Extrusion 8-2019

Entwicklung eines optischen Messverfahrens auf Basis der Lasertriangulation zur quantitativen Planlagemessung an Kunststofffolien Aufgrund der Komplexität und Vielfalt der Weiterverarbeitungsverfahren von Kunst- stofffolien beschränken sich die heute gefor- derten Produkteigenschaften nicht nur auf die klassischen mechanischen und optischen Parameter, sondern umfassen auch die Planlagequalität. Die Planlage gehört heute zu den ausschlaggebenden Qualitätsmerk- malen im Bereich der Folienextrusion und ist eine Voraussetzung für den störungsfreien Ablauf der Weiterverarbeitungsverfahren wie Bedrucken oder Laminieren. D ie Planlage beschreibt die Ebenheit von Folien im äußerlich spannungsfreien Zustand. Obwohl die Planlage ein wichti- ges Qualitätsmerkmal in der Folienextrusion darstellt, wird sie meist nur stichprobenartig durch eine subjektive Sichtprüfung des Maschinenpersonals bewertet. Die quantitative Erfassung der Planlage stellt in der Folienindustrie aufgrund fehlender Messtechnik eine große Herausforderung dar [LS18]. Für steife- re Bahnmaterialien, wie Stahl, Leder oder Papier, sind seit Ende der 60er Jahren verschiedene kommerzielle Planlagemesssyste- me erhältlich [MUG13]. Bei diesen Messsystemen kann grund- sätzlich zwischen direkten und indirekten Messverfahren unter- schieden werden. Bei direkten Messverfahren wird die vom Planlagezustand abhängige Zugspannungsverteilung gemes- sen, während bei indirekten Messverfahren die aus der Zug- spannungsverteilung resultierenden Messgrößen (zum Beispiel Rollenhärte oder Laufverhalten der Folienbahn) zur Planlagebe- 32 Folienextrusion, Messtechnik – Aus der Forschung Extrusion 8/2019 Bild 1: Planlagefehler mit den zugehörigen Längenprofilen bezogen auf die Folienbreite nach [KTI84] Bild 2: Planlagemessung mittels Längsstreifenverfahren mit drei unterschiedlichen Streifenbreiten urteilung herangezogen werden [KTI84]. Diese Messsysteme sind für einen unmittelbaren Einsatz in der Folienindustrie nicht geeignet, da Folienbahnen von Natur aus eine hohe Flexibilität aufweisen, die es schwierig macht, die aus dem Planlagezu- stand resultierenden Phänomene unter industriellen Bedingun- gen zuverlässig zu erkennen. Planlagemessung in der industriellen Praxis Eine der am häufigsten verwendeten Methoden zur Erfassung und Beurteilung der Planlage ist die geometrische Vermessung der Folienbahn in einem äußerlich spannungsfreien, abgew- ickelten Zustand. So werden in der Folienindustrie Planlagebe- urteilungen im Produktionsumfeld durchgeführt, indem eine circa 10 m lange Folienprobe ausgeschnitten und auf dem Bo- den ausgebreitet wird. Die flachgelegte Folienbahn wird an- schließend durch Prüfpersonal optisch auf Beulen und Wellig- keiten überprüft. Die Planlageprüfung gilt als bestanden, wenn die Folienprobe subjektiv optisch plan erscheint, das heißt in der Folienbahn keine großflächigen Formabweichungen sicht- bar sind. Die geometrische Planlagebeurteilung in dieser Art hat den Vorteil, dass abgesehen von der Schwerkraft keine Kräfte auf die Folienbahn wirken, welche die geometrische Ge- stalt der Folienbahn und damit die Planlagebeurteilung beein- flussen können [Log09]. Diese Art der Planlagebeurteilung weist jedoch auch einige Nachteile auf. Die Sichtprüfung durch das Prüfpersonal ist rein subjektiv und erlaubt keine reprodu- zierbaren, quantitativen Angaben über die Planlagequalität. Die geometrische Erfassung der Planlage ist zudem für eine Planla- gekorrektur nur bedingt geeignet, da die gewonnenen Er- kenntnisse aufgrund der langen Totzeit zwischen Produktion und Messung nicht zur Prozessoptimierung geeignet sind. An-