WO2008052666A1 - Verfahren und vorrichtung für die kontrolle der qualität einer granulatcharge - Google Patents

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WO2008052666A1 PCT/EP2007/009028 EP2007009028W WO2008052666A1 WO 2008052666 A1 WO2008052666 A1 WO 2008052666A1 EP 2007009028 W EP2007009028 W EP 2007009028W WO 2008052666 A1 WO2008052666 A1 WO 2008052666A1
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light
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fluorescent
light source
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Bahman Sarabi
Jens Stange
Klaus Salewski
Christof Halas
Alexander Karbach
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Bayer Materialscience Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the quality of a granule batch and to a device for controlling the quality of a granule batch.
  • Plastic body (or plastic parts) are made of plastic granules, eg. B. by an injection molding. Plastic bodies are objects of everyday life and come in many different forms and uses. So z. B. optical data storage such
  • CDs, DVDs, etc. largely made of plastics.
  • plastics In the automotive industry are also countless
  • Carrier material used for the light used for reading the CDs transparent.
  • DE-A 198 20 948 describes a method for quality control of plastic granules.
  • a sample amount of plastic granules is diverted from a plastic granules main stream.
  • a film is continuously produced, which is guided to a measuring device and irradiated with infrared light.
  • an infrared absorption spectrum in transmission of portions of the film in the measurement volume is continuously recorded. The infrared absorption spectra thus obtained are evaluated to determine material properties of the plastic granules.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved method for quality control of plastic granules.
  • the object of the invention is also to provide an improved device for quality control of a granule batch.
  • the invention of the invention lying tasks are solved with the features of the independent claims. Embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.
  • a method for quality control of a granule batch is specified.
  • the removal of a sample from the granulate batch and the production of transparent plastic bodies are carried out from the sample.
  • the examination of the transparent plastic body takes place on defects by means of an optical test method. Based on the defects is now determined whether the plastic body meet the specified quality criteria.
  • the number of plastic test specimens to be examined and the number of quality criteria required for fault detection depend on the intended use of the plastic or the granulate batch and the purity or accuracy required for this. In principle, the number of plastic test specimens to be examined and the quality criteria to be applied are freely selectable. However, at least one plastic test specimen must be produced which must fulfill at least one specified quality criterion. Furthermore, the release of the granulate batch takes place if the at least one predetermined quality criterion is fulfilled by the at least one plastic body.
  • Defects that are already present in the granules can be the cause of defects in the plastic bodies, which are made from the granules.
  • a quality control of the granulate batch takes place by producing at least one plastic body from the sample taken from the granulate.
  • the granules are only released when it has been determined based on the defects in the plastic body, whether the plastic body meets the predetermined quality criterion.
  • the plastic body thus serves as a test specimen, which is produced on a trial basis from the granules. Is the granules z. B. provided for the production of CD substrates, the quality criteria required for CD substrates are applied to the specimen.
  • test specimen Only if the test specimen meets these quality criteria, it is assumed that the granules are suitable to produce from these CD substrates. Accordingly, another predetermined quality criterion is applied to the specimen, if from this z. As car headlight covers are to be produced, since in this case more generous criteria can be placed on the quality.
  • the method has the advantage that the quality of the granules used for the production of the plastic body is checked for defects by the production of one or more plastic bodies, which serve as test specimens. This can be determined before the delivery of the granules to a customer or before using the granules for the production of plastic body in mass production, whether the granules for the intended plastic body as a raw material is at all suitable. Unsuitable granules is not even used for the production of plastic bodies or delivered to the customer. This leads to the rejection of unusable plastic bodies, which leads to a reduction in production costs. In addition, complaints from customers will be less frequent because only high quality granules are delivered.
  • one or more transparent plastic bodies in an injection molding machine are produced from the sample.
  • the production of the transparent plastic body in an injection molding machine has the advantage that transparent plastic body is thus produced in the same manner as generally plastic bodies are also produced on an industrial scale.
  • This test specimens are produced, which have similar manufacturing defects due to the same manufacturing method as in mass production. A test specimen produced in this way is therefore particularly well suited for deciding on the basis of whether the granules used for the test specimen meet the specified quality criterion.
  • the plastic body are plate-shaped or disc-shaped.
  • a plate-shaped or disc-shaped plastic body can be produced in an injection molding machine in a particularly simple manner and, on the other hand, plate-shaped or disc-shaped plastic bodies can be examined particularly well by means of optical test methods.
  • defects mainly occur in the plastic body as a result of the casting process in the injection molding machine, in particular also due to the contact with the shaping tool surface of the injection molding tool.
  • the geometry of the shaping tool surface is secondary.
  • the particles causing the defects, such as gel bodies are already contained in the granules.
  • the use of plastic plates as a special embodiment of an injection mold geometry to determine whether a granule meets a predetermined quality criterion is therefore completely sufficient.
  • At least one surface of the at least one plastic body is blown on defects with deionizing air before the examination.
  • the deionizing air electrically discharges the at least one surface. Dust particles are removed from the at least one surface.
  • the attraction of the now discharged at least one surface is reduced to dust particles.
  • At least one plastic molded part is produced by means of a Filmangusssystems after previous Schneckenplastiser the granules in the injection molding machine.
  • the Schneckenplastiser the granules is made with streamlined cut Spitzg screenschnecken.
  • the Spritzg screenschnecken- and injection cylinders have deposit-resistant surface coatings and / or consist of high-chromium alloys.
  • the injection molding machine is equipped with online process data acquisition. Process data acquisition ensures that melt and mold temperatures are within a suitable temperature range for the material. Furthermore, thermal decomposition and / or crosslinking processes which can cause defects are avoided.
  • the sprue is decentralized eccentrically on a straight cold runner with film gate.
  • the sprue advantageously takes place eccentrically eccentrically to avoid flow deflections and the resulting material deposits in the region of the flow deflections.
  • the plastic body passes through after the production and the stamping of the sprue a cooling section, which leads to a homogeneous cooling of the specimen.
  • a suitable gripper system is a lateral gripper that only touches the plate edges.
  • the optical test method comprises the step of acting on the at least one plastic body with light generated by a first light source.
  • the light is in a wavelength range between 10 and 500 nm.
  • the optical inspection method comprises the step of detecting fluorescent light, wherein the fluorescent light is generated by fluorescent defects in the plastic body when the corresponding defects are exposed to the light.
  • each plastic body is exposed to light.
  • Defects in the plastic body can fluoresce by absorption of the light and by re-emission of the light in another wavelength range, whereby the fluorescent defects detected can be.
  • Advantage of this test method is that in a particularly simple manner fluorescent defects in the plastic body can be detected, since you have to record in principle only the illuminated with the light plastic body, z. B. by means of a camera, and then in the captured image, z. B. with an image processing program that must identify fluorescent defects in the plastic body.
  • a surface of the plastic body is exposed to light, wherein a projection surface of the fluorescent defects is determined.
  • the light emitted by the test object is detected with the aid of cameras.
  • an image processing program creates a projection surface of the test specimen (overall projection surface) and the defects therein.
  • the total area occupied by the fluorescent defects with respect to the projection area of the entire plastic body can be determined.
  • the quality criterion can now specify a maximum allowed projection area with respect to the entire projection area of the plastic body.
  • the advantage of this is that only the projection surface of all fluorescent defects, but not the projection surfaces of the individual defects to determine whether the plastic body meets the quality criterion is used.
  • the projection of all defects is much easier to determine than z.
  • the optical inspection method further comprises the step of determining the size and / or shape of each fluorescent defect. Furthermore, a determination is made of the number of fluorescent defects in each plastic body, which is examined by means of the optical test method.
  • the determination of the size and / or shape of each fluorescent defect has the advantage that any defect can be recognized as such.
  • a fluorescent dust particle which is usually larger and also has a different shape than fluorescent defects in the plastic body, is thus not mistakenly detected as a defect.
  • the corresponding plastic body is not classified according to the specified quality criterion due to fluorescent dust particles.
  • the number of fluorescent defects in each plastic body can be used directly as a quality criterion. Exceeds z.
  • the plastic body may be classified as not meeting the specified quality criterion.
  • a localization of the fluorescent defects in each plastic body which is examined by means of the optical method, further takes place.
  • localization z For example, it can be discriminated whether the fluorescent light originates directly from a fluorescent defect or whether fluorescence has not been erroneously detected by a dust particle.
  • the method further comprises the step of image processing the detected fluorescent light. Furthermore, a detection of fluorescent defects and dust particles, wherein the dust particles fluoresce when exposed to light and wherein the dust particles due to the shape and / or size and / or position and / or wavelength and / or the color of the emitted from the dust particles fluorescent light of the fluorescent defects are distinguishable and wherein the dust particles are not included for the determination of whether the at least one plastic body meets the at least one predetermined quality criterion.
  • the light source emits light in the blue wavelength range and / or in the ultraviolet wavelength range and the fluorescent
  • Defects emit light in the visible region, whereby the fluorescent light is detected and wherein the light emitted by the light source is blocked by means of a filter which is mounted in front of the detector for the detection of the fluorescent light. This can be detected in a particularly simple manner, the fluorescent light.
  • the fluorescent defects are usually gel bodies. The gel bodies are usually already present in the granules.
  • Granules can in the finished injection molded part, that is in the plastic body, to flow disturbances, which are also referred to as streaks lead.
  • the streaks are particularly undesirable in plastic bodies because the streaks are elongated, relatively large defects.
  • the optical test method is a combination of the above-described optical test method with a beamed-line method or else only a beamed-line method.
  • Beamed-line sensors for detecting defects are described, for example, in DE 101 44 909 A1 or DE 10 2004 054 102 A1.
  • beamed-line method a plastic body is exposed to white light. By a spatially resolved measurement of the intensity of the reflected and transmitted scattered light defects in the plastic body can be detected.
  • the beamed-line technology allows optical errors with very small dimensions in the range of a few micrometers (streaks, Specks) as well as opaque light-scattering defects (glass fibers, air inclusions) are detected. Furthermore, it can also be detected on the surface of the plastic body dust.
  • the test method described above can not detect fluorescent defects.
  • the beamed-line method therefore, it is possible in a particularly simple manner to detect fluorescent defects, in particular gel bodies, which can still be further investigated for streaks by means of the beamed-line method.
  • the examination of a plastic body for defects by means of the combination described above can also take place in several steps. First, e.g. the fluorescent defects are detected by means of a first light source camera system. Following this, the non-fluorescent defects can be detected by means of the beamed-line method with one or more further light source camera systems.
  • the method further comprises the step of categorizing the granule batch into one of several quality classes, wherein at least one quality criterion is predetermined for each quality class, and wherein the granule batch for the highest quality class is released from the plurality of quality classes for which the at least a plastic body still meets the appropriate quality criterion.
  • a quality class may relate to granules for the production of CD or DVD substrates.
  • the at least one plastic body which is made from a sample of the corresponding granules, very high quality requirements would be made. Does this plastic body does not meet the predetermined quality criterion, then the corresponding granule batch is not released for the production of CD or DVD substrates.
  • the plastic body can meet the quality criteria, the z. B. are placed on a motor vehicle headlight cover. In this case, then the granules would be released for this use.
  • the categorization of the granule batch therefore has the advantage that the granules to be tested can be divided into several quality classes and then delivered to a customer who sets the quality requirements of the quality of the granules in terms of quality.
  • the invention in another aspect, relates to an apparatus for controlling the quality of a granule batch.
  • the device has means for producing at least one transparent plastic body from a sample, the sample being taken from the granule batch.
  • the device further comprises means for inspecting the at least one transparent plastic body for defects by means of an optical inspection method.
  • the device has means for determining the defects, whether the at least one plastic body meets at least one predetermined quality criterion.
  • the device also has means for releasing the granule batch in the event that the at least one predetermined quality criterion is met by the at least one plastic body.
  • 1 is a block diagram of a device for quality control of a granule batch
  • FIG. 3 is a perspective view of a plastic body
  • FIG. 4 shows a table in which the type, size and shape of defects in a plastic body are specified in more detail.
  • FIG. 5 shows a flowchart in which essential steps of an optical test method according to the invention are shown
  • FIG. 6 is a perspective view of a plastic body, which is examined for defects by means of the optical method according to the invention
  • FIG. 7 is a block diagram of a computer system.
  • Fig. 1 shows a block diagram of an apparatus 100 for controlling the quality of a granule batch.
  • the device 100 has an injection molding machine 102, a cooling section 104 and a punch 106.
  • the apparatus 100 for quality control further has means 108 for generating deionizing air and an optical test unit 110.
  • the apparatus 100 has a computer system 112.
  • a granule batch, which is subjected to a quality control according to the invention, is taken from a sample 14 and fed to the injection molding machine 102 in order to produce a plastic body (KSK) 116 from the sample 114.
  • the injection molding machine 102 includes a gate system 132 and an online process data acquisition (PDE) 156.
  • the process data acquisition 156 ensures that melt and tool temperatures are in a temperature range suitable for the material. As a result, for example, thermal decomposition or cross-linking processes, which can also cause defects, avoided.
  • Other relevant process parameters include the cycle time determining the dwell time in the machine and possible voids formation counteracting pressures, which are also ensured by the process data processing 156, as well as the injection speed, which has a decisive influence on the shear rate and thus on the shear stress of the material.
  • the sprue system 132 serves to receive the molten sample 114 and to guide it into a tool cavity of the injection molding machine 102.
  • the sprue of the plastic body 116 produced from the sample 114 by means of the injection molding machine takes place centrally eccentrically via a straight cold runner to avoid flow deflections and the material deposits required thereby in the area of the flow deflections.
  • the tool cavity is formed by at least two mold halves, by means of which the plastic body with wall thicknesses between 0.5 to 10 mm, preferably between 1 to 4 mm and with a flow length between 50 to 700 mm, preferably between 100 to 300 mm is produced.
  • the plastic body 116 is removed from the injection molding machine 102, z. B. with a handling device, taken without the surfaces of the plastic body 1 16 are damaged.
  • the sprue is separated from the plastic body 116.
  • the plastic body 116 passes through the cooling path 104, wherein the plastic body 116 is cooled.
  • the means for generating deionizing air 108 have a blower 118.
  • the surface to be blown on the plastic body 116 is passed by the blower 118, wherein dust particles are removed from the surface and the surface is discharged. This means that no new dust particles are attracted more or at least new dust particles are attracted to a much lower extent than before.
  • the optical test unit 110 has a light source 134 and a camera 136.
  • the light source 134 generates light in the blue or in the ultraviolet wavelength range.
  • flaws such as flaws 150, 152 and 154, if present and to the extent that they can fluoresce, fluoresce.
  • the fluorescent defects 150, 152, 154 are, in particular, gel bodies which as a rule are already present in the granules.
  • the gel bodies occur as defects in the plastic body. However, they can also cause elongated flow disturbances, the so-called streaks. Streaks always run approximately directly (+/- 15 °) in the flow direction of the sprue in the injection molding machine 102. Streaks occur when a gel body is drawn during the casting of the plastic body over a certain distance in the flow direction. Therefore, streaks always have a gel body. Further, dust particles fluoresce when exposed to light from the light source 134. However, the number of dust particles should be minimized due to the use of deionizing air.
  • the camera 136 For detecting the fluorescent light, the camera 136 is used.
  • the fluorescent light is shifted to the longer wavelength range with respect to the light emitted from the light source 134. It is therefore advantageous to position a filter in front of the camera which has a low transparency of 0 to 20%, preferably 0 to 10%, for the light from the light source 134 and which has a high transparency of 25 to 100%, preferably of 80 to 95% for the fluorescent light. This can be ensured in a simple manner that the camera detects only the fluorescent light, but not the light from the light source 134th
  • the camera 136 thus serves to receive an image of the plastic body 116 with fluorescent defects.
  • the camera signal can be evaluated via the computer system 112.
  • the computer system 112 includes a microprocessor 120, a memory 122, and a display 124. On the screen 124, for example, the image taken with the camera 136 can be made visible to operating personnel.
  • the microprocessor 120 executes a computer program product 126 which is permanently stored on the memory 122 and which has been read by the microprocessor 120.
  • the computer program product 126 has an image processing component 130.
  • the image processing component 130 With the image processing component 130, the fluorescent defects 150, 152, 154 in the plastic body 116 or in the image of the plastic body obtained with the camera 136 can be detected. For example, with the image processing component 130, the size and shape of each fluorescent defect can be determined. Further, the image processing component 130 allows the determination of the number of fluorescent defects in the plastic body 116.
  • a quality criterion 128 is further implemented.
  • the computer program product 126 determines, based on the fluorescent defects found via the image processing component 130, whether the plastic body 116 fulfills the predetermined quality criterion 128.
  • the quality criterion 128 may, for. B. require that no fluorescent defects with an area (projection) over 100 microns 2 are present in the plastic body.
  • a defect by means of the image processing component 130 detects that is greater than 100 microns 2
  • This can be done by the computer program product 126 outputting a corresponding message to the operating personnel via the screen 124.
  • the release of the granule batch which z. B. can be done by the computer program product 126 outputs a corresponding message to the operator.
  • non-fluorescent defects such as streaks, specks and glass fibers can also be determined in the optical test unit 110 by means of the beamed-line method.
  • the optical test unit has further light source camera systems (not shown in FIG. 1), wherein the light sources emit white in this case and the intensities of the reflected or transmitted scattered light are detected spatially resolved by the cameras. The size, position and shape of a detected non-fluorescent defect can then be determined from the intensity distributions of the reflected or transmitted light, as described in DE 10 2004 054 102 A1 or DE 101 44 909.
  • the use of the abovementioned method, in which gel bodies are detected via their fluorescent light, in combination with the beamed-line method has the advantage that the gel bodies can first be detected in a simple manner.
  • the more sophisticated beamed-line method can then be used to detect the streaks caused by the gel bodies, from which then e.g. Information can be gained about the formation of streaks.
  • the non-fluorescent defects such as specks, air pockets and glass fibers, can be detected via the beamed-line method, so that the granules can be further classified by means of further quality criteria relating to the non-fluorescent defects.
  • quality criteria can be applied to the defects found by means of the beamed-line method, which can be used individually or in combination with the quality criteria for the fluorescent defects to classify the granule sample into a quality class are.
  • FIG. 2 shows a flowchart which represents essential steps of the method according to the invention.
  • a sample is taken from a granule batch.
  • a transparent plastic body is made from the sample.
  • the transparent plastic body is inspected for defects by an optical inspection method.
  • step 206 is determined based on the defects, whether the plastic body is a predetermined Quality criterion fulfilled. If this is the case, the release of the granule batch z. As for use for the production of plastic bodies that must meet the above quality criterion. If it was determined in step 206 that the plastic body does not meet the quality criterion, then in step 210 a classification of the granulate quality is considered to be insufficient for the quality criterion.
  • Fig. 3 shows a perspective view of the plastic body 116.
  • the plastic body 116 is plate-shaped.
  • the wall thickness of the plastic body 116 is for example between 1 and 4 mm and the length or the width is in a range between 50 and 300 mm.
  • the plastic body is transparent to the light used in the optical test method and to the fluorescent light.
  • Fig. 4 shows a table in which defects occurring in the plastic body are classified.
  • the streaks are, as already mentioned, flow disturbances on the sample surface, which are caused by the fact that a gel body during the casting of the plastic body in the injection molded body is pulled over a certain distance in the flow direction.
  • the streaks always have a gel body and are oriented longitudinally in the direction of flow.
  • the width of the streaks varies between 10 and 200 microns.
  • the length of the streaks in the flow direction is usually between 0.2 and up to 10 mm.
  • the specified dimensions (lengths and widths) of the streaks depend heavily on the set machine parameters of the injection molding machine.
  • Gel bodies are inclusions of gel material that has different optical properties than the plastic body. One distinguishes between gel bodies which do not fluoresce and
  • the length of the fluorescent gel body is between 10 and 200 microns. They have a length to diameter ratio of 2 to 30, on average from 5 to 15.
  • the non-fluorescent gel bodies have a circular to oval cross-sectional area.
  • the diameter of the nonfluorescent gel body is between 10 and 500 .mu.m and preferably between 30 and 300 .mu.m.
  • Specks are particles that can cause optical defects. These are non-transparent particles (black specs) from a foreign substance such as metal, inorganic compound (pigment) or foreign plastic or from the plastic of the molding, for example, caused by burning of the plastic in the granule production. Beads have a diameter between 2 and 500 ⁇ m and preferably between 5 and 300 ⁇ m. Flocks occurring in droves form veil-like defects (streaks) whose length is between 5 and 100 mm, preferably between 10 and 30 mm and whose width is between 1 and 30 mm and preferably between 2 and 15 mm. In plastic bodies also glass fibers and voids or pores can also occur. Glass fibers have a cylindrical shape and have diameters between 10 and 50 ⁇ m, preferably between 10 and 20 ⁇ m, and have lengths of between 10 and 800 ⁇ m and preferably between 30 and 500 ⁇ m.
  • Pores and voids are oval in shape and have diameters from 1 to 100 microns, preferably from 2 to 30 microns.
  • step 500 the exposure of the plastic body takes place with light generated by a light source.
  • step 502 the detection of fluorescent light occurs, wherein the fluorescent light is generated by fluorescent defects in the plastic body when the corresponding defects are illuminated with the light.
  • FIG. 6 schematically shows a perspective view of the plastic body 116 in the optical inspection unit 110.
  • the optical inspection unit 110 has the light source 134 and the camera 136.
  • the optical test unit 110 also has a lens 138 and a filter 140.
  • the light source 134 is, for example, a mercury vapor lamp or a blue laser.
  • the light from the light source 134 is guided via the lens 138, so that a region 142 of the plastic body 116 is exposed to the light.
  • the light penetrates the plastic body 116 in the region 142.
  • Flaws suitable for fluorescence here the defect 150 fluoresce in the region 142.
  • the camera 136 with the filter 140 is located Filter 140 has a high transparency for the fluorescent light and a low transparency for the light emitted from the light source. With the camera 136, therefore, the fluorescent defects can be detected without causing interference by the light emitted from the light source 134.
  • the plastic body 116 is moved to receive the fluorescent defects in the y-direction according to the coordinate system 144 between the light source 134 and the camera 136.
  • the light source 134 or the camera 136 are displaceable in the x-direction according to the coordinate system 144, so that ultimately the area 142 travels over the entire plastic body 116 and thus an image of the entire plastic body 116 can be recorded by means of the camera.
  • the image may be supplied to the image processing component 130 (see Fig. 1).
  • FIG. 7 shows a block diagram of computer system 112.
  • computer system 112 includes microprocessor 120, memory 122, and screen 124.
  • the microprocessor 120 executes the computer program product 126.
  • the computer system 112 furthermore has a camera interface 146, with which the image of the plastic body 1 16 recorded by the camera 136 can be transmitted to the computer system 112.
  • the screen 124 shows the image 148 of the plastic body 116. In the image 148, the flaws 150, 152 and 154 are shown.
  • the individual regions 142 (see FIG. 6) have been assembled by the computer program product 126 TU into the image 148 of the plastic body 116.
  • the image 148 corresponds to a projection of the plastic body along the xy plane (see coordinate system 144 in FIG. 6), since the light illuminates the plastic body with respect to the xy plane and, as it were, the shadow cast is imaged by the camera.
  • the fluorescent defects 150, 152 and 154 shown in Figure 148 also correspond to projections of the defects present in the plastic body in the xy plane. Due to their fluorescence, the fluorescent defects are depicted as bright dots (in FIG. 6 these are shown as dark dots for the sake of simplicity). Due to the light / dark distribution in the image 148, therefore, the defects 150, 152 and 154 can be located and their size and shape can be determined. In addition, the number of defects in the solid can be determined.
  • the predetermined quality criterion may now be e.g. require that the total area occupied by the fluorescent defects 150, 152 and 154 in relation to the total area of the image 148 must not exceed a predetermined value. This means that the entire projection area of the flaws 150, 152, 154 must be smaller than a predetermined fraction of the projection area of the plastic body. If this is not the case, the quality of the granules is considered inadequate.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätskontrolle einer Granulatcharge mit den Schritten: - Entnahme einer Probe (114) aus der Granulatcharge; - Herstellung von mindestens einem transparenten Kunststoffkörper (116) aus der Probe; - Untersuchung des mindestens einen transparenten Kunststoffkörpers auf Fehlstellen (150, 152, 154) mittels eines optischen Prüfverfahrens; - Ermittlung anhand der Fehlstellen, ob der mindestens eine Kunststoffkörper zumindest ein vorgegebenes Qualitätskriterium (128) erfüllt; - Freigabe der Granulatcharge, falls das zumindest eine vorgegebene Qualitätskriterium von dem mindestens einen Kunststoffkörper erfüllt wird. - Freigabe der Granulatcharge, falls das zumindest eine vorgegebene Qualitätskriterium von dem mindestens einen Kunststoffkörper erfüllt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung für die Kontrolle der Qualität einer Granulatcharge
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der Qualität einer Granulatcharge und eine Vorrichtung für die Kontrolle der Qualität einer Granulatcharge.
Kunststoffkörper (oder Kunststoffteile) werden aus Kunststoffgranulat hergestellt, z. B. durch ein Spritzgießverfahren. Kunststoffkörper sind Gegenstände des täglichen Lebens und treten in vielen unterschiedlichen Formen und Verwendungen auf. So bestehen z. B. optische Datenspeicher wie
CDs, DVDs, usw. weitgehend aus Kunststoffen. Im Automobilbau werden auch unzählige
Kunststoffe verwendet. Als Beispiel soll hier die Verkleidung von Kraftfahrzeug-Scheinwerfern, die nach außen hin sichtbar ist, genannt werden. Diese Verkleidungen sind für das im Scheinwerfer erzeugte Licht transparent. Ebenso sind die oben genannten Kunststoffe, die für CDs z. B. als
Trägermaterial eingesetzt werden, für das zum Auslesen der CDs verwendete Licht transparent.
Fehlstellen im Kunststoffgranulat oder im Kunststoffkörper führen dazu, dass die Kunststoffe unter Umständen nicht mehr für ihre ursprünglich vorgesehene Verwendung eingesetzt werden können. Beispielsweise können Fehlstellen in einem Kunststoffkörper, der als Substratmaterial für eine CD oder DVD verwendet wird, zu Fehlern beim Auslesen der auf der CD oder DVD gespeicherten Daten führen. Die Anforderungen an Kunststoffe, die als Substratmaterial für CDs, DVDs usw. verwendet werden, steigen weiter, da die Speicherdichte des jeweiligen Mediums weiter zunimmt und somit auch kleinere Fehler sich negativ auf den Ausleseprozess auswirken können.
Fehlstellen, die im Kunststoffkörper auftreten, sind zum einen herstellungsbedingt und zum anderen bedingt dadurch, dass diese Fehlstellen bereits im Kunststoffgranulat, aus dem die Kunststoffkörper hergestellt werden, vorhanden sind. Die DE-A 198 20 948 beschreibt ein Verfahren zur Qualitätskontrolle von Kunststoffgranulaten. Dabei wird eine Probenmenge an Kunststoffgranulat aus einem Kunststoffgranulat-Hauptstrom abgezweigt. Aus dem abgezweigten Kunststoffgranulat wird kontinuierlich eine Folie hergestellt, die zu einer Messeinrichtung geführt und mit Infrarotlicht bestrahlt wird. Ferner wird kontinuierlich ein Infrarot-Absorptionsspektrum in Transmission von im Messvolumen befindlichen Abschnitten der Folie aufgenommen. Die so gewonnenen Infrarot-Absorptionsspektren werden zur Ermittlung von Materialeigenschaften des Kunststoffgranulates ausgewertet. Gerade für Kunststoffkörper, die als Substratmaterial für CDs verwendet werden, sind Fehlstellen relevant, die eine Absorption im UV- oder im sichtbaren Bereich aufweisen. Diese Fehlstellen sind mittels IR-Absorptionsspektroskopie nur schwer detektierbar. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Qualitätskontrolle von Kunststoffgranulat anzugeben. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine verbesserte Vorrichtung zur Qualitätskontrolle einer Granulatcharge anzugeben. Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Qualitätskontrolle einer Granulatcharge angegeben. Verfahrensgemäß erfolgen die Entnahme einer Probe aus der Granulatcharge und die Herstellung von transparenten Kunststoffkörpern aus der Probe. In einem weiteren Schritt erfolgt die Untersuchung der transparenten Kunststoffkörper auf Fehlstellen mittels eines optischen Prüfverfahrens. Anhand der Fehlstellen wird nun festgestellt, ob die Kunststoffkörper die vorgegebenen Qualitätskriterien erfüllen. Die Anzahl der zu untersuchenden Kunststoffprüfkörper und die Anzahl der notwendigen Qualitätskriterien für die Fehlerdetektion sind von der geplanten Anwendung des Kunststoffes bzw. der Granulatcharge und der dafür geforderten Reinheit bzw. Fehlerfreiheit abhängig. Prinzipiell ist die Anzahl der zu untersuchenden Kunststoffprüfkörper und der anzusetzenden Qualitätskriterien frei wählbar. Es muss jedoch mindestens ein Kunststoffprüfkörper hergestellt werden, der mindestens ein vorgegebenes Qualitätskriterium erfüllen muss. Ferner erfolgt die Freigabe der Granulatcharge, falls das zumindest eine vorgegebene Qualitätskriterium von dem mindestens einen Kunststoffkörper erfüllt wird.
Fehlstellen, die bereits im Granulat vorhanden sind, können die Ursache für Fehlstellen in den Kunststoffkörpern, die aus dem Granulat hergestellt werden, sein. Erfindungsgemäß erfolgt eine Qualitätskontrolle der Granulatcharge durch Herstellung von zumindest einem Kunststoffkörper aus der vom Granulat entnommenen Probe. Das Granulat wird nur freigegeben, wenn anhand der Fehlstellen im Kunststoffkörper ermittelt worden ist, ob der Kunststoffkörper das vorgegebene Qualitätskriterium erfüllt. Der Kunststoffkörper dient somit als Prüfkörper, der probeweise aus dem Granulat hergestellt wird. Ist das Granulat z. B. für die Herstellung von CD-Substraten vorgesehen, so werden an den Prüfkörper die für CD-Substrate erforderlichen Qualitätskriterien angelegt. Nur wenn der Prüfkörper diese Qualitätskriterien erfüllt, wird davon ausgegangen, dass das Granulat geeignet ist, um aus diesem CD-Substrate herzustellen. Entsprechend wird ein anderes vorgegebenes Qualitätskriterium an den Prüfkörper angelegt, wenn aus diesem z. B. Kfz- Scheinwerferabdeckungen hergestellt werden sollen, da in diesem Falle großzügigere Kriterien an die Qualität gestellt werden können.
Das Verfahren hat den Vorteil, dass durch die Erzeugung von einem oder mehreren Kunststoffkörpern, die als Prüfkörper dienen, die Qualität des für die Herstellung der Kunststoffkörper verwendeten Granulats hinsichtlich Fehlstellen überprüft wird. Damit kann bereits vor der Auslieferung des Granulats an einen Kunden oder vor Verwendung des Granulats zur Herstellung der Kunststoffkörper in der Massenproduktion festgestellt werden, ob das Granulat für die vorgesehenen Kunststoffkörper als Rohstoff überhaupt geeignet ist. Ungeeignetes Granulat wird gar nicht erst zur Herstellung von Kunststoffkörpern verwendet bzw. an den Kunden ausgeliefert. Das fuhrt dazu, dass der Ausschuss an unbrauchbaren Kunststoffkörpern verringert wird, was zu einer Senkung der Produktionskosten führt. Zudem werden Reklamationen von Kunden weniger häufig sein, da nur qualitativ hochwertiges Granulat ausgeliefert wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden ein oder mehrere transparente Kunststoffkörper in einer Spritzgieß-Maschine (im Folgenden auch als Spritzguss-Maschine bezeichnet) aus der Probe hergestellt. Die Herstellung der transparenten Kunststoffkörper in einer Spritzgießmaschine hat den Vorteil, dass damit transparente Kunststoffkörper in derselben Art und Weise hergestellt wird, wie in der Regel auch Kunststoffkörper im großtechnischen Maßstab hergestellt werden. Damit werden Prüfkörper hergestellt, die aufgrund der gleichen Herstellungsweise wie in der Massenproduktion ähnliche, herstellungsbedingte Fehlstellen aufweisen. Ein so hergestellter Prüfkörper ist damit besonders gut geeignet, um anhand dessen zu entscheiden, ob das für den Prüfkörper verwendete Granulat das vorgegebene Qualitätskriterium erfüllt.
Nach einer Ausfuhrungsform der Erfindung sind die Kunststoffkörper platten- oder scheibenförmig ausgebildet. Zum einen kann besonders einfach ein platten- oder scheibenförmiger Kunststoffkörper in einer Spritzguss-Maschine hergestellt werden und zum anderen können platten- oder scheibenförmig ausgebildete Kunststoffkörper besonders gut mittels optischer Prüfverfahren untersucht werden. Ferner entstehen in der Hauptsache Fehlstellen im Kunststoffkörper durch den Gießprozess in der Spritzgießmaschine, insbesondere auch durch den Kontakt mit der formgebenden Werkzeugoberfläche des Spritzgießwerkzeuges. Dabei ist die Geometrie der formgebenden Werkzeugoberfläche sekundär. Die die Fehlstellen verursachenden Partikel wie etwa Gelkörper sind bereits im Granulat enthalten. Die Verwendung von Kunststoffplatten als besondere Ausfuhrungsform einer Spritzgieß-Werkzeuggeometrie zur Ermittlung, ob ein Granulat ein vorgegebenes Qualitätskriterium erfüllt, ist daher völlig ausreichend.
Nach einer Ausfuhrungsform der Erfindung wird zumindest eine Oberfläche des mindestens einen Kunststoffkörpers vor der Untersuchung auf Fehlstellen mit entionisierender Luft angeblasen. Durch die entionisierende Luft wird die zumindest eine Oberfläche elektrisch entladen. Staubteilchen werden von der zumindest einen Oberfläche entfernt. Zudem wird die Anziehungskraft der nun entladenen zumindest einen Oberfläche auf Staubteilchen vermindert. Das hat den Vorteil, dass weit weniger Staubteilchen auf der Oberfläche vorhanden sind, wenn der Kunststoffkörper mittels des optischen Prüfverfahrens auf Fehlstellen überprüft wird. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von entionisierender Luft ist, dass die Herstellung bzw. die Überprüfung des Kunststoffkörpers nicht in einem Reinraum vorgenommen werden muss. Das verbilligt die Durchführung des Verfahrens zur Qualitätskontrolle.
Nach einer Ausfuhrungsform der Erfindung wird mindestens ein Kunststoffformteil mittels eines Filmangusssystems nach vorangegangener Schneckenplastifizierung des Granulates in der Spritzgieß-Maschine hergestellt. Die Schneckenplastifizierung des Granulates wird mit strömungsgünstig geschnittenen Spitzgießschnecken vorgenommen. Die Spritzgießschnecken- und Spritzgießzylinder besitzen ablagerungsresistente Oberflächenvergütungen und/ oder bestehen aus hochchromhaltigen Legierungen. Als besondere Ausführungsform ist die Spritzgießmaschine mit einer Online-Prozessdatenerfassung ausgerüstet. Es wird mit der Prozessdatenerfassung sichergestellt, dass Schmelze- und Werkzeugtemperaturen sich in einem für das Material geeigneten Temperaturbereich befinden. Ferner werden thermische Zersetzungs- und/oder Vernetzungsprozesse, die Fehlstellen verursachen können, vermieden. Zu den hierfür weiterhin relevanten Prozessparametern gehören auch die, die Verweilzeit des Kunststoffs im der Maschine bestimmende, Zykluszeit und einer möglichen Lunkerbildung entgegenwirkende Drücke, die gleichfalls durch die Prozessdatenverarbeitung sichergestellt werden, sowie die Einspritzgeschwindigkeit, die entscheidend für die auftretende Schergeschwindigkeit und somit die resultierende Scherbeanspruchung der Schmelze ist. Der Anguss erfolgt dezentral außermittig über einen geraden Kaltkanal mit Filmanguss. Der Anguss erfolgt vorteilhafterweise dezentral außermittig zur Vermeidung von Strömungsumlenkungen und die hierdurch geförderten Materialablagerungen im Bereich der Strömungsumlenkungen.
Der Kunststoffkörper durchläuft nach der Herstellung und dem Abstanzen des Angusses eine Kühlstrecke, die zu einer homogenen Abkühlung des Prüfkörpers führt. Nach dem Abkühlen des Spritzlings wird dieser durch ein geeignetes Greifersystem ohne Berührung der Plattenoberfläche entnommen. Eine bevorzugte Ausfuhrungsform eines Greifersystems ist ein seitlicher Greifer, der nur die Plattenkanten berührt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das optische Prüfverfahren den Schritt der Beaufschlagung des mindestens einen Kunststoffkörpers mit von einer ersten Lichtquelle erzeugtem Licht auf. Bevorzugt liegt das Licht in einem Wellenlängenbereich zwischen 10 und 500 nm. Ferner weist das optische Prüfverfahren den Schritt der Detektion von Fluoreszenzlicht auf, wobei das Fluoreszenzlicht von fluoreszierenden Fehlstellen in dem Kunststoffkörper erzeugt wird, wenn die entsprechenden Fehlstellen mit dem Licht beaufschlagt werden.
Erfindungsgemäß wird also jeder Kunststoffkörper mit Licht beaufschlagt. Fehlstellen im Kunststoffkörper können durch Absorption des Lichts und durch Re-Emission des Lichts in einem anderen Wellenlängenbereich fluoreszieren, wodurch die fluoreszierenden Fehlstellen detektiert werden können. Vorteil dieses Prüfverfahrens ist, dass in besonders einfacher Weise fluoreszierende Fehlstellen im Kunststoffkörper detektierbar sind, da man im Prinzip nur den mit dem Licht ausgeleuchteten Kunststoffkörper aufnehmen muss, z. B. mittels einer Kamera, und dann im aufgenommenen Bild, z. B. mit einem Bildverarbeitungsprogramm, die fluoreszierenden Fehlstellen in dem Kunststoffkörper identifizieren muss.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Oberfläche des Kunststoffkörpers mit Licht beaufschlagt, wobei eine Projektionsfläche der fluoreszierenden Fehlstellen ermittelt wird. Hierfür wird mit Hilfe von Kameras das von dem Prüfkörper emittierte Licht erfasst. Anhand des durch die Kameras detektierten Lichtes wird von einem Bildverarbeitungsprogramm eine Projektionsfläche des Prüfkörpers (Gesamtprojektionsfläche) und der darin befindlichen Fehlstellen erstellt. Als Qualitätskriterium wird eine maximal zulässige Projektionsfläche der Fehlstellen spezifiziert (z.B. maximal zulässige Projektionsfläche der Fehlstellen = 10% der Gesamtprojektionsfläche des Kunststoffkörpers), wobei eine Freigabe der Kunststoffgranulatcharge nur erfolgt, wenn die Projektionsfläche der fluoreszierenden Fehlstellen kleiner ist als die maximal zulässige Projektionsfläche. Durch die Bildverarbeitung kann die Gesamtfläche, die die fluoreszierenden Fehlstellen in Bezug auf die Projektionsfläche des gesamten Kunststoffkörpers einnimmt, ermittelt werden. Das Qualitätskriterium kann nun eine maximal erlaubte Projektionsfläche in Bezug auf die gesamte Projektionsfläche des Kunststoffkörpers spezifizieren. Der Vorteil daran ist, dass nur die Projektionsfläche aller fluoreszierenden Fehlstellen, nicht aber die Projektionsflächen der einzelnen Fehlstellen zur Ermittlung, ob der Kunststoffkörper das Qualitätskriterium erfüllt, herangezogen wird. Die Projektionsfläche aller Fehlstellen ist dabei viel einfacher zu ermitteln als z. B. die Projektionsfläche jeder einzelnen Fehlstelle.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das optische Prüfverfahren ferner den Schritt der Ermittlung von Größe und/oder Form einer jeden fluoreszierenden Fehlstelle auf. Ferner erfolgt eine Ermittlung der Anzahl der fluoreszierenden Fehlstellen in jedem Kunststoffkörper, der mittels des optischen Prüfverfahrens untersucht wird. Die Ermittlung der Größe und/oder Form einer jeden fluoreszierenden Fehlstelle hat den Vorteil, dass jede Fehlstelle als solche erkannt werden kann. Ein fluoreszierendes Staubteilchen, das in der Regel größer ist und auch eine andere Form hat als fluoreszierende Fehlstellen im Kunststoffkörper, wird somit nicht fälschlicherweise als Fehlstelle detektiert. Somit wird im ungünstigsten Fall der entsprechende Kunststoffkörper nicht aufgrund von fluoreszierenden Staubteilchen als nicht dem vorgegebenen Qualitätskriterium entsprechend eingestuft. Ferner kann die Anzahl der fluoreszierenden Fehlstellen in jedem Kunststoffkörper direkt als Qualitätskriterium verwendet werden. Überschreitet z. B. die Anzahl der fluoreszierenden Fehlstellen in einem Kunststoffkörper eine vorgegebene maximal zulässige Anzahl, so kann der Kunststoffkörper als nicht dem vorgegebenen Qualitätskriterium entsprechend eingestuft werden. Nach einer Ausfuhrungsform der Erfindung erfolgt ferner eine Lokalisierung der fluoreszierenden Fehlstellen in jedem Kunststoffkörper, der mittels des optischen Verfahrens untersucht wird. Mittels der Lokalisierung kann z. B. unterschieden werden, ob das Fluoreszenzlicht direkt von einer fluoreszierenden Fehlstelle herrührt oder ob nicht irrtümlicherweise FluoreszenzHcht von einem Staubteilchen detektiert worden ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner den Schritt der Bildverarbeitung des detektierten Fluoreszenzlichts auf. Ferner erfolgt eine Ermittlung von fluoreszierenden Fehlstellen und von Staubteilchen, wobei die Staubteilchen bei Beaufschlagung von Licht fluoreszieren und wobei die Staubteilchen aufgrund der Form und/oder Größe und/oder Position und/oder Wellenlänge und/oder der Farbe des von den Staubteilchen ausgesandten Fluoreszenzlichts von den fluoreszierenden Fehlstellen unterscheidbar sind und wobei die Staubteilchen nicht für die Ermittlung, ob der mindestens eine Kunststoffkörper das zumindest eine vorgegebene Qualitätskriterium erfüllt, mit einbezogen werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung emittiert die Lichtquelle Licht im blauen Wellenlängenbereich und/oder im ultravioletten Wellenlängenbereich und die fluoreszierenden
Fehlstellen emittieren Licht im sichtbaren Bereich, wobei das Fluoreszenzlicht detektiert wird und wobei das von der Lichtquelle ausgesendete Licht mittels eines Filters, der vor dem Detektor für die Detektion des Fluoreszenzlichtes angebracht ist, geblockt wird. Damit kann in besonders einfacher Weise das Fluoreszenzlicht nachgewiesen werden. Bei den fluoreszierenden Fehlstellen handelt es sich in der Regel um Gelkörper. Die Gelkörper sind in der Regel schon im Granulat vorhanden. Damit wird erfmdungsgemäß ein einfaches Verfahren zur Qualitätskontrolle der
Granulatcharge insbesondere im Hinblick auf Gelkörper in dem Granulat angegeben. Gelkörper im
Granulat können im fertigen Spritzgussteil, das heißt im Kunststoffkörper, zu Fließstörungen, die auch als Streaks bezeichnet werden, führen. Die Streaks sind in Kunststoffkörpern besonders unerwünscht, da es sich bei den Streaks um lang gezogene, relativ große Fehlstellen handelt.
Nach einer Ausfuhrungsform der Erfindung handelt es sich bei dem optischen Prüfverfahren um eine Kombination des oben beschriebenen optischen Prüfverfahrens mit einem Beamed-Line- Verfahren oder auch nur um ein Beamed-Line-Verfahren. Beamed-Line-V erfahren zur Detektion von Fehlstellen sind z.B. in der DE 101 44 909 Al oder der DE 10 2004 054 102 Al beschrieben. In Beamed-Line-Verfahren wird ein Kunststoffkörper mit weißem Licht beaufschlagt. Durch eine räumlich aufgelöste Messung der Intensität des reflektierten und transmittierten Streulichts können Fehlstellen im Kunststoffkörper detektiert werden. Durch die Beamed-Line-Technologie können optische Fehler mit sehr kleinen Abmessungen im Bereich von einigen Mikrometern (Streaks, Stippen) sowie opake lichtstreuende Fehler (Glasfasern, Lufteinschlüsse) detektiert werden. Ferner kann dadurch auch Staub auf der Oberfläche des Kunststoffkörpers detektiert werden.
Insbesondere können damit nicht fluoreszierende Fehlstellen detektiert werden. Durch die Verwendung einer Kombination des oben beschriebenen Prüfverfahrens und des Beamed-Line Verfahrens können daher in besonders einfacher Weise fluoreszierende Fehlstellen, also insbesondere Gelkörper, detektiert werden, die mittels des Beamed-Line Verfahrens noch hinsichtlich Streaks weiter untersucht werden können. Die Prüfung eines Kunststoffkörpers auf Fehlstellen mittels der oben beschriebenen Kombination kann auch in mehreren Schritten von statten gehen. Zuerst können z.B. die fluoreszierenden Fehlstellen mittels eines ersten Lichtquelle- Kamera Systems detektiert werden. Im Anschluss daran können mit einem oder mehreren weiteren Lichtquelle-Kamera Systemen die nicht fluoreszierenden Fehlstellen mittels des Beamed-Line- Verfahrens detektiert werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren ferner den Schritt der Kategorisierung der Granulatcharge in eine von mehreren Qualitätsklassen auf, wobei für jede Qualitätsklasse zumindest ein Qualitätskriterium vorgegeben ist und wobei die Granulatcharge für die höchste Qualitätsklasse von den mehreren Qualitätsklassen freigegeben wird, für die der zumindest eine Kunststoffkörper das entsprechende Qualitätskriterium noch erfüllt.
Beispielsweise kann eine Qualitätsklasse Granulate für die Erzeugung von CD- oder DVD- Substraten betreffen. An den mindestens einen Kunststoffkörper, der aus einer Probe des entsprechenden Granulats hergestellt wird, würden sehr hohe Qualitätsanforderungen gestellt werden. Erfüllt dieser Kunststoffkörper das vorgegebene Qualitätskriterium nicht, dann wird die entsprechende Granulatcharge nicht für die Produktion von CD- bzw. DVD-Substraten freigegeben. Der Kunststoffkörper kann jedoch die Qualitätskriterien erfüllen, die z. B. an eine Kraftfahrzeugscheinwerferabdeckung gestellt werden. In diesem Falle würde dann das Granulat für diese Verwendung freigegeben werden. Die Kategorisierung der Granulatcharge hat daher den Vorteil, dass das zu überprüfende Granulat in mehrere Qualitätsklassen eingeteilt werden kann und dann an einen Abnehmer geliefert werden kann, der hinsichtlich der Qualität die der Qualitätsklasse entsprechenden Anforderungen an das Granulat stellt.
In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung für die Kontrolle der Qualität einer Granulatcharge. Die Vorrichtung hat Mittel zur Herstellung von mindestens einem transparenten Kunststoffkörper aus einer Probe, wobei die Probe der Granulatcharge entnommen wird. Die Vorrichtung hat ferner Mittel zur Untersuchung des mindestens einen transparenten Kunststoffkörpers auf Fehlstellen mittels eines optischen Prüfverfahrens. Ferner weist die Vorrichtung Mittel zur Ermittlung anhand der Fehlstellen, ob der mindestens eine Kunststoffkörper zumindest ein vorgegebenes Qualitätskriterium erfüllt, auf. Die Vorrichtung hat zudem Mittel zur Freigabe der Granulatcharge für den Fall, dass das zumindest eine vorgegebene Qualitätskriterium von dem mindestens einen Kunststoffkörper erfüllt wird.
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung für die Qualitätskontrolle für eine Granulatcharge,
Fig. 2 ein Flussdiagramm, das wesentliche Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Kunststoffkörpers,
Fig. 4 eine Tabelle, in der Art, Größe und Form von Fehlstellen in einem Kunststoffkörper näher spezifiziert sind,
Fig. 5 ein Flussdiagramm, in dem wesentliche Schritte eines erfindungsgemäßen optischen Prüfverfahrens dargestellt sind,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Kunststoffkörpers, der mittels des erfindungsgemäßen optischen Verfahrens auf Fehlstellen untersucht wird,
Fig. 7 ein Blockdiagram eines Computersystems.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 100 für die Kontrolle der Qualität einer Granulatcharge. Die Vorrichtung 100 weist eine Spritzguss-Maschine 102, eine Kühlstrecke 104 und eine Stanze 106 auf. Die Vorrichtung 100 für die Qualitätskontrolle hat ferner Mittel 108 zur Erzeugung von entionisierender Luft und eine optische Prüfeinheit 110. Darüber hinaus weist die Vorrichtung 100 ein Computersystem 112 auf.
Einer Granulatcharge, die erfindungsgemäß einer Qualitätskontrolle unterzogen wird, wird eine Probe 1 14 entnommen und der Spritzguss-Maschine 102 zugeführt, um aus der Probe 114 einen Kunststoffkörper (KSK) 116 herzustellen. Die Spritzguss-Maschine 102 weist ein Anguss-System 132 und eine Online-Prozessdatenerfassung (PDE) 156 auf.
Mit der Prozessdatenerfassung 156 wird sichergestellt, dass Schmelze- und Werkzeugtemperaturen sich in einem für das Material geeigneten Temperaturbereich befinden. Dadurch werden beispielsweise thermische Zersetzungs- oder Vernetzungsprozesse, wodurch zusätzlich Fehlstellen entstehen können, vermieden. Zu den hierfür weiterhin relevanten Prozessparametern gehören auch die, die Verweilzeit in der Maschine bestimmende, Zykluszeit und einer möglichen Lunkerbildung entgegenwirkende Drücke, die gleichfalls durch die Prozessdatenverarbeitung 156 sichergestellt werden, sowie die Einspritzgeschwindigkeit, die einen entscheidenden Einfluss auf die Schergeschwindigkeit und somit auf die Scherbeanspruchung des Materials hat.
Das Anguss-System 132 dient zur Aufnahme der aufgeschmolzenen Probe 114 und um diese in einen Werkzeug-Hohlraum der Spritzgießmaschine 102 zu leiten. Der Anguss des aus der Probe 114 mittels der Spritzguss-Maschine erzeugten Kunststoffkörpers 116 erfolgt dabei zentral außermittig über einen geraden Kaltkanal zur Vermeidung von Strömungsumlenkungen und die hierdurch geforderten Materialablagerungen im Bereich der Strömungsumlenkungen. Der Werkzeug-Hohlraum wird dabei von mindestens zwei Formhälften gebildet, mittels derer der Kunststoffkörper mit Wanddicken zwischen 0,5 bis 10 mm vorzugsweise zwischen 1 bis 4 mm und mit einer Fließlänge zwischen 50 bis 700 mm vorzugsweise zwischen 100 bis 300 mm hergestellt wird.
Der Kunststoffkörper 116 wird aus der Spritzguss-Maschine 102, z. B. mit einem Handlinggerät, entnommen ohne dass die Oberflächen des Kunststoffkörpers 1 16 beschädigt werden. Mittels der (automatisierten) Stanze 106 wird der Anguss vom Kunststoffkörper 116 abgetrennt. Im Anschluss daran durchläuft der Kunststoffkörper 116 die Kühlstrecke 104, wobei der Kunststoffkörper 116 abgekühlt wird.
Bevor der Kunststoffkörper 116 der optischen Prüfeinheit 110 zugeführt wird, wird zumindest eine Oberflächenseite des Kunststoffkörpers 116 mit entionisierender Luft angeblasen. Dazu weisen die Mittel zur Erzeugung von entionisierender Luft 108 ein Gebläse 118 auf. Die anzublasende Oberflächenseite des Kunststoffkörpers 116 wird an dem Gebläse 118 vorbeigeführt, wobei Staubteilchen von der Oberfläche entfernt werden und die Oberfläche entladen wird. Dies führt dazu, dass keine neuen Staubteilchen mehr angezogen werden oder zumindest neue Staubteilchen in weitaus geringerem Maße als zuvor angezogen werden.
Im Anschluss daran wird der Kunststoffkörper der optischen Prüfeinheit 110 zugeführt. Die optische Prüfeinheit 1 10 weist eine Lichtquelle 134 und eine Kamera 136 auf. Die Lichtquelle 134 erzeugt Licht im blauen bzw. im ultravioletten Wellenlängenbereich.
Bei Beaufschlagung des Kunststoffkörpers mit dem Licht aus der Lichtquelle fluoreszieren Fehlstellen, wie etwa die Fehlstellen 150, 152 und 154, soweit vorhanden und soweit diese fluoreszieren können. Bei den fluoreszierenden Fehlstellen 150, 152, 154 handelt es sich insbesondere um Gelkörper, die in der Regel bereits im Granulat vorhanden sind. Die Gelkörper treten als Fehlstellen an sich im Kunststoffkörper auf. Sie können jedoch auch längliche Fließstörungen, die so genannten Streaks, hervorrufen. Streaks verlaufen immer in etwa direkt (+/- 15°) in Fließrichtung des Angusses in der Spritzguss-Maschine 102. Streaks entstehen, wenn ein Gelkörper beim Gießen des Kunststoffkörpers über eine gewisse Strecke in Fließrichtung gezogen wird. Daher weisen Streaks immer einen Gelkörper auf. Ferner fluoreszieren Staubteilchen bei Beaufschlagung mit dem Licht aus der Lichtquelle 134. Die Zahl der Staubteilchen sollte jedoch aufgrund der Verwendung von entionisierender Luft minimiert sein.
Zur Detektion des Fluoreszenzlichts wird die Kamera 136 verwendet. Das Fluoreszenzlicht ist in Bezug auf das von der Lichtquelle 134 emittierte Licht in den längeren Wellenlängenbereich verschoben. Es ist daher vorteilhaft, vor die Kamera einen Filter zu positionieren, der eine geringe Transparenz von 0 bis 20%, bevorzugt von 0 bis 10% für das Licht aus der Lichtquelle 134 aufweist und der eine hohe Transparenz von 25 bis 100%, bevorzugt von 80 bis 95% für das Fluoreszenzlicht aufweist. Damit kann in einfacher Weise sichergestellt werden, dass die Kamera nur das Fluoreszenzlicht detektiert, nicht aber das Licht aus der Lichtquelle 134.
Die Kamera 136 dient somit zur Aufnahme eines Abbildes des Kunststoffkörpers 116 mit fluoreszierenden Fehlstellen. Das Kamerasignal kann über das Computersystem 112 ausgewertet werden. Das Computersystem 112 weist einen Mikroprozessor 120, einen Speicher 122 und einen Bildschirm 124 auf. Auf dem Bildschirm 124 kann beispielsweise das mit der Kamera 136 aufgenommene Bild für Bedienpersonal sichtbar gemacht werden.
Der Mikroprozessor 120 führt ein Computerprogrammprodukt 126 aus, welches permanent auf dem Speicher 122 gespeichert ist und das vom Mikroprozessor 120 ausgelesen worden ist.
Das Computerprogrammprodukt 126 weist eine Bildverarbeitungskomponente 130 auf. Mit der Bildverarbeitungskomponente 130 können die fluoreszierenden Fehlstellen 150, 152, 154 im Kunststoffkörper 116 bzw. in dem mit der Kamera 136 gewonnenen Abbild des Kunststoffkörpers detektiert werden. Beispielsweise kann mit der Bildverarbeitungskomponente 130 die Größe und die Form einer jeden fluoreszierenden Fehlstelle ermittelt werden. Ferner erlaubt die Bildverarbeitungskomponente 130 die Ermittlung der Anzahl der fluoreszierenden Fehlstellen in dem Kunststoffkörper 116.
In dem Computerprogrammprodukt 126 ist ferner ein Qualitätskriterium 128 implementiert. Das Computerprogrammprodukt 126 ermittelt anhand der über die Bildverarbeitungskomponente 130 aufgefundenen fluoreszierenden Fehlstellen, ob der Kunststoffkörper 116 das vorgegebene Qualitätskriterium 128 erfüllt.
Das Qualitätskriterium 128 kann z. B. fordern, dass keine fluoreszierenden Fehlstellen mit einer Fläche (Projektionsfläche) über 100 μm2 im Kunststoffkörper vorhanden sind. Für den Fall, dass mittels der Bildverarbeitungskomponente 130 eine Fehlstelle detektiert wird, die größer ist als 100 μm2, wird keine Freigabe der Granulatcharge erfolgen. Dies kann dadurch geschehen, dass das Computerprogrammprodukt 126 über den Bildschirm 124 eine entsprechende Meldung an das Bedienpersonal ausgibt. Für den Fall, dass keine Fehlstelle größer als 100 μm2 aufgefunden worden ist, erfolgt erfindungsgemäß die Freigabe der Granulatcharge, was z. B. dadurch geschehen kann, dass das Computerprogrammprodukt 126 eine entsprechende Meldung an das Bedienpersonal ausgibt.
Alternativ oder in Kombination mit dem oben beschriebenen optischen Prüfverfahren können erfindungsgemäß in der optischen Prüfeinheit 110 auch andere, nicht fluoreszierende Fehlstellen, wie etwa Streaks, Stippen und Glasfasern mittels des Beamed-Line Verfahrens ermittelt werden. Dazu weist die optische Prüfeinheit noch weitere Lichtquelle-Kamera-Systeme (nicht in Fig. 1 eingezeichnet) auf, wobei die Lichtquellen in diesem Fall weißes emittieren und die Intensitäten des reflektierten bzw. transmittierten Streulichts ortsaufgelöst von den Kameras detektiert werden. Aus den Intensitätsverteilungen des reflektierten bzw. transmittierten Lichts kann dann, wie in DE 10 2004 054 102 Al oder DE 101 44 909 beschrieben, die Größe, Lage und Form einer detektierten nicht fluoreszierenden Fehlstelle ermittelt werden.
Die Verwendung des oben genannten Verfahrens, in dem Gelkörper über ihr Fluoreszenzlicht nachgewiesen werden, in Kombination mit dem Beamed-Line-Verfahren hat den Vorteil, dass die Gelkörper zunächst in einfacher Weise nachgewiesen werden können. Das aufwändigere Beamed- Line-Verfahren kann dann eingesetzt werden, um die von den Gelkörpern verursachten Streaks zu detektieren, woraus dann z.B. Informationen gewonnen werden können über die Entstehung von Streaks. Ferner können über das Beamed-Line-Verfahren die nicht fluoreszierenden Fehlstellen, wie etwa Stippen, Lufteinschlüsse und Glasfasern, detektiert werden, so dass mittels weiterer Qualitätskriterien, die sich auf die nicht fluoreszierenden Fehlstellen beziehen, das Granulat weiter klassifiziert werden kann. An die mittels des Beamed-Line-Verfahrens aufgefunden Fehlstellen können somit, wie weiter oben im Detail für die fluoreszierenden Fehlstellen beschrieben, Qualitätskriterien angelegt werden, die einzeln oder in Kombination mit den Qualitätskriterien für die fluoreszierenden Fehlstellen, zur Klassifikation der Granulatprobe in eine Güteklasse verwendbar sind.
Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm, das wesentliche Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. In Schritt 200 erfolgt die Entnahme einer Probe aus einer Granulatcharge. In Schritt 202 wird ein transparenter Kunststoffkörper aus der Probe hergestellt. In Schritt 204 wird der transparente Kunststoffkörper auf Fehlstellen mittels eines optischen Prüfverfahrens untersucht. In Schritt 206 wird anhand der Fehlstellen ermittelt, ob der Kunststoffkörper ein vorgegebenes Qualitätskriterium erfüllt. Ist dies der Fall, erfolgt mit Schritt 208 die Freigabe der Granulatcharge z. B. zur Verwendung für die Produktion von Kunststoffkörpern, die das oben genannte Qualitätskriterium erfüllen müssen. Falls in Schritt 206 festgestellt wurde, dass der Kunststoffkörper das Qualitätskriterium nicht erfüllt, so erfolgt im Schritt 210 eine Einstufung der Granulatqualität als nicht ausreichend für das Qualitätskriterium.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kunststoffkörpers 116. Der Kunststoffkörper 116 ist plattenförmig ausgebildet. Die Wanddicke des Kunststoffkörpers 116 beträgt beispielsweise zwischen 1 und 4 mm und die Länge bzw. die Breite liegt in einem Bereich zwischen 50 und 300 mm. Der Kunststoffkörper ist dabei für das in dem optischen Prüfverfahren eingesetzte Licht und für das Fluoreszenzlicht transparent.
Fig. 4 zeigt eine Tabelle, in der im Kunststoffkörper auftretende Fehlstellen klassifiziert sind. Bei den Streaks handelt es sich, wie bereits zuvor erwähnt, um Fließstörungen an der Probenoberfläche, die dadurch hervorgerufen werden, dass ein Gelkörper beim Gießen des Kunststoffkörpers im Spritzgusskörper über eine gewisse Strecke in Fließrichtung gezogen wird. Die Streaks weisen dabei immer einen Gelkörper auf und sind länglich in Richtung der Fließrichtung orientiert. Die Breite der Streaks variiert zwischen 10 und 200 μm. Die Länge der Streaks in Fließrichtung liegt in der Regel zwischen 0,2 und bis zu 10 mm. Die angebenen Dimensionen (Längen und Breiten) der Streaks hängen stark von den eingestellten Maschinenparametern der Spritzgussmaschine ab.
Gelkörper sind Einschlüsse von gelartigem Material, das andere optische Eigenschaften besitzt als der Kunststoffkörper. Man unterscheidet zwischen Gelkörpern die nicht fluoreszieren und
Gelkörpern die bei Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Licht im blauen Wellenlängenbereich fluoreszieren. Die Länge der fluoreszierenden Gelkörper liegt zwischen 10 und 200 μm. Sie weisen ein Länge zu Durchmesser-Verhältnis von 2 bis 30, im Mittel von 5 bis 15 auf. Die nicht fluoreszierenden Gelkörper weisen eine kreisförmige bis ovale Querschnittsfläche auf. Die Durchmesser der nicht flluoreszierenden Gelkörper liegt zwischen 10 und 500μm und bevorzugt zwischen 30 und 300μm.
Stippen sind Partikel, die optische Fehlstellen hervorrufen können. Es handelt sich dabei um nicht transparente Teilchen (black specs) aus einem Fremdstoff z.B. Metall, anorganischen Verbindung (Pigment) oder Fremdkunststoff oder aus dem Kunststoff des Formteils, die z.B. durch Verbrennen des Kunststoffes bei der Granulat-Herstellung entstehen. Stippen haben einen Durchmesser zwischen 2 und 500 μm und bevorzugt zwischen 5 und 300μm. In Scharen auftretende Stippen bilden schleierartige Fehlstellen (Schlieren), deren Länge zwischen 5 und 100mm, bevorzugt zwischen 10 und 30mm und deren Breite zwischen 1 und 30mm und bevorzugt zwischen 2 und 15mm liegen. In Kunststoffkörpern können ferner auch Glasfasern und Hohlräume bzw. Poren auftreten. Glasfasern sind zylinderförmig ausgebildet und haben Durchmesser zwischen 10 und 50μm, bevorzugt zwischen 10 und 20μm und weisen Längen zwischen 10 und 800 μm und bevorzugt zwischen 30 und 500μm auf.
Poren und Hohlräume (z.B. Lufteinschlüsse) sind ovalförmig ausgebildet und weisen Durchmesser von 1 bis lOOμrn, bevorzugt von 2 bis 30μm auf.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen optischen Prüfverfahrens. In Schritt 500 erfolgt die Beaufschlagung des Kunststoffkörpers mit von einer Lichtquelle erzeugtem Licht. In Schritt 502 erfolgt die Detektion von Fluoreszenzlicht, wobei das Fluoreszenzlicht von fluoreszierenden Fehlstellen in dem Kunststoffkörper erzeugt wird, wenn die entsprechenden Fehlstellen mit dem Licht beleuchtet werden.
Fig. 6 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Kunststoffkörpers 116 in der optischen Prüfeinheit 110. Die optische Prüfeinheit 110 weist, wie zuvor erwähnt, die Lichtquelle 134 und die Kamera 136 auf. Die optische Prüfeinheit 110 weist zudem eine Linse 138 sowie einen Filter 140 auf.
Bei der Lichtquelle 134 handelt es sich beispielsweise um eine Quecksilberdampflampe oder um einen blauen Laser. Das Licht aus der Lichtquelle 134 wird über die Linse 138 geführt, so dass ein Bereich 142 des Kunststoffkörpers 116 mit dem Licht beaufschlagt wird. Das Licht durchdringt in dem Bereich 142 den Kunststoffkörper 116. Zur Fluoreszenz geeignete Fehlstellen (hier die Fehlstelle 150) fluoreszieren im Bereich 142. Auf der in Bezug auf den Kunststoffkörper 116 der Lichtquelle 134 entgegengesetzten Seite befindet sich die Kamera 136 mit dem Filter 140. Der Filter 140 weist eine hohe Transparenz für das Fluoreszenzlicht auf und eine niedrige Transparenz für das von der Lichtquelle ausgesendete Licht. Mit der Kamera 136 können daher die fluoreszierenden Fehlstellen detektiert werden, ohne dass Störungen durch das von der Lichtquelle 134 ausgesendete Licht auftreten.
Der Kunststoffkörper 116 wird zur Aufnahme der fluoreszierenden Fehlstellen in y-Richtung gemäß Koordinatensystem 144 zwischen der Lichtquelle 134 und der Kamera 136 hindurchbewegt. Die Lichtquelle 134 bzw. die Kamera 136 sind dabei in x-Richtung gemäß dem Koordinatensystem 144 verschiebbar, so dass letzten Endes der Bereich 142 über den gesamten Kunststoffkörper 116 wandert und damit ein Abbild des gesamten Kunststoffkörpers 116 mittels der Kamera aufgenommen werden kann. Das Abbild kann der Bildverarbeitungskomponenten 130 (vgl. Fig. 1) zugeführt werden. Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm des Computersystems 112. Wie bereits zuvor erwähnt, weist das Computersystem 112 den Mikroprozessor 120, den Speicher 122, sowie den Bildschirm 124 auf. Der Mikroprozessor 120 fuhrt das Computerprogrammprodukt 126 aus. Das Computersystem 112 weist femer eine Kameraschnittstelle 146 auf, mit der das von der Kamera 136 aufgenommene Bild des Kunststoffkörpers 1 16 an das Computersystem 112 übermittelt werden kann. Der Bildschirm 124 zeigt das Bild 148 des Kunststoffkörpers 116. In dem Bild 148 sind die Fehlstellen 150, 152 und 154 abgebildet. Die einzelnen Bereiche 142 (vgl. Fig. 6) sind dabei vom Computerprogrammprodukt 126 TU dem Bild 148 des Kunststoffkörpers 116 zusammengesetzt worden.
Das Bild 148 entspricht dabei einer Projektion des Kunststoffkörpers längs der xy-Ebene (vgl. Koordinatensystem 144 in Fig. 6), da das Licht den Kunststoffkörper in Bezug auf die xy-Ebene ausleuchtet und sozusagen der Schattenwurf von der Kamera abgebildet wird. Die im Bild 148 gezeigten fluoreszierenden Fehlstellen 150, 152 und 154 entsprechen ebenso Projektionen der im Kunststoffkörper vorhandenen Fehlstellen in der xy-Ebene. Die fluoreszierenden Fehlstellen werden dabei aufgrund ihrer Fluoreszenz als helle Punkte abgebildet (in Fig. 6 sind diese der Einfachheit halber als dunkle Punkte dargestellt). Aufgrund der Hell-/Dunkel-Verteilung im Bild 148 können daher die Fehlstellen 150, 152 und 154 lokalisiert werden und ihre Größe und Form kann ermittelt werden. Zudem kann die Anzahl der Fehlstellen im Festkörper ermittelt werden.
Das vorgegebene Qualitätskriterium kann nun z.B. fordern, dass die Gesamtfläche, die die fluoreszierenden Fehlstellen 150, 152 und 154 in Bezug zur Gesamtfläche des Bildes 148 einnehmen, einen vorgegebenen Wert nicht überschreiten darf. Das bedeutet, dass die gesamte Projektionsfläche der Fehlstellen 150, 152, 154 kleiner sein muss als ein vorgegebener Bruchteil der Projektionsfläche des Kunststoffkörpers. Ist dies nicht der Fall, so wird die Qualität des Granulats als nicht hinreichend eingestuft.
Ferner sind weiter Qualitätskriterien denkbar, aufgrund derer je nach Größe, Lage, Anzahl und/oder Form der Fehlstellen der Kunststoffkörper bzw. das Granulat beurteilt wird. Die Qualitätskriterien können dabei jeweils einzeln oder in Kombination miteinander angewendet werden. Bezugszeichenliste:
100 Vorrichtung
102 Spritzguss-Maschine
104 Kühlstrecke 106 Stanze
108 Mittel zur Erzeugung von entionisierender Luft
110 optische Prüfeinheit
112 Computersystem
114 Probe 116 Kunststoffkörper
118 Gebläse
120 Mikroprozessor
122 Speicher
124 Bildschirm 126 Computerprogrammprodukt
128 Qualitätskriterium
130 Bildverarbeitungskomponente
132 Anguss-System
134 Lichtquelle 136 Kamera
138 Linse
140 Filter 142 Bereich
144 Koordinatensystem
146 Kameraschnittstelle
148 Bild des Kunststoffkörpers 150 Fehlstelle
152 Fehlstelle
154 Fehlstelle
156 Prozessdatenerfassung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Qualitätskontrolle einer Granulatcharge mit den Schritten:
Entnahme einer Probe (114) aus der Granulatcharge;
Herstellung von mindestens einem transparenten Kunststoffkörper (116) aus der Probe;
- Untersuchung des mindestens einen transparenten Kunststoffkörpers auf Fehlstellen (150,
152, 154) mittels eines optischen Prüfverfahrens;
Ermittlung anhand der Fehlstellen, ob der mindestens eine Kunststoffkörper zumindest ein
vorgegebenes Qualitätskriterium (128) erfüllt;
Freigabe der Granulatcharge, falls das zumindest eine vorgegebene Qualitätskriterium von
dem mindestens einen Kunststoffkörper erfüllt wird
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine transparente Kunststoffkörper in einer Spritzguss-Maschine (102) aus der Probe hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine Kunststoffkörper (116) platten- oder scheibenförmig ausgebildet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei zumindest eine Oberflächenseite des mindestens einen Kunststoffkörpers vor der Untersuchung auf Fehlstellen mit entionisierender Luft angeblasen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der mindestens eine Kunststoffkörper mittels eines Anguss-Systems (132) für den Anguss eines jeden Kunststoffkörpers in der Spritzguss-Maschine (102) hergestellt wird, wobei der Anguss zentral außermittig über einen geraden Kaltkanal erfolgt, wobei nach der Herstellung der am Kunststoffkörper verbliebene Anguss von der Kunststoffplatte mit einer Stanze (106) abgestanzt wird, wobei im Anschluss daran der mindestens eine Kunststoffkörper eine Kühlstrecke (104) durchläuft.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das optische Prüfverfahren die folgenden Schritte aufweist: Beaufschlagung des mindestens einen Kunststoffkörpers mit von einer Lichtquelle erzeugtem Licht;
Detektion von Fluoreszenzlicht, wobei das Fluoreszenzlicht von fluoreszierenden Fehlstellen in dem mindestens einen Kunststoffkörper erzeugt wird, wenn die entsprechenden Fehlstellen mit dem Licht beleuchtet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine Oberfläche des mindestens einen Kunststoffkörpers mit Licht beaufschlagt wird, wobei eine Projektionsfläche der fluoreszierenden Fehlstellen ermittelt wird, wobei als Qualitätskriterium eine maximale Projektionsfläche der Fehlstellen spezifiziert, wobei eine Freigabe der Kunststoff granulatcharge nur erfolgt, wenn die Projektionsfläche der fluoreszierenden
Fehlstellen kleiner ist als die maximale Projektionsfläche.
8. Verfahren nach Anspruch 6, ferner mit den Schritten:
Ermittlung von Größe und/oder Form einer jeden fluoreszierenden Fehlstelle und/oder der Wellenlänge des von der Fehlstelle emittierten Fluoreszenzlichts;
- Ermittlung der Anzahl der fluoreszierenden Fehlstellen im Kunststoffkörper.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das vorgegebene Qualitätskriterium (128) eine maximale Größe und/oder eine maximale Anzahl der fluoreszierenden Fehlstellen pro Kunststoffkörper spezifiziert.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die fluoreszierenden Fehlstellen in dem Kunststoffkörper lokalisiert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das vorgegebene Qualitätskriterium einen Mindestabstand zwischen zwei fluoreszierenden Fehlstellen spezifiziert.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, ferner mit den Schritten:
Bildverarbeitung des detektierten Fluoreszenzlichts;
- Ermittlung von fluoreszierenden Fehlstellen und von Staubteilchen, wobei die
Staubteilchen bei Beaufschlagung von Licht fluoreszieren, wobei die Staubteilchen aufgrund Form und/oder Größe und/oder Position und/oder Wellenlänge des von den Staubteilchen ausgesandten Fluoreszenzlichts von den fluoreszierenden Fehlstellen unterscheidbar sind, wobei die Staubteilchen nicht für die Ermittlung, ob der mindestens eine Kunststoffkörper das zumindest eine vorgegebene Qualitätskriterium erfüllt, herangezogen werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei der mindestens eine Kunststoffkörper zwischen der Lichtquelle und Mitteln zur Detektion hindurchbewegt wird, wobei der Kunststoffkörper mit Licht ausgeleuchtet wird, wobei die Mittel zur Detektion für die
Detektion von Fluoreszenzlicht vorgesehen sind.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei Mittel zur Detektion und die Lichtquelle auf derselben Seite in Bezug auf den Kunststoffkörper angeordnet sind, wobei der Kunststoffkörper an den Mitteln zur Detektion und der Lichtquelle vorbeibewegt wird, wobei der gesamte Kunststoffkörper oder Bereiche des Kunststoffkörpers mit Licht von der
Lichtquelle ausgeleuchtet wird und wobei die Mittel zur Detektion für die Detektion von Fluoreszenzlicht vorgesehen sind.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, wobei vor den Mitteln zur Detektion ein Filter angebracht ist, wobei die Lichtquelle Licht in einem ersten Wellenlängenbereich emittiert, wobei der Filter eine geringe Transparenz von 0 bis 20%, bevorzugt von 0 bis
10% für den ersten Wellenlängenbereich aufweist und wobei der Filter eine hohe Transparenz von 25 bis 100%, bevorzugt von 80 bis 95% für Licht mit einem zweiten Wellenlängenbereich aufweist, wobei der zweite Wellenlängenbereich über dem ersten Wellenlängenbereich liegt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, wobei die Lichtquelle Licht im blauen Wellenlängenbereich und/oder im ultravioletten Wellenlängenbereich (UV-Licht) erzeugt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 16, wobei es sich bei den fluoreszierenden Fehlstellen um Gelkörper handelt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei es sich bei dem optischen Prüfverfahren um ein beamed-line Verfahren handelt, wobei Fehlstellen im
Kunststoffkörper lokalisierbar sind und/oder wobei für jede Fehlstelle Form und/oder Größe bestimmbar ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei es sich bei den Fehlstellen um Streaks, Stippen, Glasfasern und Lufteinschlüsse handelt.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit dem Schritt der Kategorisierung der Granulatcharge in eine von mehreren Qualitätsklassen, wobei für jede Qualitätsklassen zumindest ein Qualitätskriterium vorgegeben ist und wobei die Granulatcharge für die höchste Qualitätsklasse von den mehreren Qualitätsklassen freigegeben wird, für die der zumindest eine Kunststoffkörper das entsprechende Qualitätskriterium noch erfüllt.
21. Vorrichtung (100) für die Kontrolle der Qualität einer Granulatcharge mit:
Mitteln (102) zur Erzeugung von mindestens einem transparenten Kunststoffkörper (1 16) aus einer Probe (114), wobei die Probe der Granulatcharge entnommen wird;
Mitteln (110) zur Untersuchung des mindestens einen transparenten Kunststoffkörpers auf Fehlstellen (150, 152, 154) mittels eines optischen Prüfverfahrens;
- Mitteln (112) zur Ermittlung anhand der Fehlstellen, ob der mindestens eine
Kunststoffkörper zumindest ein vorgegebenes Qualitätskriterium (128) erfüllt;
Mitteln zur Freigabe der Granulatcharge, falls das zumindest eine vorgegebene Qualitätskriterium von dem mindestens einen Kunststoffkörper erfüllt wird.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Vorrichtung eine Spritzgussmaschine (102) aufweist, wobei der mindestens eine transparente Kunststoffkörper in der
Spritzgussmaschine aus der Probe herstellbar ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, ferner mit Mitteln (108) zur Erzeugung von entionisierender Luft und mit Mitteln (118) zum Anblasen zumindest einer Oberflächenseite des mindestens einen Kunststoffskörpers mit der entionisierender Luft.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die Spritzgussmaschine ein Angusssystem (132) für den Anguss eines jeden Kunststoffkörpers aufweist, wobei die Vorrichtung ferner eine Kühlstrecke (104) und eine Stanze (106) aufweist, wobei der mindestens eine Kunststoffkörper mittels des Angusssystems in der Spritzgussmaschine herstellbar ist, wobei die Stanze zum Abstanzen des Angusses vom Kunststoffkörper vorgesehen ist, wobei die Kühlstrecke zum Abkühlen des Kunststoffkörpers vorgesehen ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, ferner mit:
Mitteln zur Beaufschlagung des mindestens einen Kunststoffkörpers mit von einer Lichtquelle (134) erzeugtem Licht; Mitteln (136) zur Detektion von Fluoreszenzlicht, wobei das Fluoreszenzlicht von fluoreszierenden Fehlstellen im dem mindestens einen Kunststoffkörper erzeugt wird, wenn die entsprechenden Fehlstellen mit dem Licht beleuchtet werden.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei eine Oberfläche des mindestens einen Kunststoffkörpers mit Licht beaufschlagbar ist, wobei eine Projektionsfläche der fluoreszierenden Fehlstellen ermittelbar ist, wobei das Qualitätskriterium eine maximale Projektionsfläche spezifiziert, wobei eine Freigabe nur erfolgt, wenn die Projektionsfläche kleiner ist als die maximale Projektionsfläche.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, ferner mit:
- Mitteln zur Ermittlung von Größe und/oder Form einer jeden fluoreszierenden Fehlstelle und/oder der Wellenlänge des von der Fehlstelle emittierten Fluoreszenzlichts;
Mitteln zur Ermittlung der Anzahl der fluoreszierenden Fehlstellen in jedem Kunststoffkörper.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 27, ferner mit Mitteln zur Lokalisierung der fluoreszierenden Fehlstellen in j edem Kunststoffkörper.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 28, wobei Staubteilchen auf dem Kunststoffkörper bei Beaufschlagung mit dem Licht fluoreszieren, wobei die Vorrichtung Mittel zur Identifizierung der Staubteilchen basierend auf der Ermittlung von Form und/oder Größe und/oder Position und/oder Wellenlänge des emittierten Fluoreszenzlichts aufweist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 29, mit Mitteln zur Durchführung der Kunststoffkörper zwischen der Lichtquelle und der Mittel zur Detektion, wobei der Kunststoffkörper zeilenweise mit Licht ausleuchtbar ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 29, wobei die Mittel zur Detektion und die Lichtquelle auf derselben Seite in Bezug auf den Kunststoffkörper angeordnet sind, wobei der Kunststoffkörper an den Mitteln zur Detektion und der Lichtquelle vorbeibewegbar ist, wobei der Kunststoffkörper zeilenweise mit Licht von der Lichtquelle ausleuchtbar ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 31, wobei vor den Mitteln zur Detektion ein Filter angebracht ist, wobei die Lichtquelle Licht in einem ersten Wellenlängenbereich emittiert, wobei der Filter eine geringe von 0 bis 20%, bevorzugt von 0 bis 10% Transparenz für den ersten Wellenlängenbereich aufweist und wobei der Filter eine hohe Transparenz von 25 bis 100%, bevorzugt von 80 bis 95% für Licht mit einem zweiten Wellenlängenbereich aufweist, wobei der zweite Wellenlängenbereich über dem ersten Wellenlängenbereich liegt.
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