Das größte und das kleinste Pflanzgefäß, beide aus PP gefertigt und lackiert. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Das größte und das kleinste Pflanzgefäß, beide aus PP gefertigt und lackiert. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Für die einen ist es lediglich ein Blumentopf, doch für Kenner und Pflanzenliebhaber ein intelligentes Pflanzgefäß, in das der grüne Daumen sozusagen integriert ist. Die Rede ist von den Pflanzgefäßen von Lechuza, einem Unternehmen der Brandtstätter Gruppe mit Sitz in Zirndorf, der auch Playmobil angehört. Das innovative Produkt ist jedoch nicht gerade über Nacht entstanden. Ein längerer Entwicklungszeitraum war notwendig, um ansprechendes Design und Funktionalität zu vereinen. Das mehrteilige, ausgeklügelte Bewässerungssystem und ein eigens zusammengestelltes Pflanzsubstrat sorgen dafür, dass die Pflanzen über einen längeren Zeitraum mit allen lebenswichtigen Substanzen versorgt werden. Der Außenbehälter wird im Monosandwichverfahren hergestellt und ist in zahlreichen Formen und Farben erhältlich. Kunststofftechnisches Know-how sind für die Werkzeuge und den Spritzguss erforderlich, lacktechnisches für die Beschichtung von Polypropylen. Doch der Reihe nach.

Kein einfacher Becher sondern Hightech

Wie zuvor erwähnt, bestehen die Behälter aus Polypropylen und werden im Monosandwichverfahren hergestellt. Die Innenkomponente des Sandwichaufbaus ist mit Treibmittel versetzt, um bei den teilweise bis zu 20 mm dicken Behälterwänden Einfallstellen zu vermeiden. Außerdem müssen lange Fließwege von bis zu 1,2 m zurückgelegt werden – vom zentralen Anspritzpunkt am Boden bis zum Rand. Aufgrund des Designs liegen die dicksten Wandstärken am Fließwegende, was zusätzlich herausfordernd ist. „Das größte Gefäß wiegt 10,5 kg und ist 1,2 m hoch. Die Zykluszeit liegt bei rund 5 Minuten“, erläutert Robert Benker, Vorstandsmitglied der Brandstätter Gruppe. „Mit dem zentralen Kaltkanalanguss wirkt der Außenkörper zunächst wie ein großer Becher. Jedoch machen ihn seine Wandstärke am Fließwegende und Überlaufdome zu einem Hightechteil.“

Robert Benker vor dem Werkzeug des Cubico Cottage 30 (B x T x H 29,5 x 29,5 x 56,5 cm).
(Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Robert Benker vor dem Werkzeug des Cubico Cottage 30 (B x T x H 29,5 x 29,5 x 56,5 cm).
(Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Alle Werkzeuge, vom kleinsten bis hin zum größten mit einem Gewicht von rund 25 Tonnen müssen sauber tuschieren, da die Trennkante am Fließwegende und damit im Sichtbereich liegt. Die Kante kann aus zwei Gründen nicht nachgearbeitet werden: Das mechanische Bearbeiten würde markieren und sich beim anschließenden Lackieren abzeichnen. Und selbst der kleinste Grad würde dafür sorgen, dass sich bei der Lackierung in diesem Bereich Lack aufbaut. Für die Beschichtung der Gefäße stehen auf der rund 65.000 m² großen Werksfläche drei Lackieranlagen zur Verfügung. In der ersten Kabine der Lackierlinie werden die zu lackierenden Außenflächen mit CO2-Schnee gereinigt und in der nachfolgenden beflammt. Der Aktivierungsschritt ist notwendig, da das Polypropylen an sich unpolar ist und das wasserbasierte Basislacksystem keine haftfeste Verbindung mit dem Kunststoff eingehen würde. Anschließend wird der wasserbasierte, eingefärbte Basislack appliziert. Die Farbpalette reicht von Standardfarben über Sonderserien bis hin zu, wie aus der Automobilindustrie bekannt, Krawattenfarben. Nach einer Zwischentrocknung des Basislackes erfolgt in der vierten und letzten Kabine die Applikation des UV-trocknenden, hochglänzenden Klarlacks mit anschließender Trocknung und UV-Härtung.

Es geht rund

Automation: Die sechs Roboter sorgen dafür, dass der lackierte Topf Label, Bodenschraube und eine Kennzeichnung besitzt, bevor er an die manuelle Qualitätskontrolle und die Verpackung übergeben wird. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Die sechs Roboter sorgen dafür, dass der lackierte Topf Label, Bodenschraube und eine Kennzeichnung besitzt, bevor er an die manuelle Qualitätskontrolle und die Verpackung übergeben wird. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

In einer Kabine werden zeitgleich zwei Gefäße von Robotern bearbeitet. Das Gefäß rotiert, während die Fertigungsschritte durchgeführt werden. Gehalten wird es dabei am Kaltkanalanguss, der die Positionierung erleichtert. Am Ende der Lackierlinie wird er ein letztes Mal benötigt und zwar dann, wenn das Pflanzgefäß an die angegliederte Automationszelle mit 8-fach Rundtakttisch zur Nachbearbeitung übergeben wird. Diese Zelle hat Lechuza zusammen mit SAR Elektronic, Gunzenhausen, entwickelt und umgesetzt.

Der Roboter an der ersten Station entfernt den Anguss, im zweiten Takt bringt ein zweiter Roboter durch Tampondruck das Labeling an einer Seitenfläche auf, Roboter Nummer drei fräst zentral ein Loch in den Behälterboden, das von Roboter vier ein Gewinde erhält, damit an Position fünf die Bodenschraube eingedreht werden kann. Da die Pflanzgefäße auch im Freien aufgestellt werden können, ist ein Wasserablauf notwendig, damit der Behälter im Winter durch den Frost nicht beschädigt wird. Das für die Gefäße verwendete PP hält Temperaturen von bis zu -40 °C stand. Beim letzten Takt vor der Übergabe an die manuelle Kontrolle und Verpackung wird am Boden ein individueller Code zur Produktnachverfolgung angebracht. Die abschließende Qualitätskontrolle und Verpackung werden manuell durchgeführt.

Neue Wege beschritten

Zahlreiche Auswerfer sorgen dafür, dass die Flechtstruktur gut entformt werden kann. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Zahlreiche Auswerfer sorgen dafür, dass die Flechtstruktur gut entformt werden kann. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Die meisten Pflanzgefäße werden auf Maschinen mit 1.300 Tonnen Schließkraft gefertigt. Desweiteren gibt es noch eine Maschine mit 2.000 und eine mit 3.200 Tonnen Schließkraft. „In die großen Maschinen haben wir investiert, als wir mit dem Herstellen von Gartenmöbeln begonnen haben, da wir beispielsweise auch für das Herstellen von Liegen gerüstet sein wollten“, erklärt Robert Benker. Jedoch sind die Pflanzgefäße nach wie vor das Hauptgeschäft des Unternehmens. Vom leichtesten Gefäß, dem Mini-Deltini (B x T x H = 100 x 100 x 128 mm), wiegt der Außenkörper, der auf einer Maschine mit 250 Tonnen Schließkraft gefertigt wird lediglich 200 g und die Zykluszeit beträgt zwischen 30 und 35 s. Das größte, ein Cubico (B x T x H = 50 x 50 x 120 cm), wiegt rund 10,5 kg und hat eine Zykluszeit von rund 5 Minuten und wird auf einer 1300 Tonnen Mono-Sandwich Maschine gespritzt.

Blick in das Werkzeug des Unterteils der zweischaligen Sitzfläche. Die Flechtstruktur ist aufwendig gefräst. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Blick in das Werkzeug des Unterteils der zweischaligen Sitzfläche. Die Flechtstruktur ist aufwendig gefräst. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Der Schwerpunkt des Werkzeugbaus der Geobra Brandstätter Gruppe liegt auf den Mehrkomponentenwerkzeugen für die Playmobil-Produkte, daher werden die Werkzeuge der Lechuza-Produkte alle extern gefertigt. Für das gesamte Lechuza-Sortiment sind zwischenzeitlich 600 Formen im Einsatz. Die meisten Kavitäten sind poliert, einzelne davon hochglanzpoliert. „Die Flechtstrukturen für die Cottage-Serie als auch für die Möbel wurden im eigenen Haus ausgearbeitet. Sie werden, um eine hohe Konturschärfe zu erzielen, gefräst“, beschreibt Benker den Vorgang. „Diese Flechtstruktur ist beim Entformen sehr anspruchsvoll. Sie erfordert, dass wir das Werkzeug frühzeitig öffnen, damit das Gefäß beim Abkühlen auf den Kern schwinden kann. Ansonsten wäre eine Entformung unmöglich.“

Ein hohes Augenmerk liegt auf der Werkzeugtemperierung der Formen. Es dürfen sich keine Einfallstellen oder Fließmarkierungen auf den großen, zu lackierenden Flächen bilden, da diese durch die abschließende Hochglanzlackierung abgezeichnet und verstärkt würden. Die Werkzeugoberflächen werden regelmäßig mit CO2-Schnee auf der Maschine gereinigt, um die Belagbildung durch Additive und die damit einhergehenden Schattierungen zu minimieren.

Alles im Blick

Über Hydra, ein modular aufgebautes MES von MPDV Mikrolab, Mosbach, werden die Prozesse aller Werke der Gruppe, wie Spritzguss, Montage, Drucken, Lackieren, abgebildet. Das MES-System ist ein wichtiges Bindeglied zwischen der Fertigung und dem ERP-System. Weiterhin ermöglicht es einen umfassenden Überblick über die laufenden Maschinen. An großen Monitoren in den Fertigungshallen kann der Werker sehen, welche Maschine welchen Bedarf hat. Seit der Einführung des Systems konnten deutliche Einsparungen erzielt und an Effizienz gewonnen werden, denn Engpässe werden jetzt frühzeitig erkannt. In der Zeit, in der alles über Papierlisten kommuniziert wurde, waren diese Informationen nur zeitversetzt verfügbar, sodass erst verzögert eingegriffen werden konnte.

Durchdacht bis ins Detail

Die Griffe für ein Pflanzgefäß werden immer paarweise aus Polyamid gefertigt. Die abgebildeten Griffe sind für ein rundes Gefäß und sind dessen Radius angepasst. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Die Griffe für ein Pflanzgefäß werden immer paarweise aus Polyamid gefertigt. Die abgebildeten Griffe sind für ein rundes Gefäß und sind dessen Radius angepasst. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Die Angüsse, Anfahrklumpen und Ausschusstöpfe werden gesammelt und auf der anderen Straßenseite im Playmobil-Werk dem Recycling zugeführt. Dort stehen die zentralen Mühlen und zwei Extruder, mit denen das Mahlgut wieder zu Granulat aufbereitet wird, aus dem anschließend die Pflanzeinsätze (Liner) gespritzt werden. Für jedes Gefäßmodell gibt es den passenden Liner, der ebenfalls bei Lechuza gefertigt und komplettiert wird. Die größeren Innengefäße besitzen zum einfacheren Handhaben zwei Griffe aus Polyamid. An die Spritzgießmaschinen sind Montagezellen angegliedert, in denen von Robotern die Griffe automatisch an die Einsätze angebracht werden. Weiterhin wird auch hier bei Bedarf ein Wasserablauf inklusive Bodenschraube automatisiert angebracht.

Bewässerungssystem mit Wasserstandsanzeiger, Einfüllschacht, Lechuza-Pon,
Trennboden und Bodenschraube. (Bildquelle: Lechuza)

Bewässerungssystem mit Wasserstandsanzeiger, Einfüllschacht, Lechuza-Pon,
Trennboden und Bodenschraube. (Bildquelle: Lechuza)

Bei der Herstellung des Bewässerungssets arbeiten Playmobil und Lechuza Hand in Hand. So wird das Schauglas für die Wasserstandanzeige bei Playmobil gespritzt und im Runddruck bedruckt. Weiterhin werden der Käfig des Schwimmers für den Füllstandsanzeiger, die Bodenschraube sowie die Abdeckung des Wassereinfüllschachts dort auf Spritzgießautomaten der XS-Serie von Dr. Boy, Neustadt-Fernthal, gefertigt. Der Einfüllschacht und der Trennboden gehören ebenfalls zum Bewässerungssystem. Abgerundet wird das System durch das Lechuza-Pon, das als Drainageschicht verwendet wird, die Wasserzufuhr zur Pflanze dosiert sowie als Wasser-, Nährstoff- und Düngerspeicher dient. Hierbei handelt es sich um eine Spezialentwicklung. „Die aufwendige Mischung besteht aus Geolithen, leichter Lava, Bimssteinen sowie einem Langzeitdünger“, berichtet Robert Benker. Sowohl die Behälter, in die das Pon abgefüllt wird, als auch die Schütten zum Entnehmen werden im eigenen Haus hergestellt.

Kinderleichte Pflanzenpflege

Ojo, das erste gemeinsame Produkt von Lechuza und Playmobil. (Bildquelle: Lechuza)

Ojo, das erste gemeinsame Produkt von Lechuza und Playmobil. (Bildquelle: Lechuza)

Lechuza und Playmobil haben nun erstmals ein gemeinsames Produkt auf den Markt gebracht. Mit Ojo, dem ersten Pflanzgefäß im Playmobil-Look, sollen Kinder spielerisch an das Thema Pflanzenpflege herangeführt werden. Frische Pflanzen werden einfach samt Kulturtopf ohne aufwendiges Umtopfen in die Gefäße eingebracht. Von unten in den Kulturtopf gesteckt, transportiert ein Bewässerungsstick gleichmäßig Feuchtigkeit zu den Wurzeln. Die Augen des Gesichts dienen als Wasserstandsanzeiger. Sind sie blau, dann ist das Wasserreservoir gefüllt, sind sie dunkel, so muss Wasser nachgefüllt werden.

 

 

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Über den Autor

Simone Fischer

ist Redakteurin Plastverarbeiter.

simone.fischer@huethig.de