Extrusion 8-2017

erfüllen. Kontaminationen im Inneren der Pellets, insbesondere in farbigen Pellets, werden durch ein optisches System nicht er- kannt. Um eine 100%-Inspektion zu gewährleisten, müssen Röntgen- und optische Technologien kombiniert werden. Röntgentechnologie zur Inspektion von Kunststoffpellets: Während, wie beschrieben, die Oberfläche des Kunststoffgra- nulats mit hochauflösenden Kameras geprüft werden kann, bleiben im Pellet eingeschlossene Verunreinigungen der Optik verborgen und erfordern den Einsatz einer anspruchsvollen Röntgentechnik. Grundlegendes Prinzip der Röntgentechnik ist das unterschied- liche Dämpfungsverhalten von Kunststoffen und möglichen Verunreinigungen. Die Dämpfung (µ) der Röntgenstrahlung wird maßgeblich durch die Kernladung der Elemente bestimmt, als auch durch die Dicke des zu inspizierenden Materials [6]. Sie ist proportional zur Ordnungszahl hoch drei (µ~Z3). Kunststoffe bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff mit einer geringen Dämpfung (Z=6). Eine im Vergleich dazu stark dämp- fende Eisenkontamination (Z=26) wird somit deutlich erkannt und aussortiert. Auch ein Additiv, wie zum Beispiel Titandioxid, beeinflusst die Dämpfung und hebt sich in der Dispersion signi- fikant vom umgebenden Material ab. Ermöglicht wird dies, da das Titan (Z=22) im Titandioxid einen starken Kontrast zum Kunststoff aufweist. Mit einem speziell entwickelten Kamerasystem ist es möglich, Verunreinigungen während der laufenden Produktion zu erfas- sen. Röntgenkameras nehmen Bilder der Kunststoffpellets auf, die in Echtzeit durch mathematische Algorithmen verarbeitet werden. Die Auflösung der Röntgenkameras erlaubt die Erken- nung von Kontaminationen im Pellet ab einer Größe von 50 µm ( ). Verunreinigte Pellets werden durch die Sortier- einheit aussortiert. Optische Inspektionstechnologie: Für die optische Inspekti- on spielt die Ausleuchtung eine wichtige Rolle. Für eine präzise Aufzeichnung des Materialflusses bei normaler Liniengeschwin- digkeit werden moderne Kameratechnologien (optische, Infra- rot-, Farbkameras) eingesetzt. Mit Hilfe einer starken Bildverar- beitungssoftware, ähnlich wie bei der Röntgeninspektion, wer- den Kontaminationen mit dem optischen System erkannt ( ). Durch Festlegung eines Schwellenwerts werden alle verun- reinigten Pellets, die in den mathematischen Algorithmen über dem Schwellenwert liegen, aussortiert. Durch die Kombination von Röntgentechnologie und einem optischen Inspektionssystem werden Kontaminationen in und auf der Oberfläche der Kunststoffpellets detektiert. Das System erkennt metallische Kontaminationen, schwarze Specs, gelbe Verfärbungen und Farbunterschiede in transparenten und in- transparenten Materialien. Die Kontaminationen werden am Monitor eines Prozessorsystems visualisiert ( ). Weitere Möglichkeiten durch Röntgen: Die Produktionsab- läufe in der Kunststoffindustrie sind komplex. Verschiedene Materialien werden vermischt, wobei es viele Quellen für Kon- taminationen gibt. Röntgentechnologie detektiert nicht nur metallische Verunreinigungen in Kunststoffpellets, sondern gibt auch unterschiedliche Informationen über den gesamten Pro- duktionsprozess, wie die Identifikation von Kreuzkontaminatio- nen. Dank des unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens sind diese deutlich sichtbar. Ein klarer Vorteil der Röntgentechnolo- gie ist deren Unabhängigkeit von Farbe und Transparenz des Prüfgutes ( ). Tests zeigen, dass auch die Detektion organischer Kontamina- tionen, wie ein Stück Gewebe sowie kleiner metallischer Verun- reinigungen möglich ist. Sogar Luftlöcher, ein Indikator dafür, dass Produktionsparameter angepasst werden müssen, werden detektiert ( ). Experimente zeigen die mögliche Verwendung von Röntgen- technik für die Detektion von Additivagglomeraten in PE-Pel- lets, die zu großen Problemen in der Weiterverarbeitung führen können ( ). In einem weiteren Test wurden schwarze Polyethylen-Pellets mit verschiedenen metallischen Kontaminationen verwendet, um die Effizienz der Röntgentechnologie nachzuweisen. In sind verschiedene schwarze PE-Pellets sichtbar. In diesen Pellets wurden Kontaminationen von 50 µm oder 100 µm deutlich er- kannt. Offline Inspektion und Analyse von Pellets, Flakes und Folien/Tapes: Zusätzlich zu online Inspektions- und Sortier- Bild 7: Inhomogeni- täten im Inneren der Pellets Bild 8: Metallische Kontami- nationen in schwarzen Pellets Bild 9: Die Pellets auf dem Tray werden mit einer Röntgenkamera inspiziert und kontaminierte Pellets farblich markiert 40 Messtechnik Extrusion 8/2017