Extrusion 7-2020

Das Forschungszentrum Ultraschall und das Kunst- stoff-Zentrum SKZ, beides Institute der ZUSE-Gemein- schaft, kooperieren in einem gemeinsamen Forschungs- projekt zur zerstörungsfreien Prüfung von Polymer- schäumen. Großer Wert wird bei diesem Vorhaben auf eine prozessnahe Überwachung der wichtigsten Kenngrößen von Polymerschäumen gelegt. Z iel dieses Forschungsprojekts ist die Weiterentwicklung ei- nes Demonstrators ( Bild ) basierend auf luftgekoppeltem Ul- traschall (LUS) zur kontinuierlichen Prozessüberwachung in der Polymerschaumproduktion. Vergleichende Messungen mit Re- ferenzmethoden ermöglichen eine Verknüpfung zwischen den schaumspezifischen Kenngrößen und LUS-Spektren. Basierend auf den LUS-Messdaten soll eine direkte Ausgabe der Schaum- kennwerte erreicht werden. Somit können bei industriellem Einsatz mit einer automatisierten Datenauswertung Informatio- nen über die laufende Produktion in Echtzeit erlangt und die Prozessführung im Bedarfsfall entsprechend korrigiert werden. Rohdichte und Zellgröße sind charakteristische Kenngrößen von polymeren Schäumen und bestimmen maßgeblich die Qualität und das Einsatzfeld. Bei der Schaumherstellung wird eine stationäre Prozessführung von Faktoren, wie zum Beispiel Chargenwechsel, Temperaturschwankungen oder Werkzeug- verschleiß, beeinflusst. Dies schlägt sich wiederum in den Kenn- größen des geschäumten Polymerwerkstoffes nieder. Die erfor- derliche Kontrolle dieser Kenngrößen erfolgt bis dato überwie- gend offline, das heißt durch stichprobenartige Materialent- nahmen gefolgt von Laboranalysen. Eine prozessbegleitende Qualitätsüberwachung ermöglicht eine lückenlose Qualitätssi- cherung und minimiert die Ausschussproduktion und den Ma- terialeinsatz signifikant. Durch die besonderen Eigenschaften des luftgekoppelten Ultraschalls (LUS) können diese Ziele erst- mals erreicht werden. Zahlreiche Forschungsvorhaben zur LUS-Technologie zeigten die besonderen Eigenschaften dieser Technologie. In der Cha- rakterisierung von Polymerschäumen ist der Einsatz dieser Tech- nologie sehr erfolgsversprechend. Vorteile liegen zum Beispiel in einer zerstörungsfreien und berührungslosen Arbeitsweise, die im Vergleich zu Röntgenstrahlung zudem nicht ionisierend Luftultraschall zur Prozess- und Qualitätsüberwachung in der Polymerschaumextrusion Schematische Messanordnung des LUS-Messkopfes an einer Extrusionsanlage zur Messung der wichtigsten Kenngrößen von Polymer-Schäumen ist. Im Gegensatz zur Terahertz-Technologie sind geringere Systemkosten sowie höhere Messgeschwindigkeiten und In- dustrietauglichkeit gegeben. Das Vorhaben 21035 BG der Forschungsvereinigung „Förder- gemeinschaft für das SKZ“ wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -ent- wicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags gefördert. SKZ – Das Kunststoff-Zentrum Friedrich-Bergius-Ring 22, 97076 Würzburg, Deutschland Marcel Mayr, m.mayr@skz.de, www.skz.de Intelligent Testing Für sichere Prüfergebnisse www.zwickroell.com AllroundLine bis 250 kN Prüfergebnisse müssen genau, wiederholbar, reproduzierbar und nachvollziehbar sein. Mit der AllroundLine sind Sie auf der sicheren Seite, egal bei welcher Prüfanwendung. 27 Extrusion 7/2020 Qualitätssicherung – Aus der Forschung