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Am Kunststoff-Zentrum (SKZ) in Würzburg wurde das erste industrietaugliche Millimeterwellen-Messsystem zur Bestimmung der Wanddicke von Rohren eingesetzt.

Die Wanddicke von extrudierten Kunststoffrohren bestimmt einerseits maßgeblich die mechanischen Eigenschaften des Produkts und andererseits unmittelbar die Herstellungskosten. Bei einem angenommenen durchschnittlichen Massendurchsatz von ca. 1 Tonne pro Stunde, 8.000 Produktionsstunden pro Jahr und einem Materialwert von 1.500 Euro pro Tonne führt bereits 1 % Materialeinsparung zu einer Kostenersparnis von 120.000 Euro pro Jahr. Eine Materialersparnis kann einfach durch eine entsprechende Optimierung der Wanddicke erreicht werden, sofern diese exakt gemessen und anschließend angepasst werden kann. Auf diese Weise amortisieren sich Messsystemkosten innerhalb kürzester Zeit. Daher sind Inline-Wanddickenmesssysteme für Rohre, aber auch andere Extrusionsprodukte, notwendig.

Viele Jahrzehnte dominierten hier Ultraschallmessverfahren. Dabei wird die Laufzeit von in das Extrudat eingeleiteten Ultraschallwellen gemessen und unter Kenntnis der materialspezifischen Schallgeschwindigkeit in eine Wanddicke umgerechnet. Das SKZ verfügt über ein derartiges System der iNOEX GmbH, Melle. Nachteilig ist jedoch, dass die Schallgeschwindigkeit stark temperaturabhängig ist, sodass übliche Temperaturschwankungen in der Extrusion eine exakte Wanddickenmessung behindern. Der apparative Aufwand ist verhältnismäßig groß, da Ultraschallverfahren ein Koppelmedium etwa in Form von Wasser zwischen dem Prüfkopf und dem Extrudat erfordern. Dieses Wasser kann z. B. zu Veralgung neigen und damit die Messung behindern.

Die so genannte Millimeterwellen- oder Radartechnologie zeichnet sich im Unterschied zu Ultraschallverfahren durch eine berührungslose Messweise aus, so dass keine Wasserankopplung benötigt wird. Der apparative Aufwand ist damit signifikant geringer, was erfahrungsgemäß mit einer hohen industriellen Akzeptanz einhergeht. Weiterhin ist diese Messmethode temperaturunabhängig, so dass die Wanddicke erstmals unabhängig von extrusionsbedingten Temperaturänderungen zuverlässig und reproduzierbar ermittelt werden kann.

Im Gegensatz zur sogenannten Terahertz-Technik wird bei der Radartechnologie zudem auf optische Elemente und Laser verzichtet. Dadurch ist eine höhere Robustheit gegenüber industriellen Bedingungen gewährleistet. Ein solches inlinefähiges und robustes System steht dem SKZ nun erstmals dank einer langfristigen Geräteleihgabe durch den Hersteller SIKORA AG, Bremen, zur Verfügung. Das System wird sowohl in die Aus- und Weiterbildungsaktivitäten des SKZ eingebunden, um Kursinhalte auf dem aktuellen Stand der Technik zu halten als auch in zahlreichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten Einzug finden. Darüber hinaus wird es auch für Messaufgaben im Rahmen von industriellen Aufträgen eingesetzt.

Das SKZ ist fest davon überzeugt, dass Radarsysteme in naher Zukunft den Markt dominieren werden. Aus diesem Grund können sich interessierte Unternehmen vor Ort am SKZ ein Bild über diese erfolgsversprechende Anlagentechnik machen.

Pressemitteilung des SKZ vom 18.10.2018