Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Optischer Partikelsensor zur Echtzeitüberwachung in der Kunststoffverarbeitung

06.07.2007
Optischer Partikelsensor zur Echtzeitüberwachung von Prozessstabilität und Produktqualität in der Kunststoffverarbeitung im Wettbewerb um den Sächsischen Innovationspreis 2007 erfolgreich

Die Firma TOPAS GmbH Dresden, ein langjähriger enger F&E-Kooperationspartner des IPF, hat im Wettbewerb um den Sächsischen Innovationspreis 2007 eine herausragende Platzierung belegt. Der in Zusammenarbeit mit dem IPF Dresden und der Technischen Universität Dresden, Lehrstuhl Mechanische Verfahrenstechnik entwickelte und von der TOPAS GmbH Dresden zur Marktreife gebrachte optische Partikelsensor zur Online/Inline-Analyse von Partikeln/Inhomogenitäten unterschiedlichster Art, Größe und Konzentration in fließenden, transparenten und hochviskosen Kunststoffschmelzen bei Kunststoffextrusion und -spritzgießen wurde von der hochkarätigen Jury aus insgesamt 72 Bewerbungen als eine der zehn besten ausgewählt und mit einer Ehrenurkunde des Sächsischen Staatsministers für Wirtschaft und Arbeit ausgezeichnet.

Der "Innovationspreis des Freistaates Sachsen" wurde in diesem Jahr zum vierzehnten Mal verliehen. Mit der Auszeichnung sollen herausragende Erfolge mittelständischer Unternehmen bei der Entwicklung und Umsetzung neuer Ideen eine öffentliche Anerkennung finden.

Die Grundidee zu dem Partikelsensor stammt von Prof. Dr.-Ing.-habil. Michael Stephan, der im Jahr 2000 das neue Forschungsthema Extrusion Monitoring am IPF etablierte. Ausgangspunkt dafür waren die wachsenden Anforderungen an die Produktqualität in der Kunststoffverarbeitung und das sich daraus ergebende Bedürfnis nach neuen Methoden der Prozess- und Qualitätskontrolle.

Statt der bisherigen zeitlich und örtlich vom eigentlichen Produktionsprozess entkoppelten Offline-Laboranalysen vereinzelter Stichproben sollten prozessfähige Inline- und Online-Messtechniken entwickelt werden, die eine lückenlose, objektive und prozesszeitkonforme Verfahrenskontrolle und Qualitätssicherung gewährleisten, ein unmittelbares Eingreifen in den Prozess bei Abweichungen von der Sollqualität ermöglichen und größere Fehlchargen so von vornherein vermeiden helfen.

Die Herausforderungen bei der Entwicklung einer solchen neuartigen Messtechnik bestand darin, die prinzipiell bekannten, aber sehr empfindlichen optischen Messprinzipien zur Partikelanalyse in robuste und langzeitstabile Systeme zu integrieren, die den rauen Prozessbedingungen der Kunststoffverarbeitung mit hohen Temperaturen, hohen Drücken sowie auftretenden Vibrationen und Verschmutzungen unter realen Produktionsbedingungen standhalten.

Realisiert werden konnte das letztlich in Kooperation mehrerer Partner, neben dem IPF Dresden der Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik der Technischen Universität Dresden (Dr.-Ing. habil. Michael Stintz) sowie insbesondere die Firma TOPAS GmbH Dresden (Geschäftsführer Dr.-Ing. Andreas Rudolph).

Am IPF Dresden wurden, u.a. im Rahmen von durch Prof. Stephan betreute Doktor- und Diplomarbeiten (TU Dresden sowie FH Lausitz Senftenberg) die wissenschaftlich-technischen Grundlagen erarbeitet und das Projekt koordiniert. Mit den laboranalytischen Partikelmethoden an der TU Dresden konnten die optisch relevanten Daten der zu untersuchenden Produkte (Matrix und Partikel) unabhängig bestimmt werden. Die Fa. TOPAS GmbH Dresden war insbesondere dafür verantwortlich, den neuen Sensor zu entwerfen, zu konstruieren, zu fertigen und an den Laborextrudern im IPF zu erproben.

Dass das Partikelmesssystem inzwischen bereits an mehrere Kunden weltweit verkauft wurde, zeigt, dass es gelungen ist, ein leistungsfähiges, effizient einsetzbares und letztlich auch in Bezug auf die Kosten wettbewerbsfähiges Produkt zu entwickeln.

Am IPF Dresden werden die Partikelsensorsysteme in Zukunft in dem eben begonnenen EU-Projekt "MULTIHYBRIDS" (integrated project) von wesentlicher Bedeutung sein. Das Projekt zielt auf die Entwicklung von neuen, sensor-basierten Herstellungstechnologien für multifunktionale Hybrid- und Verbundmaterialien, die Eigenschaftsoptimierungen für zahlreiche Anwendungen versprechen. Die Untersuchung von Nanopartikel-Systemen steht dabei im Mittelpunkt der Arbeitsaufgaben des IPF Dresden. Diese Nanopartikelsysteme sollen u.a. durch reaktive Extrusionsprozesse in situ in strömenden Kunststoffschmelzen erzeugt werden. Unsere Partikelsensorsysteme, die an verschiedenen Positionen des Reaktionsextruders adaptiert werden, sollen dann die Veränderungen in der Partikelsituation entlang des Reaktionsextruder-Verfahrensteils in Abhängigkeit von den zu variierenden stofflichen und verfahrenstechnischen Parameter in Echtzeit detektieren. Damit ist eine wichtige Voraussetzung gegeben, diese reaktiven Extrusionsprozesse hocheffektiv zu kontrollieren, zu steuern zu optimieren und eine hohe und stabile Produktqualität zu gewährleisten.

Eine detaillierte Darstellung zu den Partikelsensorsystemen finden Sie u.a im Jahresbericht 2006 des IPF (Druckversion S. 37 bis 45, im Internet auf www.ipfdd.de unter Publikationen - Jahresbericht).

Von Juni bis Oktober 2007 wird der Partikelsensor innerhalb der Wanderausstellung "einfallsREICH - Sachsen!" an verschiedenen Orten in Sachsen präsentiert. Auftakt zur Wanderausstellung war am 12. Juni 2007 in der Landesvertretung des Freistaates Sachsen beim Bund in Berlin.

Kerstin Wustrack | idw
Weitere Informationen:
http://www.ipfdd.de
http://www.ipfdd.de/fileadmin/user_upload/ax/OEA/JB2006/lang4.pdf

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Staubarmes Recycling wertvoller Rohstoffe aus Elektronikschrott
16.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Mikrostrukturen mit dem Laser ätzen
25.10.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie