Qualitätskontrolle des Neck-Finish in der Kunststoffflaschenherstellung

Die Flaschen-Body-Inspektion umfasst eine Reihe von dimensionalen und strukturellen Parametern, die die Performanz entlang der Lieferkette beeinflussen. Die am häufigsten gemessenen Abmessungen umfassen:

• Body-Außendurchmesser – überprüft, ob der Behälter korrekt in die Füll- und Verschließanlagen passt

• Body-Höhe – stellt sicher, dass Behälter die Anforderungen an Füllstand und Etikettierung erfüllen

• Wandstärke – identifiziert ungleichmäßige Materialverteilung, die die Festigkeit reduzieren oder unnötiges Gewicht hinzufügen kann

• Bodenstärke – bestätigt die strukturelle Performanz unter Stapel- und Innendruck

• Ovalität – misst die Abweichung von einem kreisförmigen Querschnitt

Die Messung der Wand- und Bodenstärke wird immer wichtiger, da Hersteller Leichtbaustrategien verfolgen – den Harzverbrauch reduzieren, ohne die Performanz zu beeinträchtigen. Die Messung von Tausenden von Datenpunkten pro Behälter, wie es der

Torus B302 mittels konfokaler Weißlichttechnologie tut, ermöglicht es Herstellern, die Materialverteilung genau abzubilden und Probleme frühzeitig im Produktionsprozess zu erkennen.

Sowohl das Torus B301 als auch das Torus B302 sind halbautomatische berührungslose Inspektionssysteme für Kunststoffbehälter, erfüllen jedoch unterschiedliche Anforderungen an Messungen.

Torus B301

• Ausgelegt für schnelle, hochpräzise optische Inspektion der Abmessungen von Preform-Hals und -Körper

• Verwendet telezentrische optische Technologie

• Misst Halsdurchmesser und -höhen, Körperdurchmesser, -höhe sowie bis zu 16 Rotations-Durchmesserpositionen

• Messgenauigkeit: +/-0,030 mm

• Am besten geeignet für QC-Labore und die Preform-Inspektion mit hohem Durchsatz

Torus B302

• Kombiniert alle Funktionen des B301 mit Messungen der Wandstärke und der Bodendicke

• Ergänzt konfokale Weißlichttechnologie für berührungslose Dickenmessung

• Erfasst Tausende Dicken-Datenpunkte pro Behälter

• Unterstützt Messbereiche von 0,04 mm bis 8,0 mm über austauschbare Sensoren

• Am besten geeignet für die Inspektion fertiger Behälter, Lightweighting-Programme und die Validierung neuer Produkte

Beide Systeme sind SPC-kompatibel und mit UKAS-rückführbarer Zertifizierung erhältlich. Die Wahl hängt davon ab, ob neben der Dimensionsmessung auch Dickenmessdaten erforderlich sind.

Die berührungslose Inspektion eliminiert zwei wesentliche Fehlerquellen bei der traditionellen Maßmessung: die physikalische Verformung des Teils und die Variabilität des Bedieners.

Herkömmliche Kontaktmessgeräte können dünnwandige Kunststoffteile während der Messung verformen und so Fehler in das Ergebnis einbringen. Bei der Großserienproduktion können verschiedene Bediener, die dasselbe Messgerät verwenden, auch inkonsistente Messungen aufzeichnen, was es schwierig macht, eine echte Prozessdrift zu erkennen.

Berührungslose Systeme – unter Verwendung telezentrischer Optiken oder konfokaler Weißlichttechnologie – erfassen dimensionale Daten aus der Ferne, ohne mechanische Beeinflussung des Teils. In Kombination mit automatischen Ausrichtungsfunktionen wie selbstzentrierenden Werkzeugen und automatischer Gewindeanfangserkennung liefert dies hochgradig wiederholbare Ergebnisse, unabhängig davon, wer das Gerät bedient oder in welcher Schicht es läuft.

Die berührungslose Inspektion unterstützt auch die kontinuierliche Qualitätsüberwachung. Da Messungen schneller sind und weniger Bedienerkenntnisse erfordern, wird es praktikabel, einen höheren Anteil der Produktionsleistung zu inspizieren – was die Fehlererkennung verbessert und frühere Korrekturmaßnahmen ermöglicht.

Maßabweichungen an Halsmündungen können in mehreren Phasen des Herstellungsprozesses entstehen. Zu den häufigsten Ursachen gehören:

• Formverschleiß oder -beschädigung – die allmähliche Abnutzung der Formkavitäten führt zu einer fortschreitenden Drift der Halsmaße und betrifft im Laufe der Zeit typischerweise das T-Maß und das Gewindeprofil

• Prozesstemperaturschwankungen – inkonsistente Harz- oder Formtemperaturen beim Spritzgießen oder Blasformen beeinflussen den Materialfluss und die Endmaße

• Schwankungen der Abkühlrate – ungleichmäßige Abkühlung zwischen Kavitäten oder über Produktionsschichten hinweg verursacht Maßinkonsistenzen, insbesondere bei Mehrkavitätenformen

• Materialschwankungen – Änderungen der Harzviskosität, des Feuchtegehalts oder der Chargeneigenschaften beeinflussen, wie das Material die Form füllt

• Maschinenverschleiß – verschlissene Spritzgießmaschinen können eine inkonsistente Schließkraft aufbringen, was die Teilegeometrie beeinflusst

Statistische Prozessregelung (SPC) – unterstützt sowohl durch den Torus B301 als auch den Torus B302 – ist der effektivste Ansatz, um diese Ursachen frühzeitig zu erkennen. Durch die Überwachung von Messwerttrends im Zeitverlauf erkennt SPC Prozessdrift, bevor sie zu Teilen außerhalb der Toleranz führt, und reduziert Ausschuss, Nacharbeit sowie das Risiko von Ausfällen im Feld.