Das Blasformen wird zur Fertigung verschiedenster Hohlkörper eingesetzt. Fässer, Liner für Wasserstoffdruckbehälter, IBC Container oder Kanister sind typische Anwendungsbeispiele, die sich alle mittels Radartechnologie vermessen lassen. Voraussetzung für die Messbarkeit ist eine Wandstärke von mehr als 2 mm und die Möglichkeit den Radarsensor senkrecht zur Bauteiloberfläche zu positionieren.

Die Messung mittels Radartechnologie kann dabei am fertigen Bauteil oder direkt am extrudierten Schmelzeschlauch erfolgen. Dank der automatisiert aufgenommenen Messwerte kann die Bauteilqualität kontinuierlich bewertet, mögliche Veränderungen identifiziert und letztendlich der Prozess auf Basis realer Messwerte geregelt werden. Die Wanddickeninformationen des Sensors dienen dabei zur Anpassung des Wanddickenprofils (WDS) sowie zur partiellen Wanddickensteuerung (PWDS^®). Auch ohne den Prozess zu regeln sind präzise Qualitätsdaten entscheidend, um qualitätskritische Produkte zu überwachen und die Qualität zu dokumentieren. 

Der WARP GAUGE Sensor bietet für das Blasformen eine flexible, automatisierbare Lösung. Mit dem WARP portable können einfach und zerstörungsfrei Messwerte manuell aufgenommen werden. Beide Lösungen ersetzen so zerstörende oder aufwändige Prüfmethoden und sparen wertvolle Zeit in der Qualitätssicherung ein.

Das Rotationsschmelzverfahren ist ein Herstellungsprozess für Kunststoffteile. Bei diesem Verfahren wird die Form mit Rohmaterial befüllt, erhitzt, rotiert, abgekühlt und das Endprodukt entnommen. Die Wanddicke des Kunststoffs wird so durch die Drehbewegungen schichtweise aufgebaut und die Herstellung von nahtlosen Hohlkörpern – ohne Quetschnaht – wird ermöglicht. Im Rotomolding werden überwiegend kleinere sowie komplexe Endprodukte mit besonders großem Volumen gefertigt. Typische Bauteile sind Kraftstofftanks, Container und spezielle Industrieanwendungen. 

Vergleichsweise hohe Zykluszeiten machen eine effiziente, zerstörungsfreie Qualitätssicherung essenziell, um eine gesteigerte Produktivität zu erreichen. Dazu ist es notwendig das Endprodukt zeitnah nach der Produktion und nahezu vollständig zu vermessen. Radarbasierte Messtechnologie von iNOEX ermöglicht dieses für Wanddicken ab 2 mm. Dadurch können schon geringe Produktionsabweichungen innerhalb der Wanddicke identifiziert werden und direkt im Folgebauteil ausgebessert werden.

Mit WARP GAUGE wird eine automatische und durchgängige Vermessung des Endproduktes ermöglicht. Das WARP portable wird für die manuelle punktgenaue Messung eingesetzt. Der Messwertspeicher umfasst 500 Messungen und kann zur weiteren Dokumentation exportiert werden.

Bei der Extrusion von Kunststoffrohren wird sowohl ein breites Produktspektrum (Gas- und Druckrohre, Heißwasserrohre, Abwasserrohre etc.) abgedeckt als auch unterschiedlichste Materialien (wie PP, PE, PVC, PA, PVDF etc.) eingesetzt. Das Standhalten enormer Druckbelastungen, das Einhalten der vorgegebenen Wanddicken sowie eine absolut fehler- und lunkerfreie Verarbeitung sind nur einige der entscheidenden Anforderungen.

iNOEX setzt unter anderem Radartechnologie ein, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Neben der Steigerung der Produktqualität und der lückenlosen Dokumentation steht für den Kunden die Einsparung von Material im Vordergrund. Dazu werden im Extrusionsbereich einerseits Inline-Messsysteme eingesetzt, die das Rohr in Umfangs- und Längsrichtung bis zu 100 % abdecken, sowie das WARP portable. Das Handmessgerät wird für Messungen im Mittel- und Großrohrbereich eingesetzt, um durch sehr frühe Messungen weitere Optimierungsschritte zu ermöglichen. Alle Radarmesssysteme tragen entscheidend zur Automatisierung und Prozessregelung bei.

Die jahrelange Erfahrung im Bereich der Rohrextrusion machen es iNOEX möglich, dieses umfassende Wissen nun auch im Bereich Industrial Packaging einzusetzen und für weitere Herstellverfahren im Bereich der Kunststofftechnik zugänglich zu machen. Die zugrundeliegenden Ziele (wie z. B. Prozesstransparenz, Materialeinsparung, Prozessregelung) sind vergleichbar. Durch ständige Weiterentwicklung im Bereich der Radartechnologie, wie der Vermessung immer dünnerer Wanddicken, sind Synergieeffekte zwischen den beiden Bereichen entstanden.

Wasserstoff wird als vielfältig einsetzbarer Energieträger immer wichtiger, besonders im Hinblick auf den Klimaschutz. Insbesondere für mobile Anwendungen wie z. B. im Automotiv-Bereich oder als mobile Speichermodule bieten Faserverbundbehälter (Druckbehälter Type IV) eine attraktive Alternative zu Stahlzylindern. Da diese um bis zu 70 % leichter sind und sehr hohen Belastungen standhalten. Der Liner bildet dabei den eigentlichen Druckbehälter, in dem der Wasserstoff gespeichert wird. Als notwendige Wasserstoffbarriere ist er somit für die Dichtigkeit des unter hohem Druck (bis zu 700 bar Betriebsdruck) stehenden Behälters verantwortlich. Das meist im Blasformen, im Rotomolding oder mittels Fügen hergestellte Bauteil unterliegt also strengsten Qualitätsanforderungen und ist mit für die Sicherheit und Langlebigkeit des Type IV Druckbehälters verantwortlich.

Radartechnologie von iNOEX kann zur Sicherstellung der Linerqualität einen entscheidenden Beitrag leisten. Im zylindrischen Bereich können die Wandstärke (ab 2 mm), der Durchmesser und die Exzentrizität zerstörungsfrei, kontaktlos und automatisiert überprüft werden. Auch im Dombereich lassen sich mittels geeigneter Kinematik die Kontur sowie die Wandstärke und Abweichungen von der Sollgeometrie feststellen. Auf diese Weise können sowohl kritische Dünnstellen identifiziert als auch Bereiche mit überschüssigem Material optimiert werden. 

iNOEX Radarmesssysteme können flexible für die unterschiedlichsten Größen der Liner eingesetzt werden. Von der manuellen punktuellen Messung mit dem WARP portable bis zur vollautomatischen Vermessung aller produzierten Liner mittels Kinematik und dem WARP GAUGE Sensor.

Weithalsfässer, Spundfässer und Deckelfässer werden für den Transport und die Lagerung von verschiedenen Flüssigkeiten und Gütern verwendet. Normgerechte Abmessungen, hohe Formgenauigkeit und Stapeldruckfestigkeit sind nur einige der Kriterien, die erfüllt werden müssen. Die Einsetzbarkeit ist entsprechend der Industrie und Zulassung sehr universell. Die hochpräzise Fertigung und die Qualitätskontrollen sind besonders in qualitätssensiblen Bereichen wie die Halbleiter-, Elektro-, Pharma-, Kosmetik- und Hygieneartikelindustrie enorm wichtig, damit jegliche Risiken ausgeschlossen werden können.

Die Herstellung dieser normenkonformen und zertifizierten Endprodukte erfordert einen erfahrenen Bediener und die Einstellung verschiedenster Parameter. Kältefalltests und die Überprüfung der Spannungsrissbeständigkeit werden zur Fehlerdetektion eingesetzt. Einzelne kritische Stellen erfordern genauste Qualitätsüberprüfungen zur Einhaltung der Sicherheitsstandards. 

INOEX stellt zur Einhaltung und Verbesserung der Formgenauigkeit (wie Verzug und Wandstärke) radarbasierte Messtechnologie bereit, die eine Qualitätskontrolle gemäß den geltenden Standards ermöglicht. Mit dem WARP portable kann die Wanddickenmessung der Fässer manuell an verschiedenen Punkten durchgeführt werden. WARP GAUGE bietet eine automatisierte Messlösung mit der 100 % der produzierten Bauteile vermessen werden können.

Durch die axiale und radiale Vermessung der Fässer wird durch die Dünn- und Dickstellenoptimierung in der Mantelfläche eine Materialersparnis von bis zu 5% erreicht sowie die Qualitätskontrolle ermöglicht.

Der IBC Container (Intermediate Bulk Container) unterscheidet sich von Fässern und Kanistern besonders durch das große Fassungsvermögen. Die rechteckige Form des IBCs, bestehend aus einem Kunststoffhohlkörper, der auf einer Palette platziert und durch ein Gitter umgeben wird, macht ihn stapelbar und platzsparend. Dadurch werden auch die individuellen Vorgaben zur dynamischen und statischen Last eingehalten. Die IBCs sind eine effiziente und sichere Lösung zur Lagerung und zum Transport größerer Mengen. Aufgrund der Wiederverwendbarkeit sind sie sehr umweltfreundlich.

Typische Anwendungsgebiete sind die chemische Industrie, die Lebensmittelindustrie und die pharmazeutische Industrie. Bei erhöhten Qualitätsansprüchen wie Druck- oder Gefahrgutanwendungen wird sichergestellt, dass der Austritt von Füllgut, Aroma oder Geruch verhindert wird. Besondere Beachtung erhält dabei der Kunststoffhohlkörper, dessen Wanddicken zuverlässig auf kritische Dünn- und Dickstellen geprüft werden müssen. 

Radarbasierte Messtechnologie von iNOEX ermöglicht es diese kritischen Stellen zu identifizieren und Aufschlüsse zur Prozessoptimierung zu liefern. Fehlerhafte Produkte werden unmittelbar nach der Produktion erkannt. Das WARP portable wird für manuelle Messungen eingesetzt, während mit dem WARP GAUGE Sensor kontinuierliche Messungen durchgeführt werden. Weiterhin kann durch die optimierte Wanddickenverteilung und die Reduzierung der Wanddicke auf die erforderliche Mindestwandstärke Rohmaterial eingespart werden.

Das WARP portable ist ein mobiles, radarbasiertes Handmessgerät zur zerstörungsfreien, punktuellen Wanddickenmessung. Heute sind bereits mehrere hundert Systeme im Einsatz, die hauptsächlich in der Mittel- und Großrohrextrusion als schnelle Zentrierhilfe im Anfahrprozess, zur Endkontrolle der Fertigung oder als Lagerkontrollgerät eingesetzt werden.

Heute werden im Bereich Industrial Packaging oftmals stichprobenartige, zerstörende Messungen durchgeführt. Aber auch zerstörungsfreie Methode mittels Ultraschallmessung kommen zum Einsatz, allerdings sind diese aufwändig und umständlich durch das Auftragen und Entfernen eines Koppelmedium (z. B. Gel) und die starke Abhängigkeit der Messung von der Bauteiltemperatur. Auch andere Messverfahren die über eine metallische Kugel, die in die Behälter eingeführt und mit einem magnetischen Taster detektiert werden, arbeiten sind sehr zeitintensiv. 

Diese aufwändigen, kosten- und zeitintensiven Messmethoden werden durch das WARP portable abgelöst. Das WARP portable vermisst zerstörungsfrei und unabhängig von der Werkstofftemperatur Wanddicken ab 2 mm. Mittels Zentrierhilfe wird das Handmessgerät auf das zu vermessende Produkt aufgesetzt und die Messung erfolgt per Knopfdruck. Die letzten 500 Messwerte inklusive des Messwinkels sowie der Zeitstempel werden für eine spätere Auswertung der Daten gespeichert.

Der WARP GAUGE Sensor ermöglicht die automatisierte und kontinuierliche Vermessung von Kunststoffhohlkörpern ab einer Wanddicke von 2 mm. Mit der zerstörungsfreien und kontaktlosen Messmethode basierend auf Radartechnologie können eine umgehende Produktkontrolle nach der Herstellung des Hohlkörpers sowie weitere Regelungsschritte zur stetigen Verbesserung der Produktionsergebnisse erfolgen. Durch bis zu 8 Messungen pro Sekunde kann die Wanddicke des Produktes detailliert erfasst werden. 

Eine OPC-UA Schnittstelle ermöglicht die Integration in die Maschine und sorgt für eine Liveübertragung der Messdaten. Diese Daten können dazu genutzt werden, um Produktionsungenauigkeiten, die nicht den Normen entsprechen, frühzeitig zu erkennen und umgehend anzupassen. Verschiedene Produkte, die durch das Blasformen oder Rotomolding hergestellt wurden, wie z. B. Fässer, IBC Container, Liner für Druckbehälter Typ IV oder andere Kunststoffhohlkörper können vermessen werden.

Ziel der Vermessung von Kunststoffprodukten mit Radartechnologie ist es das Zerstören von Stichproben oder die Nutzung von Methoden mit Koppelmedium abzulösen und sich als nachhaltige Optimierungslösung im Industrial Packaging zu etablieren. Nicht nur in Bezug auf die Zeit- und Materialersparnis ist der Einsatz von innovativer Technik essenziell, sondern auch, um den Fachkräftemangel zu kompensieren, steigende Qualitätsstandards einzuhalten und entsprechende Zertifizierungen zu erhalten. Besonders bei Gefahrengütern ist es wichtig fehlerhafte Endprodukte vollständig auszuschließen.

Der Anspruch von iNOEX ist es, präzise Messsysteme anzubieten, die hinsichtlich Datenqualität und -quantität eine geeignete Messwertbasis zur Prozessregelung darstellen. Prozessregelung und automatisierte Qualitätsüberwachung sind wichtige Schlüsselthemen in Anbetracht des zunehmenden Fachkräftemangels, immer komplexer werdenden Produktionsprozessen und der fortschreitenden Digitalisierung.

Um die Prozessregelung für Industrial Packaging Anwendungen umzusetzen, ist es notwendig, die Bauteile möglichst zeitnah nach der Herstellung zu vermessen, um schnell auf Veränderungen reagieren zu können. Alternativ kann sogar direkt im Prozess gemessen werden (z. B. am extrudierten Schlauch im Blasformen). Durch die entsprechenden Stellschrauben im Prozess kann auf Basis der Messdaten präzise in den Herstellprozess eingreifen werden. Beim Blasformen sind dies zwei direkte Steuerungsmöglichkeiten. Einerseits kann das Wanddickenprofil (WDS) angepasst werden, andererseits kann die Schmelze mittels partieller Wanddickensteuerung (PWDS^®) über den Umfang des Blaskopfes umgelenkt werden. Auch über meist händische Einstellmöglichkeiten am Dorn (z. B. SFDR^® - Statisch Flexibler Deformierbarer Ring) kann Einfluss auf den Prozess genommen werden. 

iNOEX arbeitet für den Aufbau der Regelkreise eng mit den jeweiligen Prozessexperten der Kunden zusammen, die über langjähriges Know-how verfügen. Gemeinsam wird die Messaufgabe spezifiziert und die benötigen Daten definiert mit deren Hilfe dann eine Regelung erfolgen kann.

Für viele Anwendungen im Industrial Packaging steht die Prozessregelung erst in einem weiteren Schritt an. Oberste Priorität hat vielmehr die grundsätzliche Verfügbarkeit von verlässlichen Messdaten. Der entscheidende Vorteil der Radartechnologie ist hierbei, dass die Messung zerstörungsfrei, präzise und schnell funktioniert. Bisher wurden oft zerstörende Messungen oder personal- und zeitintensive Methoden (z. B. Ultraschallmessungen) eingesetzt. Dies ist nicht nur teuer, sondern verhindert auch eine engmaschige Produktüberwachung. Der Schritt zur automatisierten Messung und damit zur automatisierten Qualitätssicherung und Dokumentation ist für eine Vielzahl an Anwendungen entscheidend. Die Gründe dafür können sowohl anwendungsseitig als auch prozessseitig sein. Anwendungsseitig sind beispielsweise für den Transport sensibler Chemikalien und Güter enge Vorschriften einzuhalten. Prozessseitig wird im Sinne der Nachhaltigkeit und aufgrund steigender Rohstoffpreise eine Produktion nahe der minimal zulässigen Wandstärke angestrebt. 

Bei der automatischen Vermessung wird der WARP GAUGE Sensor von einer Kinematik (beispielsweise einem Roboter) in einem Abstand von ca. 300 mm über das Bauteil geführt. Aus der Kombination der Bewegungsgeschwindigkeit des Sensors und der Messfrequenz ergibt sich dann ein Netz an Messpunkten auf dem Bauteil. Neben den Wanddickeninformationen wird auch der Abstand des Sensors zum Bauteil dokumentiert. Hieraus kann dann auf die Bauteilkontur geschlossen werden. Die Anzahl der Messpunkte hängt dabei vom Anwendungsfall ab und kann vom Nutzer definiert werden. 

iNOEX arbeitet im Bereich der Kinematik mit verschiedenen Partnern zusammen. Selbstverständlich kann die Kinematik auch kundenseitig erfolgen. Wir beraten Sie gerne, wie die Positionsdaten der Kinematik in Kombination mit den Messdaten der Sensorik für weitergehende Auswertungen (Konturerfassung, Verzug) genutzt werden können.