EuroWire November 2020

Technischer Artikel

Inspektion und Sortierung von Kunststoffgranulat als Garant für visuell und funktionell perfekte Produkte von Hilger Groß, Business Development und Sales Manager, und Rebecca Zachau, Corporate Communications, Sikora AG, Deutschland

Einleitung BlackSpecksundVerfärbungenführenbeider Herstellung von Kunststoff-Spritzgussteilen, aber auch bei Profilen, Kabeln und Rohren, häufig zu erhöhten Ausschussmengen. Gleiches gilt für Metalleinschlüsse im Granulat, die im Endprodukt und den Verarbeitungsmaschinen Spuren hinterlassenundKostenverursachen.Ursache dieser Art von Materialverunreinigungen

▲ ▲ Abb 1 : (von links) Kunststoffgranulat mit Kontamination; durch optische Kamera detektierte Kontamination; durch Röntgenkamera detektierte Kontamination

liegen, was Black Specks betrifft, oft in der thermischen Überbeanspruchung, während metallische Verunreinigungen meist auf Schneidwerkzeuge für Granulieranlagen zurückzuführen sind. Die Ursache wird oftmals in denMaschinen und Prozessen gesucht, während der Rohstoff eher selten in die Analysen mit einbezogen wird. Risiken, die sich aus Verschmutzungen ergeben, sind bei Hochspannungskabeln Durchschläge und bei Spritzgussanlagen Beschädigungen der Gussform. Vor diesem Hintergrund ist eine kontinuierliche Qualitätskontrolle im Produktionsprozess, die eine 100% Prüfung der zu verarbeitenden Granulatmenge erfüllt, essentiell. Die Sikora AG hat ein spezielles Online-Inspektions- und -Sortiersystem entwickelt, welches Röntgen- mit optischen Tech- nologien kombiniert und dadurch automatisch Farbabweichungen und Metalleinschlüsse ab einer Größe von 50μm detektiert und separiert. Durch den Einsatz des Systems werden Reparatur- und Folgekosten vermieden sowie Maschinen- und Personalkosten, Stillstandszeiten und Abfälle deutlich reduziert. Qualitätssicherung bei Kunststoffherstellern, Compoundeuren und Verarbeitern Bereits geringste Prozessschwankungen in den Compoundieranlagen können Veränderungen der technischen undoptischenEigenschaftenamGranulat undamspäterenProdukt hervorrufen. Thermische und mechanische Überbelastungen des Polymers, Verunreinigungen durch die Produktionsumgebung oder eine Überlastung der Mitarbeiter können unbemerkt zu Kontaminationen im Granulat in Form von Black Specks, Vergilbungen, Verbrennungen, Metall, Staub, etc. führen. Bei der in der Industrie gängigen Granulat-Musterentnahme bleiben Verunreinigungen häufig unentdeckt, da die Probenmenge im Verhältnis zur Liefermenge und zur tatsächlichen Kontaminationsmenge zu gering ist. Außerdem kann die Kontamination als Nest in einem Gebinde, in mehreren Gebinden oder auch homogen in vielen Gebinden verteilt auftreten.

Abb 2 : Querschnitt eines Höchstspannungskabels mit Durchschlag ▲

Die entnommenen Muster werden deshalb hauptsächlich für einfache Offline-Wareneingangsprüfungen eingesetzt. Kunststoffe mit optischen Defekten oder Kontaminationen wurden inderVergangenheit häufigmit Preisnachlässen anCompoundeure oder Verarbeiter verkauft. Die Ware wurde entweder umgearbeitet beziehungsweise in andere Compounds mit geringer Zudosierung eingearbeitet. Alternativ wurde sie zu Produkten mit keinen oder nur geringen optischen Anforderungen verarbeitet. Chargen mit metallischen Kontaminationen wurden mittels induktiver Metallseparatoren entmetallisiert und erneut einem Einsatzzweck zugeführt. Während in Europa erste optische Sortiersysteme primär für ein Notfall-Szenario bei Herstellern konzipiert und eingesetzt wurden, hat sich seit den 2000er Jahren ein Dienstleistungssektor im Bereich Sortierung entwickelt. Das zu sortierende Granulat wird in der Zielverpackung zum Dienstleister transportiert, von diesem optisch sortiert, in Originalgebinde neu verpackt und einige Tage später vom Hersteller wieder abgeholt. Dieses Vorgehen ist für Hersteller von hochwertigen und sehr reinen Rohstoffen, wie zum Beispiel Polyethylen für Kabelanwendungen, undenkbar. Die Qualitätsanforderungen im E+E-Bereich (Elektrik + Elektronik), in der Medizin oder Luft- und Raumfahrt sind so hoch, dass jegliches Risiko einer Fremdkontamination auszuschließen ist, um Probleme und Folgeschäden in Millionenhöhe zu vermeiden. Auch für die Herstellung von Massen-Kunststoffen mit sehr hohen Qualitätsanforderungen und für Compoundeure von technischen Rohstoffen ist eine 100% Online-Inspektion mit automatischer Sortierung erforderlich.

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November 2020