Anfang 2020 entstand die Idee des noch jungen Start-ups GroMM GmbH mit einem patentierten und innovativen Verbissschutz, das Waldsterben aktiv zu bekämpfen.
Anfang 2020 entstand die Idee des noch jungen Start-ups GroMM GmbH mit einem patentierten und innovativen Verbissschutz, das Waldsterben aktiv zu bekämpfen.
Der Verbissschutz, anfangs noch aus einer simplen Schweißkonstruktion aus Stahl hergestellt, ermöglicht den präzisen Schutz einzelner Jungbäume. Somit ist eine Wiederaufforstung des Waldes oder auch der Schutz einzelner Bäume beispielsweise im Garten- und Landschaftsbau möglich. Die Sprösslinge werden durch den Artikel sicher vor Verbiss- und Fegeschäden geschützt. Das Thema wird in den kommenden Jahren eine immer größere Rolle spielen.
Schnell stellte sich jedoch heraus, dass dieser Artikel schlichtweg für die bevorstehende Serienproduktion in sehr großen Stückzahlen nur bedingt geeignet ist.
Das Start-up beschloss zeitnah, neue Wege einzuschlagen. Mit der grundlegenden Idee einen ähnlichen Artikel jedoch auf Bio-Kunststoffbasis zu fertigen, kam GroMM auf die Firma Zimmermann zu.
Nach einem ersten unverbindlichen Gespräch wurde unmittelbar die Neugier geweckt, da durch dieses Projekt aktiv die Zukunft des Umweltschutzes mitgestaltet werden kann. Zu einem Vertrag zwischen dem Start-up und Zimmermann kam es dementsprechend zeitnah im März 2022.
Zimmermann begleitet das Projekt über die komplette Wertschöpfungskette. Beginnend mit dem Artikeldesign konnte das Können des mittelständischen Werkzeugbauers unter Beweis gestellt werden. Bei der Konzeptionsphase des Artikels wurde bereits eine kleine Projektgruppe, bestehend aus erfahrenen Konstrukteuren, Werkzeugbauern, dualen Studenten und dem Kunden gegründet, um Ideen einer möglichen Umsetzung zu generieren. Vorneweg stand ein möglichst simples Werkzeugdesign, um die Investitionskosten für das noch junge Start-up möglichst gering zu halten. Zudem sollte das Werkzeug eine Ausbringung von mehr als 300.000 Artikel/Jahr ermöglichen. Dies setzt eine optimale Auslegung des Kühlkanalsystems voraus, um wirtschaftliche Zykluszeiten zu erreichen.
Bei der Konzeptionsphase wurden erste Handskizzen eines möglichen Artikeldesigns umgehend mithilfe von 3D-Druck umgesetzt, um somit ein stabiles und zugleich materialsparendes Artikeldesign zu erarbeiten. Anschließend wurde mithilfe einer Mold-Flow-Analyse eine Füll- und Verzugssimulation erstellt (Abbildung 1), welche auf kritische Stellen aufmerksam machen sollte. Hier konnten die optimalen Positionen der Heißkanaldüsen ermittelt werden. Gleichsam gab es kritische Hinweise zum Druckbedarf für die Füllung. Dieser war grenzwertig hoch und es gab Hinweise zu einer ungewünschten Verzugsneigung. Da für die Simulation die Materialdaten der Bio-Rezepturen nicht vorlagen, wurde die Simulation mit einem PP durchgeführt, welches die mechanischen Wunscheigenschaften hat und sich gemäß der vorliegenden Erfahrungen zumindest beim Verarbeitungsprozess vergleichbar verhält.
Abbildung 1
Aufgrund der kritischen Hinweise hat sich Zimmermann entschieden, ein Prototypenwerkzeug aufzulassen, das die charakteristische Geometrie des späteren Endproduktes enthielt. Mit diesem wurden dann entsprechende Versuche gefahren.
So konnten in dieser Phase ca. 10 Rezepturen hinsichtlich Verarbeitbarkeit und Eigenschaftsbild getestet werden und dies bei akzeptablen Materialverbräuchen und Versuchskosten. Der seriennahe Bio-Kunststoff hat eine schlechtere Fließfähigkeit als die vergleichbaren PP-Kunststoffe. Somit konnte der Artikel im Versuchswerkzeug nur mit einem sehr hohen Druck gefüllt werden. Die dann erforderlichen Schließkräfte mit entsprechender Maschine hätten die Produktionskosten arg verteuert.
Aus diesem Grund wurde das Design des Artikels entsprechend der gewonnenen Erkenntnisse überarbeitet. Gezielt wurde der relevante Querschnitt so vergrößert, dass es der Füllung bestmöglich hilft, gleichzeitig aber auch nicht das Artikelgewicht unnötig erhöht. Die Idee mit einem vorherigen Versuchswerkzeug hat sich somit direkt bezahlt gemacht.
Sehr interessant und zukunftsrelevant war die Thematik erdölfreie Kunststoffe konsequent in einen Design Thinking Prozess aufzunehmen. Früh wurde hier der Projektpartner, nach einer vorgeschalteten Marktrecherche, Nature Compound ins Projekt eingebunden. Die Firma Nature compound hat sich zur Aufgabe gemacht, Bio-Kunststoffe für entsprechende Anwendungen zu entwickeln und diese auch in größeren Mengen in Deutschland zu compoudieren.
Der Bio-Kunststoff wurde speziell für die Anwendung des Verbissschutzes entwickelt und kontinuierlich optimiert und verbessert. Die Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Nature Compound erwies sich als extrem gut, unbürokratisch und kompetent. Der Bio-Kunststoff verzichtet komplett auf den Einsatz von fossilen Stoffen wie Rohöl. Die anfängliche Anforderung des Start-ups GroMM konnte vollends erreicht werden. Somit wurde eine weitere Weiche in Richtung einer nachhaltigeren Zukunft gestellt. Der Bio-Kunststoff besteht aus natürlichen und nachwachsenden Rohstoffen (Kreide, Cellulose, um.). Das Produkt ist ausreichend wärmebeständig und durch ebenfalls erdölfreie Stabilisierung auch langlebig.
Die Firma Zimmermann freut sich, bei einem so wichtigen zukunftsperspektivischen Projekt, so intensiv eingebunden zu sein. Selbst das Verpackungskonzept und auch die Logistik wird von der Firma Zimmermann übernommen. Dadurch kann gänzlich auf Zwischenhändler verzichtet werden und unnötige Lieferketten werden somit unterbunden. Hierdurch wird zusätzlich CO₂ eingespart.
Es zeigt sich, je früher die verschiedenen Projektteilnehmer in Zusammenarbeit kommen, desto besser das Projekt und die erzielten Ergebnisse. Zimmermann setzt darauf, ein wichtiger Partner für Unternehmen zu sein, die nachhaltige Lösungen suchen und dabei auf die Erfahrung und Kompetenz in der Herstellung von Spritzgusswerkzeugen vertrauen. Zimmermann steht für eine umweltfreundliche Produktion und ist aufgeschlossen, suchend nach neuen Möglichkeiten, um zukünftige Produkte noch nachhaltiger zu gestalten.
