de.wedoany.com-Bericht: Das Fraunhofer IKTS integriert die Optische Kohärenztomographie (OCT) in den Siegelprozess industrieller Verpackungsmaschinen und führt bei Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 25 Metern pro Minute eine Echtzeit-, kontinuierliche und zerstörungsfreie Qualitätsprüfung der sich bildenden Siegelnaht durch, wobei Defekte bis zu einer Größe von 8 Mikrometern erkannt werden können. Wie der Wissenschaftler Conner Phillips aus der Gruppe Charakterisierungsprozesse des Instituts erläutert, basiert die OCT-Technologie auf Infrarotlicht-Bildgebung und wurde ursprünglich für die Augenheilkunde entwickelt. Sie ermöglicht nun eine dreidimensionale, zerstörungsfreie Bildgebung von Strukturen unter der Oberfläche verschiedenster Materialien und kann so Inhomogenitäten oder Defekte lokalisieren. Das System sendet nahinfrarotes Licht in das Material und erfasst die reflektierten Signale, woraus hochauflösende dreidimensionale Bilder der inneren Struktur erzeugt werden. Materialfehler, Blasen oder unzureichend verschweißte Bereiche werden sichtbar, ohne die Verpackung oder das Produkt zu beschädigen.
Im öffentlich geförderten Projekt „OCTInline" haben IKTS-Forschende die OCT-Technologie direkt in den Siegelprozess der Verpackungsmaschinen von Industriepartnern integriert. Wie der Leiter der Gruppe Charakterisierungsprozesse, Ralf Schallert, erklärt, kann das System verschiedene Poren mit einer Größe von bis zu 8 Mikrometern in der Siegelnaht erkennen und visualisieren. Die zentrale Herausforderung für das Projektteam war die Vereinbarkeit von hoher Auflösung und hoher Produktionsgeschwindigkeit – je kleiner die Defekte, desto größer die Datenmenge, die erfasst und verarbeitet werden muss. Zudem beeinflussen kleinste Vibrationen der Folie die Messergebnisse. Phillips erläutert, dass die Lösung das Zusammenspiel von Schärfentiefe, Belichtungszeit und Folienbewegung berücksichtigen musste.
Neue Anforderungen an die Nachhaltigkeit von Verpackungen erhöhen die Bedeutung einer zuverlässigen Prüfung von Siegelnähten. Immer mehr Hersteller setzen auf recycelbare Monofolien, die sich leichter recyceln lassen als mehrschichtige Verbundmaterialien. Schallert weist darauf hin, dass Monofolien aus ökologischer Sicht attraktiv sind, aber häufiger fehlerhafte Siegelnähte aufweisen, weshalb der Bedarf an kontinuierlicher Kontrolle steigt.
Die Echtzeitprüfung bietet Herstellern vielfältige Vorteile. Die schnelle Erkennung von Defekten trägt zur Reduzierung von Ausschuss und Materialverbrauch bei, gleichzeitig liefert das System Informationen über den Zustand von Maschinen und Werkzeugen. Schallert erklärt, dass viele Defekte auf eine unzureichende Abstimmung von Druck, Temperatur und Material oder auf den Verschleiß der Werkzeuge im Laufe der Zeit zurückzuführen sind. Mithilfe der OCT-Daten können diese Veränderungen visualisiert werden, sodass Wartungsbedarf wie ein Werkzeugwechsel frühzeitig erkannt werden kann.
