Funktionsprinzip von ein- und zweilagigen Folien (Bild: Fujifilm)
17.09.2018 Druckverteilung sichtbar machen
E-Mobilität, Robotik und Flugzeugbau entdecken die Druckmessfolie für sich
Druckmessfolien machen den Druck dort sichtbar, wo es für eine exakte Druckverteilung nötig ist. Eine schnelle und zuverlässige Druckmessung ist ein wichtiger Bestandteil in der Produktion, Entwicklung und Qualitätssicherung vieler Branchen.
Seit Jahren wird Prescale zur Messung der Druckverteilung verwendet – ob in der Automobilbranche, der Verpackungs- oder Pharmaindustrie. Jetzt entdecken neue Branchen die Folie für sich: Sie wird längst auch bei der Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien und beim Testen des Verbindungsdrucks von Kompositionswerkstoffen verwendet. Eine besondere Rolle spielt die Druckmessfolie bei kollaborierenden Roboter-Arbeitsplätzen (COBOTS). Elektromobilität ist eine der Zukunftsbranchen: Bis 2020 sollen 1 Mio. Elektroautos in Deutschland angemeldet sein. Für die Automobilindustrie werden Lithium-Ionen-Batterien also zunehmend wichtiger. In der Fertigung sind optimale Verbindungen zwischen Kathode, Anode und Separator im Innern der Batterie entscheidend. Sie sorgen dafür, dass die Batterie leitfähig bleibt und Prozesse störungsfrei ablaufen können. Mit der Druckmessfolie von Fujifilm wird noch während der Fertigung getestet, ob die Einzelteile richtig montiert wurden. Auch der Walzendruck bei der Beschichtung von Elektroden oder der Kontaktzustand an Schweißgeräten kann schnell überprüft werden.
Im Flugzeug- und Automobilbau unterstützt die Druckmessfolie bei der Fertigung von Kompositionswerkstoffen. Sie ermöglicht hier eine einfache Überprüfung von Pressen und das Entdecken von Schäden auf den Pressflächen.
Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Robotik. Seit einigen Jahren etablieren sich Arbeitsplätze, an denen Personen eng mit Robotern zusammenarbeiten. Dabei entsteht eine räumliche Nähe zwischen Mensch und Maschine. Bisher waren trennende Schutzeinrichtungen nötig, um Personen vor Verletzungen durch Roboter zu schützen. Ausmaß und Nachhaltigkeit der Verformung der Folie bestimmen hier das Verletzungspotenzial. Das Kollisionsrisiko wird so laufend ermittelt und die Robotersteuerung angepasst. Vor der offiziellen Inbetriebnahme ist die DIN-Zertifizierung nach der überarbeiteten Norm EN ISO 10218 für jeden Industrie-Roboter Pflicht. Für exakte Messergebnisse und Justierungen ist die Druckmessfolie optimal geeignet.
Unkompliziert messen
Um Prozesse zu optimieren, verlangt der Markt Präzision und Schnelligkeit. Das bietet diese Folie. Hersteller nutzen sie häufig zur Ursachenforschung. Produktionsfehler und Rückläufe werden dadurch minimiert. Hielt die klassische Druckmessung noch häufig die Produktion auf, kann durch die einfache Folie schnell und unkompliziert die Druckverteilung visualisiert und ausgewertet werden.
Druckmessfolien sind schon viele Jahre im Einsatz und werden kontinuierlich weiterentwickelt für die unterschiedlichsten Aufgabenstellungen. Das reicht von Anwendungen in der Dichtungstechnik bis zum Messen von Reifendruck – überall dort, wo der richtige Druck entscheidend ist, bietet die Folie eine unkomplizierte Lösung zum Messen.
Die Messbereiche wurden in den letzten Jahre deutlich erweitert. Konnte die Folie 2007 Druck lediglich in Bereichen von 0,2 bis 130 MPa ermitteln, sind es heute bereits Bereiche zwischen 0,006 und 300 MPa. Inzwischen stehen acht Folientypen als Blatt- oder Rollenware zur Verfügung, was die Anwendungsmöglichkeiten deutlich erhöht. Der Anwender schneidet die Folien passgenau zu und positioniert sie zwischen den Kontaktflächen. Nach der Druckapplizierung kann die Folie aus dem Zwischenraum entfernt und ausgewertet werden. Das funktioniert analog mit bloßem Auge oder digital mithilfe der eigens entwickelten Software. Ausschnitte und Druckverläufe lassen sich so genauer auswerten. Mit den acht Folientypen lassen sich die unterschiedlichsten Druckintensitäten visualisieren – von sehr niedrigem bis zu sehr hohem Druck. Für niedrige Druckstärken (< 10 N/mm2) werden zweilagige Systeme
(Bild 1). verwendet. Bei höherer Druckintensität reicht eine Folie aus. Bei der Zweiblattfolie sind Mikrokapselfolie und Farbentwicklerfolie voneinander getrennt. Die Einblattfolie enthält beides, die Farbentwickler- und die Mikrokapselschicht, auf einem Trägerfilm. Die verschiedenen Schichten liegen aufeinander. Wird Druck auf die Folien appliziert, platzen die Mikrokapseln auf und die eingeschlossene Flüssigkeit gelangt auf die Entwicklerschicht. Entsprechend der freigesetzten Menge kommt es zur Rotverfärbung. Schwache oder starke Farbintensität steht dabei äquivalent für niedrigen oder hohen Druck.
Fakten für Konstrukteure
• Die Folien liefern bei der Entwicklung und beim Prototyping schnell Informationen über die Druckverteilung, z.B. in Dichtstellen
Fakten für Einkäufer
• Die einfache Form der Druckmessung minimiert Produktionsfehler und Rückläufer und senkt damit die Kosten
Fakten für Qualitätsmanager
• Für die unterschiedlichsten Aufgabenstellungen stehen acht Folientypen und mehrere Ausführungen zur Verfügung
• Die weiterentwickelten Folien haben deutlich erweiterte Messbereiche, u.a. für Ursachenforschung bei Fehlern
Weitere Informationen zu Druckmessfolien
Druckmessung mit Fujifilm Prescale (Bild: Fujifilm)
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