Faltprozess

Wellpappe ist ein allgegenwärtiger Bestandteil in der Verpackungsindustrie. Besonders hervorstechend ist dabei die Rolle des Faltvorgangs, der die Basis der Verpackungsproduktion bildet. Ein genauerer Blick auf diesen Prozess offenbart die Komplexität und das Potenzial dieses Industriezweiges. Der Faltprozess verbindet vorgelagerte Arbeitsschritte wie Rillen, Stanzen und Vorbrechen mit nachgelagerten Schritten wie Kleben, Pressen und Bündeln – und entscheidet damit über Maßhaltigkeit, Winkeltreue, Stabilität und Schutzfunktion der resultierenden Transport- und Produktverpackungen. Darüber hinaus beeinflusst der Faltprozess die Linienleistung, die Ausschussquote, die Reproduzierbarkeit von Serien und die Eignung für automatisierte Folgeprozesse wie Aufrichten, Befüllen und Verschließen. Schnittstellen zu Peripherieeinrichtungen (Leimauftrag, Qualitätskontrolle, Banderolieren) sowie die Abstimmung mit Formatwechsel- und Rüstabläufen wirken sich direkt auf Taktzeit, Materialeffizienz und die Gesamtanlageneffektivität aus.

Definition: Was versteht man unter Faltprozess?

Auf den ersten Blick könnte der Faltprozess als eine einfache mechanische Tätigkeit erscheinen. Doch der Prozess, die Wellpappe zu falten, ist alles andere als trivial. Es handelt sich dabei um eine Technik, bei der aus einem flachen Stück Wellpappe eine dreidimensionale Verpackung geschaffen wird. Der Faltprozess ist technisch anspruchsvoll und erfordert Präzision und Kontrolle. Er umfasst die kontrollierte Umformung entlang definierter Rilllinien, das Ausrichten der Paneele sowie das sichere Schließen von Laschen und Klappen, ohne die Struktur der Fasern übermäßig zu belasten.

Im engeren Sinn beschreibt der Faltprozess die gezielte Umformung entlang vorgeprägter Rilllinien, häufig nach einem Stanzvorgang, um Paneele einer Zuschnittform zu Schachtelkörpern zusammenzuführen. Typische Teiloperationen sind Vorbrechen (Vorformen der Rillungen), das eigentliche Falten, das Zuführen und Schließen der Klebelasche, das Verpressen in der Pressstrecke und die anschließende Stabilisierung. Relevante Stellgrößen sind unter anderem Faltwinkel, Anpressdruck, Werkzeuggeometrie (Rill- und Gegenrillwerkzeuge), Materialfeuchte und Faltgeschwindigkeit. Zielgrößen sind Planlage, Kantengeradheit, Winkeligkeit, Falzkantenfestigkeit und eine reproduzierbare Klebenaht. Ergänzend werden Rillbruchfreiheit, Kantenstand und Klappenüberdeckung beurteilt, um Passgenauigkeit und Funktionssicherheit zu gewährleisten.

Zur Einordnung: Falten unterscheidet sich vom freien Biegen durch die geführte Umformung entlang vorbereiteter Rillungen. Dadurch werden Fasern in der Decklage entlastet und Brüche vermieden, während die Welle in definierter Weise gestaucht wird. Das Ergebnis ist eine formstabile, passgenaue Schachtel, deren Funktion von der Qualität der Rillung und der kontrollierten Falzbildung abhängt. Entscheidend sind außerdem die Faserlaufrichtung, die Rilltiefe und die Geometrie der Gegenrille, da diese Faktoren die Neutralzone der Umformung und damit die Falzqualität bestimmen.

Begriffsabgrenzung: In der Praxis werden Begriffe wie Falzen, Falten und Vorbrechen teils synonym verwendet. Falzen meint die geometrische Ausbildung der Falzkante entlang der Rillung, Falten den Vorgang des Umklappens von Paneelen, während Vorbrechen das gezielte Anformen der Rillung zur Reduktion der Rückstellkräfte beschreibt. Diese Unterscheidung ist nützlich, um Messwerte, Fehlerbilder und Korrekturmaßnahmen präzise zuzuordnen.

Geschichte und Entwicklung des Faltvorgangs in der Wellpappenindustrie

Die Geschichte der Falttechnik von Wellpappe ist eng mit der Entwicklung der Industrieproduktion und Technologien verbunden. Angefangen von manuellen Methoden bis hin zu hochentwickelten, automatisierten Maschinen, hat dieser Vorgang einen langen Weg zurückgelegt. Letztere ermöglichen nun die Massenherstellung von Wellpappenschachteln in einer bisher ungekannten Geschwindigkeit und Qualität. Früh wurden einfache Faltschablonen, handbetriebene Pressen und Heftgeräte eingesetzt, bevor kontinuierliche Maschinenlinien entstanden, die Zuschnitte transportieren, rillen, falzen und kleben.

Historisch wurden Zuschnitte zunächst per Hand entlang von Rilllinien gefaltet und mit Klebestreifen oder Draht geheftet. Mit der Mechanisierung entstanden einfache Faltstationen, gefolgt von kombinierten Faltklebemaschinen. Die Einführung standardisierter Schachteltypen (z. B. FEFCO-Codes) und präziser Stanzverfahren erhöhte die Wiederholgenauigkeit. Moderne Inliner- und Casemaker-Systeme vereinen Rillen, Stanzen, Falten und Kleben in einem durchgängigen Prozess. Servoantriebe, Rezepturverwaltung und bildgestützte Qualitätskontrolle sorgten für kürzere Rüstzeiten, bessere Prozessstabilität und höhere Ausbringung bei gleichbleibender Formgenauigkeit. Parallel entwickelten sich Klebstoffsysteme (Kaltleim, Dispersionsklebstoffe, Hotmelt) weiter, wodurch schnellere Abbindung und höhere Prozessfenster möglich wurden.

Aktuelle Entwicklungen adressieren digitale Assistenzsysteme, datengestützte Optimierung (z. B. maschinelles Lernen zur Parameterempfehlung), prädiktive Wartung sowie die Integration von Energie- und Feuchtemanagement. Dadurch wird die Prozessfähigkeit (z. B. Cp/Cpk) gesteigert und die Varianz über Materialchargen hinweg reduziert.

Einblicke in den aktuellen technischen Stand der Faltverfahren

Heutige Faltmaschinen sind in der Lage, eine Fülle von Falttypen zu bewältigen. Ob einfache Linienfaltung, Zick-Zack-Faltung oder komplexere Faltungen – die Flexibilität der eingesetzten Technologie ist beeindruckend. Kombiniert mit Präzisionsmessgeräten und fortschrittlicher Software bieten moderne Faltungsmaschinen eine hohe Effizienz und Qualität. Die Kontrolle und Überwachung des Faltungsvorgangs sind entscheidend für die Herstellung funktioneller und ansprechender Verpackungen aus Wellpappe. Zur Ausstattung gehören unter anderem motorisch verstellbare Lineale, formatabhängige Führungen, adaptive Vorbruchsysteme sowie integrierte Leimüberwachung.

Technisch betrachtet bestehen Faltklebemaschinen aus Zuführung, Vorbruch- und Faltwerken, Klebstoffauftrag (Kaltleim oder Hotmelt), Pressstrecke sowie Auslage. Sensorik überwacht Klebstoffpräsenz, Klappenlage und Klebelaschenposition; Kamerasysteme erkennen Rissbildung oder Quetschungen an Falzkanten. Servogesteuerte Rill- und Faltaggregate ermöglichen reproduzierbare Faltwinkel bei unterschiedlichen Wellenkombinationen (z. B. E-, B-, C- oder Doppelwelle). Klimatisierung und bahnführende Elemente stabilisieren die Planlage, um Kantenaufwürfe und Torsion zu vermeiden. Prozessdaten werden in Rezepturen hinterlegt, sodass Formatwechsel mit geringerem Rüstaufwand möglich sind.

Ein zentrales Qualitätsziel im Faltprozess sind präzise Abmessungen und maschinelle Toleranzen im Faltprozess. Diese betreffen Klebestegbreite, Schachtelinnenmaß, Klappenüberdeckung, Winkeltreue und Kantenstand. Prozessdaten wie Faltkraft, Pressdruck, Liniengeschwindigkeit und Klebstoffauftrag werden hierfür überwacht und bei Bedarf automatisch nachgeregelt. Das minimiert Ausschuss, steigert die Maßhaltigkeit und sichert die Stapel- und Transportfähigkeit. Ergänzend kommen inlinefähige Messmethoden (z. B. Kameramessung für Kantenversatz, Lasertriangulation für Planlage) sowie Stichprobenprüfungen zum Einsatz.

• Typische Faltelemente: Seitenklappen, Deckel- und Bodenklappen, Staublaschen, Einsteck- oder Automatikböden
• Prozessschritte im Überblick: Rillen/Stanzen – Vorbrechen – Falten – Kleben – Pressen – Trocknen/Abkühlen – Auslage/Bündeln
• Qualitätskriterien: Winkeltreue, Kantenintegrität, Planlage, Falzkantenfestigkeit, Klebenahtqualität, Eignung für automatisches Aufrichten

Qualitätsprüfung und Messmethoden

Zur Absicherung der Zielgrößen werden standardisierte Prüfungen herangezogen, etwa die Kontrolle der Rillgeometrie, die Beurteilung der Falzkanten via Bildanalyse, Zug- und Scherprüfungen an der Klebenaht sowie Maßprüfungen der Innen- und Außenabmessungen. Ergänzend liefern ECT-, FCT- und BCT-Prüfungen Hinweise auf die Wechselwirkung von Materialfestigkeit und Faltgüte. Prüfpläne definieren Prüffrequenzen, Grenzmuster und Reaktionspläne bei Abweichungen.

Maschinen- und Materialeinfluss

Materialparameter wie Flächengewicht, Wellenart, Decklagenqualität und Feuchtegehalt wirken mit Maschineneinstellungen zusammen. Entscheidend sind Rill- und Gegenrillgeometrie, die Position der Führungen, der Pressdruck in der Pressstrecke und die Leimmenge. Durch abgestimmte Parameter lassen sich Rückstellkräfte reduzieren, Falzkanten stabil ausbilden und Klebenähte reproduzierbar schließen.

Vor- und Nachteile von Faltprozess

Die Vorteile des Faltprozesses von Wellpappe liegen auf der Hand: Er ermöglicht die Produktion individueller, an das Produkt angepasster Verpackungen in hoher Stückzahl und Qualität. Der Prozess ist flexibel einsetzbar und kann sowohl einfache als auch komplexe Faltungen realisieren. Außerdem sind dank des Einsatzes von Präzisionstechnologie und Qualitätssicherungssystemen die Fehlerquoten gering. Darüber hinaus unterstützt der Faltprozess wirtschaftliche Losgrößen, kurze Durchlaufzeiten und die Integration in automatisierte Verpackungslinien.

Ein möglicher Nachteil könnte die Notwendigkeit spezieller Faltungsmaschinen sein, die eine hohe Anfangsinvestition erfordern. Zudem kann der Faltprozess bei falscher Handhabung zu Materialschäden führen. Es bedarf daher einer genauen Einstellung der Maschinen und geschultem Personal. Allerdings kann geschultes Personal diesen Nachteil abmildern und den Prozess effizient gestalten. Hinzu kommen Wartungsaufwände, die regelmäßige Inspektionen von Rillwerkzeugen, Führungen und Leimauftragskomponenten erforderlich machen.

• Einflussfaktoren auf die Faltbarkeit: Rillgeometrie und -tiefe, Faserlaufrichtung, Wellenart und Flächengewicht, Materialfeuchte, Qualität des Stanzbildes, Klebstofftyp und -menge
• Typische Fehlerbilder: Risse in der Decklage, Quetschungen, unsaubere Klebenähte, Aufstellen von Klappen, mangelnde Winkligkeit
• Risikominderung: abgestimmte Rill-/Gegenrillwerkzeuge, kontrollierte Klimabedingungen, validierte Klebstoffrezepturen, regelmäßige In-Prozess-Prüfungen

Kosten-Nutzen-Aspekte umfassen die Balance zwischen Liniengeschwindigkeit und Qualitätsziel, die Optimierung der Klebstoffkosten durch präzisen Auftrag sowie die Reduktion von Makulatur über stabile Rüstmethoden und standardisierte Prüfpläne.

Praxis: Rüsten, Einrichten und Validieren

In der Praxis beginnt ein stabiler Faltprozess mit einem strukturierten Rüstablauf: Prüfung der Rillqualität, Kalibrierung der Führungen, Einrichtung der Vorbruchstationen und Festlegung der Leimparameter nach Material und Klappentyp. Einlaufversuche mit Musterzuschnitten validieren Faltwinkel, Klebenaht und Klappenüberdeckung. Abweichungen werden anhand definierter Checklisten behoben (z. B. Anpassung des Anpressdrucks, Korrektur der Führungspositionen oder Reduktion der Liniengeschwindigkeit bei empfindlichen Qualitäten).

Prozesskontrolle und Dokumentation

Zur Sicherung der Reproduzierbarkeit werden Formatrezepte mit Sollwerten für Falt- und Pressdrücke, Leimmenge, Temperaturfenster und zulässige Toleranzen hinterlegt. Laufende SPC-Auswertungen und Regelkarten erlauben das frühzeitige Erkennen von Trends. Rückmeldungen aus nachgelagerten Prozessen (Aufrichten, Befüllen, Palettieren) fließen als Lessons Learned in die kontinuierliche Verbesserung ein.

Sicherheit, Ergonomie und Nachhaltigkeit

Beim Betrieb von Faltklebemaschinen sind sichere Zugriffsbereiche, Schutzhauben, Not-Halt-Konzepte und eine ergonomische Handhabung von Zuschnitten, Klebstoffen und Werkzeugen zu berücksichtigen. Ergonomische Abläufe reduzieren Fehlbedienungen und damit Qualitätsrisiken. Nachhaltigkeitsaspekte betreffen die Minimierung von Makulatur, den sparsamen Einsatz von Klebstoffen, die Vermeidung unnötiger Beschichtungen sowie ein abgestimmtes Feuchtemanagement, um die Recyclingfähigkeit der Wellpappe zu erhalten.

Normen, Toleranzen und Spezifikationen

Für die Spezifikation von Faltprozessen haben sich Toleranzfelder für Innenmaße, Winkligkeit, Kantenstand und Klappenüberdeckung etabliert. Prüf- und Messverfahren sind in einschlägigen Normen und Richtlinien beschrieben; sie definieren die Stichprobenahme, Messmittel und Bewertungsmaßstäbe. In technischen Datenblättern werden diese Anforderungen zusammen mit Materialkennwerten (z. B. ECT, BCT) dokumentiert und projektbezogen freigegeben.

Abschließende Betrachtung

Der Faltprozess ist ein zentraler Bestandteil in der Produktion von Wellpappe. Er bestimmt maßgeblich die Form und Funktionalität der entstehenden Verpackung. Aus diesem Grund wird ständig in die Weiterentwicklung und Verbesserung des Faltverfahrens investiert. Durch moderne Technologien und Maschinen wird nicht nur die Effizienz, sondern auch die Qualität des Endproduktes gesteigert. Es handelt sich daher um einen Prozess, der in der Verpackungsindustrie eine entscheidende Rolle spielt. Die Kombination aus geeigneter Rillung, stabiler Falzbildung, präzisem Klebstoffauftrag und konsequenter Qualitätsprüfung bildet die Grundlage für prozesssichere, maßhaltige und funktionelle Schachteln.

Zusammenfassung:

• Der Faltprozess ist ein entscheidender Schritt in der Produktion von Verpackungen aus Wellpappe. Dabei wird das flache Material in die gewünschte dreidimensionale Form gebracht.
• Durch den Faltprozess kann eine Vielzahl von Verpackungsdesigns und -formen realisiert werden. Dies macht ihn zu einem zentralen Element in der Herstellung individueller Verpackungslösungen.
• Der Faltprozess ist nicht nur für die Formgebung, sondern auch für die Stabilität der Endprodukte wichtig. Durch gezieltes Falten wird die Tragfähigkeit der Verpackungen erhöht, was für den Schutz des Inhalts essentiell ist.
• Prozesssicherheit entsteht durch abgestimmte Rillung, kontrollierte Falzbildung, präzisen Klebstoffauftrag und kontinuierliche Qualitätskontrolle.
• Maßhaltigkeit, Winkeltreue und Kantenintegrität sind zentrale Qualitätsmerkmale, die die Stapel-, Förder- und Transportfähigkeit bestimmen.
• Materialeigenschaften (Wellenkombination, Faserlaufrichtung, Feuchte) und Maschineneinstellungen (Druck, Geschwindigkeit, Werkzeuggeometrie) beeinflussen die Faltergebnisse direkt.
• Standardisierte Prüfpläne, SPC-Methoden und dokumentierte Formatrezepte sichern Reproduzierbarkeit, reduzieren Ausschuss und erleichtern Rüstvorgänge.
• Ergonomie, Arbeitssicherheit und nachhaltiger Ressourceneinsatz unterstützen stabile Prozesse und erhalten die Materialqualität der Wellpappe.