Neues Messsystem ermöglicht hohe Sperrwirkung bei geringerem Materialeinsatz

Das neue, optische MV.SENSE b1i-System von MABRI.VISION misst die Verteilung der Schichtdicken in Kunststoffverpackungen mit deutlich höherer Auflösung als bisher. Es erfasst jetzt zum Beispiel auch die Dicke dünner Barriereschichten mit hoher Präzision. Aufgrund der hohen Messgenauigkeit trägt es sowohl zu höherer Prozesssicherheit als auch zu einer deutlichen Senkung der Materialkosten bei.

Die neue optische Prüfanlage MV.SENSE b1i misst Form und Wandstärke lichtdurchlässiger Kunststoffverpackungen. Die Inline-Prüfung erfolgt berührungslos im Takt der Produktion und ermöglicht so die 100-Prozent-Inline-Kontrolle von Verpackungsmaterial mit mehreren Schichten.

Ein wichtiges Anwendungsfeld ist die zerstörungsfreie Messung der Dicke von Barriereschichten, zum Beispiel aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH), in Lebensmittelverpackungen. Das Messsystem prüft die Gesamtschichtdicke sowie die Dicke der Sperrschicht.

Die hohe Messfrequenz von bis 200 kHz macht den Einsatz in Produktionsmaschinen für die 100-Prozent-Inlne-Kontrolle möglich. MABRI.VISION liefert unterschiedliche Systeme von der punktförmigen 1D-Messung bis zu 3D-Anlagen, die mit einer Messrate von bis zu 200 Hz ein großes Messfeld scannen.

Dr. Nicolai Brill, einer der Geschäftsführer der MABRI.VISION GmbH, erläutert, warum er den neuen Sensor entwickelt hat: „Bei Lebensmittelverpackungen sehen wir seit einiger Zeit einen ausgeprägten Trend zu immer dünneren Barriereschichten. Mit dem neuen Sensor, der Schichtdicken in der Größenordnung von wenigen µm auflöst, kommen wir dem entgegen: Aufgrund der hohen Messgenauigkeit wird die Schichtdicke nicht nur exakt gemessen, sie kann jetzt ganz gezielt gesteuert werden. So können unsere Kunden den Materialauftrag reduzieren und erzielen dennoch die gleiche Barrierewirkung. Das schont auch wertvolle Ressourcen.“

Basis des neuen Systems ist die kurz-kohärente Interferometrie, die MABRI.VISION in seiner Prüfplattform MV.SENSE anwendet und die bei mehreren Lebensmittelherstellern seit 2015 im Einsatz ist. Einige Pilotkunden verwenden bereits den neuen, deutlich höher auflösenden Sensor, der ein deutlich breiteres Produktspektrum erfasst als sein Vorgänger.

Den neuen Sensor hat MABRI.VISION nicht nur für Kunststoffverpackungen entwickelt, sondern auch für andere Produkte, bei denen dünne Schichten eine wichtige Rolle spielen. Das System eignet sich für die Blasextrusion beschichteter Folien und mehrschichtiger Flachfolien für Lebensmittel ebenso wie für Produkte der Medizintechnik, zum Beispiel für transdermale Pflaster und beschichtete medizinische Schläuche. Darüber hinaus kann es für die Koextrusion und Mehrschichtextrusion von Schläuchen oder Verbundwerkstoffen eingesetzt werden.

Hintergrund: Die Technik im Detail

Die MV.SENSE sensor platform arbeitet nach dem Prinzip der kurz-kohärenten Interferometrie, die auch als Weißlichtinterferometrie bezeichnet wird: Der Prüfling wird mit infrarotem Licht beleuchtet; das vom Material rückgestreute Licht interferiert mit einer vorgegebenen Referenzstrecke. Das Ergebnis sind absolute Abstandswerte zum Sensor.

Die MV.SENSE Systeme von MABRI.VISION erzeugen tomografische Querschnittsbilder ein- und mehrschichtiger Prüfobjekte. Aufgrund der hohen Messrate von bis zu 200 kHz ermöglichen sie die Prüfung von Form, Wandstärke und Schichtdicke in Echtzeit.

Die kompakten Sensoren, die über Lichtwellenleiter mit der Elektronik verbunden sind, lassen sich einfach in Produktionslinien integrieren und ermöglichen so die automatische Inline-Qualitätskontrolle.

Im Gegensatz zu Systemen auf Basis von Ultraschall ist kein Koppelmedium erforderlich. Da lediglich infrarotes Licht geringer Leistung verwendet wird, brauchen keine Strahlenschutzmaßnahmen ergriffen zu werden.

Über MABRI.VISION

Dr. Ulrich Marx und Dr. Nicolai Brill haben die MABRI.VISION GmbH im Jahr 2015 am Technologiestandort Aachen gegründet. Das Unternehmen entwickelt, fertigt und liefert optische Sensoren und schlüsselfertige Prüfsysteme für die Offline- und Inline-Qualitätsprüfung in der industriellen Produktion.

Auf dem Gelände der ehemaligen Philips-Glühlampenfabrik arbeiten zurzeit 35 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an Entwicklung und Produktion innovativer optischer Messsysteme.

Zu den Kunden von MABRI.VISION zählen Firmen aus der Verpackungstechnik, dem Kraftfahrzeugbau, der Metallverarbeitung, der Elektronikbranche und der Medizintechnik.

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