Extrusion 8-2016

47 Extrusion 8/2016 Bild 3: CCD Zeilensensormessprinzip und Auswertung mittels Beugungsanalyse ohne Optik und bewegliche Teile Die hauptsächlichen Unterschiede zwischen dem Scanning- und den Zeilensensorverfahren bestehen darin, dass die CCD Zeilensensor Technologie ausschließlich digital arbeitet und kei- ne beweglichen Komponenten erfordert. Folglich sind die Ge- nauigkeit, Wiederholgenauigkeit und Messrate höher, eine Ka- librierung ist nicht erforderlich. Messköpfe, die mit den Zeilen- sensorverfahren arbeiten, erfassen den Durchmesser in zwei oder drei Ebenen. Sie sind in der Lage, sowohl intransparente als auch transparente Produkte aus sämtlichen Materialien mit einem Durchmesser von 0,05 bis 500 mm zu messen. Einige Modelle bieten mit bis zu 5.000 Messungen pro Messachse pro Sekunde zusätzlich die zuverlässige Erkennung von Knoten und Einschnürungen. Technologien zur Messung von Durchmesser, Wanddicke und Exzentrizität Für Anwendungsbereiche, wo eine Durchmessermessung nicht ausreichend ist, setzen Rohr- und Schlauchersteller Messsyste- me ein, die zusätzlich die Wanddicke und Exzentrizität der Pro- dukte messen. Dabei spielt neben der Qualitätskontrolle und Prozessoptimierung auch die Einsparung von Kunststoffmateri- al und Kostenreduzierung eine entscheidende Rolle. Konventio- nell verfügbare Technologien basieren beispielsweise auf Ultra- schalltechnik. Dieses Verfahren eignet sich für die klassische Wanddickenmessung einschichtiger Produkte, stößt aber auf- grund seiner Funktionsweise und Abhängigkeiten von Materi- aleigenschaften, der Temperatur des Kunststoffs und des Kop- pelmediums an Grenzen. Eine präzise Messung aller Produktpa- rameter, ohne Abhängigkeiten von Umgebungs- oder Material- einflüssen, lässt sich heute durch den Einsatz von Röntgentech- nologie sicherstellen. Ultraschalltechnik Die Ultraschalltechnik ist für die online Qualitätskontrolle von Rohren und Schläuchen nur bedingt einsetzbar. Beispielsweise kann der Ultraschall bei Verbundrohren nicht die als Dampf- sperre eingesetzte Aluminiumschicht durchdringen und ist da- mit für diese Anwendung nicht einsetzbar. Bei Gummischläu- chen werden die Ultraschallsignale durch die Porosität und Dämpfung des Gummis größtenteils absorbiert, sodass auch diese nicht verlässlich messbar sind. Darüber hinaus enthalten mehrschichtige Gummischläuche typisch Gewebeeinlagen, die das Ultraschallecho ablenken und damit eine Messung unmög- lich machen. Die Ultraschallmessung erfolgt typisch im Wasser- bad, da das Wasser als Kopplungsmedium für die Übertragung des Schalls benötigt wird. Eine präzise Temperaturkompensati- on ist erforderlich, da die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschalls, die zur Bestimmung der Exzentrizität herangezo- gen wird, Temperatur und Material abhängig ist. Bei dieser Technologie ist eine Kalibrierung erforderlich. Eine Bestimmung der Wanddicke ist im Allgemeinen nur durch die Kombination mit einem zusätzlichen gravimetrischen Messverfahren mög- lich. Röntgentechnologie Die Röntgentechnologie basiert auf einem bildgebenden Ver- fahren. Bei der Röntgentechnologie ist keine Adaption an Ma- terialien erforderlich, ein Kopplungsmedium wird nicht benö- tigt. Die Technologie ist unabhängig von der Temperatur des Messgutes, wodurch es möglich ist, ein Röntgenmessgerät oh- ne Mehraufwand direkt in die Extrusionslinie zu integrieren. Ei- ne Kalibrierung ist nicht erforderlich. Das System wird entweder direkt nach dem Extruder (Heißmessung) oder am Ende der Li- nie (finale Qualitätskontrolle) installiert. Mit einer 4-Punkt- Online-Messung werden die Messwerte für die Wanddicke, die Exzentrizität, den Innen- und Außendurchmesser und die Ovali- tät ermittelt. Das System misst bis zu drei unterschiedliche Ma- terialschichten. Diese Messwerte werden numerisch oder gra- fisch als Schlauchquerschnitt in Echtzeit visualisiert und ermög- lichen dem Bediener das Spritzwerkzeug optimal zu zentrieren. Besonders effizient ist der Einsatz des Röntgenmesssystems in Kombination mit einem Prozessorsystem durch die automati- sche Regelung der Liniengeschwindigkeit oder Extruderdreh- zahl unter Berücksichtigung der Minimalwerte. Damit wird zum einen die Qualität des Schlauches sichergestellt. Zum anderen wird durch die Regelung auf den Minimalwert nur so viel Mate- rial verbraucht wie erforderlich. Die Röntgentechnologie ist für sämtliche Produkte mit einem Durchmesser von 0,65 bis 270 mm verfügbar. Oftmals werden bei der Röntgentechnik si- cherheitstechnische Bedenken wegen der Strahlung geäußert, die jedoch aufgrund der geringen Strahlungsleistung nicht von Relevanz sind. Tatsächlich ist der Mensch bei einem Flug von Frankfurt nach New York einem Vielfachen der Strahlung aus- gesetzt, die ein Röntgengerät generiert. Bild 4: Röntgenmesssystem in einer Rohr-Extrusionslinie installiert