Extrusion 7-2022

Die Blasformanlage ist um eine Langwellen-Infrarotkamera (LWIR) vom Typ thermoIMAGER TIM 640 der Firma Micro-Epsi- lon Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg, erweitert wor- den. Der schematische Messaufbau ist in Bild 1 dargestellt. Die Infrarotkamera ermöglicht die kontinuierliche, berührungs- lose Vorformlingsüberwachung. Die LWIR-Kamera nimmt Wel- lenlängen in einem Bereich von 8 µm bis 14 µm auf, kann die Temperaturverteilung des Vorformlings im Messbereich von 0 °C bis 250 °C bestimmen und hat eine Temperaturauflösung von 1 °C [URL22]. Die Aufnahmen erfolgen mit einer Auflösung von 640 x 480 Pixel und einer Bildwiederholungsfrequenz von 10 Hz. Anstatt des herkömmlichen Werkzeugs wurde ein Segmentier- werkzeug mit mehreren Schneidmessern senkrecht zur Extrusi- onsachse verwendet. Zur Vermessung des Dickenprofils von Vorformlingen hat sich der Einsatz eines Segmentierwerkzeugs vielfach bewährt, auch weil es ein einfaches und robustes Ver- fahren ist [DPK88, Kul74, SB65, YDRK09]. Durch das Schließen des Werkzeugs wird der Vorformling in Streifen geschnitten. Durch Wiegen der einzelnen Segmente ergibt sich die Ge- wichtsverteilung entlang des Vorformlings. Aus der Gewichts- verteilung und dem Außendurchmesser kann nun der Innendurchmesser bzw. die Wanddicke bestimmt werden. In einer Hälfte des Segmentierwerkzeugs befinden sich in 10 mm- Abständen Messer, die den Vorformling in Segmente unterteilen. Zwischen den Segmenten bleiben dünnen Streifen bestehen, die als Verbindung fungieren und somit eine Zuordnung entlang der Länge ermöglichen. Das erste Messer des Segmentierwerkzeugs ist 30 mm unterhalb des Blaskopfaustritts angeordnet. Eine nä- here Positionierung ist nicht möglich, da zwischen Düse und Segmentierwerkzeug noch eine Ablängvorrichtung installiert ist. Jeder Versuchspunkt wurde fünffach durchgeführt, um die Re- produzierbarkeit zu überprüfen. Die Vorformlingsgestalt wird über zwei Größen beschrieben: Den Außendurchmesser und den Innendurchmesser entlang des Vorformlings. Mit einem kombinierten Kamera-Segmentier- werkzeug-Messsystem wurde zunächst der Außendurchmesser bestimmt. Dazu wurde der Vorformling mit einer Infrarotkamera bei definierter Vorformlingslängen fotografiert. Die Kamera wurde im Abstand von rund 70 cm zur Austragsachse des Werk- zeugs auf einem Stativ befestigt. Die Höhe der Kamera wurde auf die Hälfte der Vorformlingslänge festgesetzt. Anschließend wurden die Aufnahmen mit der Software Matlab, The Math- Works, Massachusetts, USA, ausgewertet. Dabei wurden die Pixel über der Breite des Vorformlings in diskreten Abständen vom Blaskopfaustritt bestimmt. Über einer Länge von 290 mm wurden Messungen in 10-mm-Abständen durchgeführt. Mit Hilfe der Pixelanzahl und einem Maßstab wurden die jeweils ge- 28 Extrusionsblasformen – Aus der Forschung Extrusion 7/2022 Bild 2: Wanddickenverteilung der Vorformlinge über der Segmentanzahl bei den Versuchspunkten 1 bis 9 Bild 3: Temperaturverteilung der Vorformlinge über der Segmentanzahl 1,0 mm 2,0 mm 4,0 mm 3,5 3,0 2,5 3,0 1,5 1,0 0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 5,0 mm 3,0 mm Segment [-] Wanddicke [mm] 1,0 mm 2,0 mm 4,0 mm 185 180 175 170 165 160 155 150 145 140 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 5,0 mm 3,0 mm Segment [-] Vorformlingstemperatur [°C]