Berührungsfreie Dickenmessung an Kunststoffen
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BERÜHRUNGSFREIE DICKENMESSUNG AN KUNSTSTOFFEN Der Siegeszug der Kunststoffe begann vor vielen Jahren, und noch immer ist kein Ende abzusehen. Aufgrund der Tatsache, dass sich ihre technischen Eigenschaften wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruch- und Temperaturfestigkeit sowie chemische Beständigkeit durch immer neue Produktionsverfahren und Ausgangsmaterialien in weiten Grenzen variieren lassen, erobern sie ständig neue Einsatzgebiete. Beispiel PET-(Polyethylenterephthalat-) Flaschen: Da PET transparent, aber leichter als Glas ist, wird es vermehrt als Material für Getränkeflaschen und Lebensmittelverpackungen oder Kosmetika verwendet. Auch in anderen Bereichen nimmt der Einsatz von Kunststoffprodukten bzw. -beschichtungen stark zu. Weitere Anwendungen sind hier Linsen und Brillengläser, medizinische Produkte, Elektrotechnik sowie Automobilindustrie. Im Verpackungsbereich sind Folien aus Kunststoff nicht mehr wegzudenken. Ihr zunehmend komplexer werdender Schichtaufbau verleiht ihnen erstaunliche Eigenschaften und damit völlig neue Einsatzgebiete. Für die produktionsbegleitende Messtechnik und Qualitätssicherung ergeben sich damit völlig neue Herausforderungen – speziell bei den für Kunststoffe überaus wichtigen Materialeigenschaften wie Schichtdicke und Struktur. Durchbruch bei Kunststoffen: Interferometrische Messtechnik Während sich die chromatisch-konfokale Messtechnik beispielsweise für Behälterglas weltweit durchgesetzt hat, stehen für Kunststoffprodukte zusätzliche interferometrische Messmethoden zur Verfügung. Sie bieten weitere Vorteile: So eignen sie sich fast für alle Kunststoffe, seien sie nun transparent oder opak. Beide Messprinzipien beruhen auf der Reflektion des Messlichts an Grenzschichten des Materials, aus denen sich dann die Schichtdicken bestimmen lassen. Die Schichtdicken von Kunststoffen lassen sich in vielen Einsatzbereichen interferometrisch messen, indem

man als Lichtquelle beispielweise SLD-(Superluminiszenz)-Dioden einsetzt. SLD-Dioden emittieren Licht im nahen Infrarotbereich, und nicht nur das: Ein weiterer Vorteil ist ihre sehr hohe Leuchtdichte, die das Durchleuchten auch eingefärbter Kunststoffe erlaubt. Sowohl chromatisch-konfokale als auch interferometrische Sensoren arbeiten zudem berührungslos, was das (Inline-) Messen im Produktionsprozess, wo speziell bei Kunststoffen hohe Bearbeitungs- und Materialtransportgeschwindigkeiten an der Tagesordnung sind, begünstigt. Precitec Optronik in Neu-Isenburg bietet für beide...

Da diese Messungen von nur einer Seite her erfolgen können, sind Inline-Messungen im Produktionsablauf relativ einfach zu realisieren. Die für die Messungen benötigten Messköpfe sind kompakt, was den Einbau erleichtert und traversierende Positionssysteme ermöglicht. Diese verfahren die Messköpfe quer zur Vorschubrichtung der Folien. Auf diese Weise kann die Folie über den ganzen Materialbereich gemessen werden. Ein großer Vorteil der interferometrischen Messmethode ist jedoch ihre hohe Tolerierung von Schwankungen im Messabstand selbst. Die den Sensor in hoher Geschwindigkeit passierende...

Ein weiteres Einsatzbeispiel stellt die Messung der Antikratzbeschichtung von Kunststoffbrillengläsern dar. Auch bei der Dickenkontrolle von Folien für Head-up-Displays hat sich dieses Messverfahren bewährt. Sogar Schichtdicken von Flüssigkeiten lassen sich interferometrisch verlässlich messen– wie beispielsweise Lacke oder Wasser. Aufgabenstellungen im Bereich der Automobilindustrie umfassen hier Messungen an Kunststofflacken oder Ölfilmen auf Stahl. Wiederum im Medizinbereich können Füllstandhöhen von Flüssigkeiten gemessen werden. Zusammenfassung Offensichtlich sind dem Einsatz der...