Optimierung der Verpackungsgrößen

Im Bereich der Produktverpackung spielt Wellpappe eine große Rolle. Bei einer enormen Produktvielfalt ist die Optimierung der Verpackungsgrößen von entscheidender Bedeutung, um Verpackungsabfall zu minimieren und die Lagerung zu verbessern.

Im Mittelpunkt steht dabei die Reduktion von Leervolumen, die passgenaue Abstimmung von Innen- und Außenmaßen sowie die effiziente Palettierung. Eine präzise Größenwahl senkt Materialeinsatz und Transportaufwand, erhöht die Packdichte im Lager und verbessert den Schutz des Packguts durch passend dimensionierte Zuschnitte, Rillungen und Polsterzonen.

Gerade in dynamischen Umfeldern wie E-Commerce, Ersatzteillogistik und saisonal schwankenden Sortimentsstrukturen führt eine abgestimmte Größenstrategie zu stabilen Prozessen: standardisierte Formate erleichtern das Handling, reduzieren Fehlpackungen und verringern Beschädigungen entlang der Lieferkette. Gleichzeitig verbessern klare Maßbezüge die Kommunikation zwischen Konstruktion, Produktion und Logistik.

Definition: Was versteht man unter der Optimierung der Verpackungsgrößen?

Unter einer Optimierung der Verpackungsgrößen versteht man das Bestreben, die Abmessungen einer Verpackung bestmöglich an das zu verpackende Produkt anzupassen. Korrekt dimensionierte Verpackungen minimieren nicht nur den Materialbedarf und dadurch entstehenden Abfall, sondern ermöglichen auch eine effizientere Nutzung von Lagerkapazitäten und Transportraum.

In der Praxis umfasst dies die konsequente Ausrichtung von Innenmaß, Außenmaß und Toleranzen auf das Produkt, die Eigenschaften der Wellpappqualität (zum Beispiel Wellenart und Papiergrammaturen) sowie die Anforderungen aus Logistik und Palettierung. Dabei werden Polster- und Fixierbedarfe, zulässige Maßtoleranzen entlang der Wertschöpfungskette und die Stapelstabilität gleichermaßen berücksichtigt. Für vertiefende Grundlagen zu Maßeinheiten und Maßbezügen bieten sich weiterführende Hinweise zu Abmessungen in der Verpackungsentwicklung an.

Wesentlich ist die klare Begriffsabgrenzung: Das Innenmaß beschreibt den nutzbaren Raum für das Packgut, das Außenmaß bestimmt die Palettierung und die Raumausnutzung im Transport. Die Differenz resultiert aus Wandstärken und Rillzonen der Wellpappe. Messungen sollten stets klimatisiert und reproduzierbar erfolgen, da Feuchte und Temperatur das Faserverhalten und damit die effektiven Maße beeinflussen.

Methoden zur Optimierung von Verpackungsgrößen bei Wellpappe

Es gibt zahlreiche Wege, um die optimale Größe von Wellpappverpackungen zu erzielen. Beispielsweise lassen sich per CAD-Design auf den Millimeter genaue Verpackungsformate erstellen. Darüber hinaus können automatisierte Packmaschinen die Kartongröße in Echtzeit an das zu verpackende Produkt anpassen. Eine weitere Möglichkeit besteht in einer konstanten Analyse und Optimierung der Lagerbestands- und Warenflusssituation.

Bewährte Vorgehensweisen beinhalten außerdem die systematische Erfassung realer Produktmaße inklusive Toleranzen, die Definition von Größengruppen (Größenraster) und die Harmonisierung der Zuschnittformate. Ergänzend helfen standardisierte FEFCO-Bauarten, optionale Perforation für Öffnungs- und Abreißhilfen sowie eine auf das Produkt abgestimmte Rill- und Klebetechnik. Durch Palettier- und Packmuster-Analysen wird die Transporteffizienz unmittelbar in die Größenfindung integriert.

Datenerhebung und Eingangsgrößen

Grundlage sind exakte Produktdaten (Länge, Breite, Höhe, Gewicht), zulässige Lageorientierungen, Empfindlichkeiten des Packguts, notwendige Schutzabstände und die geplante Kombination mit Füll- und Polstermaterialien. Zusätzlich fließen Anforderungen aus Versand, Handling und Kommissionierung ein.

Materialwahl und Wellenarten

Die Wahl der Wellenart (zum Beispiel E-, B- oder C-Welle sowie Doppelwelle) beeinflusst Tragfähigkeit, Dämpfung und Wandstärke und damit die resultierenden Innen- und Außenmaße. Relevante Leistungskennzahlen sind unter anderem ECT (Kantenstauchwiderstand) und daraus abgeleitete BCT-Werte für die Stapelfähigkeit. Dünnere Wellen verbessern die Volumenausnutzung, dickere Qualitäten erhöhen die Schutzwirkung und die stapelbare Höhe.

• E-Welle: geringe Wandstärke, hohe Maßpräzision, geeignet für kleine, formschlüssige Packgüter.
• B-Welle: ausgewogener Kompromiss zwischen Stabilität und Materialeinsatz.
• C-Welle: höhere Polsterwirkung und Stapelstabilität für schwerere Produkte.
• Doppelwelle (zum Beispiel BC): für erhöhte Belastungen, Langstreckentransporte und hohe Palettenstapel.

Konstruktionsprinzipien

Parametrische CAD-Modelle erlauben schnelle Variantenrechnungen. Dabei werden Materialeffizienz, Zuschnittverschachtelung, Rillbilder, Verklebungen und Verschlüsse (zum Beispiel Steck-, Klebe- oder Selbstklebeverschlüsse) gegeneinander abgewogen. Ziel ist ein ausgewogenes Verhältnis aus Schutz, Volumenausnutzung und Prozessfähigkeit.

Produktion und Logistik

On-Demand-Zuschnittsysteme, höhenvariable Kartonaufrichter und kontinuierliches Score-and-Cut-Verfahren erlauben flexible Größen im laufenden Prozess. Parallel optimiert eine abgestimmte Packstraße das Verhältnis von Rüstzeiten, Losgrößen und Durchsatz. Die resultierenden Formate sollten auf gängige Palettenraster und Ladehilfsmittel abgestimmt werden, um Umverpackungen effizient zu bündeln.

Für Europaletten (zum Beispiel 1.200 × 800 mm) und Industriepaletten (1.200 × 1.000 mm) empfiehlt sich ein Palettenraster, das Kantenüberstände vermeidet und die Lkw-Ladehöhe berücksichtigt. Eine definierte Stauhöhe, ein geeignetes Lagenbild sowie bündige Außenmaße erhöhen die Stabilität von Misch- und Einheitsladungen.

Iteratives Testen

Prototyping und Musterprüfungen (zum Beispiel Fall-, Stapel- und Klimatests) validieren, ob die gewählte Größe den Produktschutz sicherstellt. Messgrößen wie Leervolumenquote, Ausnutzungsgrad des Zuschnitts und Packzeiten dienen als objektive Kriterien für weitere Anpassungen.

Ergänzend sind Praxisfahrten, Vibrationsprofile und Langzeitklimatisierungen sinnvoll, um realistische Beanspruchungen abzubilden. Prüfergebnisse sollten mit Sicherheitsreserven hinterlegt werden, damit Serienstreuungen und klimatische Schwankungen abgedeckt sind.

Softwareunterstützung bei der Gestaltung von Wellpappenverpackungen

Aktuelle Verpackungssoftware ermöglicht eine virtuelle Gestaltung und Simulation von Verpackungen, einschließlich Wellpappe. Auf diese Weise lässt sich das bestmögliche Format bereits im Vorfeld ermitteln und testen. Diese digitalen Werkzeuge tragen maßgeblich zur Größenoptimierung von Verpackungen bei.

Moderne Systeme integrieren 3D-Produktdaten, berechnen Varianten auf Basis von Materialparametern und simulieren Palettiermuster. Schnittstellen zu ERP- und WMS-Systemen erleichtern die Pflege von Stammdaten und die Bewertung logistischer Effekte (zum Beispiel Packdichte im Lager, Anzahl der Versandgebinde, Auslastung pro Tour). Reports machen Einsparpotenziale transparent und schaffen eine belastbare Entscheidungsgrundlage.

Zusätzlich unterstützen Datenanalyse, digitale Zwillinge und automatisierte Regelkreise die laufende Optimierung: Sensoren erfassen Prozess- und Qualitätsdaten, Dashboards visualisieren Kennzahlen, und Workflows stoßen bei Abweichungen direkte Korrekturmaßnahmen an.

Kennzahlen, Kriterien und Prüfmethoden

Zur objektiven Bewertung der Größenoptimierung werden quantitative Kennzahlen eingesetzt:

• Leervolumenquote: Anteil ungenutzten Raums innerhalb des Versandkartons.
• Packdichte im Lager: nutzbarer Volumenanteil pro Lagerplatz oder Ladehilfsmittel.
• Materialausnutzung: Verschnittquote des Zuschnitts in der Produktion.
• Transporteinheiten: Anzahl Kartons pro Palette und Paletten pro Sendung.
• Schadenquote und Retouren: Indikatoren für ausreichenden Produktschutz trotz kompakter Abmessungen.
• Prozesszeiten: Pack- und Rüstzeiten als Maß für Prozessfähigkeit.
• CO2-Äquivalente je Sendung: Emissionswirkung von Material und Transport pro Auftrag.
• Stapelsicherheitsreserve (BCT-Reserve): Verhältnis aus gemessener Stapelfestigkeit und erforderlicher Last.
• Flächenleistung: Ausbringung pro Stunde an Stanz- und Klebemaschinen in Abhängigkeit vom Format.

Ergänzend werden Belastungsprüfungen (Stauch- und Stapeltests), Fallprüfungen und klimatische Konditionierungen eingesetzt, um die Auslegung zu validieren und gegebenenfalls nachzujustieren.

Berechnungsbeispiele unterstützen die Interpretation: Die Leervolumenquote ergibt sich aus (Innenvolumen minus Produktvolumen) geteilt durch Innenvolumen. Für die Palettierung sind Kartonaußenmaß, Lagenhöhe und Palettenhöhe inklusive Sicherung maßgeblich. Aus ECT-Werten lassen sich mittels gängiger Formeln orientierende BCT-Werte für die maximale Stapellast ableiten.

Einflussfaktoren aus Praxis und Logistik

Die optimale Größe wird von mehreren Rahmenbedingungen bestimmt: Produktempfindlichkeit, notwendige Polsterzonen, Bündelungen zu Versandeinheiten, Vorgaben durch Ladehilfsmittel und die Ausrichtung auf ein Palettenraster. Ebenso relevant sind Fertigungstoleranzen, saisonale Schwankungen bei Artikelmaßen, Variantenvielfalt sowie Anforderungen aus Kommissionierung und Retourenabwicklung.

Ein praxisnaher Ansatz ist die Bildung weniger, gut abgestufter Größenklassen, die den Großteil des Sortiments abdecken. So werden Beschaffungs-, Lager- und Handlingsaufwände reduziert, ohne den Produktschutz zu beeinträchtigen.

Weitere Einflussgrößen sind klimatische Bedingungen (Luftfeuchte, Temperatur), der Recyclingfaseranteil der Wellpappe, Druckbilder mit rillkritischen Bereichen und die Orientierung schwerer Bauteile im Karton. Eine klare Toleranzmatrix zwischen Innenmaß, Außenmaß und Polstermaterial verhindert Passungsprobleme.

Vor- und Nachteile der Optimierung von Verpackungsgrößen

Durch die Optimierung von Verpackungsgrößen lassen sich signifikante Einsparungen beim Materialverbrauch und den Transportkosten erzielen. Zudem wird die Umwelt durch einen geringeren CO2-Ausstoß und weniger Verpackungsabfall entlastet. Allerdings erfordern solche Optimierungsmaßnahmen, speziell bei der Nutzung automatisierter Systeme und Softwarelösungen, einen gewissen Investitionsaufwand. Zudem ist oft ein konsequentes Controlling und Anpassen der Größenoptimierungsstrategien erforderlich.

• Vorteile: geringerer Verschnitt, bessere Auslastung von Lager- und Transportvolumen, reduzierte Packzeiten durch passende Formate, verbesserte Stapelstabilität durch abgestimmte Außenmaße; nachvollziehbare Qualität durch definierte Toleranzen; geringere Schadenquoten durch passgenaue Innenmaße und geeignete Wellenarten.
• Herausforderungen: initialer Analyse- und Umstellungsaufwand, Abstimmung mit bestehenden Packprozessen, Sicherstellung von Toleranz- und Schutzanforderungen bei variierenden Artikelmaßen; Datenqualität bei Stammdatenpflege; Berücksichtigung klimatischer Einflussfaktoren und Serienstreuungen.

Praxisleitfaden: Vorgehen in sieben Schritten

1. Artikelklassifizierung und Datenerhebung (Ist-Maße, Toleranzen, Schutzbedarf). Ergänzend: Messkonzept, Klimabedingungen, 3D-Scan bei komplexen Geometrien.
2. Definition von Zielgrößen und Raster (Innen-/Außenmaß, Schutzabstände, Palettierung). Einschließlich Palettenraster, Stauhöhe, Ladeeinheit und zulässiger Lagenbilder.
3. Parametrische Konstruktion und Variantenbildung (CAD, Rill- und Schnittbilder). Bewertung nach Materialausnutzung, Prozessfähigkeit und ECT/BCT-Anforderungen.
4. Simulation von Pack- und Palettiermustern samt Material- und Prozesskennzahlen. Abgleich mit Kommissionierwegen, Tourenplanung und Volumenausnutzung.
5. Prototyping und Prüfungen (Stapel-, Fall- und Handlingstests). Dokumentation der Ergebnisse, Definition von Sicherheitsreserven und Freigabekriterien.
6. Rollout in der Produktion (Ausrüstung, Rüstkonzepte, Schulung). Festlegung von Prüfplänen, Verpackungsanweisungen und Rückmeldeprozessen.
7. Monitoring und kontinuierliche Verbesserung anhand definierter KPIs. Regelmäßige Reviews, Variantenbereinigung und Anpassung an Sortimentsänderungen.

Begriffsabgrenzung und Toleranzen

Innenmaß, Außenmaß und Fertigmaß sollten eindeutig dokumentiert werden. Typische Fertigungstoleranzen bewegen sich je nach Verfahren und Format im Millimeterbereich. Rotations- und Flachbettstanzen weisen unterschiedliche Toleranzfelder auf; Rillbreiten und Faserausrichtung beeinflussen die Passung ebenso wie das Feuchtegleichgewicht der Wellpappe.

Praxisempfehlung: Maße stets mit Angabe des Klimazustands erfassen, Toleranzketten über alle Verpackungskomponenten (Zuschnitt, Einlagen, Polster, Verschluss) hinweg betrachten und Prüfmittel regelmäßig kalibrieren.

Typische Anwendungsbeispiele

Kleinserien mit hoher Variantenvielfalt profitieren von höhenvariablen Zuschnitten, die das Innenvolumen flexibel anpassen. Serienprodukte mit stabilen Abmessungen lassen sich über harmonisierte Größenraster und standardisierte FEFCO-Bauarten effizient bündeln. Empfindliche Güter erhalten zusätzlich formschlüssige Einlagen, die Leervolumen reduzieren und punktuelle Belastungen verteilen.

Zusammenfassung:

• Die Optimierung der Verpackungsgrößen bezieht sich auf die Anpassung der Größe und Form von Verpackungen, um den Platzbedarf zu minimieren und somit Kosten zu sparen. Sie schafft klare Maßbezüge zwischen Innenmaß und Außenmaß, senkt Leervolumen und erhöht die Prozesssicherheit in Konstruktion, Produktion und Logistik.
• Durch die Optimierung können Unternehmen, die Wellpappe als Verpackungsmaterial nutzen, ihre Effizienz im Verpackungsprozess steigern und Lager- sowie Transportkosten reduzieren. Gleichzeitig werden Stapelstabilität, Packgeschwindigkeit und die Auslastung von Ladehilfsmitteln verbessert.
• Die geeignete Verpackungsgröße ist auch ein wichtiger Faktor für den Umweltschutz, da sie Abfall reduziert und Ressourcen effizient einsetzt, insbesondere bei der Verwendung nachhaltiger Materialien wie Wellpappe. Zusätzlich sinken Emissionen pro Sendung durch höhere Packdichten und weniger Transporteinheiten.
• Methodisch unterstützen strukturierte Datenerfassung, parametrische Konstruktion, Simulation, prototypische Tests und ein KPI-basiertes Monitoring die zielgerichtete Größenfindung. Ergänzt um klare Toleranzen, geeignete Wellenarten und eine abgestimmte Palettierung entsteht eine robuste, praxisgerechte Lösung.