Das Kunststoff-Zentrum SKZ erweitert sein Porfolio an Messsystemen, die Unternehmen helfen, Prozess- und Produktqualitäten inline zu überwachen. Durch den Einsatz hochauflösender Kameras und einer passgenauen Signalverarbeitung werden ortsaufgelöst unterschiedliche Fließgeschwindigkeiten am Werkzeugaustritt ermittelt. Mithilfe dieser Daten lassen sich unter anderem Geometrieabweichungen unmittelbar im Prozess überwachen und regulieren.
Bei der Extrusion – von Profilen etwa – ist der gleichmäßige Materialaustritt aus der Werkzeugdüse ein wichtiges Kriterium für eine stabile Produktion, die zu fehlerfreien Produkten führt. Aufgrund zahlreicher Anfragen aus der Industrie hat das SKZ nun ein Messsystem entwickelt, das eine Inline-Qualitätssicherung prozesstauglich umsetzt. Zunächst nimmt ein Verbund aus hochauflösenden Kameras mit entsprechenden Beleuchtungen die Oberfläche des Extrudats auf. Anschließend bestimmt ein ausgeklügelter Algorithmus die ortsaufgelöste Geschwindigkeitsverteilung am Werkzeugaustritt. Abschließend erfolgt die Datenverarbeitung und Vorhersage, wie sich das Extrudat nach dem Prozess durch Verzug oder Materialanhäufungen seine geometrischen Eigenschaften ändert.
System funktioniert gewinnbringend
Matthias Kübert, Scientist aus dem Entwicklungsteam am SKZ erläutert: „Das System klingt einfach. Doch nur durch die Verknüpfung des Know-Hows aus den Bereichen Inline-Messtechnik und Materialverarbeitung konnte ein System geschaffen werden, was nicht nur auf dem Papier, sondern auch in der Realität gewinnbringend funktioniert.“
Flexibel anpassbare Aufhängung
Das System besteht aus einer an die Gegenebenheiten bei Kunden vor Ort flexibel anpassbarer Aufhängung, an die mehrere Kameras montiert werden und die unkompliziert in die Extrusionslinie eingeschoben wird. Je nach verarbeitetem Material ist die Zugabe von Kontrastmitteln, die die späteren mechanischen Eigenschaften nicht beeinflussen, denkbar und hilfreich. Ein Algorithmus nutzt anschließend Methoden aus dem Bereich Computer Vision, um den optischen Fluss auf der Oberfläche zu ermitteln. Als Ergebnis erhält der Kunde eine Heatmap, die die relativen Geschwindigkeitsverteilungen an der Oberfläche abbildet. Bereits heute lassen sich Auflösungen von 0,2 mm/s benutzerfreundlich visualisieren.
SKZ auf der Suche nach Firmen
Für eine Evaluation des neues Messsystems unter industriellen Bedingungen ist das SKZ auf der Suche nach Firmen, die diese Lösung nutzen möchten. Der Mehrwert ergibt sich insbesondere durch eine deutlich verkürzte Werkzeugentwicklung und Reduzierung des Aufwands von Einfahrprozessen. Hier kann auf Grund der Geschwindigkeitsverteilung schnell auf notwendige Nacharbeiten am Werkzeug oder eine ungleichmäßige Temperaturverteilung geschlossen und somit der Prozess effizient optimiert werden.
Mehr zur Forschung im Bereich Digitalisierung am SKZ
Bei der Extrusion – von Profilen etwa – ist der gleichmäßige Materialaustritt aus der Werkzeugdüse ein wichtiges Kriterium für eine stabile Produktion, die zu fehlerfreien Produkten führt. Aufgrund zahlreicher Anfragen aus der Industrie hat das SKZ nun ein Messsystem entwickelt, das eine Inline-Qualitätssicherung prozesstauglich umsetzt. Zunächst nimmt ein Verbund aus hochauflösenden Kameras mit entsprechenden Beleuchtungen die Oberfläche des Extrudats auf. Anschließend bestimmt ein ausgeklügelter Algorithmus die ortsaufgelöste Geschwindigkeitsverteilung am Werkzeugaustritt. Abschließend erfolgt die Datenverarbeitung und Vorhersage, wie sich das Extrudat nach dem Prozess durch Verzug oder Materialanhäufungen seine geometrischen Eigenschaften ändert.
System funktioniert gewinnbringend
Matthias Kübert, Scientist aus dem Entwicklungsteam am SKZ erläutert: „Das System klingt einfach. Doch nur durch die Verknüpfung des Know-Hows aus den Bereichen Inline-Messtechnik und Materialverarbeitung konnte ein System geschaffen werden, was nicht nur auf dem Papier, sondern auch in der Realität gewinnbringend funktioniert.“
Flexibel anpassbare Aufhängung
Das System besteht aus einer an die Gegenebenheiten bei Kunden vor Ort flexibel anpassbarer Aufhängung, an die mehrere Kameras montiert werden und die unkompliziert in die Extrusionslinie eingeschoben wird. Je nach verarbeitetem Material ist die Zugabe von Kontrastmitteln, die die späteren mechanischen Eigenschaften nicht beeinflussen, denkbar und hilfreich. Ein Algorithmus nutzt anschließend Methoden aus dem Bereich Computer Vision, um den optischen Fluss auf der Oberfläche zu ermitteln. Als Ergebnis erhält der Kunde eine Heatmap, die die relativen Geschwindigkeitsverteilungen an der Oberfläche abbildet. Bereits heute lassen sich Auflösungen von 0,2 mm/s benutzerfreundlich visualisieren.
SKZ auf der Suche nach Firmen
Für eine Evaluation des neues Messsystems unter industriellen Bedingungen ist das SKZ auf der Suche nach Firmen, die diese Lösung nutzen möchten. Der Mehrwert ergibt sich insbesondere durch eine deutlich verkürzte Werkzeugentwicklung und Reduzierung des Aufwands von Einfahrprozessen. Hier kann auf Grund der Geschwindigkeitsverteilung schnell auf notwendige Nacharbeiten am Werkzeug oder eine ungleichmäßige Temperaturverteilung geschlossen und somit der Prozess effizient optimiert werden.
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