Volumen Prüfmaschine. Wie iterative Entwicklung zum Erfolg wird
Qualitätscheck der Nähte von großvolumigen Kunststoffnähten
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Zeit ist Geld.
Damit die Prüfkosten das Endprodukt nicht unnötig verteuern, musste der item pluspartner LMZ aus dem Oldenburger Münsterland, einen Weg finden für den Qualitätscheck von großvolumigen Kunststoffsäcken, die Nähte schneller zu testen, ohne Einbußen bei der Erkennung zu riskieren.
Bei der Erprobung eines innovativen Verfahrens traten unerwartete Effekte auf, die dank des Einsatzes von Aluminiumprofilen kostengünstig gelöst werden konnten. Kunststoffsäcke werden in unterschiedlichen Formen und Größen produziert. Sie bestehen in der Regel aus mehreren Bahnen, die miteinander verschweißt werden. Das Ziel ist eine perfekt geschlossene Oberfläche, die Schmutz und Feuchtigkeit abhält und den Inhalt schützt.
Kunststoffsäcke werden in unterschiedlichen Formen und Größen produziert
Sie bestehen in der Regel aus mehreren Bahnen, die miteinander verschweißt werden. Das Ziel ist eine perfekt geschlossene Oberfläche, die Schmutz und Feuchtigkeit abhält und den Inhalt schützt.
Weil sich die Kunden darauf verlassen, dass jeder einzelne Kunststoffsack diesen Anforderungen entspricht, werden diese vor der Auslieferung geprüft. Bei großvolumigen Kunststoffsäcken ist diese Prüfung eine echte Herausforderung: Die Säcke besitzen im befüllten Zustand eine Kantenlänge bis zu 1,5 x 1,5 x 4,5 Meter. Das Volumen beträgt also rund 10 m³. Den kompletten Sack mit diesem Prüfvolumen zu füllen und die Dichtigkeit zu bescheinigen, verursacht hohe Kosten. Zum einen ist die Anlage zum Befüllen mit Luft aufwendig und benötigt viel Platz. Zum anderen steigt die Prüfzeit mit dem Volumen und reduziert den Durchsatz.
LMZ beschloss deshalb, das Prüfvolumen einzugrenzen und so die Prüfzeit zu verkürzen. Außerdem sollte der Prüfdruck auf 15 mbar begrenzt werden.
Wie testet man ein großes Volumen auf wenig Platz? Indem die Säcke zwischen zwei Ebenen eingeklemmt werden. Was auf dem Papier machbar aussah, musste sich in der Praxis als umsetzbar erweisen. Der Prototyp wurde mit item Profilen 8 40x40 errichtet und als Trennebene wurden Aluminium Schutzzaunmatten verwendet. Die Verwendung von Standard-Elemente senkt die Grundkosten und sorgt für eine schnelle Umsetzung.
Bei den ersten Test kam es jedoch zu unerwarteten Problemen.
Schnell zeigte sich, dass sich das Gestell schon bei der Hälfte des geforderten Drucks auseinander bog. Die Spannungskräfte an der Oberfläche waren höher als erwartet.
Bei einem Stahlgestell hätte man nun einen neuen Prototypen bauen müssen, weil diese Rahmen nicht so einfach veränderbar sind. Verschraubte Aluminiumprofile hingegen ermöglichen, das Design flexibel anzupassen und weitere Streben sofort zu ergänzen. Dank der flexiblen Bauweise konnten das Team von LMZ nach und nach weitere Verstrebungen in den Aufbau einbringen bis die gewünschte Leistung erreicht wurde. Der iterative Ansatz kostete nur wenig Zeit, weil Aluminiumprofile rasch zugeschnitten und befestigt werden können. Der nächste Test konnte rasch durchgeführt werden, während bei ein Stahlrahmen jede Änderungen eine aufwändige Behandlung, Kühlzeit und Korrosionsschutz verlangt hätte.
Statt einfach deutlich mehr Streben als notwendig zu verwenden, konnte LMZ durch diese Methode den Aufbau optimieren und die Gesamtkosten für die Anlagen extrem gering halten. Anschließend musste die Messtechnik für das Prüfgerät ausgesucht werden, damit der komplette Testablauf abgebildet und dokumentiert werden konnte. Der geschilderte Aufbau führt dazu, dass ein Großteil des Prüfvolumens bereits vorgefüllt wird. Es muss also nur wenig Luft nachgeführt werden. Allerdings ist eine Stabilisierungsphase zu beachten, weil aufgrund der Dehnung der Folie der Druck zwischenzeitlich abfällt. Die Steuerung stellt sicher, dass solange Luft nachgefüllt wird, bis die Dehnung der Hülle null beträgt.
Erst jetzt kann der Prüfcomputer feststellen, ob der Druck tatsächlich gehalten wird. Das Erarbeiten und Einstellen der Prüfparameter erfordert akribisches Arbeiten. Doch schließlich war alles optimiert und der Kunde konnte den Prototypen bewerten.
Die Anlage bestand alle Tests mit Bravour. Das Ergebnis war positiv und LMZ erhielt den Auftrag, die Testvorrichtung in eine Serienvorrichtung umzubauen. Auch hier zeigte sich, dass ein variables Design von Vorteil ist. Das Gestell musste vor Ort beim Kunden tiefer gesetzt und auf der langen Ebene Edelstahlbleche ergänzt werden. Diese können von den Werkern als Arbeits- und Ablagefläche genutzt werden kann. Außerdem wurde ein Sicherheitsbereich mit Zweihandschaltung und abgesicherten Schiebetüren seitlich ergänzt.
