Pelletkontrolle im „freien Fall”

Sonderdruck aus der Fachzeitschrift Kunststoffe 12/2010
Laura Tarrach
Pelletkontrolle
im „freien Fall”
Granulatherstellung
Organ deutscher Kunststoff-Fachverbände
www.kunststoffe.de
100
JAHRE
1910-2010
12/2010
W e r k s t o ffe Ve ra r b e i t u n g A n w e n d u n g
Rückblick
Spritzgießmaschinenbau in der DDR 22
Variotherme Flüssigkeitstemperierung
Alternating Temperature Technology
Polyimide
Spezialteile in hohen
Stückzahlen wirtschaftlich
herstellen 138
2010
SPECIAL
Bilanz der
Messe
ab Seite 27
© Carl Hanser Verlag, München. 2011. Alle Rechte, auch die des Nachdrucks, der photomechanischen
Wiedergabe dieses Sonderdrucks und der Übersetzung behält sich der Verlag vor.
Q U A L I T ÄT S S I C H E R U N G
Granulatherstellung. Mithilfe von
leistungsfähigen Zeilenkameras gelingt die
Verbindung von qualitativer Online-Produktkontrolle und gleichzeitiger quantitativer Sortierung im Produktionsmaßstab.
Als Zusatznutzen lässt sich das Mischverhältnis von Masterbatch und CompounGranulat mit Kontaminationen (Bilder: OCS)
dermaterialien exakt bestimmen.
Pelletkontrolle
im „freien Fall“
LAURA TARRACH
ie Qualitätskontrolle (QC) und
Qualitätssicherung (QA) von Granulatrohmaterial lässt sich bisher
über zwei unterschiedliche Verfahren mit
dem gleichen Ziel, der Steigerung der Produktqualität, erreichen: der qualitativen
Granulatinspektion und der quantitativen Granulatsortierung.
Die Inspektion erfolgt sowohl durch
Systeme, die ausschließlich Anwendung
in einem Labor finden, als auch durch
Systeme, die während des laufenden Produktionsprozesses, in Form einer OnlineKontrolle, Verunreinigungen im und von
Grundmaterial detektieren (Titelfoto). Direktes Ziel ist die Analyse der gefundenen
Irregularitäten, durch die eine Evaluierung der Fehlerquellen, die minderwertiges Material verursachen, angestrebt
wird. Übergeordnete Ziele sind die Behebung der Ursache und die Verhinderung
der dadurch entstehenden Ausschussproduktion. Die detektierten und analysierten Verschmutzungen können so z.B.
auf verbranntes Restmaterial in den
Zulaufröhren zurückgeführt werden, deren Säuberung die Qualität des Granulats
erhöhen und stabilisieren kann.
Die Sortierung in einwandfreies und
fehlerhaftes Material während der Produktion dient ebenfalls der Steigerung der
Produktqualität, allerdings durch „bloße“
Aussortierung kontaminierter Pellets und
D
ARTIKEL ALS PDF unter www.kunststoffe.de
Dokumenten-Nummer KU110626
Kunststoffe 12/2010
Bild 1. Qualitätskontroll-Systeme
für das Kunststoffgranulat Typ
PS400C
Fremdpartikel. Bei diesem Vorgehen steht
nicht die exakte Analyse etwaiger
„schwarzer Stippen“ und deren Ursache
im Vordergrund, sondern schlicht die
quantitative Reinigung des Grundmaterials.
Wirft man einen Blick in die Vergangenheit der Polymer-Rohmaterialkontrolle, blickt man gleichfalls auf einen
Sektor, der von hoher Innovation und
kontinuierlicher Neuentwicklung geprägt
ist. Längst ist die individuelle Pelletprüfung an einem Leuchttisch Geschichte,
haben Automatisierungen manuelle
Messfehlerquellen nahezu ausgelöscht
und schlussendlich auch zu erheblich gestiegenen Ansprüchen an die Produktqualität geführt. Diesen wird durch eine
zielorientierte Umsetzung der Anforderungsmaximierung an präzise und
höchst auflösende Fehlerdetektion begegnet. Beide vorgestellten Verfahren sind in
ihrer Entwicklung also insoweit ausgereift, dass sie den differierenden Vorstellungen über die Erzeugung von QC und
QA der Hersteller genügen, sie haben jedoch dennoch Nachteile.
Dass die automatisierte Offline-Laborkontrolle nur bedingt Erfolg versprechend ist, um die Produktqualität
während des Produktionsprozesses stabil
zu halten, ist längst kein Geheimnis mehr.
Die Messergebnisse und das eigentlich so
dringend benötigte Feedback können nur
mit enormen Zeitverzögerungen erbracht
werden – ein tatsächlich zeitnaher und
wirkungsvoller Eingriff in den (Fehl)Produktionsprozess erfolgt gerade nicht.
Die geringe Probenmenge erlaubt zudem
nur eine stichprobenhafte Überprüfung
des Grundmaterials und erzeugt gleichfalls nur eine, auf die tatsächliche Produktionsmenge bezogene, Repräsentativität
im Promille-Bereich.
>
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Q U A L I T ÄT S S I C H E R U N G
Systeme der Online-Kontrolle begegnen diesen Defiziten mit einem Direktanschluss an den Produktionsprozess,
durch den sie wesentlich aktuellere Messergebnisse präsentieren und gleichfalls
einen höheren Durchsatz verarbeiten.
Nicht nur die verkürzte Reaktionszeit ist
ausschlaggebend für die Steigerung der
Materialqualität, sondern auch die Menge des tatsächlich überprüften Granulats
und damit die Repräsentativität der Stichprobe, die durch den Online-Anschluss in
den Prozent-Bereich gesteigert wird.
Daraus lässt sich ein simpler, aber
Effektivität und Effizienz steigernder
Rückschluss ziehen: Erzielen OnlineInspektionssysteme in einer Produktion
Bild 2. Analyse und
Darstellung detektierter Verunreinigungen in Mosaikansicht
3-CCD-ChipZeilenkamera
Bild 3. Zwei gegenüberliegende Kameras inspizieren die
Vorder- und Rückseite der Granulate im
freien Fall
Sortierung
schlecht
gut
mit einem Volumen im zwei bis dreistelligen Tonnenbereich eine Qualitätskontrolle im Prozent-Bereich, so leisten sie in
einer Produktion geringeren Volumens eine nahezu 100 %ige Materialkontrolle.
Genau an diesem Punkt gewinnt die
Sortierungsfunktion an Gewicht: Bei einer nahezu 100 % Online-Qualitätsprüfung des Granulats ist die Aussonderung
der vorhandenen Fehler während des
Produktionsprozesses evident, um eine
optimale Produktqualität zu garantieren.
Optisches Kontrollsystem
in der Produktion
Der Optical Control Systems GmbH,
Witten, gelingt mit dem PS400C (Bild 1)
nunmehr die Verbindung von qualitativer Online-Produktkontrolle und gleichzeitiger quantitativer Sortierung im Produktionsmaßstab.
Ausgestattet mit zwei 3-CCD-ChipZeilenkameras für eine Fehlerdetektion
(verunreinige Pellets, Fremdpartikel im
Grundmaterial) mit einer Auflösung von
100 µm bei einer Durchsatzgeschwindigkeit von bis zu 800 kg/h, leistet das Gerät
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© Kunststoffe
nicht nur eine äußerst präzise Fehlermessung bei gleichzeitiger hoher Leistungsstärke, sondern sorgt durch die Speicherung der Partikelbilder und deren dauerhafter Verfüg- und Abrufbarkeit für eine
statistische Messdatenaufbereitung, die
ihresgleichen sucht (Bild 2). Eine optimale Produktionskontrolle und -steuerung
sind somit garantiert.
Um adäquat auf die Anforderungen der
Kunden zu reagieren, wird das PS400C zudem in einer weiteren Variante hergestellt,
die, ausgestattet mit zwei 1-CCD-ChipZeilenkameras, zwar auf die farbliche Fehlerdetektion verzichtet, dafür aber bei einem Durchsatz von bis zu 800 kg/h Partikelverunreinigungen ab 50 µm misst.
Die raffinierte Präparation der zu inspizierenden Granulate in Einlagigkeit,
i
Kontakt
OCS Optical Control Systems GmbH
D-58454 Witten
TEL +49 2302 95622-0
> www.ocsgmbh.com
Vereinzelung und Entladung und der
durch zwei gegenüberliegende Kameras
fokussierte Messbereich „im freien Fall“
(Bild 3) ermöglichen die beidseitige Kontrolle jedes Pellets. Nicht zuletzt gefällt als
Spin-off bei einem derart hohen Durchsatz die Option, das Mischverhältnis von
Masterbatch und Compoundermaterialien exakt bestimmen zu können.
Besonders interessant für Rohstoffhersteller dürfte die Systemauslegung auf die
Qualitätskontrolle hochtransparenter
Pellets sein, die sich bisher, aufgrund
ihrer Reflektionseigenschaft, als besonders kritisch erwies. Ein spezieller Beleuchtungsaufbau sorgt hier für die Generierung einer Messumgebung, die den
spezifischen Eigenschaften hochtransparenter Granulate angemessen ist. Häufig
auftretende Messfehler werden so eliminiert, mit der positiven Konsequenz, dass
endlich auch dieses hochpreisige Material einer adäquaten Qualitätsprüfung
unterzogen und damit eine unnötige
Ausschussproduktion verhindert werden
kann. DIE AUTORIN
LAURA TARRACH, geb. 1982, ist für die Öffentlichkeitsarbeit bei der Optical Control Systems GmbH,
Witten, zuständig.
SUMMARY
PELLET SCANNING
IN “FREE FALL”
PELLET PRODUCTION. With the aid of powerful line cameras, it is possible to combine qualitative online product monitoring and simultaneous quantitative sorting
on a production scale. As an additional benefit, the mixing ratio of masterbatch and compounding materials
can be established exactly.
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Kunststoffe international and on
www.kunststoffe-international.com
© Carl Hanser Verlag, München
Kunststoffe 12/2010

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