The Canmaker beschreibt die Arbeit von Hyperion & LPS im Bereich der Leichtbauweise von Getränkedosen

Nov 02, 2020
The Canmaker November 2020 Lighter Tools for Lighter Cans

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Leichtere Werkzeuge für leichtere Dosen

 

Wie John Nutting berichtet, arbeitet der Werkzeughersteller Hyperion Materials & Technologies mit dem D&I Dosenlinienkonstrukteur Lieb Performance Systems zusammen, um Dosenherstellern Gewichteinsparungen ohne Effizienzabstriche zu ermöglichen.

 

Programme zur Gewichtsverringerung von Getränkedosen („Lightweighting“) sind aus Gründen des Wettbewerbsvorteils, den ihnen ihr Erfolg bietet, verständlicherweise kein Thema, über das Hersteller gerne sprechen.

Ein großer Teil der Dosenkosten entfallen auf das verwendete Metall, und zwar ansteigend mit steigender Produktivität, sodass Metalleinsparungen sowohl zu besseren Margen des Dosenherstellers als auch zu besseren Preisen für die Kunden beitragen.

Lightweighting ist seit den ersten D&I-Getränkedosen in den frühen 1960er Jahren ein zentrales Ziel, und im Laufe der Jahre wurden erhebliche Gewichtseinsparungen erzielt. So wurde der Industriestandard des Gesamtgewichts einer 355-ml-Aluminiumdose (Dose und Deckel) in den letzten 30 Jahren von 19 auf 12 Gramm verringert, was einer Reduktion von 42 Prozent entspricht.

Doch während sich dieser Prozess in jüngster Zeit etwas verlangsamt hat, werden neue Impulse gesetzt, wobei etliche Dosenhersteller gemeinsam mit Herstellern von Aluminiumbändern auf weitere Einsparungen drängen.

Der US-amerikanische Werkzeughersteller Hyperion weiß, was notwendig ist, um das Gewicht einer Getränkedose erfolgreich zu reduzieren. Das Unternehmen steht seit vielen Jahren an der Spitze der Entwicklung und bietet jetzt noch leistungsstärkere Hartmetallwerkzeuge an, die die Arbeit mit immer empfindlicheren Materialien erleichtern.

Hyperion arbeitet seit einigen Jahren mit dem ebenfalls in den USA ansässigen Hersteller Lieb Performance Systems (LPS) zusammen, um Dosenherstellern geringere Ausgangsdicken für ihre Dosen zu ermöglichen und gleichzeitig die Produktivität zu steigern und den Ausschuss zu reduzieren.

David Lieb, Namensgeber von LPS, arbeitet mit Lluís Miñarro, dem Leiter des Can Tooling-Geschäfts von Hyperion, zusammen, um die Kunden hinsichtlich notwendiger Verbesserungen bei Konstruktion und Fertigung der Werkzeuge zu beraten und ihnen auch beim Dosendesign selbst einschließlich des Fertigungsprozesses in der gesamten D&I-Fertigungslinie zur Seite zu stehen.

Lieb und Hyperion weisen auf den Fehler hin, einfach ein dünneres Band zu verwenden, ohne die für ein erfolgreiches Lightweighting-Projekt erforderlichen Änderungen im Design und im Linienaufbau vorzunehmen. Sie betonen, dass die Produktion schwieriger wird, wenn einfach ein dünneres Band verwendet und die Dosendünnwand (der Bereich zwischen der oberen Dosenwand und dem Dosenboden) verdünnt wird, ohne die restlichen Parameter zu optimieren. Auch eine weitere Verdünnung wird dadurch in der Regel sehr schwierig gemacht.

Die Probleme, die dadurch entstehen, dass nicht der gesamte Prozess optimiert wird, können sogar dazu führen, dass die Manager zur stärkeren Dicke zurückkehren.

„Wenn wir das Notwendige nicht tun, produzieren wir faltige Cups, erhöhen die Abrissrate, erhöhen den Werkzeugverbrauch und verschlechtern die Necker-Leistung. Die Folgen sind eine schlechtere Dosenqualität, eine geringere Produktivität und mehr Ausschuss auf der Fertigungslinie. Das bedeutet, dass das Runnability-Fenster (WOR) schmaler und instabiler ist“, so Lieb.

Um ein Verdünnungsprojekt erfolgreich durchzuführen, ist eine sorgfältige Anwendung des Konzepts auf der gesamten Linie erforderlich.

„Dies beinhaltet eine verbesserte Überwachung und Einrichtung aller Produktionsparameter, einschließlich Ausrichtungen, Luftdruckeinstellungen und dergleichen“, so Lieb weiter. „Es bedeutet, die Match-Lücken im Cupper und das Design des Dosen- und Bodymaker-Werkzeugs zu optimieren, um die höchste Linienleistung beim niedrigstmöglichen Dosengewicht zu gewährleisten und die Match-Lücken am Necker und vielleicht sogar das Necker-Werkzeugdesign zu optimieren, um den Ausschuss am Necker zu reduzieren.

„Durch gute Planung und entsprechendes Design für das Verdünnungsprojekt erhöhen wir das WOR und machen es einfacher - nicht schwieriger - Dosen herzustellen. Diese Methode ist natürlich mit höheren Vorabkosten verbunden, bietet aber dank einer verbesserten Linienleistung, einem geringeren Werkzeuggebrauch, niedrigeren Ausschussraten und leichteren Dosengewichten eine viel höhere Gesamtersparnis.“

Lieb und Hyperion zeigen in ihrer Präsentation das optimierte Lightweighting einer 350-ml-202/211-Dose von 10,6 g aus 0,264-mm-Coil zu einer Dose mit von 9,6 g aus 0,244-mm-Coil. Für eine typische Anlage, die 1 Milliarde Dosen pro Jahr herstellt, bedeutet dies eine enorme Einsparung von 1.000 Tonnen Aluminium.

Entscheidend für jedes Lightweighting-Programm einer Getränkedosenfabrik ist die enge Zusammenarbeit mit dem Werkzeuglieferanten. Hyperion Materials & Technologies entwickelt und perfektioniert laufend harte und superharte Materialien wie hochwertige Hartmetallwerkzeuge für Dosenhersteller.

„Unsere Mission ist es, unsere erstklassigen Kompetenzen in Materialwissenschaft, Engineering und Fertigung zu bündeln, um unsere Kunden zum Erfolg zu führen“, so Miñarro. „Unser Ziel ist es, unseren Kunden in der Dosenindustrie ein vertrauenswürdiger Partner zu sein, der ihnen nicht nur Werkzeug, sondern auch die Unterstützung zur Verfügung stellt, die sie brauchen, um ihren Betrieb zu optimieren. Wir hören nie auf, Innovation zu entwickeln und Lösungen bereitzustellen, die unsere Kunden zum Erfolg führen.“

Eine der wichtigsten Innovationen von Hyperion für die Dosenherstellungsindustrie war die Entwicklung leichter Hartmetallsorten. Laut Miñarro bieten leichte Sorten wie das patentierte DZ18 von Hyperion bei der Verwendung in D&I Bodymaker-Stanzwerkzeugen eine höhere Verschleißfestigkeit. Dies bedeutet Werkzeuge mit längerer Lebensdauer, höherer Effizienz und letztlich größeren Mehrwert für die Kunden.

„Da unser Unternehmen in der Materialwissenschaft verwurzelt ist, entwickeln wir ständig neue Werkstoffe, von denen unser Dosenwerkzeuggeschäft insoweit profitiert, als wir bessere Lösungen anbieten können“, so Miñarro. „Derzeit arbeiten wir an Möglichkeiten, die Dichte von Hartmetalllegierungen weiter zu verringern. So können wir noch leichtere Stanzen herstellen, die unseren Kunden auch in Zukunft helfen, ihre Leistungs- und Zuverlässigkeitsziele zu überschreiten.“

Dies ist von entscheidender Bedeutung für Hersteller, die sich vor der Aufgabe sehen, leichtere Dosen zu produzieren und gleichzeitig die Anlageneffizienz zu steigern. „Unser Ziel ist es, ein vertrauenswürdiger Partner zu sein, und zwar nicht in Bezug auf die Werkzeuge, sondern in Bezug auf die Effizienz der gesamten Linie“, so Miñarro. Das ist der Grund, warum sich Hyperion und LPS Partner zusammengeschlossen haben.

„Hyperion und LPS arbeiten eng mit Branchenunternehmen wie Dosenherstellern, Erstausrüstern (OEMs) und Maschinenbauunternehmen zusammen, um Werkzeugdesigns und -materialien sowie Prozesse zu entwickeln und zu verbessern, die die Linienproduktivität steigern und den Ausschuss reduzieren.“

Die Hartmetall-Forschungs- und Entwicklungsbasis von Hyperion sind das Produktionswerk in der Nähe von Barcelona, wo sich auch das globale Can Tooling Competence Center des Unternehmens befindet, und die 11 weltweiten Produktionsstätten des Unternehmens.

Laut Miñarro setzt das Unternehmen seine Investitionen während der Covid-19-Krise fort, indem es Kunden mit Vor-Ort-Dienstleistungen unterstützt, die von Schulungen bis hin zur Problemlösung reichen.

„Seit Beginn der globalen Krise haben wir uns für den Schutz unserer Mitarbeiter eingesetzt und gleichzeitig unsere Kunden unterstützt“, erklärt Miñarro. „Unsere Erfolge zeugen von der harten Arbeit und dem Engagement unserer Teams auf der ganzen Welt.“

Weitere Informationen zur Can-Tooling-Expertise von Hyperion finden Sie unter https://www.hyperionmt.com/en/products/Can-Tooling/