IR-Bildgebung zur Optimierung des Kunststoffschweißens bei der Herstellung von Wasserfiltern

Leckagen von Kunststoffverbindungen aufgrund falscher Temperaturen

Ein Hersteller benötigt eine Lösung zur Überwachung des Heiz- und Schweißprozesses bei der Produktion von Wasserfiltern. Diese Filter bestehen aus mehreren Kunststoffkomponenten, die durch Erhitzen und Aufschmelzen ihrer Kanten mittels Infrarotstrahlern miteinander verschweißt werden.

Der Hersteller benötigt ein zuverlässiges Temperaturmesssystem, das Temperaturen schnell und präzise messen und den Heizprozess bei Abweichungen automatisch regulieren kann. Zudem ist es entscheidend, mögliche Ausschussteile zuverlässig zu erkennen.

Der Herstellungsprozess von Wasserfiltern ist in mehrere Schritte unterteilt. Zunächst werden Rohmaterialien, in der Regel Thermoplaste wie Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE), geschmolzen und in die gewünschte Form gebracht. Diese Teile umfassen das Filtergehäuse, Filterelemente und Anschlüsse. Nach dem Formen und Abkühlen müssen diese Kunststoffteile verbunden werden, um eine nahtlose, wasserdichte Verbindung zu gewährleisten.

Infrarotstrahler erhitzen die Kontaktflächen der zu verbindenden Kunststoffteile. Diese berührungslose Erwärmung minimiert das Risiko einer Kontamination und sorgt für eine gleichmäßige Erwärmung. Die Infrarotstrahler, Quarzglaskolben mit Wolfram- oder Kohlefaserfilamenten, erzeugen Infrarotstrahlung im mittleren IR-Bereich (2 µm bis 6 µm), der vom Kunststoff gut absorbiert wird. Um ein optimales Aufschmelzen und Verbinden zu erreichen, muss die Schweißnaht präzise auf 150 °C erhitzt werden.

Der Hersteller benötigt außerdem eine schnelle Temperaturmessmethode, da der Heizvorgang rasch erfolgt und nur wenige Sekunden dauert. Falsches Erhitzen führt zu Undichtigkeiten, daher ist die Temperaturüberwachung unerlässlich.

Optimierung von Kunststoffschweißprozessen mit kostengünstigen Optris Infrarotkameras

Der schnelle Messvorgang und die hohe Genauigkeit der Xi 400 tragen erheblich zur Effizienz und Qualitätssicherung bei Herstellern bei.

Hersteller profitieren stark von der einfachen Integration und den umfangreichen Funktionen der Optris Infrarotkameras und Analysetools.

Für eine minimale Investition erhalten Hersteller ein leistungsstarkes Komplettpaket, das alle Herausforderungen mit minimalem Aufwand löst. So optimieren die Xi Kameras von Optris beispielsweise deutlich den Produktionsprozess von Wasserfiltern und Kunststoffschweißprozessen im Allgemeinen.

Funktionen wie automatische Hotspot-Erkennung und eine Bildfrequenz von bis zu 80/27 Hz ermöglichen die schnelle Erfassung kritischer Temperaturen, selbst bei großen oder komplexen Messflächen, die nur für wenige Millisekunden im Messbereich erscheinen.

Die hohe optische Auflösung der Xi 400 mit 382 x 288 Pixeln und einem Verhältnis von Messfleckgröße zu Distanz von bis zu 390:1 ermöglicht es, selbst kleinste Temperaturunterschiede präzise zu erkennen. Die Xi Kameras bieten zudem eine hohe thermische Empfindlichkeit (NETD) von 50 mK, was besonders präzise Temperaturmessungen erlaubt. Mit einem breiten Temperaturbereich von -20 °C bis 900 °C sind sie vielseitig einsetzbar und können unterschiedliche Prozessanforderungen abdecken.

Der robuste und kompakte Imager mit motorisiertem Fokus sorgt dafür, dass die Kamera selbst unter schwierigen Bedingungen zuverlässig arbeitet.

Dank flexibler Anschlussmöglichkeiten wie der industriellen Prozessschnittstelle (PIF) lassen sich die Kameras einfach in Steuerungssysteme integrieren. Die erfassten Temperaturdaten können über 4–20 mA in eine SPS eingespeist werden, was eine effiziente Prozessautomatisierung ermöglicht.