Aktuelles / Entwicklungen - Mess- und Prüftechnik

13.03.2017

Eine Herausforderung bei der Entwicklung neuer Haftvermittler liegt darin, auf unterschiedlichen Kunststoffen eine hervorragende Haftung mit möglichst einem Produkt zu erzielen. TRAMACO bietet die Möglichkeit, Substrate mit dem beschichteten TRAPYLEN®/TRAPUR® zu vermessen, um so den optimalen Haftvermittler für den jeweiligen Prozess zu ermitteln.

Um diesen herauszufinden, wurde bisher i.d.R. der Primer auf den Kunststoff aufgetragen. Darauf wird ein Lack oder eine andere Beschichtung aufgebracht und der Aufbau gewöhnlich dem Gitterschnitt-Test unterzogen. Hierbei wird die Beschichtung mit einem Messer (Cutter) so angeritzt, dass der Schnitt bis zum Substrat herunterreicht. Der optimale Vorgang sollte dann zehn Quadrate (1 x 1 mm) ergeben. Mit einem Klebeband wird dann die Haftung überprüft. Dies ist zwar ein sehr schneller Test, sagt aber aus, ob die Haftung ausreichend ist oder nicht. Eine detaillierte Unterscheidung der jeweiligen Haftungsstärke gibt es aber nicht. Haftvermittler der TRAPYLEN®-/TRAPUR®-Reihe bestehen diesen Test i.d.R. Im Bereich der Folien-Applikation ist es möglich, die Haftungsstärke über Zug/Schälversuche zu bestimmen, bei Formteilen ist diese Überprüfungsmöglichkeit leider nur sehr bedingt möglich. Weiterhin schwanken die ermittelten Werte sehr, da, z.B. durch ein Verkanten, andere Zugkräfte auftreten. Zur Entwicklung neuer Produkte setzt man das Gerät LumiFrac ein, das die Haftungsprüfung deutlich vereinfacht und reproduzierbare Resultate liefert. Bei den Tests wird auf einem primerbeschichteten Kunststoff-Formteil oder auf einer Folie ein definierter Stempel verklebt. Diese Verklebung wird in eine Messzelle innerhalb einer Zentrifuge eingesetzt. Im Anschluss wird die Zentrifuge so lange betrieben, bis sich durch die entstehenden Fliehkräfte der Stempel vom Untergrund löst. Daraus resultiert die Haftungskraft, die in Newton angegeben wird. Es können bis zu acht Messungen gleichzeitig vorgenommen werden. Ein weiterer Vorteil: Der Vorgang dauert nur wenige Minuten.

28.02.2017

Bareiss bietet mit dem neuen Prüfsystem Barotation eine neue Generation für die automatische Härteprüfung an Elastomeren an. Die Probekörper werden einfach platziert und das System übernimmt den Rest – Vermessung, Positionierung, Härteprüfung, Datenübertragung.  Der Bedienereinfluss wird so auf ein Minimum reduziert. Außerdem entfällt mühsames Beladen, Ausrichten und Zentrieren.

Auf dem Drehteller können beliebige Probenformen platziert werden. Eine Markierung deutet an, an welchen Positionen eine platzierte Probe gemessen wird - der Drehteller positioniert die Probe automatisch unter der Härteprüfeinrichtung. Das System ermöglicht es, eine Vielzahl von O-Ringen automatisch zu prüfen und bietet weitere Vorteile. So können beliebige Probenformen wie O-Ringe, Platten etc. platziert werden. Es erlaubt ein einfaches Austauschen der Messeinrichtung IRHD-M, Shore A, Shore AM im selben Gerät. Eine präzise Härteprüfung wird durch vorherige Laservermessung des Prüflings erreicht (Auswahlmöglichkeit: höchster Punkt oder Mittelpunkt zur Härteprüfung). Des Weiteren steht eine Quadranteneinteilung für die Chargen- und Funktionseinteilung zur Verfügung und das System erlaubt die bequeme Bedienung und Protokollerstellung am PC. Es vereint die Funktion der verfügbaren Hilfsvorrichtungen für Laborprüfungen, wie z.B. die Zentriereinrichtung Barofix, mit der Anforderung eines automatischen Systems.

13.02.2017

Die Carbondio-Gas-Sensorlinie von Pewatron umfasst hochauflösende NDIR-Sensoren für die Kohlendioxiderkennung (CO2 ). Die Sensoren eignen sich für die Feststellung von CO2 -Konzentrationen im Bereich von 500 ppm bis zu 50%. Bei der Entwicklung lag der Fokus auf Signalstabilität und hoher Signalauflösung. Mit einem konstanten atmosphärischen CO2 -Level von beinahe 400 ppm bietet sowohl die 500-ppm-Sensorversion als auch die 1000-ppm-Version verschiedene Vorteile. Die Sensoren sind mit standardisierten Schnittstellen ausgestattet und lassen sich einfach in ein System integrieren.

Aufgrund der großen Menge an Kältemittel in einem CO2 -Kältesystem, des hohen Drucks sowie der Installationsorte der Systeme (im Normalfall kleine Kammern) ist ein CO2 -Monitoring wichtig. Dies nicht nur zur Reduktion potenziell hoher CO2 -Emissionen im Falle eines Lecks, sondern auch zur Gewährleistung der vorgeschriebenen maximalen Arbeitsplatzkonzentrationen (MAK-Werte) im Arbeitsbereich um das System herum. Auch für die Leckerkennung sind die Carbondio-ppm-Sensoren geeignet. Gasextraktion und -analyse empfehlen sich via Zwangsdurchströmung, da natürliche CO2 -Hintergrundkonzentrationen die Definition eines geeigneten Nullpunkts erschweren. Das Programm umfasst eine breite Palette an NDIR-CO2 -Sensoren sowie an CO2 -Sensoren, die auf Wärmeleitfähigkeit basieren. Im Bereich der NDIR-CO2 -Sensoren bietet Pewatron neben OEM-Lösungen auch einfach zu installierende, nutzerfreundliche Transmitter sowie diffusions- oder strömungsbasierte Sensoren. Zum Sortiment gehören zudem schnellreagierende und hochauflösende Sensortypen.

Pewatron AG, Carbondio-Gas-Sensorlinie.
Pewatron AG, Carbondio-Gas-Sensorlinie.
25.01.2017

Die Auswirkungen von Kohlenstoffdioxid auf elastomere Dichtungen und andere Materialien im Kältekreis sind für immer mehr Hersteller und Anwender von Klimatechnik ein Thema. Deshalb bietet das O-Ring Prüflabor Richter Einlagerungen in Kohlenstoffdioxid bei erhöhten Temperaturen an. Realisierbar sind Prüftemperaturen bis 180 °C und Drücke bis 200 bar.

Seit 2011 verbietet eine EU-Richtlinie den Einsatz von FKW mit einem GWP-Wert > 150 in Klimaanlagen aller in der EU neu zugelassenen Fahrzeugtypen. Im Oktober 2016 einigten sich 200 Staaten, den Gebrauch von FKW mit hohem GWP zurückzufahren. Die nächste Generation von Kältemitteln, wie dem R1234yf (HFOs), erfüllen diese Forderung. Sie haben zwar kein Ozonabbaupotenzial mehr und einen geringen GWP-Wert, jedoch sind sie sicherheitstechnisch, vor allem im Automobilbereich aufgrund ihrer Brennbarkeit und der möglichen Entstehung von hochgiftiger Flusssäure, immer umstrittener. Deswegen gibt es einen Trend hin zu CO2  (R744) als Kältemittel. Dies ist jedoch technisch sehr herausfordernd, da hohe Systemdrücke und spezielle Dichtelemente in den Kälteanlagen benötigt werden. Der Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Dichtungen kommt hier eine besondere Bedeutung zu. Seit Jahren werden im O-Ring Prüflabor Richter CO2 -Einlagerungen bei Raumtemperatur und Drücken > 50 bar durchgeführt. Jetzt stehen fünf Hochdruckautoklaven für verschiedenste Elastomerprüfungen in CO2  zur Verfügung. Einer der Autoklaven ist mit einem Druck- und Temperaturfühler ausgestattet, sodass mit ihm als Referenz in bestimmten Fällen der Prüfablauf zusätzlich abgesichert werden kann.

O-Ring Prüflabor Richter, Einlagerungen in Kohlenstoffdioxid.
O-Ring Prüflabor Richter, Einlagerungen in Kohlenstoffdioxid.
28.10.2016

Der voll automatisierte Test zur Überprüfung der Benetzungsfähigkeit bonNDTinspect®  der  Automation W+R GmbH prüft und sichert die großflächige Lackier- oder Klebebereitschaft von Fügeteilen aus verschiedenen Werkstoffen zerstörungsfrei. Fügeteiloberflächen können so automatisiert und inline auf Benetzungsfähigkeit und damit auf ihre Klebebereitschaft untersucht werden. Dabei wird die gesamte Oberfläche zu 100% getestet. Dies bietet einen Vorteil gegenüber Methoden wie der Kontaktwinkelmessung oder dem Auftragen von Testtinten.

Denn im Gegensatz zu bonNDTinspect®  arbeiten diese Methoden lediglich stichprobenartig. Außerdem kontaminieren sie im Testvorgang den Prüfling. Oberflächenvorbehandlungen zur Schaffung klebebereiter Teile, wie z.B. die Plasmaaktivierung von CFK-Oberflächen, werden mit diesem System getestet und zuverlässig charakterisiert. Die gewonnenen Daten lassen eine lückenlose und automatische Dokumentation der Prüfergebnisse zu. Hierdurch wird eine nachhaltige Optimierung des Produktionsprozesses ermöglicht. Hohe Kosten durch die Weiterverarbeitung von Teilen, deren Oberflächen zum Zeitpunkt der Veredelung für eine Verklebung oder Lackierung nicht passend vorbereitet sind, sind somit vermeidbar. Neben der Überprüfung von Vorbehandlungsschritten werden auch Kontaminationen durch Silikonöle, Fette oder Trennmittel sicher detektiert.  Das System ist auf den automatisierten 100%-Test der Lackier- und Klebebereitschaft größerer Teile ausgelegt. Typische Anwendungsgebiete sind das Testen der Klebebereitschaft von Oberflächen im Automobil-Karosseriebau und in der Luftfahrt. Das auf einem Patent des Fraunhofer Institutes IFAM basierende Prinzip des Benetzungstests wurde zur Qualitätssicherung von Verklebungen auf Verbundmaterialien entwickelt.

Automation W+R GmbH, bonNDTinspect®
Automation W+R GmbH, bonNDTinspect®
18.08.2016

Das neue Mikroskop VHX-5000 von KEYENCE bietet nicht nur eine große Tiefenschärfe, sondern ist auch flexibel einsetzbar. Die Möglichkeit 3D-Messungen durchzuführen und diese einfach zu dokumentieren, machen das System vor allem für die Forschung und Entwicklung attraktiv. Dabei vereint das Mikroskop die aktuellen Fortschritte optischer und digitaler Technik. So lässt sich nun jeder beliebige Bereich sofort voll fokussiert aufnehmen, ohne dass eine manuelle Fokussierung durch den Anwender erforderlich ist. 

Das Mikroskop liefert Aufnahmen in hoher Auflösung und mit großer Tiefenschärfe und ermöglicht dabei Messungen in 2D und 3D.  In Ergänzung zu einfachen Bedienung steht ein Easy Mode zur Verfügung, der dem Benutzer Schritt für Schritt die wichtigsten Funktionen erklärt. Das VHX-5000 ist mit einer neuen CMOS-Kamera ausgestattet, welche 50 Bilder/s erlaubt.  Dank der gesteigerten Bildfrequenz der Kamera und des neuen Grafiksystems kann das Mikroskop innerhalb weniger Sekunden ein gesamtscharfes Bild erstellen. Das VHX-5000 scannt dann automatisch den Brennweitenbereich und erstellt ein Bild, welches komplett tiefenscharf ist. Es können auch kontrastarme oder stark reflektierende Objekte dargestellt werden, denn das Mikroskop kann Kontraste erhöhen und Bereiche, die zu stark oder zu niedrig gesättigt sind, ausgleichen. Hierbei kommt u.a. die HDR-Funktion zum Einsatz. Diese Funktion kann nun mit hoch aufgelösten Bildern kombiniert werden, welche durch Kurzwellenlicht und Pixelverschiebungstechnologie entstanden sind. Das Mikroskop verfügt über eine große Bandbreite an Vergrößerungen - von 0.1x bis zu 5000x. Zahlreiche Lichttechniken, wie Hell- und Dunkelfeld, Durchlicht, polarisierendes Licht und differenzielle Interferenzbeobachtungen runden das System ab.

Keyence Deutschland GmbH, Digitalmikroskop VHX 5000
Keyence Deutschland GmbH, Digitalmikroskop VHX 5000
05.08.2016

Die neue Generation des Prüfständers BSA von Heinrich Bareiss für die automatische Härteprüfung an Elastomeren nach Shore ermöglicht nun noch präzisere Messungen. Erreicht wurde dies durch den motorischen Antrieb zum Absenken und Anheben des Härteprüfers. So werden die Normvorgaben bezüglich einer konstanten Absenkgeschwindigkeit nun auch mit einem Handgerät erreicht. Mit der neuen Generation ist erstmalig möglich, das im Feld verwendete Handgerät im Labor weiter zu verwenden und somit zusätzliche Abweichungen durch individuelle Gerätetoleranzen zu minimieren.

Mit dem Prüfständer können alle HPE-Handgeräte verwendet werden. Die Benutzereinfluss am Handgerät wird durch den Einbau in das BSA minimiert – der Benutzer betätigt lediglich einen Start-Button, um den automatischen Prüfablauf durchzuführen.

Heinrich Bareiss Prüfgerätebau GmbH, Prüfständers BSA
Heinrich Bareiss Prüfgerätebau GmbH, Prüfständers BSA
03.08.2016

Auf der Motek die parallel zur Bondexpo stattfindet zeigt INFICON Dichtheitsprüfung für alle Phasen im Fertigungs- und Wertschöpfungsprozess der EV/HEV-Batterien: von der Helium-Vakuum-Prüfung einzelner Batteriezellen über die Helium-Schnüffellecksuche an größeren Batteriemodulen und -packs bis hin zur Kühl- und Kältemittel-Schnüffellecksuche nach der Endmontage. Gezeigt wird auch die Roboter-Schnüffellecksuche an Hydraulik-Druckbehältern für LKW.

Mit der EV/HEV-Technologie kommen neue Dichtheitsprüfanforderungen auf die Automotive-Branche zu. Dies beginnt damit, dass jede einzelne Batteriezelle zuverlässig gegen ein Eindringen von Luftfeuchtigkeit und Luft geschützt sein muss. Darum empfiehlt sich hier eine Helium-Vakuumprüfung gegen eine Grenzleckrate von 10-5 bis 10-6 mbar·l/s. Sind die einzelnen Zellen dann zu größeren Batterie-Modulen – oder noch später zu Batterie-Packs – zusammengefasst, muss in der Fertigung jedesmal die Dichtheit des Kühlkreislaufs sichergestellt werden. Dazu eignet sich beispielsweise das Helium-Schnüffellecksuchgerät Protec P3000. Die Integrität des Batteriepacks nach außen (IP67) kann mit dem Sensistor Sentrac Schnüffellecksuchgerät überprüft werden. Schließlich hat der Fahrzeughersteller nach der Endmontage noch selbst die Dichtheit der verbauten EV/HEV-Batterie zu prüfen: Als Multigas- bzw. Kältemittel-Schnüffellecksuchgerät weist der Inficon Ecotec E3000 dann den Austritt beliebiger Kühl- und Kältemittel unmittelbar nach.

INFICON GmbH, Dichtheitsprüfung EV/HEV Batterien
INFICON GmbH, Dichtheitsprüfung EV/HEV Batterien
01.08.2016

Ist es möglich eine 100%-Prüfung an Elastomeren durchzuführen, ohne Einbußen in der Prüfqualität hinnehmen zu müssen? Die Antwort gibt das neu entwickelte Prüfsystem HDA325 von BAREISS. Dieses Prüfsystem, das speziell für die Anwendung in rauer Industrieumgebung entwickelt wurde, unterstützt qualitätsbewusste Kunden bei der lückenlosen Qualitätsprüfung – egal ob Wareneingangsprüfung oder In-Prozess Kontrolle.

Ähnliche Systeme sind bereits für Laboranwendungen bekannt, lassen sich aber aufgrund von langen Taktzeiten und geringen Kapazitäten selten für eine 100%-Kontrolle verwenden. Diese Ausführung hingegen ermöglicht mit der automatischen Probenzufuhr eine durchgängige 24/7 Prüfung von Härte und Dichte. Bereits mit dem HDA325 ist eine Prüfung von 4.000 Probekörpern/Tag möglich. Die Durchlaufzeit dieser normgerechten Messung kann – aufgrund des modularen Designs des Systems –  an die individuellen Vorgaben der Anwender angepasst werden.

Heinrich Bareiss Prüfgerätebau GmbH, Prüfsystem HDA325
Heinrich Bareiss Prüfgerätebau GmbH, Prüfsystem HDA325
21.07.2016

Ziel des neuen Forschungsvorhabens des Kunststoffzentrum SKZ ist eine prozessnahe Überwachung der Kenngrößen von Polymerschäumen. Basierend auf der THz-Zeitbereichsspektroskopie sollen Modelle und Algorithmen für Kennwerte entwickelt werden. Es wird ein Demonstrator aufgebaut, der eine kontinuierliche und prozessnahe Polymerextrusion widerspiegelt. Vergleichende Messungen mit Referenzprüfmethoden sollen die berechneten Kennwerte verifizieren. Interessierte Firmen können im Rahmen eines projektbegleitenden Ausschusses an dem Forschungsvorhaben teilnehmen.

Als Werkstoff finden Polymerschäume zunehmend Einsatz in unterschiedlichsten Anwendungen wie z. B. bei Faserverbund-Sandwichelementen oder als Isolations- und Verpackungsmaterial. Rohdichte und Zellgröße sind charakteristische Kenngrößen von polymeren Schäumen, die maßgeblich die Qualität und das Einsatzfeld bestimmen. Bei der Herstellung wird die Prozessführung von Faktoren wie z. B, Chargenwechsel, Temperaturschwankungen oder Werkzeugverschleiß beeinflusst. Dies schlägt sich in den Kenngrößen des geschäumten Polymerwerkstoffes nieder. Die erforderliche Kontrolle dieser Kenngrößen erfolgt bis dato überwiegend offline, d. h. durch stichprobenartige Materialentnahmen gefolgt von aufwendigen Laboranalysen. Eine prozessbegleitende Qualitätsüberwachung ermöglicht eine lückenlose Qualitätssicherung und minimiert die Ausschussproduktion sowie den Materialeinsatz signifikant. Hier verspricht die Terahertz(THz)-Technologie einen Ansatz zur kontinuierlichen Überwachung der wichtigsten Kenngrößen. Vorteile liegen z. B. in einer zerstörungsfreien und berührungslosen Arbeitsweise, die im Vergleich zu Röntgenstrahlung nicht ionisierend ist. Im Gegensatz zur Ultraschalltechnologie sind für THz-Wellen auch dicke Schaumschichten kein Hindernis.

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Fördergemeinschaft für das SKZ wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

SKZ - Das Kunststoff-Zentrum, Terahertz-Spektroskopie
SKZ - Das Kunststoff-Zentrum, Terahertz-Spektroskopie
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