OCTinline - Entwicklung eines Inline-Prüfsystems zur Detektion von Siegelnahtdefekten; Teilvorhaben Fraunhofer IVV - Nahtdefektanalyse und Validierung des Inline-Prüfsystems

Abstract

Die Gewährleistung der Produktsicherheit stellt bei Folienverpackungen von z.B. Lebensmitteln höchste Anforderungen an die Siegelnahtqualität. Gesetzliche Vorgaben bezüglich Recyclingfähigkeit und Rezyklateinsatz bei der Verpackungsherstellung führen zunehmend zu erheblichen Problemen beim Verschließen von Verpackungen durch das weit etablierte Wärmekontaktsiegelverfahren. Hierdurch erhöht sich die Notwendigkeit einer lückenlosen Nahtinspektion in der Produktion, um den Ausschuss durch eine frühzeitige Detektion der Fehlstellen zu reduzieren. Ziel des Forschungsvorhabens war daher die Entwicklung eines Demonstrators für ein neuartiges System zur Prüfung von Siegelnähten ohne eine Verminderung der Maschinenausbringung. Als zielführende Methode wurde die optische Kohärenztomographie (OCT) ausgewählt, die es ermöglicht, aufgrund von dreidimensionalen Fügenahtbildern Fehlstellen zu erkennen. Die erforderlichen Detektionsgenauigkeiten von Siegelnahtdefekten bis zu 8 μm bei einer Prüfgeschwindigkeit von 10 m/min sowie von Defektgrößen von bis zu 20 μm bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von 25 m/min wurden im Rahmen des Forschungsprojekts erreicht. Somit eignet sich die Technologie für den Einsatz in schnell laufenden Verpackungsprozessen. Für die Erprobung des Systems unter praxisnahen Bedingungen wurde ein Versuchsstand aufgebaut, der sowohl den Einsatz definierter Referenzproben im Rolle-zu-Rolle Verfahren ermöglicht als auch das unmittelbare Fügen zweier Folienlagen mit anschließender Aufnahme der Naht. Der entwickelte Versuchsaufbau sowie das integrierte Prüfsystem stehen nach Projektende als Demonstrator für die Veröffentlichung der Projektergebnisse sowie zur Weiterentwicklung des Systems für weitere Materialien und Anwendungsfälle zur Verfügung.