Das röntgenbasierte Offline-Inspektions- und -Analysesystem erkennt metallische Verunreinigungen in Kunststoffgranulaten. (bildquelle: Sikora)

Das röntgenbasierte Offline-Inspektions- und -Analysesystem erkennt metallische Verunreinigungen in Kunststoffgranulaten. (Bildquelle: Sikora)

Bereits kleinste metallische Verunreinigungen im Kunststoffgranulat können zu erheblichen Problemen bei der Kunststoffherstellung und -verarbeitung führen. Unabhängig davon, ob aus dem Granulat Spritzgussteile, Kabel, Folien oder Profile hergestellt werden: Fast immer ist ein hoher Einsatz erforderlich, um Fehler zu vermeiden und ein noch größerer Aufwand, um diese zu beheben. Denn die Demontage von Spritzgusswerkzeugen, der Austausch von Heißkanalsystemen und die Überarbeitung von Kavitäten sind sowohl zeit- als auch kostenintensiv.

Vor diesem Hintergrund ist es essenziell, die Qualität im Produktionsprozess kontinuierlich zu kontrollieren. Sikora hat ein Offline-Prüfsystem entwickelt, welches metallische Kontaminationen ab 50 µm im Kunststoffgranulat zuverlässig detektiert und analysiert.

Funktionsprinzip des röntgenbasierten Offline-Inspektions- und -Analysesystems

Mithilfe von Röntgentechnologie ist ein zerstörungsfreier Blick in beziehungsweise durch das Kunststoffgranulat möglich. Daneben kann zwischen verschiedenen Materialien wie dem Granulat und den Metallpartikeln differenziert werden. Im Rohstoff eingeschlossene Metallspäne können mit dem auf röntgenbasierten Inspektions- und Analysesystem Purity Concept X detektiert werden. Da die Röntgeneinheit zur Umgebung hermetisch abgeschlossen ist, tritt keine Strahlung nach außen und die Vorgaben des Strahlenschutzgesetzes und der Strahlenschutzverordnung werden erfüllt. Entsprechend ist das System bedenkenlos in der Anwendung.

Das System lässt sich intuitiv bedienen. Das zu überprüfende Material wird vom Bediener auf einem Probenträger platziert. Auf dem Träger wird das Prüfgut durch den mit einer Röntgenkamera ausgestatteten Inspektionsbereich geführt. Die Inspektion und Auswertung erfolgen innerhalb von 30 Sekunden. Ein Projektor markiert kontaminiertes Material farblich direkt auf dem Probenträger. Gleichzeitig wird es am Monitor mit Angabe der Größe und Fläche der Verunreinigung angezeigt und markiert. Dies ermöglicht, die Kontamination eindeutig zuzuordnen und erleichtert die Entnahme, zum Beispiel für weiterführende Untersuchungen im Labor.

Durch die Auswertung der Röntgenbildaufnahmen werden metallische Verunreinigungen ab 50 µm auf der Oberfläche sowie innerhalb von intransparentem, farbigem und transparentem Kunststoffgranulat automatisch detektiert, visualisiert und ausgewertet.

Datenauswertung und -protokollierung

Beispiele für Kontaminationen in Kunststoff (links): Mit einer optischen Kamera werden sowohl Verunreinigungen auf der Oberfläche der Pellets als auch verfärbte Pellets erkannt (Mitte). Mit einer Röntgenkamera werden metallische Verunreinigungen im Inneren der Pellets erkannt (rechts).

Beispiele für Kontaminationen in Kunststoff (links): Mit einer optischen Kamera werden sowohl Verunreinigungen auf der Oberfläche der Pellets als auch verfärbte Pellets erkannt (Mitte). Mit einer Röntgenkamera werden metallische Verunreinigungen im Inneren der Pellets erkannt (rechts).

Die Analysesoftware erfasst die Verunreinigungen, um diese am Monitor sowie auf dem Probenträger zu visualisieren und auszuwerten. Neben einer Bildergalerie detektierter Kontaminationen bietet die Software Statistiken über deren Größe, Fläche und Anzahl. Bereits zuvor aufgenommenes Bildmaterial kann erneut importiert und beliebig oft analysiert werden, etwa mit divergierenden Analyseparametern. Neben Einzelprüfungen können mit dem System auch Serienprüfungen realisiert und verglichen werden. Die gewonnenen Daten liefern den Anwendern wertvolle Informationen über den Prozess und die Materialqualität des Kunststoffgranulats. Weiterhin stellt das System ein Prüfzertifikat mit sämtlichen Informationen zur Qualität des untersuchten Granulats und einer Zusammenfassung der Testergebnisse zur Verfügung. Damit ist die Voraussetzung für die Materialfreigabe und Auslieferung zum Kunden geschaffen. Über eine LAN-Schnittstelle lässt sich das Inspektions- und Analysesystem mit dem Unternehmensnetzwerk verbinden und gesammelte Daten für die Weiterverarbeitung exportieren.

Anwendungsbereiche

_ Röntgenbild von Pellets auf dem Monitor: Entdeckte Verunreinigungen werden farblich hervorgehoben und vergrößert dargestellt.

_ Röntgenbild von Pellets auf dem Monitor: Entdeckte Verunreinigungen werden farblich hervorgehoben und vergrößert dargestellt.

Bei dem beschriebenen System handelt es sich um ein mobiles Offline-Prüfgerät auf Rollen, welches für Stichprobenkontrollen außerhalb des Produktionsprozesses („offline“) im Labor oder alternativ direkt neben der Produktionslinie eingesetzt wird. Es bietet eine Vielzahl von Anwendungen. Neben der klassischen Produktionskontrolle eignet es sich aufgrund des schnellen Analysevorgangs von 30 Sekunden auch zur Wareneingangskontrolle. Darüber hinaus findet das System in der Qualitätssicherung Anwendung. Nach positiver Prüfung, die mit dem Prüfzertifikat protokolliert wird, kann die Materialfreigabe erfolgen. Im Reklamationsfall wird das System auch genutzt, um das beanstandete Material zu kontrollieren.

Auf dem 210 x 300 mm großen Probenträger ist eine Inspektion von Granulat, Flakes, Folien/Tapes, Platten und Spritzgussteilen aus verschiedenen Kunststoffen, wie zum Beispiel XLPE, das für die Isolation von Hochspannungskabeln verwendet wird, TPU oder TPE möglich. Die Höhe des Prüfguts kann bis zu 50 mm betragen. Pro Durchlauf können ca. 100 g Kunststoffgranulat inspiziert und analysiert werden. Bei einer Granulatgröße von 4 x 4 x 4 mm entspricht das bis zu 3.500 Einzelgranulaten.

 

 

Über den Autor

Katja Giersch

ist als Head of Communication für Sikora in Bremen,
communications@sikora.net.