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Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zur Wiederverwendung einer Nestpackeinlage für die Lagerung und/oder den Transport wenigstens eines Objekts.
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Für die Lagerung (auch Zwischenlagerung) und/oder den Transport von Bauteilen, die bspw. bei einem OEM in der Serienproduktion verbaut werden, haben sich Förderhilfsmittel, wie bspw. Großladungsträger (GLT) oder Gitterboxen (Gibo), bewährt. Ein Großladungsträger ist in der
DE 20 2010 002 290 U1 beschrieben. Ferner können sogenannte Nestpackeinlagen bzw. Nestpack-Einlagen (Insert Trays) verwendet werden, die mit Vertiefungen (auch als Nester bezeichnet) ausgebildet sind, in welche die Bauteile abgelegt werden. Die Nestpackeinlagen geben den Bauteilen Halt und dienen beim Stapeln ferner als schützende Trennlagen. Die bspw. aus Papier, Karton oder Plastikfolie gebildeten Nestpackeinlagen werden nach der Bauteilentnahme als Abfall entsorgt.
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Die
DE 10 2008 021 679 A1 offenbart einen adaptiven Objekthalter aus einem aktiven Material. Eine Aktivierung des aktiven Materials bewirkt eine Verformung innerhalb des Objekthalters, um sich einem Gegenstand anzupassen und/oder diesen festzuhalten. Die US 2004 / 0 079 670 A1 offenbart eine Schutzverpackung mit einer Formgedächtnisschaumstruktur die teilweise an die Form eines zu schützenden Artikels angepasst ist.
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Die US 2009 / 0 084 703 A1 offenbart einen wiederverwendbaren klappbaren schalenartigen Versandbehälter mit zwei inneren elastischen Kissen.
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Die US 2009 / 0 032 429 A1 offenbart einen einheitlichen, wiederverwendbaren, verformbaren, normalerweise flachen Schutzkörper, der räumlich an die Geometrie eines zu schützenden Objektes angepasst werden kann.
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Die
DE 11 2011 101 803 T5 offenbart eine mehrlagige Schutzstruktur, mit wenigstens einer ersten Lage, welche einen ersten Film aufweist, sowie mit wenigstens einer elastischen zweiten Lage, welche einen elastischen zweiten Film aufweist.
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Die
DE 10 2011 115 562 A1 offenbart eine Haltevorrichtung, die zum Festhalten verschiedener Gegenstände mit verschiedenen geometrischen Formen, Größen und/oder Abmessungen vorgesehen ist und ein Element aus einem Formgedächtnismaterial aufweist.
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Mit der Erfindung soll wenigstens ein mit dem Stand der Technik einhergehender Nachteil verbessert oder zumindest verringert werden.
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Dies gelingt mit zwei Verfahren zur Wiederverwendung einer Nestpackeinlage entsprechend den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2. Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich analog für alle Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
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Die erfindungsgemäß verwendete Nestpackeinlage (die auch Nestpackablage bezeichnet werden kann) hat wenigstens eine an die Kontur eines abzulegenden Objekts angepasste Vertiefung (sogenanntes Nest) und weist ein Formgedächtnismaterial auf, durch welches sich diese Vertiefung beim Erwärmen (je nach Ausgangsform) ausbildet oder rückbildet.
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Unter einem (thermischen) Formgedächtnismaterial wird insbesondere eine Metalllegierung (Formgedächtnislegierung) oder ein Kunststoff (Formgedächtnispolymer) verstanden, das, vorzugsweise mehrmalig, ausgehend von einer Ausgangsform (bzw. Ursprungsform oder auch Grundform) durch Kraftaufbringung plastisch verformt werden kann und sich dann bei Erwärmung wieder in die frühere Ausgangsform zurückformt bzw. zurückstellt, also die Ursprungsform wieder annimmt bzw. einnimmt. Die Rückformung bzw. Rückstellung erfolgt selbsttätig, sobald beim Erwärmen eine spezifische Stimulus- bzw. Schalttemperatur erreicht oder überschritten wird. Der zugrundeliegende Effekt wird auch als Formgedächtnis- bzw. Memoryeffekt bezeichnet und ist in einschlägiger Fachliteratur umfassend beschrieben. Die erfindungsgemäße Nestpackeinlage weist wenigstens eine Vertiefung auf, die unter Ausnutzung des Formgedächtniseffekts reversibel ausgebildet und rückgebildet bzw. eingeformt und rückgeformt werden kann. Durch die damit gegebene Wiederverwendbarkeit wird Abfall vermieden.
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Die Erfindung kann folgendermaßen umgesetzt werden:
- 1.) Die erfindungsgemäß verwendete Nestpackeinlage weist eine, vorzugsweise ebene, Ausgangsform auf, in die durch Verformen, insbesondere durch Tiefziehen, wenigstens eine Vertiefung eingeformt wird, wobei sich die eingeformte Vertiefung beim Erwärmen durch Rückstellung wieder rückformt bzw. rückbildet. Beim erneuten Einformen wenigstens einer Vertiefung kann deren Anordnung und Form variiert werden, so dass eine hohe Wiederverwendungsflexibilität besteht.
- 2.) Die erfindungsgemäß verwendete Nestpackeinlage weist eine Ausgangsform mit wenigstens einer eingeformten Vertiefung auf, die durch Verformen, insbesondere durch Flachpressen, eingeebnet werden kann und sich dann beim Erwärmen durch Rückstellung wieder einformt bzw. ausbildet.
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Die erfindungsgemäß verwendete Nestpackeinlage kann nur bereichsweise aus einem Formgedächtnismaterial (d. h. aus einer Formgedächtnislegierung oder einem Formgedächtnispolymer) gebildet sein. Bspw. kann vorgesehen sein, dass die Nestpackeinlage nur im Bereich der wenigstens einen Vertiefung aus einem Formgedächtnismaterial gebildet ist. Die erfindungsgemäße Nestpackeinlage kann aber auch vollständig bzw. überall aus einem Formgedächtnismaterial gebildet sein.
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Prinzipiell kann die erfindungsgemäß verwendete Nestpackeinlage auch aus einem sonstigen Material (ohne Formgedächtniseffekt), bspw. einem Thermoplast mit niedriger Erweichungstemperatur, gebildet sein, in das aus einem Formgedächtnismaterial gebildete Elemente (wie z. B. Streifen, Drähte, Gitter und dergleichen) eingebettet sind.
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Die erfindungsgemäß verwendete Nestpackeinlage ist bevorzugt ein Folienteil, d. h. ist folienartig ausgebildet. Unter eine Folie wird ein dünnes blechartiges Erzeugnis verstanden, mit einer Dicke von nicht mehr als 1,0 mm, bevorzugt nicht mehr als 0,5 mm. Die erfindungsgemäße Nestpackeinlage kann aber auch dicker ausgebildet sein und kann insbesondere ein mehrere Millimeter dickes Spritzgussteil sein, welches dann auch als tragfähiger Einlegeboden bzw. Zwischenboden, bspw. für einen Großladungsträger, fungieren kann.
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Die erfindungsgemäß verwendete Nestpackeinlage kann, wie bereits erläutert, vollständig oder zumindest bereichsweise aus einem Formgedächtnispolymer gebildet bzw. gefertigt sein. In dieses Formgedächtnispolymer können Metalldrähte oder auch Metallfäden (die auch zu einem Gitter, Netz, Gewebe oder dergleichen angeordnet sein können) eingearbeitet bzw. eingebettet sein. Die Metalldrähte können einen Verstärkungs- bzw. Versteifungseffekt haben. Die Metalldrähte können außerdem eine Widerstandserwärmung oder auch eine induktive Erwärmung (durch ein induktives Feld) der Nestpackeinlage zur Erreichung der Schalttemperatur ermöglichen. Die Metalldrähte können aus konventionellen Metallen oder Metalllegierungen gebildet sein. Bevorzugt sind die Metalldrähte jedoch aus einer Formgedächtnislegierung gebildet und unterstützen somit die Rückformung bzw. Rückstellung. Die Schalttemperaturen des Formgedächtnispolymers und der Formgedächtnislegierung können aufeinander abgestimmt werden.
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Die erfindungsgemäß verwendete Nestpackeinlage kann auch aus einem Grundmaterial ohne Formgedächtniseffekt, bspw. einem Thermoplast mit niedriger Erweichungstemperatur, gefertigt sein und eingearbeitete bzw. eingebettete Elmente, bspw. Drähte, Fäden, Streifen oder dergleichen, aufweisen, die aus einem Formgedächtnispolymer und insbesondere aus einer Formgedächtnislegierung gebildet sind. Beim Erwärmen, insbesondere beim induktiven Erwärmen, bewirken diese eingebetteten Formgedächtniselemente (sobald deren Schalttemperatur erreicht oder überschritten wird) die Rückformung bzw. Rückstellung, sofern das Grundmaterial entsprechende Beschaffenheit aufweist.
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Das erste erfindungsgemäße Verfahren zur Wiederverwendung einer ein Formgedächtnismaterial aufweisenden Nestpackeinlage umfasst folgende Schritte:
- - Bereitstellen der Nestpackeinlage mit ebener Ausgangsform;
- - Einformen wenigstens einer Vertiefung, insbesondere durch Tiefziehen oder dergleichen, wobei die Vertiefung an die Kontur des zu lagernden und/oder zu transportierenden Objekts angepasst ist;
- - Verwendung der nun wenigstens eine Vertiefung aufweisenden Nestpackeinlage für die Lagerung und/oder den Transport wenigstens eines Objekts, insbesondere in oder auf einem Förderhilfsmittel, wozu das betreffende Objekt in der Vertiefung abgelegt wird;
- - Entnahme des Objekts und Rückformen der Nestpackeinlage durch Erwärmen wenigstens bis zur Schalttemperatur, wodurch sich die wenigstens eine Vertiefung wieder rückbildet und die Nestpackeinlage wieder ihre ebene Ausgangsform annimmt;
- - gegebenenfalls Rückführen der (eingeebneten bzw. flachen) Nestpackeinlage;
- - gegebenenfalls erneutes Einformen wenigstens einer Vertiefung, wobei Anordnung und Form der Vertiefung bzw. Vertiefungen auch variiert werden können;
- - und so weiter.
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Indem also die Nestpackeinlage vor der Rückführung in ihre ebene bzw. flache Ausgangsform rückgestellt bzw. rückgeformt wird, werden der erforderliche Platzbedarf erheblich verringert und die Logistik deutlich vereinfacht.
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Bevorzugt wird die Nestpackeinlage nach der Entnahme des Objekts ebenfalls entnommen und erst dann durch Erwärmen in die Ausgangs- bzw. Grundform zurückgestellt. Bevorzugt wird die nach der Objektentnahme leere Nestpackeinlage zusammen mit anderen leeren Nestpackeinlagen in einem Sammelbehältnis, bspw. einem Großladungsträger oder einer Gitterbox, gesammelt (sogenannte Zwischenlagerung) und in diesem Sammelbehältnis auch erwärmt, wodurch sich diese Nestpackeinlage und auch die anderen Nestpackeinlagen (im Sammelbehältnis bzw. während der Zwischenlagerung) in ihre Ausgangsform zurückstellt bzw. zurückstellen. (Die Nestpackeinlagen können selbstverständlich auch vor dem Einlegen in das Sammelbehältnis erwärmt und dadurch rückgestellt bzw. rückgeformt werden.) Auf diese Weise können auch für verschiedene Objekte verwendete Nestpackeinlagen mit unterschiedlichen Abmessungen und/oder Vertiefungskonturen, die insbesondere nicht ineinander stapelbar sind, platzsparend in einem Sammelbehältnis gesammelt, zwischengelagert und gemeinsam rückgeführt werden. Der hierfür erforderliche Platzbedarf ist vergleichsweise gering, außerdem werden die Logistik vereinfacht und die Anzahl benötigter Sammelbehältnisse reduziert, was zu Kosteneinsparungen führt.
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Die Erwärmung kann bspw. mithilfe einer oberhalb und/oder unterhalb des Sammelbehältnisses angeordneten Heizeinrichtung, bspw. einem Heizstrahler, die ein Hitzefeld erzeugt, erfolgen. Ferner kann die Erwärmung mittels einer im Boden und/oder der Seitenwandung des Sammelbehältnisses angeordneten Heizeinrichtung erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Erwärmung induktiv mithilfe einer induktiven Heizeinrichtung, die ein induktives Feld erzeugt und insbesondere im Boden und/oder der Seitenwandung des Sammelbehältnisses angeordnet ist. Das Sammelbehältnis, insbesondere ein Großladungsträger, ist in diesem Fall bevorzugt aus Kunststoff gebildet, wie bspw. in der
DE 20 2010 002 290 U1 beschrieben.
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Das zweite erfindungsgemäße Verfahren zur Wiederverwendung einer ein Formgedächtnismaterial aufweisenden Nestpackeinlage umfasst folgende Schritte:
- - Bereitstellen der Nestpackeinlage mit einer wenigstens eine Vertiefung aufweisenden Ausgangsform;
- - Verwendung der Nestpackeinlage für die Lagerung und/oder den Transport wenigstens eines Objekts;
- - Entnahme des Objekts und Flachpressen der Nestpackeinlage;
- - gegebenenfalls Rückführen der (flachen) Nestpackeinlage;
- - Rückformen der Nestpackeinlage durch Erwärmen, wodurch diese wieder ihre wenigstens eine Vertiefung aufweisende Ausgangsform annimmt;
- - und so weiter.
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Die nach der Objektentnahme leere Nestpackeinlage kann zusammen mit anderen leeren Nestpackeinlagen in einem Sammelbehältnis, bspw. einem Großladungsträger oder einer Gitterbox, gesammelt und in diesem Sammelbehältnis, insbesondere zusammen mit anderen Nestpackeinlagen, flachgepresst bzw. flachgedrückt werden, um dadurch bspw. den Platzbedarf für die Zwischenlagerung und/oder die Rückführung zu reduzieren. Das Flachpressen kann händisch oder mithilfe einer geeigneten Vorrichtung erfolgen.
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Die erfindungsgemäße Wiederverwendung kann sowohl firmenintern als auch firmenübergreifend, z. B. zwischen einem OEM und Zulieferern, realisiert werden. Ferner können die in der Produktion und/oder der Logistik verwendeten Nestpackeinlagen vereinheitlicht werden.
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Bei den zu lagernden und zu transportierenden Objekten handelt es sich insbesondere um Bauteile, die z. B. bei einem OEM, insbesondere bei einem Automobilhersteller, in der Produktion, insbesondere in der Serienproduktion, verbaut werden. Die Erfindung ermöglicht somit ein Verfahren für die (diskontinuierliche) Bereitstellung von zu verbauenden Bauteilen in der Produktion, insbesondere in der Serienproduktion von Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugkomponenten bei einem OEM, mit folgenden Schritten:
- - Anliefern der Bauteile an den Bedarfsort bzw. Arbeitsplatz, wobei die Bauteile mit ersten Förderhilfsmitteln und unter Verwendung von erfindungsgemäßen Nestpackeinlagen mit ebener Ausgangsform und eingeformten Vertiefungen bereitgestellt werden;
- - Entnahme und Verbau der Bauteile (am Bedarfsort), wobei auch die leeren Nestpackeinlagen entnommen und in einem als Sammelbehältnis dienenden zweiten Förderhilfsmittel zwischengelagert, dabei erwärmt und somit bereits während der Zwischenlagerung in ihre platzsparende ebene Ausgangsform rückgestellt bzw. rückgeformt werden;
- - insbesondere regelmäßiges Rückführen der geleerten ersten Förderhilfsmittel, vorzugsweise im Austausch gegen bauteilbestückte erste Förderhilfsmittel, und insbesondere bedarfsweises Rückführen des zweiten Förderhilfsmittels (zusammen mit den darin befindlichen flachen Nestpackeinlagen), z. B. sobald dieses voll ist, vorzugsweise im Austausch gegen ein leeres zweites Förderhilfsmittel;
- - gegebenenfalls erneutes Einformen von Vertiefungen in die rückgeführten Nestpackeinlagen, wodurch diese für eine weitere Verwendung aufbereitet werden, wobei dieses Aufbereiten prinzipiell auch bei allen beteiligten Zulieferern erfolgen kann, wofür vorzugsweise vereinheitlichte bzw. standardisierte Nestpackeinlagen verwendet werden können.
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Dieses Bereitstellungsverfahren kann analog zu den vorausgehenden oder nachfolgenden Erläuterungen auch abgewandelt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die in der Zeichnung gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch losgelöst von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung weiterbilden.
- 1 veranschaulicht schematisch in zwei Einzeldarstellungen die Verwendung von Nestpackeinlagen für die Lagerung und den Transport von Bauteilen und deren anschließende Zwischenlagerung für den Rücktransport.
- 2 zeigt perspektivisch einen Ausschnitt aus einer in 1 verwendeten Nestpackeinlage.
- 3 veranschaulicht ein im Wesentlichen der 1 entsprechendes Verfahren zur Wiederverwendung einer erfindungsgemäßen Nestpackeinlage.
- 4 veranschaulicht ein anderes Verfahren zur Wiederverwendung einer erfindungsgemäßen Nestpackeinlage.
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1a zeigt ein als Großladungsträger ausgebildetes Förderhilfsmittel 100, in dem sich mehrere zu lagernde und zu transportierende Objekte 300, bei denen es sich insbesondere um zu verbauende Bauteile handelt, befinden. Zum Schutz der Bauteile 300 werden in an und für sich bekannter Weise folienartige Nestpackeinlagen 200 verwendet, die jeweils mit wenigstens einer eingeformten Vertiefung 210 ausgebildet sind, in denen die Bauteile 300 abgelegt und gelagert sind. Die Vertiefungen 210 sind an Konturbereiche der aufzunehmenden Bauteile 300 angepasst. Die Nestpackeinlagen 200 sind aus einem Formgedächtnismaterial gebildet und weisen ursprünglich eine ebene bzw. plattenartige Ausgangsform auf, wie oben ausführlich beschrieben.
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Die beim Entnehmen der Bauteile 300 frei werdenden Nestpackeinlagen 200 werden aus dem Großladungsträger 100 entnommen und in einem ebenfalls als Großladungsträger ausgebildeten Sammelbehältnis 400 gestapelt, wie in 1b gezeigt. In diesem Großladungsträger 400 werden die Nestpackeinlagen 200 durch ein Hitzefeld T mindestens bis auf Schalttemperatur erwärmt und formen sich dadurch ohne weitere Kraftaufbringung in ihre ebene Ausgangsform zurück, was auch als Rückstellung bezeichnet wird. Hierzu befindet sich unterhalb oder gegebenenfalls auch oberhalb des Sammelbehältnisses 400 eine Heizeinrichtung. Das Sammelbehältnis 400 kann auch wenigstens eine im Boden oder der Seitenwandung angeordnete Heizeinrichtung aufweisen, wie oben erläutert. Die untersten Nestpackeinlagen 200 im Sammelbehältnis 400 sind bereits rückgeformt und weisen wieder ihre ursprünglich ebenen Ausgangszustände auf. Das Transportvolumen des Großladungsträgers 400 kann somit optimal genutzt werden.
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2 zeigt einen Ausschnitt aus einer der Nestpackeinlagen 200. Die Nestpackeinlage 200 wird, wie gestrichelt angedeutet, aus ihrer ebenen Ausgangsform heraus verformt und durch Erwärmen wenigstens bis zur Schalttemperatur wieder zurückgeformt, wie mit dem Pfeil R veranschaulicht. (Es ist auch eine umgekehrte Vorgehensweise möglich, wie unten im Zusammenhang mit 4 erläutert.) Die Nestpackeinlage 200 ist aus einem Formgedächtnispolymer P gebildet, in das Metalldrähte D eingebettet sind.
Die Metalldrähte D ermöglichen die induktive Erwärmung der Nestpackeinlage 200, wie bereits erläutert. Bevorzugt sind die Metalldrähte D aus einer Formgedächtnislegierung L gebildet und unterstützen die Rückformung bzw. Rückstellung R bei Erwärmung.
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3 veranschaulicht in vier Stufen I bis IV die flexible Wiederverwendbarkeit der Nestpackeinlage 200. Die Nestpackeinlage 200 weist eine ebene Ausgangsform bzw. Grundform auf (I), in der diese platzsparend gelagert bzw. transportiert werden kann. Durch Verformen mithilfe eines Werkzeugs 500, das bei einer Temperatur unterhalb der Schalttemperatur eine Verformungskraft F aufbringt, wird wenigstens eine Vertiefung 210 eingeformt (II). Die Nestpackeinlage 200 kann nun bestimmungsgemäß verwendet werden (III), wie im Zusammenhang mit der 1 erläutert. Anschließend erfolgt die Rückformung durch Erwärmung T (gegebenenfalls auch induktive Erwärmung über die Drähte D), wobei sich die wenigstens eine Vertiefung 210 wieder rückbildet (IV). Die Nestpackeinlage 200 nimmt somit wieder ihre ebene Ausgangsform an und kann nun wiederverwendet werden. Lagerung, Transport, Zwischenlagerung und Rücktransport bzw. Rückführung können mit einer entsprechenden Logistik gehandhabt werden.
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4 veranschaulicht eine andere, weniger flexible Wiederverwendbarkeit einer Nestpackeinlage 200, die bereits in ihrer Ausgangs- bzw. Grundform wenigstens eine Vertiefung 210 aufweist und daher sogleich bestimmungsgemäß verwendet werden kann (I). Anschließend wird die Nestpackeinlage 200 mithilfe eines Werkzeugs 600 durch Zusammendrücken flachgepresst (II) und kann dann platzsparend gelagert bzw. transportiert werden (III). Durch Erwärmung T erfolgt die Rückstellung, wobei sich die wenigstens eine Vertiefung 210 wieder einformt bzw. ausbildet (IV).
