Extrusion Russian Edition 4-2022

16 ЭКСТРУЗИЯ 4/2022 КОМПАУНДИРОВАНИЕ пеноматериала, исследуются только вручную и в отрыве от производства в ходе трудоемких и длительных измерений [HM12a, HM12b]. Отсутствие системы непрерывного контроля качества ячеистой структуры приводит к тому, что сравнение технологических параметров с полученными свойствами и их оптимизация выполняются только после проведения отдельных анализов вручную в лаборатории с существенной задержкой по вре- мени, которая влечет за собой повышение объемов брака. Кроме того, эта субъективная ручная методика контроля качества таит в себе высокий риск ошибок. Во-первых, визу- альный контроль – это монотонная процедура, которая при этом требует большой концентрации внимания и тщательно- сти. Таким образом, результат проверки серьезно подвержен ошибкам вследствие усталости и субъективности лаборанта [Ber12, Bor90, NJ95]. Во-вторых, в связи с большим количе- ством пор в ячеистой структуре исследование параметров качества отнимает очень много времени, в результате чего число образцов пеноматериала, которые можно проверить во процессе производства, сведено к минимуму [Pet03]. Изучение структуры пеноматериалов С учетом вышеизложенного в настоящее время специ- алисты заняты разработкой автоматизированной системы анализа ячеистой структуры, которая позволит исключить субъективные оценки конкретных операторов и обеспечить объективное и воспроизводимое определение свойств пе- номатериала с последующей корректировкой настроек. Апробация этой системы осуществляется на экструзионно- выдувной установке по производству трехслойных пленок компании Kuhne Anlagenbau в промышленной лаборато- рии Института по переработке пластмасс (IKV). Структура пленки типа A/B/A формируется с помощью двух одно- шнековых экструдеров 45 мм типа KFB 45/600 (L/D=24) и одного одношнекового экструдера типа KFB 35/600 (L/ D=20). Используемые в испытаниях шнеки представляют собой трехзональные шнеки со срезывающими и смеситель- ными инструментами. Для производства вспененных пленок используется по- лиэтилен низкой плотности марки 2102N0Wкомпании Sabic Europe. Физический вспенивающий агент — диоксид угле- рода (CO 2 ) — нагнетается в расплав экструдера, выполняю- щего средний слой, с помощью технологии Optifoamфирмы Promix Solutions. Таким образом, вспененный внутренний слой окружен компактными и при этом очень тонкими и ви- зуально прозрачными крайними слоями. В ходе производ- ства рукавной пленки из пеноматериала ведется непрерыв- ный отбор проб, которые анализируются на измерительном стенде, разработанном IKV. Конструкция установки со все- возможными измерительными стендами приведена на рис. 1. В рамках первой проверки технической осуществимости используется измерительная позиция «a». Измерительный стенд состоит из измерительного стола, подсветки и камеры со штативом для получения воспроизводимых снимков за счет соблюдения постоянного расстояния между камерой и пленочным образцом. Съемка осуществляется камерой с 5-мегапиксельной фотоматрицей КМОП IMX264 с кадро- вымфотозатвором и би-телецентрическим объективом с уве- личением 0,243. Благодаря освещению падающим светом снимки получаются на черном фоне. На рассматриваемых срезах с разрешением 2448 × 2048 пикселей показан участок вспененного экструдированного материала размером при- близительно 3,5 × 2,92 см. Пример снимка приведен на рис. 2. На первом этапе сделанные снимки ячеистой структуры снабжаются метаданными текущего процесса на локальном компьютере. К метаданным относятся, во-первых, такие не- обходимые для последующего отслеживания сведения, как номер установки, временная метка и рецептура, во-вторых, текущие технологические настройки и требуемые критерии качества производства. В настоящий момент технологиче- ские настройки вводятся вручную. Далее по мере реализа- ции этого научно-исследовательского проекта запланиро- вано автоматическое считывание текущих технологических настроек через интерфейсы установки. Снабженные метаданными снимки направляются в базу данных MySQL по каналам цифровой архитектуры про- мышленной лаборатории IKV. Вычислительная машина (компьютер) для обработки изображений считывает новые записи базы данных MySQL и запускает для новых снимков описанный ниже алгоритм обработки изображений. Локаль- ное разделение фотосъемки в промышленной лаборатории или на производстве и процесса обработки изображений в отдельной серверной гарантирует целый ряд преимуществ с точки зрения практичности и выполнения требований про- мышленного производства. Так, например, компьютерную Рис. 1. Схематическое изображение процесса выдувной экструзии пленок с помощью измерительного стенда для фотосъемки (источник: IKV) 10 мм Рис. 2. Образец снимка ячеистой структуры рукавной пленки (источник: IKV)