Extrusion 8-2022

Fazit und Ausblick Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde zunächst ein Mess- aufbau entwickelt, mit dem Oberflächen- sowie Schnittkanten- bilder von Schaumfolien und Schaumplatten aufgenommen werden können. Zur einfachen Integrierbarkeit der Bildauf- nahme in einen bestehenden Prozess wurde eine Verarbei- tungskette entwickelt, mit der die Schaumprobenaufnahme inklusive dazugehöriger Metainformationen wie Prozesseinstel- lungen und Rezeptur in einer Datenbank zur weiteren Verarbei- tung abgespeichert werden konnten. Die KNN zur Schaum- strukturanalyse und Merkmalsextraktion waren für die unter- suchten Schaumblasfolien weitgehend deckungsgleich mit hän- disch annotierten Vergleichsbildern. Anhand der Analyse eines umfassenden Versuchsplans chemisch geschäumter Folien konn- ten die Einflüsse der Maschineneinstellungen auf verschiedene Schaummerkmale präzise quantifiziert werden. Darauf aufbau- end konnte ein erster Ansatz für ein Regelungssystem zur ge- zielten Einstellung einer definierten Schaumzellexzentrizität entwickelt werden. Durch die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens können die kmU der Schaumextrusionsbranche ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern, indem sie veraltete und zeitaufwändige Verfahren zur Analyse der Schaumstrukturen durch ein inlinefähiges kamera- basiertes System ersetzen und somit die Ausschussquoten sen- ken und Produktqualitäten steigern. Zukünftig sollte die benötigte Anzahl notwendiger Trainingsdaten für das Training von KNN für verschiedenste Schaumstrukturen und Materialien sowie die Möglichkeit des Einsatzes von Transferlernmethoden zur Anpassung bestehender KNN durch wenige zur Verfügung stehende Trainingsdaten untersucht werden. Danksagung Das IGF-Vorhaben 21294 N der Forschungsvereinigung Kunst- stoffverarbeitung wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und - entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bun- destages gefördert. Allen Institutionen gilt unser Dank. Die Autoren Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann ist Inhaber des Lehrstuhls für Kunststoffverarbeitung der RWTH Aachen und Leiter des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen Lukas Seifert, M.Sc., arbeitet seit 2021 als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Extrusion/Datengetriebene Qualitäts- regelung am IKV Nicolas Reinhardt, M.Sc., arbeitete von 2017 bis 2022 als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Schaumextrusion am IKV Malte Schön, M.Sc., ist seit 2021 Abteilungsleiter Extrusion und Kautschuktechnologie am IKV Literatur [Ber12] B ERDEL , K.: Inline-Inspektion texturierter und hoch- glänzender Kunststoffoberflächen. RWTH Aachen, Dissertation, 2012 – ISBN: 978-3-86130-247-6 [Bor90] B ORGSCHULTE , K.: Industrielle Bildverarbeitung: Ein Bau- stein der rechnergestützten Qualitätssicherung. RWTH Aachen, Dissertation, 1990 – ISBN: 3-88585-801-0 [CM17] M ÜLDER , C.: Tomographie von Kunststoffschäumen im sichtbaren Spektrum. RWTH Aachen, Dissertation, 2017 – ISBN: 978-3-95886-182-4 [Eli03] E LIAS , H.-G.: Makromoleküle Band 4 – Anwendung von Polymeren. Weinheim: Wiley-VCH Verlag [HM12a] H OPMANN , C.; M ÜLDER , C.: Inline-Prüfung von Polymer- schaum: Kontinuierliche Überwachung. QZ – Qualität und Zuverlässigkeit 57 (2012) 9, S. 46-49 [HM12b] H OPMANN , C.; M ÜLDER , C.: Inline-Qualitätskontrolle geschäumter Kunststoffhalbzeuge mittels digitaler Bildverarbeitung. Institut für Kunststoffverarbeitung, RWTH Aachen, Abschlussbericht zum IGF Forschungs- vorhaben Nr. 16394 N, 2012 [NJ95] N EWMAN , T.; J AIN , A. K.: A Survey of Automated Visual Inspection. Computer Vision and Image Under- standing 61 (1995) 2, S. 231-262 [Pet03] P ETERS , R.: Schaumstrukturanalyse mit digitalen Bild- verarbeitungsmethoden. RWTH Aachen, Dissertation, 2003 [SWBM18] S CHMIDT , U.; W EIGERT , M.; Br OADDUS , C.; M YERS , G.: Cell detection with star-convex polygons. In Interna- tional Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention (pp. 265-273). Springer, Cham., 2018 ➠ Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen Lukas Seifert, Lukas.Seifert@ikv.rwth-aachen.de Seffenter Weg 201, 52074 Aachen, Deutschland, www.ikv-aachen.de Bild 6: Entwickelter Ansatz für ein Regelungskonzept 28 Schaumextrusion – Aus der Forschung Extrusion 8/2022 E : Abweichung vom Soll E: Exzentrizität S 1 : Eingriffsgrenze 1 S 2 : Eingriffsgrenze 2 F 1 : Multiplikator Auszugsgeschwindigkeit F 2 : Multiplikator Kühlvolumenstrom E E > S 1 E > S 2 Kein Eingriff nein nein ja ja E * F 1 E * F 2 E Soll E Ist - Abzugsgeschwindigkeit Kühlvolumenstrom Folienbreite