Zweiteilige oder dreiteilige Dosenherstellungsmaschinen: Welche Linie passt zu Ihrem Produkt?

Wenn man eine Aluminium-Getränkedose und eine große Lebensmitteldose aus Stahl nebeneinander in die Hand nimmt, ist die Herstellungsgeschichte hinter jeder Dose fast völlig unterschiedlich, auch wenn beide als flache Metalldosen begannen. Eine davon wurde aus einer einzelnen Scheibe geformt, die gezogen und in Form gebracht wurde, ohne dass es irgendwo am Körper eine Naht gab. Der andere wurde zu einem Zylinder gerollt, entlang einer Naht verschweißt und mit separaten Ober- und Unterteilen versehen. Welcher Maschinentyp für eine bestimmte Produktionslinie tatsächlich sinnvoll ist, hängt von einigen konkreten Faktoren ab – Dosenformat, Wandstärke, Produktionsvolumen und Ausgangsmaterial – und nicht davon, ob ein Typ einfach die neuere oder bessere Option ist.

Was unterscheidet eine zweiteilige Linie von einer dreiteiligen Linie?

Eine zweiteilige Dose beginnt als flache Metallscheibe, die in einen flachen Becher gezogen wird, und durchläuft dann Wandbügelstationen, die die Becherwände strecken und verdünnen und dabei die endgültige Körperhöhe formen, wobei nur das obere Ende zum Füllen und Verschließen offen bleibt. Eine dreiteilige Dose besteht zunächst aus einem flachen, zu einem Zylinder gerollten Blech, das entlang einer einzigen Naht verschweißt ist und an dem vor dem Befüllen ein separat geformtes unteres Ende und nach dem Befüllen ein oberes Ende angebracht wird.

Dieser Nahtunterschied ist nicht kosmetischer Natur – er ist der Grund dafür, dass zweiteilige Dosen den Getränkemarkt dominieren. Ein nahtloser Körper hat eine Fehlerstelle weniger für Undichtigkeiten und keine Schweißnaht, die unter dem Innendruck eines kohlensäurehaltigen Getränks schwächer werden könnte, während eine geschweißte dreiteilige Naht zwar für die meisten Lebensmittelprodukte zuverlässig ist, aber einen Herstellungsschritt und einen potenziellen Prüfpunkt hinzufügt, den eine zweiteilige Linie einfach nicht hat.

Draw and Wall Ironing (DWI) versus Draw and Redraw (DRD)

Bei der Herstellung von zweiteiligen Dosen gibt es zwei unterschiedliche Formungsansätze, deren Verwechslung dazu führt, dass die Ausrüstung für das Produkt falsch gewählt wird. DWI-Maschinen ziehen den Becher und verdünnen und verlängern dann die Wände durch eine Reihe von Bügelringen, wodurch der hohe, dünnwandige Körper entsteht, der für Standard-Getränkedosen typisch ist. DRD-Maschinen ziehen den Becher immer wieder in eine kürzere, breitere Form ohne nennenswerte Wandverdünnung, was eher für flache Dosen wie Thunfisch- oder Tierfutterdosen als für hohe Getränkekörper geeignet ist.

• Wandstärkenkontrolle: DWI kann eine Dosenwand durch progressive Streckstufen auf einen Bruchteil der ursprünglichen Scheibendicke verdünnen und so die Materialkosten pro Dose bei großen Produktionsmengen erheblich senken.
• Körperproportionen: DRD eignet sich für breite, flache Dosenformen, da es nicht wie DWI auf eine Wanddehnung angewiesen ist – der Versuch, eine hohe Getränkedosenform durch einen DRD-Prozess zu erzwingen, ist nicht praktikabel.
• Materialanwendungsfall: DWI ist das vorherrschende Verfahren für Aluminium-Getränkedosen, insbesondere weil die Duktilität von Aluminium die aggressiven Streckstufen gut bewältigt; DRD tritt häufiger bei Dosenkörpern aus Stahl auf, die nicht die gleiche Wandverdünnung benötigen.

Zweiteilig versus dreiteilig speziell für Lebensmitteldosen

Lebensmitteldosen unterliegen anderen mechanischen Anforderungen als Getränkedosen – sie haben oft einen größeren Durchmesser, müssen den Sterilisationstemperaturen in der Retorte standhalten und erfordern manchmal dickere Wände, um einer raueren Handhabung bei der Lebensmittelverteilung standzuhalten. In dieser Kombination haben dreiteilige Leinen immer noch einen klaren Vorteil.

Liniengeschwindigkeit, Leistung und Umrüstzeit

Der Geschwindigkeitsunterschied ist das klarste Argument für DWI in der Getränkeproduktion: Eine einzelne zweiteilige Linie, die mit voller Geschwindigkeit läuft, kann in einer Minute produzieren, was eine dreiteilige Linie vier bis fünf Minuten benötigt, um dies zu erreichen, was zu einem erheblichen Kapazitätsunterschied über eine volle Produktionsschicht führt.

Werkzeugkosten und das Mindestvolumen, das sie rechtfertigt

Die Werkzeuge einer DWI-Linie – Matrizen, Stempel, Abstreifringe – stellen eine erhebliche Vorabinvestition dar, und diese Kosten zahlen sich nur bei hohen Auflagen aus, wenn die Einsparungen pro Dose an Material und Arbeitsaufwand die anfänglichen Ausgaben ausgleichen. Für einen Hersteller, der weniger als 50 Millionen Einheiten pro Jahr mit einer einzigen SKU produziert, sind die geringeren Werkzeugkosten und der schnellere Formatwechsel einer dreiteiligen Linie oft finanziell sinnvoller, auch wenn die Produktion pro Minute geringer ist.

• Standardisierte Großserien-SKU: Die Kosten für die DWI-Werkzeuge amortisieren sich schnell und die Materialeinsparungen durch die Wandbügelmasse sind deutlich skalierbar.
• Häufige Formatwechsel oder geringere Lautstärke: Dreiteilige Linien ermöglichen den Wechsel zwischen Dosendurchmessern und -höhen mit geringerem Umrüstaufwand, was Herstellern entgegenkommt, die mehrere Artikel auf derselben Linie verarbeiten.
• Startup- oder Co-Packer-Betrieb: Ein geringerer Kapitalaufwand für eine dreiteilige Linie verringert das finanzielle Risiko, in die Dosenproduktion einzusteigen, bevor die Nachfrage vollständig hergestellt ist.

Rohstoffkompatibilität und Materialhandhabung

Aluminium und Stahl verhalten sich unter Umformbeanspruchung unterschiedlich, weshalb jeder Prozess auf ein bestimmtes Material ausgerichtet ist. Die hohe Duktilität von Aluminium verträgt das aggressive mehrstufige Streckziehen in einer DWI-Linie ohne Rissbildung, während Stahl – fester, aber weniger duktil – häufiger dreiteilige Schweißprozesse oder eine flachere DRD-Umformung durchläuft, die nicht die gleiche Wanddehnung erfordert. Zinnbeschichteter oder zinnfreier Stahl wird immer noch häufig für Lebensmitteldosen verwendet, insbesondere wegen seiner Korrosionsbeständigkeit und Kompatibilität mit der Retortenverarbeitung, was unabhängig davon ist, welche Umformmethode die Linie verwendet.