Eine blaue linienförmige Auflichtbeleuchtung ermöglicht optimale Lichtverhältnisse bei der Folieninspektion.

Eine blaue linienförmige Auflichtbeleuchtung ermöglicht optimale Lichtverhältnisse bei der Folieninspektion. Stemmer Imaging

In einer Käseverpackung will niemand eingeschweißte Insekten sehen und beim Blick auf einen TFT-Bildschirm sollten keine trüben Stellen auffallen. Der Meinung von Mendo Gusevski dürften alle Verbraucher zustimmen. Gusevski ist Projektmanager beim Unternehmen OCS, das sich auf die optische Qualitätssicherung von Polymeren und den daraus produzierten Folien spezialisiert hat. Die Einsatzbereiche solcher Folien reichen von Flachbildschirmen, Pharma-Tablettenblistern oder Lebensmittelverpackungen bis hin zu Babywindeln.
Um Kunststofffolien zu produzieren, gibt es zwei Verfahren: die Blasfolien- oder Gießfolienextrusion. Das Gießen von Folien ist ein kontinuierlicher Vorgang, bei dem ein Thermoplast geschmolzen und durch ein flaches Werkzeug auf eine Kühlwalze extrudiert wird. Eine Kühlwalze zieht die dabei entstehende Folie ab und wickelt sie zu einer Rolle auf. Bei der Blasfolienextrusion wird die Schmelze nach dem Extruder durch ein Werkzeug mit Ringdüse gedrückt. Luft bläst den entstehenden Schmelzeschlauch auf und ein weiterer Luftstrom kühlt den Schlauch. Weitere Anlagenkomponenten legen den abgekühlten Folienschlauch flach und wickeln ihn abschließend auf. Zu den möglichen Fehlerquellen im Prozess gehören: nicht korrekt aufgeschmolzenes Material (Stippen oder Anbrenner), Dünnstellen, Löcher, Schlieren, Fließlinien oder schlicht Schmutz. Ohne Bildverarbeitung sind diese Mängel in der geforderten Geschwindigkeit kaum zu erkennen.

Qualitätskriterien von Kunststofffolien

Bezüglich der Qualität von Kunststofffolien gibt es unterschiedliche Standards. Die spezifischen Ansprüche werden zwischen Herstellern und Anwendern vereinbart. Dabei spiegeln Art und Anzahl der zulässigen Fehler zwangsläufig den Aufwand für die Herstellung, also letztlich den Preis der Folien wieder. Der Messbereich relevanter Fehler in extrudierten Folien hängt meist von deren geplanter Verwendung ab. Bei Verpackungsfolien (PET) müssen Fehlergrößen zwischen 150 und 500 μm erkannt werden. Bei technischen Folien betrachtet die Qualitätssicherung die Größenordnung von 50 bis 200 μm, bei Oberflächenschutzfolien zum Beispiel von 60 bis 160 μm. Bei Folien mit speziellen optischen Eigenschaften kann es erforderlich sein, Fehler von 25 bis 100 μm zu erkennen.

Bis zu zehn Kameras parallel

Bei der Qualitätskontrolle werden alle ­Fehler – letztlich Inhomogenitäten der Folien – in Bildern erfasst, die bei Bedarf auch ­  im Nachhinein auswertbar sind. Gemeinsam mit Stemmer Imaging hat OCS dafür ein skalierbares, modulares Inspektionssystem entwickelt, in dem bis zu zehn Kameras nebeneinander arbeiten können: das FSP-600. In der Praxis ­kommen in den meisten Anwendungen Systeme mit zwei Kameras zum Einsatz und prüfen dabei eine Folienbreite von 1 500 bis 2 000 mm.

Die Applikation bestimmt die benötigte Auflösung

Neben der Sensorgröße der Zeilenkamera von bis zu 8 192 Pixel (8k) bestimmt auch der Abstand der Kamera zur Folie die ­mögliche Auflösung. Beispielsweise ­fordern Folien für die Verpackungsindustrie in der Regel nicht mehr als 150 bis 200 μm Auflösung, was einem Einsatz von einer Kamera pro Meter Folienbreite ­entspricht. Technische Folien werden ­hingegen mit doppelter bis dreifacher ­Auflösung und entsprechend mehr ­Kameras überprüft.
Die Zahl der Pixel ist aber nicht allein entscheidend. In 8k-Kameras sind die ­Sensorelemente kleiner und entsprechend weniger lichtempfindlich. Bei Materialien, die das Licht schlechter durchdringt, ist also ein Einsatz von 4k-Kameras mit größerem Pixeldurchmesser sinnvoll.

 

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