Qualitätsprognose der Oberflächengüte

Im Bereich der Kunststoffverarbeitung gibt es den Trend, Bauteiloberflächen gezielt mit mikro- und nanostrukturierten Oberflächen zu versehen. Erst durch diese Veredelung ist es möglich, dass Bauteile die gewünschte Funktion erbringen. Anwendungsbeispiele sind Oberflächen mit maßgeschneiderten Zellanhaftungen (biomedizinische Anwendung) oder Oberflächen mit maximaler Lichttransmission (optische Anwendung). Die Herausforderung ist dabei, etablierte aber relativ kostenintensive Verfahren aus dem Labor in kostengünstige Verfahren für die Massenproduktion weiterzuentwickeln. Dies erfordert Verbesserungen entlang der gesamten Produktionskette, insbesondere auch im Bereich der Qualitätsüberwachung.

Die Abteilung »Bild- und Signalverarbeitung« hat im Rahmen des EU-Forschungsprojekts »IMPRESS« ein Qualitätsüberwachungssystem für die Herstellung von strukturierten Oberflächen entwickelt. Als Ausgangspunkt diente das bereits vorhandene modulare System »NEPRES«, das um erforderliche neue Funktionalitäten erweitert wurde. Das System analysiert kontinuierlich Maschinen und Prozessdaten aus verschiedenen Spritzprägeprozessen, und erstellt darauf basierend Prognosen zu Oberflächengüte der erzeugten Bauteile.

Die Leistungsfähigkeit wurde anhand von konkreten Produktionen evaluiert. Für die Herstellung von Mikronadel-Arrays wurde dabei eine Vorhersagegüte von bis zu 98% erreicht. Die Information steht dabei unmittelbar nach der Bauteilfertigung der Bauteile zur Verfügung und kann somit zeitnah zur Identifikation von Ausschuss und für die Prozessoptimierung verwendet werden.