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Neues Verfahren zur Viskositätsmessung in Echtzeit während des Prozesses

31/01/2017

Die Viskosität von Kunststoffen ist ein wichtiger Parameter für die Prozesskonstanz und die Produktqualität in der Kunststoffverarbeitung. Da sich kleinste Materialveränderungen in der Viskosität widerspiegeln, ist sie ideal geeignet zur Prozessüberwachung. Die Ultraschallmesstechnik bietet einen innovativen Ansatz, um die Viskosität kontinuierlich im Prozess zu erfassen.

In der Kunststoffverarbeitung besteht in vielen Prozessen der Bedarf, die Viskosität kontinuierlich inline und möglichst in Echtzeit zu erfassen. Durch den Einsatz von Ultraschallwellen soll im Rahmen eines neu gestarteten Forschungsvorhabens ein innovativer Ansatz zur Messung der Viskositätsfunktion entwickelt werden. Die Ultraschallmesstechnik demonstrierte bereits ihre Eignung als Prozessmesstechnik in der Kunststoffverarbeitung, was durch zahlreiche Untersuchungen am SKZ belegt werden konnte.

Der besondere Vorteil des neuen Konzeptes liegt darin, dass durch die Nutzung mehrerer Anregungsfrequenzen die Ermittlung der Viskositätsfunktion im verarbeitungsrelevanten Bereich der Schergeschwindigkeit mit nur einer Messung erreicht werden soll. Somit wird das Verfahren inlinefähig, was einen deutlichen Gewinn im Vergleich zur klassischen Labormessung mit sich bringt. Es ist zudem in der Lage einen breiten Bereich der Schergeschwindigkeit abzudecken und weist dadurch einen weiteren Pluspunkt gegenüber den meisten gängigen Online-Rheometern auf.

Ultraschallsonden lassen sich heute mit geringem Aufwand in den Prozess integrieren, sodass keine zusätzlichen Maschinenelemente und aufwändigen Umbaumaßnahmen notwendig sind. Ebenso ist mit einem geringen Wartungs- und Reinigungsaufwand zu rechnen. Mit geeigneten Algorithmen sollen die detektierten Ultraschallsignale ausgewertet werden, um die Viskosität der Schmelze zu ermitteln.

Das SKZ möchte damit einen Beitrag für die zielgerichtete Weiterentwicklung und den zweckvollen Einsatz dieser Prüfmethode auch im Vergleich zu bereits etablierten Techniken leisten. Interessierte Industrieunternehmen können sich beim SKZ melden, um das Projekt zu begleiten und von den Ergebnissen frühzeitig zu profitieren.

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US-Rheometer