Extrusion 6-2019

A m SKZ wird seit über zehn Jahren die Terahertz-(THz)-Technik genutzt, um Kunststoffe zu untersuchen. Im Rah- men zahlreicher Forschungsprojekte konnte dabei gezeigt werden, dass diese Technik für vielfältige Anwendungen ge- nutzt werden kann. Dazu gehören bei- spielsweise die Ermittlung von Feuchte- und Füllstoffgehalten, die Bestimmung der mittleren Zellgrößen und Rohdichten bei geschäumten Kunststoffen sowie die Geometrievermessung, beispielsweise bei Rohren und Folien. Dabei profitiert diese Technik von einer zerstörungsfreien und berührungslosen Arbeitsweise sowie ei- ner gefahrlosen Anwendung, bei der keine Strahlenschutz-Maßnahmen erfor- derlich sind. Aufgrund der kontinuierlich steigenden Qualitätsstandards sowie eines wachsen- den Umweltbewusstseins gewinnen In- line-Messtechniken, die während der Produktion eingesetzt werden, weiter an Bedeutung. Werden beispielsweise Rohr- wanddicken-Messsysteme eingesetzt, können während der Produktion Maß- nahmen gegen Abweichungen von ei- nem Sollwert in Echtzeit ergriffen wer- den. Dies führt zu einer Verringerung der Ausschussmenge, respektive einem deutlich höheren Qualitätsniveau und ei- ner zeitgemäßen Ressourceneffizienz. Zeitaufwändige Messmethoden, die häufig der Produktion nachgeschaltet sind und Mitarbeiter binden, können so- mit substituiert werden. Zusätzlich kann durch Inline-Messverfahren, welche die genauen Maße des Produkts ermitteln, an einer unteren Toleranzgrenze produ- ziert werden. Dadurch lassen sich große Mengen an Material einsparen. Auf die- se Weise amortisieren sich Kosten für Messsysteme, die üblicherweise im unte- 32 Messtechnik und Automatisierung – Aus der Forschung Extrusion 6/2019 Terahertz-Technologie ren siebenstelligen Bereich liegen, inner- halb weniger Jahre. Die THz-Technik bietet die genannten Vorteile und findet immer größeren An- klang in der Industrie. So existieren im Bereich der Extrusion bereits Wanddik- ken-Messsysteme für Rohre und Platten. Durch die industrienahe Forschung des SKZ können nun weitere Felder im Be- reich der Extrusion erschlossen werden. Hierzu zählt etwa die Dickenmessung von Wellrohren, die bisher messtech- nisch nicht realisiert werden konnte. Weiterhin konnte bei einem abgeschlos- senen Forschungsprojekt die Inline-Cha- rakterisierung von geschäumten Kunst- stoffen, zum Beispiel Dämmplatten, vor- genommen werden. Damit ist es mög- lich, Aussagen über die mittlere Zellgrö- ße sowie die Rohdichte der Schäume zu treffen – und das während der Produkti- on in Echtzeit. Marcel Mayr, wissen- schaftlicher Mitarbeiter am SKZ, erläu- tert: „Eine Überführung in Messsysteme, die direkt an einer Extrusionslinie einge- setzt werden können, steht unmittelbar bevor. Hierfür ist das SKZ auf der Suche nach geeigneten Kooperationspartnern, mit denen eine Kommerzialisierung in Angriff genommen werden kann.“ Auch tomografisch messende Verfahren, die ähnlich einer Computertomografie dreidimensionale Informationen bereit- stellen, gewinnen für die THz-Technik zu- SKZ – Das Kunststoff-Zentrum Marcel Mayr, m.mayr@skz.de Giovanni Schober, g.schober@skz.de Friedrich-Bergius-Ring 22, 97076 Würzburg, Deutschland nehmend an Bedeutung. So werden am SKZ in einem laufenden Forschungspro- jekt mehrere THz-Sender und THz-Emp- fänger, die um ein bewegtes Objekt rotie- ren, eingesetzt, um beispielsweise Fen- sterprofile inline zu charakterisieren. Durch Aufnahme von Laufzeit und Dämpfung der THz-Wellen beim Durch- gang durch das Fensterprofil werden mit- tels geeigneter Rekonstruktionsalgorith- men 3D-Abbildungen des Profils erzeugt. Somit kommt die lange rein laborlastige Messtechnik in immer mehr Anwen- dungsgebieten in der Industrie zum Ein- satz. Dabei ist das SKZ gerne unterstüt- zend tätig, um weitere Laboranwendun- gen in kommerziell verfügbare und in- dustriell akzeptierte Produkte zu über- führen. Das SKZ möchte damit einen Bei- trag für die zielgerichtete Weiterentwick- lung und den zweckmäßigen Einsatz die- ser jungen Technologie im Vergleich zu etablierten Techniken leisten. Interessier- te Industrieunternehmen können sich beim SKZ informieren, um zum Beispiel kostenfrei an sogenannten projektbe- gleitenden Ausschüssen zu aktuellen For- schungsprojekten teilzunehmen. Neue Chancen und breiter Marktzugang für Messsystemhersteller und Automatisierer Das SKZ setzt verstärkt auf Geometrievermessungen und Materialcharakterisierung im Prozess durch den Einsatz der Terahertz-Technik Vom Labor in die Industrie: Das SKZ setzt verstärkt auf Geometrie- vermessungen und Material- charakterisierung im Prozess durch den Einsatz der Terahertz-Technik.