EuroWire November 2020

Technischer Artikel

Online-Inspektion und -Sortierung von Kunststoffgranulat

Das von der Sikora AG entwickelte Online-Inspektions- und -Sortiersystem setzt nicht nur optische Technologien ein, sondern kombiniert diese bei Bedarf mit einer Röntgenkamera. Dadurch können selbst kleinste, im Rohstoff eingeschlossene Metallpartikel durch das System detektiert werden. Weiterhin werden Black Specks und Farbabweichungen durch die optischen Kameras erkannt. Fehlerhaftes Granulat wird unmittelbar nach der Erkennung mittels Druckluft separiert. Die integrierte Software liefert dem Betreiber eine statistische Auswertung mit Informationen zu der Größe, Fläche und Anzahl der detektierten Kontaminationen während der laufenden Produktion. Weiterhin werden die Verunreinigungen in einer Bildergalerie gespeichert. Die Bildinformationen geben häufig einen Rückschluss auf die Kontaminationsursache und unterstützen so den Betreiber bei der Optimierung der Produktionsprozesse. Die gewonnenen Daten sind dauerhaft abrufbar und können jederzeit separat ausgewertet werden. Die von Herstellern und Compoundeuren gewünschte relevante Größe zur Erkennung von Granulatdefekten liegt seit den 1990er Jahrenbei ca. 100μm. Aufgrundder technischenWeiterentwicklung sind seit einigen Jahren Auflösungen von 35μm oder sogar darunter möglich. Eine hohe Auflösung ist jedoch noch keine Garantie für das Eliminieren von Black Specks, Verfärbungen und Metalleinschlüssen. Ein sicherer nachgeschalteter Sortierprozess setzt zunächst eine hohe Detektionswahrscheinlichkeit voraus. Diese bietet die Sikora AG als Alleinstellungsmerkmal durch den Einsatz von bis zu vier optischen Kameras und einer Röntgeneinheit an. Je nach Art der erwarteten Kontamination und Anwendung wird das System vor der Auslieferung entsprechend der Erfordernisse des Betreibers konfiguriert. Es detektiert und sortiert Kontaminationen ab einer Größe von 50µm. Vorteile der optischen Separierung und Entmetallisierung Mit dem beschriebenen System können Hersteller und Verarbeiter von Kunststoffgranulat die produzierte beziehungsweise gekaufte Ware einer 100% Prüfung unterziehen und optische Defekte sowie Metalleinschlüsse separieren. Die daraus resultierenden Vorteile führen zu einer Reduzierung von: • Produktionsausschüssen • Maschinenstillstandszeiten • Reparaturen und Nachbearbeitungen von Maschine und Werkzeug • Elektrischen Durchschlägen (bei Kabeln) • Heißkanalbeschädigungen und Verteilerblockaden (beim Spritzguss) • Ersatzbeschaffungen, Zusatzfrachten, Energiekosten, Rüstzeiten • Erneuten Verarbeitungen von Ersatzmaterial • Zusätzlichen Personalkosten durch Nacharbeitszeit • Recycling- und Entsorgungskosten • Imageschäden und Kundenunzufriedenheit Folglich bleibt die Lieferfähigkeit nicht nur erhalten, sondern sie wird weiter verbessert, da unkalkulierbare Risiken durch metallische Kontaminationen oder nicht mehr aufschmelzende Polymerverbrennungen ausgeschlossen werden.

▲ ▲ Abb 3 : Das Online-Inspektions- und -Sortiersystem detektiert metallische

▲ ▲ Abb 4 : Galerieansicht der

detektierten Kontamination durch das Online-Inspektions- und -Sortiersystem

Kontaminationen im Granulat sowie Black Specks und Verbrennungen auf der Granulatoberfläche

Gerade bei sicherheitsrelevanten Erzeugnissen im Bereich der Medizin, Raumfahrt und des Automobils ist dies ein wichtiger Aspekt, um einem Produktversagen vorzubeugen. Für den E+E-Bereich lässt sich darüber hinaus festhalten, dass mit der Reduzierung von Black Specks auch eine Reduzierung von Kurzschlüssen einhergeht. Black Specks sind somit nicht nur für visuelle Defekte, sondern häufig auch für funktionelle Defekte verantwortlich. Schlussfolgerung Nur wenn fehlerfreie Rohstoffe verarbeitet werden, können in nachgeschalteten Prozessen übliche Folgefehler reduziert beziehungsweise vermieden werden. Die höchstmögliche Reinheit von Kunststoffgranulaten ist folglich für Compoundeure und Verarbeiter gleichermaßen von zentraler Bedeutung. Denn sie ist die Voraussetzung dafür, dass Verschwendung vermieden und natürliche und wirtschaftliche Ressourcen sowie die Umwelt geschont werden bei einer gleichzeitigen erheblichen Qualitätsverbesserung für die Verarbeiter und letztlich die Endverbraucher. Vor diesem Hintergrund und durch die kontinuierlich wachsenden Qualitätsanforderungen der Kunststoffverarbeiter wird der Bedarf an Online-Inspektions- und -Sortiersystemen weiter steigen. Neue Werkzeugtechnologien sowie immer kleiner werdende Querschnitte im Heißkanal- und Verteilersystem stellen höhere Kriterien an den zu verarbeitenden Rohstoff. Diese Anforderungen werden nur durch zukunftsgerichtete Technologien wie das von der Sikora AG entwickelte System erfüllt. Das System, das mithilfe von optischen Kameras und Röntgentechnologie Black Specks, Farbabweichungen und metallische Verunreinigungen ab 50µm Online detektiert, automatisch aussortiert und so eine bislang unerreichte Qualität gewährleistet. n

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November 2020