NanoOnSpect. Karlsruher Automations-Treff , Fraunhofer ICT

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1 NanoOnSpect Entwicklung von online Charakterisierungstechnologien im Extrusionsprozess von nanopartikelverstärkten Kunststoffen Karlsruher Automations-Treff , Fraunhofer ICT

2 Materialqualität - Abhängigkeiten: Qualität der Rohmaterialien Stabilität der Vorprozesse Stabilität der Dosierung Stabilität der Hilfsprozesse (Entgasen etc.) Stabilität der Prozessparameter Verweilzeit und - verteilung Verschleiß der Maschinen Aufwand und Anforderungen der Prozessdokumentation steigt Prozeßoptimierung (technisch und wirtschaftlich) braucht mehr Prozeßverständnis und Prozeßcharakterisierung Wua Die heutige online Prozeßkontrolle arbeitet mit sehr wenigen Qualitätsparamtern

3 Online Charakterisierung heute Motor: Schneckendreh zahl Leistungsaufnahme (Drehmoment) Getriebe Drehmoment Prozeßeinheit Lokale Gehäusetemperatur Heiz-/Kühlzeiten Lokaler Druck Lokale Temperatur Höhe des Vakuums Düse Schmelzedruck Schmelzetemperatur Stand der Technik der online Charaktierisierungsmethoden erlauben keine Kontrolle oder Regelung der Materialqualität oder der Prozessstabilität

4 Zielstellung NanoOnSpect Projekt 1. Charakterusierungs-Instrument für die online Charakterisierung polymerer Schmelze im Extrusionsprozess on BOX, anpassbar auf die Anwendung / Material jetzt verfügbar zur Validierung 2. Compoundingprozess Nexxus Channel - schonende Dispergierung von empfindlichen Füllstoffen wie Plättchen, Fasern - verfügbar im Frühjahr Neues Regelungssystem - Intelligent Module Regelung des Compoundig-Prozesses als geschlossener Regelungskreis verfügbar Frühjahr 2014 NanoOnSpect entwickelt die Anwendung am Beispiel Nanocomposite Entwickelte Technologie kann ebenso für andere Compounds angewendet werden

5 Vorgehensweise in NanoOnSpect Online Characterisierungstechnologie in der on BOX Analyse der Sensorsignale und Interpretation Dispergiertechnologie on BOX Konventionelle Dispergierung Nano composit Anpassbare Dispergierung Kontrolventil Partikeldosierung Polymerdosierung Sensorsignale Partikeldosierung Intelligent Module

6 on BOX on BOX erste erfolgreiche Entwicklung Anwendbar unter industriellen Bedingungen Modulares Design, Sensoren können nach Anwendung ausgesucht werden Industriel standardisierte Sensorbuchsen Messung im Hauptstrom und im Nebenstrom möglich Eine mechanische und elektrische Schnittstelle Neue Sensoren Ermöglicht Prozessregelung Daten für Neue Dateninterpretation Prozesskontrolle

7 Messbare Compoundeigenschaften on BOX aktuelle Sensorik und detektierbare Eigenschaften Agglomerisationsgrad Füllstoff Viskosität Elektrische Eigenschaften Thermische Eigenschaften MW Sensorik Optische Spectroskopie Kapillarviskosität US Sensorik Elektrischer Widerstand MW Sensorik (dielektrische Eigenschaften) Thermische Leitfähigkeit Dichte US Sensorik Temperatur der Schmelze Optische Temperaturmessung Druck Optische Druckmessung Füllstoffkonzentration MW Sensorik Optische Spektroskopie

8 Sensorik- Optische Spektroskopie Detektion mittels RAMAN, UV-VIS Konzentration Agglomerationsgrad Schädigung des Füllstoffes Veränderungen im Compound

9 Sensorik - Thermische Leitfähigkeit Thermische Eigenschaften Thermische Leitfähigkeit Online in der Schmelze

10 Sensorik Temperatur/Druck Optische Temperatur- /Druckmessung Temperaturmessung an mehreren Stellen in der Schmelze Miniaturisierte Drucksensorik

11 Sensorik- Ultraschall Ultraschal Sensorik: Detektion der Dämpfungseigenschaften und der Laufzeitveränderung Dichte Viskosität Reflektiertes Echo (blau) Transmittoertes Echo (rot)

12 Sensorik- Microwellen Mikrowellensensorik: Detektion von: Füllstoffkonzentration Agglomerationsgrad

13 Sensorik Electrischer Widerstand Elektrischer Widerstand:

14 Sensorik Kapillarviskosität Viskosität: Kapillarviskosität bei festgelegter Scherrate

15 Messbare Compoundeigenschaften on BOX aktuelle Sensorik und detektierbare Eigenschaften Agglomerisationsgrad Füllstoff MW Sensorik Optische Spectroskopie Viskosität Elektrische Eigenschaften Thermische Eigenschaften Dichte Temperatur der Schmelze Druck Kapillarviskosität US Sensorik Elektrischer Widerstand MW Sensorik (dielektrische Eigenschaften) Thermische Leitfähigkeit US Sensorik Optische Temperaturmessung Optische Druckmessung Intelligent Module Charakterisierung von nicht messbaren Eigenschaften Füllstoffkonzentration MW Sensorik Optische Spektroskopie

16 Workshop Workshop 19. November 2013 am Fraunhofer ICT (morgen) Mehr Informationen unter

17 Industrieller Arbeitskreis

18 Mitgliedschaft im Industriellen Arbeitskreis IRG NanoOnSpect Neueste Ergebnisse o Sensorik oder Prozesstechnologie oder Material oder Anwendung Anwendung der on BOX für Ihre Anwendungen o Beteiligung an Versuchen innerhalb NanoOnSpect o Anwendung der on BOX in Ihrem Technikum

19 NanoonSpect Reliable, integrated online characterisation tool for thermoplastic compounds

20 NanoOnSpect Coordination Weitere Informationen Irma Mikonsaari Fraunhofer ICT Joseph von Fraunhoferstrasse Pfinztal (Berghausen) Germany Phone +49 (0)

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