Extrusion 1-2019

47 Extrusion 1/2019 Qualitätskontrolle – Aus der Forschung Das SKZ und der Lehrstuhl für Numerische Mathematik der Universität des Saarlandes arbeiten bis Mitte 2020 im Rahmen eines öffentlich geförderten Forschungsprojekts an der Mikrowellen-Tomografie zur Beurteilung der Extrudat- qualität. V iele bestehende Verfahren zur Beur- teilung der Extrudatqualität liefern als Offline-Prüfungen lediglich zeitver- setzt Informationen. Die Folgen sind gro- ße Ausschussmengen und zeitverzögerte Korrekturmöglichkeiten sowie die damit verbundene geringe Wirtschaftlichkeit. „Die derzeit eingesetzte Inline-Messtech- nik beschränkt sich aufgrund der enor- men Datenmenge auf Punktinformatio- nen oder setzt a-priori Informationen wie eine Homogenität von Materialeigen- schaften über die gesamte Wanddicke voraus, was oftmals nicht der Realität entspricht“, erklärt Marcel Mayr vom SKZ. Die Mikrowellen-Tomografie ermöglicht hingegen eine wirtschaftlich sinnvolle 100 %-Inline-Kontrolle direkt während der Bauteilherstellung. Die dabei verwen- dete Mikrowellen-Strahlung ist im Ver- gleich zu Röntgenstrahlung, die etwa bei der Computertomografie genutzt wird, nicht ionisierend und damit gänzlich ge- fährdungsfrei. Daher entfallen aufwändi- ge Arbeitsschutzmaßnahmen und ein hoher organisatorischer Aufwand. Wei- terhin wird im Vergleich zu der etablier- formationen jedoch vereint, so ergibt sich eine Abbildung in hoher Auflösung und Detailtreue ( ). Allen Firmen, die ein Interesse an einer im Prozess dokumentierbaren Produkt- qualität haben, wird die Möglichkeit ge- boten, kostenlos und unverbindlich an dieser Entwicklung teilzuhaben. Das Vorhaben 19948 N der Forschungs- vereinigung Fördergemeinschaft für das SKZ wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der indus- triellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministeri- um für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deut- schen Bundestags gefördert. Das SKZ be- dankt sich für die finanzielle Unterstüt- zung. Prinzip der Mikrowellen-Tomografie: Die Kombination verschiedener verfahrensspezifischer Kennwerte ermöglicht eine dreidimensionale und detailgetreue Abbildung des Extrudats während der Herstellung 100 %-Inline-Kontrolle der Extrudatqualität mit Mikrowellen-Tomografie ten Ultraschalltechnik kein Koppelmedi- um benötigt, sodass die Prüfung berüh- rungsfrei und weitestgehend tempera- turunabhängig ist. Jedoch ist die Mikrowellen-Tomografie noch immer eine Randerscheinung im akademischen Umfeld. Das soll nun ge- ändert werden. Die beiden Forschungsstellen arbeiten aktuell im Rahmen des öffentlich geför- derten Forschungsprojekts an der Wei- terentwicklung dieser Technologie. Das Ergebnis ist ein Demonstrator, den inter- essierte Unternehmen für ihre Anwen- dungen erproben können. Sowohl die dreidimensionale Erfassung der Bauteil- geometrie, die Detektion von herstel- lungsbedingten Fehlstellen wie Lunkern als auch die Materialcharakterisierung, etwa hinsichtlich des lokalen Füllstoffge- haltes, werden mit dem Demonstrator ermöglicht. Dabei werden mit dem Bre- chungsindex und dem Absorptionskoef- fizient zwei verfahrensspezifische Mikro- wellen-Kennwerte berücksichtigt, die je- weils für sich allein keine dreidimensio- nale Rekonstruktion in hoher Qualität er- möglichen. Werden die gewonnenen In- SKZ – Das Kunststoff-Zentrum Marcel Mayr, m.mayr@skz.de Giovanni Schober, g.schober@skz.de Frankfurter Str. 15-17, D-97082 Würzburg www.skz.de