Der Metall 3D-Druck in der Lebensmittelindustrie

Die Schweizer Bühler Gruppe hat sich auf die mechanische Industrie spezialisiert, insbesondere auf die Herstellung von Maschinen für die Lebensmittelindustrie. Im Jahr 2018 hat sich das Unternehmen mit Haas-Meincke zusammengeschlossen, einem dänischen Maschinenhersteller, der Kuchen und Kekse aller Art herstellt. Einige der Maschinen des Unternehmens sind mit 3D-gedruckten Metalldüsen ausgestattet, die mehr Freiheit in Bezug auf Design, Komplexität und Flexibilität bieten. Die Düsen für diese Geräte werden vom Danish Technological Institute aus lebensmittelverträglichen Metallen hergestellt. Inzwischen nutzt das dänische Unternehmen vier Metall 3D-Drucker und setzt die Technologie zur Produktion von Fertigteilen ein.

Wenn man an 3D-Druck in der Lebensmittelbranche denkt, kommt einem als erstes ein Desktop FDM-Drucker in den Sinn, der mit verschiedensten Lebensmittel wie Teig oder Schokolade extrudieren kann. So sind in der Vergangenheit bereits originelle Kreationen entstanden. Aber der Einsatz der additiven Fertigung in der Lebensmittelindustrie reicht weiter. Heute wollen wir die Technologie aus einem etwas anderen Blickwinkel betrachten: der Keksherstellung.

Mit den Maschinen von Bühler Meincke werden Kekse hergestellt (Bild: Bühler Meincke)

Bewusste Entscheidung für Metall 3D-Druck

Die Maschinen von Bühler, die heute Kekse herstellen, sind mit Düsen ausgestattet, aus denen der Teig extrudiert wird, genau wie bei einem FDM-3D-Drucker, der mit Kunststofffilament arbeitet. Diese Düsen müssen spezifische Formen haben, je nachdem, wie die Kekse aussehen sollen. Um diese herzustellen, musste Bühler diese aus mehreren Teilen fertigen und anschließend zusammenschweißen; dabei waren die Formen zu komplex, um sie im Fräsprozess herzustellen. Auch die Montagephase hätte zusätzliche Einschränkungen mit sich gebracht: Durch das Schweißen entstehen Fugen, in denen sich Bakterien ansammeln können. Ein No-go für den Einsatz im Lebensmittelbereich.

Im Jahr 2017 entdeckte die Gruppe den 3D-Kunststoffdruck und konnte bereits viele der bis dahin bekannten Einschränkungen der traditionellen Fertigungsmethoden eliminieren. Aufgrund der angebotenen Materialien, der Wiederholbarkeit, Geschwindigkeit sowie der Komplexität des Designs wechselte Bühler wenig später zur additiven Fertigung von Metall. Heute werden die Düsen der Maschinen mit Titan Ti6A und Edelstahl 316L 3D-gedruckt, zwei Metalle, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen können. Für den dänischen Konzern war dies eine bedeutende Anforderung an die Technologie. Kennie Larsen, Leiter der Biskuitzuführung und -formung bei Bühler Meincke, fügt hinzu: „Dank der Designfreiheit, die der 3D-Druck bietet, konnten wir einige der Probleme mit dem organischen und hygienischen Design lösen, da wir nun die Fugen und Winkel der traditionellen Fertigung loswerden können. Die eigentliche Herstellung von Düsen war früher eine komplexe Angelegenheit, das ist mit dem 3D-Druck nicht mehr der Fall.“

So geht es in Zukunft bei Bühler Meincke’s weiter

Das Unternehmen will sich zukünftig aber nicht nur auf die Herstellung der Düsen für die Keksmaschinen beschränken, sondern auch andere Teile optimieren, dazu zählt beispielsweise die Formwalze. Kennie Larsen erklärt das Vorhaben folgendermaßen: „Diese Walze, die wie ein Rohr ist, wird im herkömmlichen Verfahren zusammengeschweißt und dann zum Schneiden des Teigs eingesetzt. Beim Schweißen wird viel Wärme freigesetzt, weshalb sich die Teile leicht verformen. Mit Hilfe der additiven Fertigung können wir dieses Problem überwinden.“

Eines ist sicher: Die additive Fertigung von Metallen ermöglicht es dem Unternehmen, die Produktionszeiten zu verkürzen und ermöglicht gleichzeitig eine große Designfreiheit. Bühler Meincke kann jetzt schnell einen Prototyp herstellen, das Design validieren und anschließend das finale Bauteil drucken. Bühler Meincke weist außerdem darauf hin, dass die Technologie ihre Grenzen hat, insbesondere in Bezug auf das Volumen: Das Unternehmen würde gerne größere Serien fertigen können. Weitere Informationen finden Sie HIER.

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Titelbildnachweis: Danish Technological Institute