InKraftSens

Bei Herstellung und Verarbeitung flexibler Kunst- oder Faserstoffbahnen ist eine homogene Bahnkraftverteilung qualitätsentscheidend. Dünne, niedrigkomplexe, naturfaserbasierte oder rezyklierte Materialien, die nicht nur für Verpackungen gesetzlich gefordert sind, weisen stärker schwankende Eigenschaften und schmalere Prozessfenster auf als etablierte Verbunde. Planlageabweichungen, Falten, Einschlüsse sowie verarbeitungs-induzierte Spannungen wirken sich weit kritischer aus. Je früher solche Abweichungen erkannt werden und eine Nachreglung oder Ausschleusung erfolgt, desto weniger Störungen und Ausschuss sind die Folge.

Prüfmethoden, wie Schmidt-Hammer, Streifentests o.ä. liefern nur offline und stichprobenartig Ergebnisse. Inlineverfahren basieren auf Staudruckprinzip oder Messfolien/-rollen und können zu Bahnschäden, Verschleiß und Ergebnisverfälschung führen. Optische Verfahren sind bzgl. bedrucktem Material beschränkt einsetzbar und teuer.

Eine neue Inlinemessmethode macht sich zu Nutze, dass sich bei variierender Bahnkraft der Kontakt zwischen Bahn und Messeinheit ändert. Dies beeinflusst den Wärmestrom aus der temperierten Messeinheit in die Bahn. Die übertragene Wärme können Dünnschichtthermoelemente in Echtzeit und hochaufgelöst erfassen, wie in IGF 20340 BG »RobInPro« erfolgreich nachgewiesen wurde. Auf einem Bahnlaufelement appliziert und mit geeigneter Schutzschicht versehen, ergeben sie ein platzsparendes, bahnschonendes Messsystem für die künftige Inlineregelung der Bahnkraftverteilung. Hierfür soll der Proof-of-Concept erbracht, d.h. ein Sensor entwickelt und die Messmethode validiert werden. Es entsteht ein Demonstrator und ein Versuchsaufbau für Parameterstudien. Entwicklungsschritte auf dem Weg zu einem Messsystem und einer Messmethode, die industrielle Anforderungen erfüllt, werden sein:

1. Entwicklung eines Sensoraufbaus sowie von reibmindernden Schutzschichten auf Testsubstraten
2. Entwicklung eines Messsystems bestehend aus Sensorarray, Temperierung, Elektrostatische Ableitung, Datenübertragung sowie Datenverarbeitung und Aufbau einer Testumgebung
3. Validierung des Messsystems in Laborumgebung anhand eines Polymerfolien- sowie eines Papierverbun-des
4. Weiterentwicklung und Skalierung des Sensorarrays auf Industriemaßstab
5. Validierung des Messsystems an einer Technikums- oder Produktionsmaschine zur Bahnverarbeitung oder Bahnherstellung
6. Entwicklung und Validierung der Messmethode; Ableitung von F&E-Bedarf

Einsatzbereiche für Messsystem und -methode sind die Herstellung technischer Produkte, die Verpackung von Konsumgütern, die Veredlung flexibler Materialien u.v.m. Die innovative Lösung trägt den Bestrebungen nach adaptiven Maschinen, sicheren Produkten und minimalem Ressourcenverbrauch Rechnung und unter-stützt KMU beim Bewältigen des starken Nachhaltigkeitstrends.