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Der 3D-Druck ermöglicht die Automatisierung in der Gastronomie

Die Gastronomiebranche steht vor vielen Herausforderungen: Digitale Bestellungen, individuelle Kundenwünsche und Arbeitskräftemangel. Mithilfe des 3D-Drucks hat das Startup Hyphen nun eine innovative Lösung entwickelt, um das Problem zu lösen: eine automatisierte Zubereitungslinie.
Hyphens Druckerflotte ist pausenlos in Betrieb: Wird eine Charge von Teilen über Nacht fertiggestellt, geht es direkt am Morgen mit dem nächsten Druck weiter. / Formlabs

Die Gastronomiebranche: Ein schnelllebiger Ort, an dem Geschmack und Innovation aufeinandertreffen sollten. Noch sieht die Realität leider oft anders aus. Digitale Bestellungen, individuelle Kundenwünsche und steigende Kosten setzen das Personal unter enormen Druck. Hohe Bestellmengen müssen dabei in kürzester Zeit bearbeitet werden, was häufig zu Fehlern führt und die Produktqualität beeinträchtigt. Das Resultat sind eine geringere Konsistenz in den Produkten, schlechtere Kundenerfahrungen sowie steigende Kosten durch Lebensmittelverschwendung.

Hier kommt Hyphen ins Spiel. Das Startup für automatisierte Gastronomie hat mithilfe des 3D-Drucks innovative Lösungen identifiziert, um den Restaurantbetrieb zu automatisieren. In nur 30 Tagen hat das Unternehmen eine modulare Zubereitungslinie entwickelt, die – im Gegensatz zu herkömmlichen Produkten, die meist nur auf eine Zutat spezialisiert sind – mit der ganzen Palette an Zutaten im Restaurantbetrieb umgehen kann. Ein ausgeklügeltes System von Trichtern, Waagen und Behältern sorgt dabei für die präzise Dosierung und Verarbeitung von Zutaten – unabhängig von Tageszeit und Zubereitungsart.

Die Technologie funktioniert dabei wie folgt: Die Zutaten werden in der Fertigungslinie über ein System von Trichtern, Waagen und Behältern abgegeben. Für jeden Trichter und jede Förderschnecke ist dabei vorab eine spezielle Kalibrierung für die Lebensmittel notwendig, die darüber befördert werden. Selbst wenn es sich nur um Gurken handelt, erfordern diese in geschnittener, gewürfelter, geraspelter oder gespaltener Form jeweils einen anderen Mechanismus. Dadurch können die benötigten Zutaten von der Zubereitungslinie entsprechend dosiert und portioniert werden. Die fertig zubereiteten Zutaten stehen den Angestellten dann für die Bearbeitung der eingehenden Bestellungen zur Verfügung.

Der 3D-Druck spielt im Entwicklungsprozess dieser modularen Zubereitungslinien sowohl für das Rapid Prototyping von einzelnen Maschinenbauteilen als auch für das Rapid Tooling eine Schlüsselrolle, um schnell und einfach spezielle Formwerkzeuge, Ersatzteile und Fertigungshilfen herzustellen.

Der Weg zur automatisierten Zubereitungslinie

Von der Idee bis hin zur finalen Zubereitungslinie setzt Hyphen 3D-Drucker im gesamten Produktentwicklungsprozess ein. Denn aufgrund der organischen Natur von Lebensmitteln ist die Handhabung der Zutaten für die meisten Robotiksysteme keine Leichtigkeit. Hinzu kommt, dass sich bei der Arbeit mit Lebensmitteln die Materialeigenschaften im Laufe des Tages sowie je nach Zubereitungsart verändern können. Um eine modulare Zubereitungslinie entwickeln zu können, die mit unendlichen Variationen von Lebensmitteln zurechtkommt, ist das Team von Hyphen beim Designprozess einzelner Maschinenkomponenten daher auf eine hohe Anzahl an Iterationen und experimentellen Validierungstests angewiesen. Doch dank des 3D-Drucks ist das möglich.

Für den Einsatz von 3D-Druckern werden die einzelnen Bauteile für Trichter, Förderschnecken und Gehäuse zunächst in einer CAD-Software designt, leicht angepasst und flexibel verändert. Die STL- oder OBJ-Datei wird dann in eine Software zur Druckvorbereitung importiert, damit der 3D-Drucker die Informationen verarbeiten kann. Im Anschluss kann das Team die Prototypen direkt vor Ort in wenigen Stunden oder gar Minuten drucken.

Je nach Bauteil kommen dabei verschiedene 3D-Druck-Materialien zum Einsatz. So wird transparentes Kunstharz verwendet, um während der Prototypenentwicklung etwaige Mängel, wie beispielsweise im Inneren eines Trichters, sofort zu korrigieren. Für präzise Prototypen von Förderschnecken fällt die Wahl eher auf ein steifes, glattes Kunstharz, das in seinen Materialeigenschaften Metall ähnelt und sich damit auch gut für Funktionstests eignet. Und bei Bauteilen, die später aus Gummi oder Silikon hergestellt werden, greift das Team auf flexible, elastische Kunstharze zurück. Denn für alle benötigten Dichtungen oder Faltenbälge lassen sich damit schnell Prototypen erstellen, die getestet werden können, ohne dass sich der Prozess durch das Warten auf eine Gussform verzögert.

Im nächsten Schritt testen und verbessern die Anwender die 3D-gedruckten Dosierungsprototypen

Pro Tag kann das Startup ein bis drei verschiedene Tests mit einer Grund- oder Referenzzutat durchführen. Sobald die Vergleichswerte ermittelt wurden, testet das Team, ob die Zutat ungehindert und gleichmäßig durch den Dosiertrichter fließt. Dann stimmen sie die Genauigkeit und das Design der Komponente ab, was ein, zwei oder auch 20 Iterationen physischer Prototypen beanspruchen kann. Diesen Prozess muss das Team für Hunderte verschiedener Lebensmittel durchlaufen.

Um den strengen Bestimmungen zur Lebensmittelsicherheit gerecht zu werden, fertigt das Team viele der Bauteile mit Lebensmittelkontakt im Anschluss aus Edelstahl. Einige 3D-gedruckte Teile, die später nicht mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, werden aber auch direkt als Endteil für die Zubereitungslinie eingesetzt.

3D-Druck – unverzichtbar für den Entwicklungserfolg

Der 3D-Druck spielt eine transformative Rolle in der Gastronomiebranche. Bei Hyphen ist er mittlerweile ein unverzichtbares Werkzeug, das die Entwicklung modularer Zubereitungslinien in kurzer Zeit überhaupt erst ermöglicht hat. Durch die einfache Handhabung der 3D-Drucker kann das Team von Hyphen aus seinen Entwürfen selbst Prototypen anfertigen, sie direkt testen und flexibel Änderungen vornehmen. Dank einer Druckerflotte kann das Team außerdem nun noch schneller und flexibler auf die speziellen Anforderungen seiner Kunden eingehen und weitere Versionen von Trichter, Förderschnecken und Gehäuse entwickeln, um eine Vielzahl an Faktoren abzudecken. Denn diese können sich schließlich von Kunde zu Kunde und je nach Zutat und Zubereitungsart verändern.

Insgesamt kann Hyphen dank 3D-Druck und Rapid Tooling effizient und zielgerichtet arbeiten, damit das Produkt schnellstmöglich auf den Markt kommt. Damit eröffnet die 3D-Druck-Technologie neben der Gastronomiebranche auch in anderen Industriezweigen neue Wege und Möglichkeiten in der Produktentwicklung.

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