Mit dem eKnife bringt TKM ein neues Schneidmesserkonzept auf den Markt, dass die Eigenschaften für das Schneiden von Büchern und Broschüren verstärkt auf den Fokus Nachhaltigkeit, Innovation und Technik ausrichtet.

Heute sind die eingesetzten Schneidmesser standardmäßig in den Qualitäten Hartmetall und Stahl, in den klassischen Fügeverfahren gelötet oder geklebt, erhältlich. Beide Verfahren, die im Übrigen auch von TKM verwendet werden, haben Vor- und Nachteile. Beim Löten wird eine Zugfestigkeit von Faktor 4 gegenüber Klebetechniken erreicht, dafür ist der Richtaufwand bei einem geklebten Messer deutlich geringer. Kostenseitig sind die beiden Fügetechniken vergleichbar, zum Teil sind die geklebten Messer sogar kostenintensiver in der Produktion.

Die Messer, die zum Schneiden von Büchern verwendet werden, sind mit einer 20-30 mm hochlegierten Einlage (Hartmetall oder Stahl) mit dem Trägermaterial aus einem C45 Stahl verbunden. Diese Messer haben gewöhnlich ein Gewicht von ca. 4-6 kg pro Messer und können, je nach Anwendung und Verschleiß, 25mal und häufiger geschliffen werden. Pro Nachschliff wird ca. 0,5 bis 1 mm von der Messerbreite abgetragen und nach dem letzten Nachschliff ist das Messer durch ein neues Messer zu ersetzen.

Der Einfluss von Treibhausemissionen auf der Fertigung von Messern für die industrielle Anwendung
Bei einer Ersatzbeschaffung des Messers ist festzuhalten, dass in der industriellen Stahlerzeugung für jede Tonne Stahl etwa zwei Tonnen Kohlendioxidemissionen ausgestoßen werden. Das sind ungefähr 10 Prozent der weltweiten CO2 Emissionen. Anders ausgedrückt, bei einer Ersatzbeschaffung eines Messers von 6 kg Gewicht werden 12 kg der schädlichen Treibhausgase ausgestoßen. Die meisten Stahlfirmen haben sich für eine deutliche Reduktion der CO2 Emission bis 2050 verpflichtet, momentan ist man aber von diesem „grünen“ Stahl noch weit entfernt.

Die gängigen Materialgüten für das Schneiden von Büchern sind heute die sog. hartmetallbestückten (HM) Messer. In Ländern und Regionen, in denen ein hochwertiger Schleifservice nicht vorhanden ist (neben den Schleifmaschinen sind auch Richtmöglichkeiten notwendig), können die Anwender vielfach nicht auf standzeitoptimale Werkzeuge zurückgreifen. Die Folge ist, dass diese Anwender Werkzeuge nutzen, die schneller verschleißen und häufiger geschliffen werden müssen. Aus diesen Gründen werden überwiegend einfache Werkzeuge und Qualitäten genutzt, die sich ausschließlich an den Möglichkeiten des Services ausrichten. Das Thema Arbeitssicherheit spielt zudem eine wichtige Rolle, denn jedes Messer, das nicht gewechselt werden muss, erhöht die Arbeitssicherheit des verarbeitenden Betriebes.

Das Nachschleifen übernimmt in den meisten Fällen ein regionaler Servicepartner, der sich darauf spezialisiert hat, die stumpfen Messer abzuholen und scharfe Werkzeuge wieder anzuliefern. Servicetriebe fahren hierfür mehrere 100.000 km pro Jahr, LKW mit einer Ladekapazität von 3,5 bis 7,5 Tonnen verursachten im Jahr 2022 einen Ausstoß der schädlichen Treibhausgase von mehr als 569 Gramm pro Tonnenkilometer.

Das TKM eKnife setzt genau an diesem Punkt an. Wieso nutzt man nicht eine Einlage, die für den Schnitt benötigt wird und wieso verwendet man nicht ein Trägermaterial, das mehrfach genutzt werden kann. Der Messerverschleiß beschränkt sich in diesem Falle nur auf die Einlage. Das reduziert nicht nur die Messerwechselkosten des Produktionsbetriebes, sondern auch nachhaltig den Ausstoß der Treibhausemissionen. Das ist schonender für die Umwelt und gleichzeitig reduziert es auch die Kosten auf ein mögliches Minimum.

TKM hat sich dem Thema vor 4 Jahren noch einmal angenommen. Die bisherigen Versuche und Erfahrungen wurden sorgfältig analysiert, digitalisiert und dokumentiert. Am Ende stand die Gewissheit das es eine Lösung gibt, die nicht nur nachhaltig, sondern auch fortschrittlich ist. In dem Pflichtenheft wurden die Ziele (Funktion und Wirtschaftlichkeit) neu definiert, zudem war es das Ziel die Produkte einem breiten Markt anbieten zu können.

Die Idee des TKM eKnife – Nachhaltigkeit und die Reduktion von CO2 Emissionen bei der industriellen Fertigung von Büchern
Die TKM Innovation basiert auf einem klassischen Träger-/Klingenkonzept, die Klinge wird in dem Träger geklemmt und bietet von daher die nötige Stabilität. Das Messerkonzept basiert darauf, dass nachgeschliffene Werkzeuge von TKM abgeholt und geschärfte Messer dem Kunden wieder zur Verfügung gestellt werden. Dabei wird nur die ausgetauschte Klinge geschliffen, den Träger nutzt der Anwender zeitlich unbegrenzt weiter.

Die Klinge hat ein Gewicht von ca. 10 % eines konventionellen Messers; damit wird mit dem eKnife die Emission deutlich reduziert. Der Träger wird weiter genutzt und hilft dabei auch, die Emissionen für Ersatzbeschaffungen nachhaltig zu reduzieren.

Die Feldtests wurden bei einer renommierten deutschen Druckgruppe, die für einen großen Teil aller gedruckten Bücher in Deutschland steht, durchgeführt. Im Feld konnten die Ergebnisse nicht nur dokumentiert werden, das eKnife konnte sich sogar auch bei großen Produktionsmengen behaupten. Die Ergebnisse stehen den konventionell hergestellten Messern in nichts nach.

Die eKnife Varianten (1 Träger 3 Klingenoptionen):
TKM bietet das eKnife mit den Klingenoptionen:

• Standardschliff
• New Wave Schleiftechnik für eine bis zu 4fach Standzeitverbesserung
• Antihaftbeschichtung gegen Anhaftungen von Leimen am Messer

Der Träger wird weiter genutzt, der Anwender kann die Klingen bedarfsgerecht für seine Anwendungen verwenden.

TKM eKnife Klinge mit Antihaftbeschichtung
Eine Variante des TKM eKnife stellt das TKM Anti Glue Knife (mit Antihaftbeschichtung) dar.

Leime (Hotmelt, Polyurethane (PUR) oder Dispersion) stellen in der industriellen Fertigung beispielweise von klebegebundenen Büchern (Taschenbücher und Fotobücher) ein wesentliches Bindemittel dar. Nachdem der Rücken oder die Seiten verleimt wurden, werden die Produkte auf Format geschnitten. Häufig ist der Leim vor dem Schnitt nicht abgebunden und er setzt sich beim Schnitt am Messer (Planseite und Watenseite) ab. Hierdurch wird die Schneide stärker beansprucht, der Leim baut sich bei jedem Schnitt auf und beeinflusst ihn und die Schnittqualität in negativer Weise.

Die Messer werden in solchen Fällen üblicherweise mit Ölen oder Lösungsmitteln manuell gereinigt, was die Arbeitsprozesse verlängert und die Produktivität verschlechtert. Eingebaute Sprühaggregate, die ebenso häufig mit Silikonölen arbeiten, stellen in gewisser Weise eine Abhilfe dar. Diese Schmieremulsion hinterlässt aber je nach Intensität der Sprühintervalle einen schmierigen Film auf der Messeroberfläche. Die Folge ist häufig, dass der Anwender das Messer schon nach wenigen Schnitten vorzeitig wechseln muss.

TKM bietet die Klinge des eKnife optional mit einer Antihaftbeschichtung an. Die Arbeiten des Druckbetriebes werden vereinfacht und die Effizienz der Messerverwendung wird deutlich verbessert. Die Oberfläche der TKM eKnife Klinge mit Antihaftbeschichtung zeichnet sich durch einen geringen Reibkoeffizient bei gleichzeitig stark reduzierten Adhäsionseigenschaften aus.

TKM eKnife Klinge mit New Wave Schliff; verlängern Sie Ihre Standzeiten bis zu 4mal.
70 % aller Schneidprobleme und Kundendienstanforderungen (Reklamationen) sind auf unzureichende Schleifqualitäten der Messer zurückzuführen. Mit dem TKM Schleifservicekonzept sollen dem Kunden innovative Schleiftechniken angeboten werden, die Betriebssicherheit, Arbeitssicherheit und eine Reproduzierbarkeit der Ergebnisse garantieren. Die meisten Lohn- und Servicebetriebe operieren mit konventionellen Schleiftechniken. Die Messer werden dabei im sog. Druckschleifen, dem Diskusschliff, geschärft. Dabei operiert die Schleifscheibe großflächig mit hohen thermischen Einflussfaktoren.

Wissenschaftliche Untersuchungen haben ergeben, dass hierdurch die sensible Schneide stärker aufgeraut und teilweise Risse entstehen. Durch den Diskusschliff wird üblicherweise mehr Material abgetragen als es notwendig ist.

TKM hat vor vielen Jahren den sog. New Wave Schliff im Markt eingeführt. Hierbei handelt es sich um einen Längs- oder Peripherieschliff, der wesentlich schonender die sensible Messerschneide schleift. Pro Schleifoperation werden nur ca. 0,3 mm abgetragen. Im Vergleich zu den konventionellen Schleiftechniken im Diskusschliff stellt das eine Reduktion des Messerabtrags von 40 % und mehr dar. Die Schneidwerkzeuge können mit der New Wave Technik häufiger geschliffen und die Messerwechselkosten damit deutlich reduziert werden.

Mit dem New Wave Schliff können nachweislich 3–4-fache Standzeiten erreicht werden, das wurde in Feldtests bestätigt. Besondere Vorteile und Standzeitverbesserungen sind bei der Verwendung von Dispersionsleimen oder bei Produkten mit Echtfarbauftrag (Coatings) zu erkennen.

Die New Wave Technik stellt einen wichtigen Anteil an nachhaltige Messer- und Schleiftechniken dar. Die etwas höheren Kosten durch das Schleifen und einer möglichen Neuanschaffung der Messer werden durch deutlich längere Standzeiten und deutlich weniger Messerwechselzeiten überkompensiert.

Zusammenfassung
Das Konzept kann für eine Vielzahl von Messern und -anwendungen verwendet und eingesetzt werden. Die Vorteile, die sich hieraus für den Anwender und die Umwelt ergeben, sind innovativ, nachhaltig und zeitlos. Mit einer Gewichtsersparnis von nahezu 90% im Gegensatz zu konventionellen Messern können Emissionen zukünftig stark reduziert werden, ohne dabei Einbußen in der Schnittqualität in Kauf nehmen zu müssen.

Vereinbaren Sie jetzt mit den TKM Experten einen Beratungstermin, gerne stellen wir Ihnen das eKnife vor und präsentieren Ihnen, welche Vorteile in der industriellen Buchfertigung nachhaltig erzielt werden können.

Über TKM
TKM ist marktführender Spezialist für Industriemesser. Die Marke steht für industrielle Schneidlösungen, die in unterschiedlichen Branchen zum Einsatz kommen. Die breite Produktpalette bedient die Märkte der Papier-, Holz-, Metall-, sowie der Kunststoff-, Gummi- und Recycling-Industrie und den Maschinenbau.
TKM ist Teil der Groz-Beckert Gruppe, die marktführend ist für Entwicklung, Herstellung und Vertrieb prozesskritischer textiler Präzisionswerkzeuge, industrieller Schneidlösungen sowie von textilen Bewehrungen für die Bauindustrie und von Verbundstoffen.
Der Konzern besteht aus den Unternehmen Groz-Beckert, TKM und solidian und erwirtschaftete im Jahr 2023 mit weltweit rund 9.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern 880 Millionen Euro Umsatz. Das Unternehmen ist mit Vertretungen, Produktions- und Vertriebstochtergesellschaften in mehr als 150 Ländern aktiv.