Extrusion 1-2023

➠ ColVisTec AG Max-Planck-Str. 3, 12489 Berlin, Deutschland www.Colvistec.de ➠ SKZ – Das Kunststoffzentrum Würzburg, Deutschland www.skz.de 34 Peripherie – Aus der Forschung Extrusion 1/2023 Regelsystem muss diesen Helligkeitswert unabhängig vom ein- gesetzten Ausgangsmaterial einhalten und zu diesem Zweck die Zugabe von Masterbatch entsprechend variieren. Für die Aus- führung wird der Extruder 1 zu Beginn mit der hellen PP-Mi- schung beschickt, direkt danach mit der dunklen PP-Mischung (nach ca. 700 s) und dann wieder auf die helle PP-Mischung (nach ca. 1200 s) umgeschaltet. Sowohl innerhalb der einzelnen Chargen als auch bei den Chargenwechseln sind große Schwan- kungen in L* zu beobachten ( Bild 2 links ). Diese kleinen wie auch großen Helligkeitsschwankungen werden von der Farbre- gelung über die gesamte Prozessdauer durch variable Farbmit- telzugabe automatisch auf ein konstantes L* = 62 ausgeglichen ( Bild 4 rechts ). Um den Nachweis der automatischen Regelung zu vervollständigen, wurde in einem weiteren Versuch, ebenfalls mit schwankendem Ausgangsmaterial, ein konstantes Ergebnis an einer Farbachse erzielt. Dies wurde am Beispiel des b*-Wertes gezeigt, wobei das Ein- gangsmaterial von +1 bis +6 (Gelb) für b* variierte und eine Re- gelung auf einen konstanten b*-Wert von -3 (Blau) eingestellt wurde ( Bild 5 ). Fazit Die Farbregelung findet in der Kunststoffverarbeitung aktuell noch überwiegend empirisch statt. Das umgesetzte Konzept aus Inline-Messung der Farbe an zwei Stellen im Prozess in Echtzeit erlaubt eine sichere Regelung der Farbe auf einen definierten Werte einer der Achsen des Farbraums. Das Konzept lässt sich auch auf eine dreidimensionale Farbregelung übertragen, wobei hier mehrere Dosierungen und Mess-Regelschleifen notwendig sind, um die dreidimensionale Farbregelung abzubilden. Die hierzu nötigen Entwicklungen werden basierend auf den ge- zeigten Ergebnissen angestrebt. Darüber hinaus deuten die Ver- suchsdaten auch darauf hin, dass es unter Umständen möglich sein sollte, die Komplexität des Aufbaus auf nur einen Mess- punkt zu reduzieren. Interessierte Firmen sind eingeladen, die Möglichkeiten des neuen Systems auch im Rahmen von kosten- neutralen Versuchen am SKZ kennen zu lernen. Dieses Projekt wurde gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimapolitik (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Das SKZ – Das Kunststoff-Zentrum und die ColVisTec AG bedanken sich beim Deutschen Bundestag und dem BMWK für die finanzielle Unterstützung. Autoren SKZ: Franziska Eichhorn, Julia Klein, Dr. Linda Mittelberg ColVisTec: Fuat Eker Bild 4: Eingesetztes Material helle und dunkle PP Flake Mischungen (Extruder 1), Farbregelung auf einen vordefinierten Farbwert, hier L* = 62 (Extruder 2). Bei einer Zeit von 700 s wurde ein Chargenwechsel zwischen zwei ähnlichen Chargen durchgeführt (vgl. Messungen an Extruder 1 mit Sonde 1 links), der keine Auswirkung auf die gewünschte Helligkeit des Materials aufweist (vgl. Messungen an Extruder 2 mit Sonde 2 rechts) Bild 5: Variierender b*-Wert zwischen +1 und +6 (Gelb) detektiert in Extruder 1 mit Sonde 1 und ein konstant erzielter Zielwert von b* mit -3 (Blau) detektiert in Extruder 2 mit Sonde 2 Input: variable PP Flakes Extruder 1 Output: stabiler Zielwert mit L*=62 Extruder 2 Input: variable PP Flakes Extruder 1 Output: stabiler Zielwert mit b*=-3 Extruder 2 65 60 55 50 45 40 35 30 65 62 60 55 50 45 40 35 30 L*(Sonde 1) L*(Sonde 2) b*(Sonde 1) b*(Sonde 2) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Zeit [s] 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Zeit [s] 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 Zeit [s] Zeit [s]