Extrusion 4-2022

54 kompakt Extrusion 4/2022 ➠ SKZ – Das Kunststoffzentrum Luis Wachter, l.wachter@skz.de an Schäumen aus Polyethylen (PE) sowie Polyurethan (PUR) getestet und wird im Projektverlauf auf weitere Materialsys- teme übertragen. Außerdem untersucht das SKZ zusammen mit dem FZ-U, ob die Messtechnik von der Transmissions- auf die einseitige Reemissionsanordnung übertragen werden kann. Dadurch wer- den die Messungen von der Dicke des In einem aktuellen Forschungsprojekt entwickelt das SKZ zusammen mit dem Forschungszentrum Ultraschall (FZ-U) aus Halle (Saale) eine inline-fähige Qualitäts- überwachung für die Extrusion von Poly- merschäumen. Aktuelle Ergebnisse zei- gen, dass die Bestimmung der Rohdichte von Schäumen zuverlässig möglich ist. Schäume tragen als Dämmmaterial und Leichtbauwerkstoff in vielen Bereichen maßgeblich zu einer steigenden Energie- effizienz bei. Vor allem im Bausektor wer- den die isolierenden Eigenschaften zur Wärmedämmung genutzt. Zunehmend werden Schäume auch im Leichtbau ver- wendet und kommen als Kern in soge- nannten Sandwichstrukturen im Auto- mobil-, Maritim-, Luft- und Raumfahrtbe- reich zum Einsatz. Durch den wachsen- den Bedarf zusammen mit steigenden Anforderungen und Neuentwicklungen, wie zum Beispiel nanozelluläre Schäume, wird eine zuverlässige Qualitätsüberwa- chung immer wichtiger. Inline-Messver- fahren bieten dafür die idealen Vor- aussetzungen, da während der Produk- tion die Materialparameter überwacht und gegebenenfalls sehr schnell ange- passt werden können. Für die Anwen- dung in der Schaumextrusion entwickelt das SKZ zusammen mit dem FZ-U derzeit eine kontaktlose, zerstörungsfreie sowie inlinefähige Prüfmethode auf Basis der Luftultraschall-Technologie. Aktuelle Ergebnisse aus dem Forschungs- projekt zeigen, dass die Rohdichte direkt mit der durch den Schaum gemessenen Schallamplitude korreliert. Die Messun- gen wurden mit einer Transmissionsan- ordnung durchgeführt, bei der sich Sender und Empfänger auf jeweils einer Seite des Schaumes befinden und der Schall durch den Schaum geleitet wird ( siehe Bild ). Um die Rohdichte eines un- bekannten Schaumes zu ermitteln, wer- den zunächst Referenzmessungen an Schäumen des gleichen Typs mit unter- schiedlichen bekannten Rohdichten durchgeführt. Über diese Referenz wird dann die Rohdichte des unbekannten Schaums ermittelt. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung bei der Ex- trusion. Abweichungen können direkt zu einer Anpassung des Herstellungsprozes- ses genutzt werden. Die Messtechnik wurde bisher erfolgreich Mit Luftultraschall den Durchblick bei der Schaumextrusion Schaumes unabhängiger. Interessierte Unternehmen sind aufgerufen, die Eig- nung des neuen Verfahrens mithilfe zur Verfügung gestellter Bauteile kostenneu- tral am SKZ testen zu lassen. Transmissionsanordnung zur Messung von Luftultraschallsignalen mit dem gemessenen Schaum in der Mitte und den Ultraschallwandlern oben und unten (links) und schematischer Zusammenhang zwischen der Schallamplitude und der Rohdichte von Schäumen (rechts) (Foto: SKZ) Rohdichte Schallamplitude Messwerte unmittelbar nach Einschalten des Systems verfügbar sind, können Ex- trusionswerkzeuge schnell zentriert und dadurch Anfahrschrott enorm reduziert werden. Beispielsweise führt eine opti- male Zentrierung durch das Messsystem CENTERWAVE 6000 zu einem Material- Einsparpotential von circa fünf Prozent. Auch ermöglicht die Echtzeitmessung eine schnelle Anlagenregelung auf mini- male Wandstärke im laufenden Prozess. Sicherheitszuschläge in der Wanddicke können dadurch deutlich reduziert wer- den. „Das entspricht je nach Rohrtyp jähr- lichen Kosteneinsparungen im mittleren 6-stelligen Eurobereich“, sagt Christian Schalich, Head of Sales - Hose & Tube. Der Preisanstieg von Kunststoffen stellt die Branche vor enorme Herausforderun- gen. Betroffen sind Hersteller und Verar- beiter für sämtliche Kunststofftypen gleichermaßen. Ein Ende der Preissteige- rungen ist nicht in Sicht, sodass neue Lö- sungen für Einsparungen gefunden werden müssen. In der Extrusion lassen sich Kosten gezielt durch den Einsatz nachhaltiger Messtechnologie abfangen, wie eine Beispielrechnung zeigt. Messtechnologien von SIKORA werden bei der Rohrherstellung zur Prozesskon- trolle nach der ersten Kühlung oder am Ende der Extrusionslinie eingesetzt und messen Produktparameter wie Wand- dicke, Durchmesser und Ovalität. Da die Senkung des Materialeinsatzes durch Messtechnik