Abstandsmessung im Siegelwerkzeug

Beispiel_Prinzip der Abstandsmessung im Siegelwerkzeug
Prinzip der Abstandsmessung im Siegelwerkzeug

Nach wie vor gehört das Wärmekontaktsiegeln zu den am häufigsten eingesetzten Fügeverfahren für flexible Kunststoffverbunde. Hierbei schmelzen zumeist dauerbeheizte Werkzeuge die thermoplastischen Schichten immer dünnerer Folien auf und müssen diese bei immer höheren Maschinengeschwindigkeiten verbinden. Im gleichen Maße steigen Dichtheitsanforderungen und optische Ansprüche an die Naht.

Die Wärmekontaktsiegeltechnologie bietet im Vergleich z. B. zum Ultraschallsiegeln aktuell kaum Möglichkeiten der exakten, hochdynamischen Inlineerfassung und Auswertung von Prozessparametern. So ist der Siegelweg entscheidend für die Beurteilung der Schmelzeverdrängung als Voraussetzung für eine hohe Nahtqualität, insbesondere bei der Beherrschung der Lagensprungproblematik. Die Gewährleistung stabiler Prozessbedingungen setzt zudem eine exakte Ausrichtung der Siegelwerkzeugteile zueinander voraus. Diese gestaltet sich meist aufwändig und kann durch Verunreinigungen beeinträchtigt sein. Umso mehr ist eine Abstandsmessung essentiell für die effiziente, zuverlässige Werkzeugjustierung und die frühzeitige Identifikation von Verschleiß oder Nahtkontamination.

In diesem Forschungsprojekt soll die Machbarkeit einer solchen Abstandsmessung mittels Dünnschichtsensoren auf der Siegelwerkzeugoberfläche erbracht werden. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM wird als Forschungspartner hierbei das Messprinzip entwickeln und die Dünnschichten für den Sensoraufbau herstellen. Das Fraunhofer IVV Dresden baut einen Demonstrator mit geeigneter Messwerterfassung auf und wird das Detektionspotenzial (Messbereich, Auflösung, Eignung) in Versuchsreihen evaluieren.

Mit der entwickelten Technologie wird eine bessere Prozessüberwachung, ‑regelung und ‑handhabung beim Wärmekontaktsiegeln möglich, die auch für andere Heiß- oder Kaltfügeverfahren einsetzbar ist. Sie hat ebenso Potenzial für eine berührungslose, ortsaufgelöste Erfassung der Foliendicke im Zusammenhang mit einer kontinuierlichen Messung der Bahnkraftverteilung.

Hinweis:
In einem weiteren Projekt, dem IGF-Vorhaben „HePhaiStOs“, wird darüber hinaus eine Technologie für die wirkstellennahe, ortsaufgelöste Messung der Siegeltemperatur erarbeitet.

 

Weitere Projektinformationen

 

Projektlaufzeit: 2017
Projektträger
/Zuwendungsgeber:
Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e. V. - IVLV