Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Berührungslose Erfassung und Regelung des Vorformlings zur prozesssicheren Produktion im Extrusionsblasformen

Entscheidende Qualitätskriterien für extrusionsblasgeformte Hohlkörper sind sowohl die Wanddicke und ihre Verteilung als auch die Geometrie des Vorformlings. Durch eine anforderungsgerechte Wanddickenverteilung werden mechanischen Bauteilbelastungen optimal verteilt. Gleichzeitig resultiert ein verringerter Materialaufaufwand sowie eine verbesserte Produktivität des Blasformprozesses. Um ein Bauteil mit einer gleichmäßigen Wanddickenverteilung herstellen zu können, muss eine Profilierung des Vorformlings entsprechend der inhomogenen Verstreckgrade beim Aufblasvorgang berücksichtigt werden. Nach der Entformung wird die Wanddicke mithilfe von Einzelpunktmessungen erfasst. Das punktuelle Messen der Wanddicke ist zeitaufwendig und anfällig für Einflüsse durch den Bediener. Insbesondere für komplex geformte Bauteile oder für Hohlkörper, die eine 100 % Kontrolle erfordern, wie Gefahrgutverpackungen, eignet sich dieses arbeitsintensive Vorgehen nur begrenzt. Am IKV soll daher ein neues Verfahren zur Überwachung des Vorformlings entwickelt werden. Dieses Verfahren soll die Möglichkeit der Überwachung der äußeren Abmessungen des Vorformlings sowie der Wanddicke und der Temperaturverteilung ermöglichen. Die Messungen sollen berührungslos mittels einer Langwellen-Infrarot-Kamera erfolgen. Die gewonnenen Messdaten ermöglichen nicht nur eine Prozessüberwachung, sondern liefern auch wichtige Informationen zur Modellbildung im Blasformen. Durch eine Korrelationsanalyse der Effekte der Regelstrecke auf die Schlauchbildung kann so eine Regelstrategie entwickelte werden, die die Vorformlingsgeometrie über eine zu definierende Stellgröße regelt. Da das Verfahren während der Projektlaufzeit schon im industriellen Maßstab getestet wird, ergibt sich ein unmittelbarer wirtschaftlicher Nutzen für die kmU-geprägte Blasformindustrie.

Ergebniszusammenfassung:

Entscheidende Qualitätskriterien für extrusionsblasgeformte Hohlkörper sind sowohl die Wanddicke und ihre Verteilung als auch die Geometrie des Vorformlings. Durch eine anforderungsgerechte Wanddickenverteilung werden mechanische Bauteilbelastungen optimal verteilt. Gleichzeitig resultiert ein verringerter Materialaufaufwand und somit eine verbesserte Produktivität des Blasformprozesses. Um ein Bauteil mit einer gleichmäßigen Wanddickenverteilung herstellen zu können, muss eine Profilierung des Vorformlings entsprechend der inhomogenen Verstreckgrade beim Aufblasvorgang berücksichtigt werden. Nach der Entformung wird die Wanddicke mithilfe von Einzelpunktmessungen erfasst.

Die im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelte Technologie zur kontaktlosen Erfassung der Vorformlingsextrusion ist dazu geeignet, eine reproduzierbare Produktqualitätsverbesserung durch die kontinuierliche Online-Überwachung der Vorformlingswanddicke zu gewährleisten. Die Überwachung liefert bei der Produktion wichtige Informationen zur Bewertung der Produktqualität, die ohne das verwendete Messsystem nicht oder nur sehr schwer zu ermitteln sind. Dadurch kann die Produktqualität des Bauteils ohne zeitlichen Versatz ermittelt werden und mögliche Prozessanpassungen bei Schwankungen direkt ausgeglichen werden. Dieses Messsystem kann vor allem im Bereich der technischen Formteile Anwendung finden.