Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und KonstruktionstechnikHoher Prüfdruck im medizinischen Spritzguss
Die Relevanz der 100-Prozent-Produktionskontrolle hat in der Kunststoffindustrie in den letzten Jahren durch die steigenden Anforderungen in den Qualitätsnormen stark zugenommen. Insbesondere im Bereich des medizinischen Kunststoffspritzgusses sehen sich die Hersteller mit sehr hohen Anforderungen an die Produktzuverlässigkeit und Lebensdauer der Spritzgussteile konfrontiert. Dieser Prüfdruck wird derzeit mit sehr zeitintensiven und fehleranfälligen Verfahren bewältigt. Aktuelle Inline-Computertomographie-Systeme sind nicht in der Lage, im Produktionstakt zu prüfen.
Komplett neuer Ansatz zur Werkstückprüfung
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines innovativen Inline-CT-Systems zur Fehleranalyse an Spritzgussteilen. Das Positioniersystem der Röntgenkomponenten wird robotergeführt mit minimalen Signalverarbeitungs- und Integrationszeiten des Röntgendetektors realisiert.
Der Soll-Ist-Vergleich soll im Gegensatz zu bisherigen Verfahren ohne die zeitaufwendige Rekonstruktion der aufgezeichneten Projektionen auskommen. Stattdessen erfolgt die Auswertung der Daten ausschließlich in der Projektionsebene. Erst am Ende der Auswertung werden die Ergebnisse zusammengeführt und eine Aussage über Größe, Art und Lage des Fehlers getroffen.
Implementierung neuer Simulationsverfahren
Mithilfe einer Monte-Carlo-Röntgenstrahlsimulation werden die entstehenden Projektionsbilder für ein ideales Werkstück simuliert und zur Fehleranalyse mit den realen Projektionen verglichen. Dabei werden die physikalischen Wechselwirkungen der einzelnen Photonen des Röntgenpulses exakt modelliert. Durch diese Vorgehensweise kann die Anzahl der benötigten Projektionen um ein Vielfaches reduziert und die aufwendige 3D-Rekonstruktion eingespart werden.
Radikal verkürzte Prüfzeiten
Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung einer neuen Prozesskette zur Inline-Prüfung von Hochpräzisionswerkstücken aus Kunststoff, die im Rahmen eines Demonstrators umgesetzt wird. Anhand des Demonstrators sollen planmäßig für verschiedene Referenzwerkstücke um bis zu 90 Prozent reduzierte Prüfzeiten nachgewiesen werden.