In-line Regelung des Spitzgussprozesses mit neuem Messsystem für Granulatfeuchte von < 0,05%

Hintergrund des Projekts

Das Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung eines innovativen Mikrowellen-Resonanzmesssystems zur präzisen Online-Messung sehr geringer Restfeuchten in Kunststoffgranulaten während des Spritzgießprozesses. Bereits geringste Feuchteabweichungen können zu Qualitätsmängeln, Ausschuss und erhöhtem Ressourcenverbrauch führen. Ziel ist es daher, die Granulatfeuchte kontinuierlich und direkt im Produktionsprozess zu überwachen, um eine stabile und ressourceneffiziente Fertigung zu ermöglichen. Das Projekt adressiert damit einen wichtigen Bedarf der kunststoffverarbeitenden Industrie nach einer schnellen, präzisen und wirtschaftlichen Feuchtemessung.

Projektziel

Im Rahmen des Projektes soll ein neuartiges Mikrowellen-Messsystem zur berührungslosen Inline-Messung von Restfeuchten unter 0,05 % entwickelt werden. Ergänzend soll eine Schnittstelle zwischen Feuchtesensor und Spritzgießmaschine geschaffen werden, die eine automatische Anpassung der Prozessparameter während des laufenden Betriebs ermöglicht. Ziel dabei ist die Reduzierung von Ausschuss, die Verbesserung der Bauteilqualität sowie die Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz in der Kunststoffverarbeitung.

Projektablauf

Das Projekt wird in Kooperation zwischen Industrie und Forschungseinrichtungen durchgeführt. Zunächst werden hochsensitive Resonatoren und geeignete Mikrowellenverfahren für die Messung sehr geringer Feuchtegehalte entwickelt und untersucht. Anschließend werden Zusammenhänge zwischen Granulatfeuchte, Prozessparametern und Bauteilqualität experimentell erforscht und statistisch ausgewertet. Auf dieser Grundlage werden eine automatische Prozessregelung sowie eine digitale Schnittstelle zur Spritzgießmaschine entwickelt. Abschließend erfolgt die Erprobung, Validierung und Optimierung des Gesamtsystems unter praxisnahen Bedingungen.

Innovation

Die Innovation des Projekts liegt in der erstmaligen Entwicklung eines Mikrowellen-Resonanzmesssystems zur zerstörungsfreien Inline-Messung extrem geringer Restfeuchten in Kunststoffgranulaten. Darüber hinaus werden erstmals die Zusammenhänge zwischen Granulatfeuchte, Prozessparametern und Bauteilqualität systematisch untersucht und für eine automatische Prozessregelung genutzt. Durch die erfolgreiche Umsetzung können Ausschuss, Material- und Energieverbrauch deutlich reduziert sowie Produktqualität und Prozessstabilität verbessert werden. Die entwickelten Technologien bieten darüber hinaus Potenziale für weitere Branchen, beispielsweise die Pharma-, Elektronik- und Werkstoffindustrie.