Designvorlage vor der Freigabe von einem Strukturtechniker prüfen zu lassen, wobei insbesondere die Übereinstimmung von Kartonform, Papiermaterial und Verarbeitung zu überprüfen ist.

Probenphase: Farbabweichung und Verarbeitungsergebnis entsprechen nicht den Erwartungen

Die häufigsten Probleme im Korrekturabzug sind Farbabweichungen. Die durchschnittliche Farbabweichung ΔE zwischen Digitalproof und Seriendruck liegt zwischen 2 und 4 und überschreitet die vom Kunden akzeptierte Farbtoleranz. Auch Abweichungen zwischen der tatsächlichen Verarbeitungsleistung und den Erwartungen sind häufig, beispielsweise wenn der Kunde eine leuchtende Goldfarbe bei der Heißfolienprägung erwartet, der Korrekturabzug jedoch eher matt erscheint.

Die Gegenmaßnahme bei Farbabweichungen ist das Farbmustermanagement. Der Kunde stellt eine Standard-Pantone-Farbnummer oder ein physisches Farbmuster bereit, der Lieferant misst die Farbe nach dem Muster ab und erstellt einen Kleinmusterabgleich. Bei prozessbezogenen Darstellungsproblemen müssen vor der Bemusterung Prozessmuster oder Prozesszeichnungen bereitgestellt werden, wobei Parameter wie Heißprägefolientyp, UV-Dicke und Prägetiefe eindeutig festzulegen sind.

Druckprozess: Passerabweichung, Farbabweichung und Oberflächenfehler

Die Probleme im Druckprozess sind am konzentriertsten und beeinflussen die Qualität des Endprodukts am stärksten. Die Passerabweichung ist die Genauigkeitsabweichung der Überlagerung der einzelnen Farbplatten beim Mehrfarbendruck; die Branchenanforderung liegt bei ≤ 0,2 mm. Wird dieser Standard überschritten, treten Geisterbilder oder Fehlstellen auf. Die Farbabweichung ist die Abweichung der tatsächlichen Druckfarbe von der Standardfarbe; ein ΔE ≥ 3 gilt als nicht akzeptabel. Zu den Oberflächenfehlern zählen Kratzer, Farbtropfen, Schmutzflecken usw.

Die Ursachen dieser drei Problemkategorien sind unterschiedlich. Die Passerabweichung geht auf die Gerätegenauigkeit und die Bedienungsstandards zurück und erfordert eine regelmäßige Kalibrierung der Geräte sowie standardisierte Bedienungsabläufe. Die Farbabweichung geht auf das Farbverhältnis und die Druckumgebung zurück und erfordert die Erstellung eines Standard-Farbprofils sowie die Kontrolle von Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Oberflächenfehler gehen auf die Sauberkeit der Geräte und die Werkshallenumgebung zurück und erfordern standardisierte Reinigungsabläufe sowie eine verstärkte Umgebungskontrolle.

Formgebungsprozess: Stanzversatz und Kaschierprobleme

Häufige Probleme im Formgebungsprozess sind Stanzversatz und Kaschierprobleme. Ein Stanzversatz bezeichnet die Maßabweichung zwischen der tatsächlich gestanzten Schachtelform und der Entwurfsform, häufig verursacht durch eine Verschiebung der Messerlinie, wodurch die Schachtelform nicht montiert werden kann oder eine schlechte Passgenauigkeit aufweist. Kaschierprobleme entstehen durch ungleichmäßigen Klebstoffauftrag, unzureichende Klebstoffaushärtung oder Abweichungen bei der Klebeposition, was zum Aufplatzen oder Verschieben der Schachtel führt.

Die entscheidenden Kontrollpunkte beim Stanzversatz sind die Fertigungsgenauigkeit des Stanzwerkzeugs und die Einstellung der Stanzmaschine. Es wird empfohlen, vor jeder Druckcharge die Genauigkeit des Stanzwerkzeugs anhand eines Stanzmusters zu prüfen und erst nach Bestätigung die Serienproduktion zu starten. Die entscheidenden Kontrollpunkte bei Kaschierproblemen sind die Abstimmung des Klebstofftyps, die Steuerung der Auftragsmenge sowie die Aushärtezeit. Unterschiedliche Papiersorten und Verfahren erfordern unterschiedliche Klebstoffe; eine zu geringe Klebstoffmenge führt zu unzureichender Haftung, eine zu hohe Menge zu Klebstoffaustritt.

Qualitätsprüfung: Stichprobenstandards und Fehlinspektion

Die häufigsten Probleme im Qualitätsprüfungsprozess sind unwissenschaftliche Stichprobenstandards und Fehlinspektionen. Zu lockere Stichproben führen dazu, dass fehlerhafte Produkte zum Kunden gelangen, zu strenge Stichproben erhöhen die Kosten und den Nachbearbeitungsaufwand. Fehlinspektionen treten häufig bei chargenweise auftretenden Defekten mit ähnlichem Erscheinungsbild auf, beispielsweise Farbabweichungen innerhalb derselben Charge oder Verarbeitungsabweichungen innerhalb desselben Bereichs.

Es wird empfohlen, die Stichprobenstandards gemäß dem angepassten Stichprobensystem GB/T 2828.1-2012 festzulegen. Allgemeines Prüfniveau II und AQL 2.5 sind in der Verpackungsindustrie übliche Standards; bei Schlüsselkunden oder hochwertigen Aufträgen kann auf AQL 1.5 verschärft werden. Fehlinspektionen müssen durch chargenweise Prüfung und prozessbegleitende Stichprobenkontrollen gelöst werden und sollten nicht ausschließlich von der Endprüfung des fertigen Produkts abhängen.

Prozessübergreifende Probleme: Verzerrte Informationsübermittlung

Eine verzerrte Informationsübermittlung zwischen den Prozessschritten ist ebenfalls ein häufiges Problem. Beispielsweise ändert der Kunden die Farbe, informiert jedoch nicht die Druckwerkstatt, sodass der Druck weiterhin nach der ursprünglichen Farbe in Auftrag gegeben wird. Oder die Maße werden in der Konstruktion geändert, die Stanzwerkstatt wird jedoch 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 Prozessschritten mitgeteilt und im „Produktionsauftrag" aktualisiert werden. Gleichzeitig sollte ein visuelles Kanban-System eingerichtet werden, wobei die Änderungsinformationen am Eingang der Werkstatt ausgehängt werden, um sicherzustellen, dass jeder Prozessschritt sie einsehen kann.

Probleme durch Materialschwankungen

Materialschwankungen sind eine weitere häufige Problemkategorie. Verschiedene Chargen von White Card weisen geringfügige Unterschiede in Dicke und Steifigkeit auf; unterschiedliche Chargen desselben Lieferanten können um 0,1 Millimeter voneinander abweichen. Die Feuchtigkeit von Graupappe und Wellpappe ist jahreszeitlichen Schwankungen unterworfen – im Sommer ist die Feuchtigkeit höher und das Papier weicher, im Winter ist die Feuchtigkeit niedriger und das Papier härter.

Die Gegenmaßnahme gegen Materialschwankungen ist die Wareneingangsprüfung. Vor der Einlagerung jeder Charge werden stichprobenartig die drei Kennwerte Dicke, Flächengewicht und Feuchtigkeitsgehalt kontrolliert; Chargen, die die Vorgaben überschreiten, werden zurückgewiesen oder in minderer Qualität eingesetzt. Für kritische Projekte sollte zusätzlich ein Materialstabilitätstest durchgeführt werden, wobei die Daten von 3 bis 5 aufeinanderfolgenden Chargen kontinuierlich überwacht werden.

Einfluss von Umgebungsfaktoren

Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit haben einen erheblichen Einfluss auf den Druck und die Weiterverarbeitung. Die Temperatur in der Druckerei sollte zwischen 22 und 26 Grad Celsius und die relative Luftfeuchtigkeit zwischen 50 % und 65 % liegen. Außerhalb dieses Bereichs 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 dazu, dass das Papier Feuchtigkeit aufnimmt und weicher wird.

Zur Umgebungskontrolle sind Geräte zur Überwachung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie eine Klimaanlage erforderlich. Temperatur und Luftfeuchtigkeit sollten täglich dokumentiert werden; bei Über- oder Unterschreitung der Grenzwerte ist die Klimaanlage anzupassen oder die Produktion zu unterbrechen. Für hochwertige Verpackungsprojekte sollte zudem ein Reinraum eingerichtet werden, um zu verhindern, dass Staub den Druck und die Oberflächenveredelung beeinträchtigt.

Problem-Notfallmaßnahmen

Der Kern der Notfallmaßnahmen bei Problemen in der Verpackungsproduktion liegt in schneller Reaktion und Schadensbegrenzung. Sobald ein Problem erkannt wird, sind fehlerhafte Produkte sofort auszusondern, der Umfang der betroffenen Charge zu bewerten und der Kunde zu benachrichtigen, um gemeinsam eine Lösung zu erarbeiten. Es gibt vier gängige Lösungsmöglichkeiten: Nacharbeit, Annahme mit Abweichung, Herabstufung der Verwendung und Verschrottung. Nacharbeit eignet sich für kleinere Probleme, die Annahme mit Abweichung für leichte Abweichungen, die der Kunde akzeptieren kann, die Herabstufung der Verwendung für Mängel, die die Hauptfunktion nicht beeinträchtigen, und die Verschrottung für schwerwiegende, nicht behebbare Probleme.

Nach jeder Problem-Notfallmaßnahme ist ein Fall zu dokumentieren, der die Problembeschreibung, die Ursachenanalyse, die Lösung und die Präventionsmaßnahmen festhält. Nach der Archivierung der Fälle entsteht die Wissensdatenbank der Organisation, um zu vermeiden, dass wiederkehrende Probleme erneut auftreten.

Zentrale Punkte im Überblick

• Verteilung der Produktionsprobleme in der Verpackungsherstellung: Druck 35 %, Verarbeitung 30 %, Design 20 %, Bemusterung 10 %, Qualitätsprüfung 5 %.
• Kernprobleme beim Druck: Passergenauigkeit, Farbabweichungen, Oberflächenfehler.
• Kernprobleme bei der Verarbeitung: Stanzabweichungen, Kaschierprobleme.
• Prozessübergreifende Probleme: Verzerrte Informationsübermittlung, ein Änderungsmitteilungsmechanismus ist erforderlich.
• Notfallmaßnahmen bei Problemen: Vier Schritte – Isolierung, Bewertung, Abstimmung, Dokumentation.

Die Verteilung der Probleme im Verpackungsproduktionsprozess folgt erkennbaren Mustern. Durch die Bündelung der Qualitätsprüfungskapazitäten entsprechend der Problemverteilung, die Einrichtung eines prozessübergreifenden Kommunikationsmechanismus und die Etablierung von Materialprüfvorschriften lässt sich die Produktionsfehlerquote von 5 % auf unter 1 % senken.