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Produktionsbegleitende Qualitätsprüfung von 2K-Spritzgussteilen

Bildverarbeitung schlägt Wägetechnik

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Wägetechnik oder Bildverarbeitung: Womit lassen sich 2K-Spritzgussteile besser inline beurteilen? Die Ingenieure der Weiss Kunststoffverarbeitung haben beide Prüfmethoden in der Praxis getestet.

Die Produktion von 2K-Spritzgussteilen gehört zum Tagesgeschäft vieler Spritzgießer. Dennoch darf man den Prozess nicht unterschätzen. Weil zwei Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften verarbeitet werden, gibt es deutlich mehr Fehlerquellen. Umso wichtiger ist eine aussagefähige fertigungsbegleitende Qualitätskontrolle.

Die Experten bei Weiss, wo man unter anderem hochwertige Interior-Bauteile für die Automobilindustrie im 2K-Verfahren produziert, haben zwei verschiedene Prüfverfahren auf ihre Eignung für die produktionsintegrierte Kontrolle von 2K-Bauteilen untersucht. Ziel war es, unter Praxisbedingungen das optimale Verfahren zu ermitteln.
Als erstes wurde eine Präzisionswaage in den Prozess integriert: Ein Roboter legt das Teil auf einem Wägetisch ab. In der Wägeelektronik sind die zulässigen Toleranzen hinterlegt, so dass eine „i.O“-Meldung ausreicht, um das Bauteil für gut zu befinden. Robert Heller, bei Weiss verantwortlich für die Konstruktion der Produktions- und Automatisierungstechnik: „Wir können auf diese vergleichsweise einfache Weise zuverlässig erkennen, dass die Form vollständig gefüllt ist.“ Wenn die Form nicht vollständig mit einem der beiden verflüssigten Kunststoffe gefüllt wurde, ist das Spritzgussteil nicht brauchbar.
Allerdings bedarf es einiger Feinarbeit, um beim Wiegen qualitätsrelevante Messergebnisse zu erhalten. Heller: „Zugluft beeinflusst die Messung, außerdem kann das Gewicht des Ausgangsmaterials leicht variieren. Vor allem aber lassen sich im Produktionsumfeld Schwingungen nicht vermeiden, die ebenfalls das Ergebnis verfälschen.“ Die Prüftechniker von Weiss haben daher den Wägetisch an die Umgebungsbedingungen angepasst, und die Schwingungen konnten elektronisch herausgerechnet werden.
Roboter entnimmt ein Bauteilund hält es vor die Kamera
Dagegen zeigte sich das zweite getestete Verfahren, die industrielle Bildverarbeitung, deutlich unabhängiger von den Umgebungsbedingungen. Hier müssen nur die Lichtverhältnisse stimmen. Der Roboter entnimmt in diesem Fall ein 2K-Bauteil und hält es vor die Kamera des Vision-Systems. Je nach Geometrie des Bauteils wurden zwei verschiedene Messprinzipien – Auflicht- und Durchlichtprüfung – getestet.
Heller: „Wir haben im Vorfeld Gut- und Schlechtteile sowie die markanten, qualitätskritischen Konturen und Zonen definiert und das System damit eingelernt.“ Da die Kamera in der Lage ist, ihre Position nachzuführen, kann sie auch kleinere Ungenauigkeiten in der Teilezuführung ausgleichen – qualitätsrelevante Unregelmäßigkeiten werden so zuverlässig erkannt und angezeigt.
Als Fazit lässt sich aus Hellers Sicht festhalten: Die Gewichtserfassung ist sinnvoll, wenn nur die Gewichtsanteile der beiden Komponenten ermittelt werden oder wenn es viele Bereiche in der Kontur gibt, die überprüft werden sollen. Allerdings muss dieses Verfahren relativ aufwändig an die Anforderungen der Kunststoffverarbeitung angepasst werden.
Die Bildverarbeitung ist hier industriegerechter – sofern man im Vorfeld den Aufwand der Programmierung und des Einlernens betrieben hat. Dann aber wird man durch ein stabiles Verfahren und aussagekräftige Ergebnisse belohnt. Und man erhält zusätzliche Informationen, weil die gut zu bedienende Software umfangreiche Statistikfunktionen enthält.
Da auch die Investitionen in beiden Fällen überschaubar sind, will Heller künftig verstärkt Bildverarbeitungssysteme in seiner Inline-Qualitätskontrolle einsetzen – „vor allem in der Fertigung von 2K-Bauteilen.“ ↓
Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG
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