Kontinuierliche Inline-Messungen und gezielte Laboranalysen liefern ergänzende Informationen zur Beantwortung dieser Frage. Die EMG SOLID®-Produktfamilie kombiniert infrarot- und fluoreszenzbasierte Verfahren zur Messung von Ölfilmen, ausgewählten Oberflächenrückständen und Isolierlacken. EMG SOLID® LAB erweitert diese Möglichkeiten auf die Probenanalyse im Labor.
Ölfilme und Beschichtungen: Unterschiedliche Aufgaben, unterschiedliche Messanforderungen
Schutzöle tragen dazu bei, Korrosion während der Lagerung und des Transports zu verhindern. Umformschmierstoffe verringern die Reibung zwischen Werkstoff und Werkzeug. Isolierlacke auf Elektroband sorgen für elektrischen Widerstand zwischen den Lamellen und tragen so dazu bei, Wirbelstromverluste in Motoren und Generatoren zu begrenzen. Jede Anwendung erfordert eine definierte Beschichtungsmenge und eine angemessene Verteilung.
Eine unzureichende Schmierung kann den Umformprozess beeinträchtigen, während eine übermäßiger Auftragung den Verbrauch erhöht und nachgeschaltete Anlagen verunreinigen kann. Isolierbeschichtungen müssen innerhalb des vorgegebenen Dickenbereichs bleiben, um ihre Funktion zu erfüllen, ohne dass es zu unnötigen Beschichtungsablagerungen kommt.
Auch die relevante Messgröße unterscheidet sich. Der Ölauftrag wird üblicherweise als Beschichtungsmasse pro Flächeneinheit in g/m² angegeben, während Trockenlackfilme meist durch die Dicke in µm spezifiziert werden.
Inline-Messungen decken Veränderungen während der Produktion auf und helfen dem Bedienpersonal, Abweichungen zu erkennen. Labormessungen ermöglichen eine genauere Untersuchung ausgewählter Proben und einzelner Positionen. Zusammen unterstützen sie die Prozessbewertung und fundierte Qualitätsentscheidungen.
Infrarot- und Fluoreszenzmessung: Auswahl der geeigneten Methode
EMG SOLID® IR und EMG SOLID® LIF nutzen unterschiedliche optische Effekte zur Bestimmung des Ölbeschichtungsgewichts. Beide messen berührungslos am laufenden Band, doch ihre Eignung hängt vom Schmiermittel, vom Substrat, vom Oberflächenzustand und von der Einbaugeometrie ab.
EMG SOLID® IR wertet die Absorption von Infrarotlicht bei für das Öl charakteristischen Wellenlängen aus. Das Licht durchdringt den Ölfilm, wird von der Metalloberfläche reflektiert und durchdringt den Film erneut. Eine geeignete Kalibrierung setzt die gemessene Absorption in das Beschichtungsgewicht um.
Das System deckt Ölschichtgewichte von 0,1 bis 6 g/m² ab. Gruppenkalibrierungen für verschiedene Öltypen und eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Ölgemischen unterstützen Anwendungen mit wechselnden Schmierstoffen. Unebene Passivierungsschichten verfälschen die Ölmessung nicht. Ein Nennmessabstand von 200 mm sorgt für einen Abstand zum Band. Um stabile Messergebnisse zu erzielen, müssen unmittelbar vor dem EMG SOLID® IR-System Homogenisierungswalzen installiert werden, damit der Ölfilm unmittelbar vor der Messung homogenisiert wird.
EMG SOLID® LIF nutzt gepulstes UV-Licht, um in geeigneten Bestandteilen der Schmierschicht Fluoreszenz anzuregen. Das erfasste Fluoreszenzsignal wird mithilfe einer anwendungsspezifischen Kalibrierung in einen Wert von Gramm pro Quadratmeter umgerechnet. Das System verfügt über einen Messfleck von 8 mm und einen Nennarbeitsabstand von 40 mm. Seine geringe Empfindlichkeit gegenüber Oberflächenstruktur, Öltröpfchen und strukturierten Heißkleberrückständen ermöglicht in den meisten Fällen eine Messung ohne Homogenisierungswalzen.
EMG SOLID® LIF unterstützt auch den Nachweis sehr dünner Schmierstoffrückstände, zum Beispiel nach der Reinigung. Bei solchen Anwendungen wird in der Regel eher die Fluoreszenzintensität als das absolute Beschichtungsgewicht bewertet. Die Eignung hängt von den Fluoreszenzeigenschaften des Rückstands und des Substrats ab.
Für beide Verfahren sind repräsentative Material- und Schmierstoffproben unerlässlich, um den geeigneten Messansatz und die Kalibrierung festzulegen.
Messung von Isolierlacken auf Elektroband mit EMG SOLID® DFT
Isolierlacke stellen eine andere Messaufgabe dar als Schutz- oder Formöle. Ihre Trockenfilmdicke muss unter den Betriebsbedingungen einer Beschichtungsanlage für Elektroband überwacht werden. EMG SOLID® DFT nutzt hierfür die laserinduzierte Fluoreszenz, insbesondere bei nicht kornorientiertem Elektroband.
Das System misst geeignete transparente und pigmentarme Beschichtungen in einem festgelegten Bereich von 0 –10 µm. Zu den Anwendungsbereichen zählen Isolierlacke der Klassen C3 bis C6, einschließlich selbsthaftender Beschichtungen, wobei die Kalibrierung an die Beschichtung und das Substrat angepasst wird.
Das optische Verfahren erfordert keine radioaktive Quelle und keine separate Inline-Messung des unbeschichteten Bandes vor der Beschichtung. Messköpfe können oberhalb und unterhalb des Bandes installiert werden. Verfahrvorrichtungen erfassen Beschichtungsschwankungen über die Breite hinweg, während das Band die Anlage durchläuft.
Für zuverlässige Ergebnisse muss mehr als nur der Nenn-Dickenbereich berücksichtigt werden. Die Beschichtungszusammensetzung, die Aushärtungsbedingungen und die Temperatur des Bands können die Fluoreszenzreaktion beeinflussen. Der angegebene Temperaturbereich erstreckt sich unter konstanten Temperaturbedingungen bis 150 °C; bei schwankenden Bedingungen können spezifische Kompensationen erforderlich sein.
Mit geeigneter Kalibrierung und Integration helfen die gewonnenen Dickenangaben dem Bedienpersonal dabei, den Beschichtungsprozess zu bewerten, Abweichungen zu erkennen und die Produktionsqualität zu dokumentieren. Sie bieten zudem eine Grundlage für die Prüfung, ob Beschichtungszugaben reduziert werden können, ohne dass die vorgegebenen Anforderungen beeinträchtigt werden.
EMG SOLID® LAB: Ergänzung der Inline-Messung durch Probenanalyse
EMG SOLID® LAB ermöglicht fluoreszenzbasierte Messungen unabhängig von der Produktionslinie. Damit lassen sich ausgewählte Proben auf Ölfilme und geeignete Trockenbeschichtungen untersuchen, wobei die Ergebnisse je nach Kalibrierung als Beschichtungsgewicht oder Schichtdicke angegeben werden.
Der Bediener setzt den handgeführten Messkopf direkt auf die Probe auf. Seine mechanische Konstruktion gewährleistet einen definierten optischen Abstand, während ein 8-mm-Messfleck die Untersuchung einzelner Stellen ermöglicht. Messungen an mehreren Positionen helfen dabei, lokale Schwankungen zu beurteilen, die durch einen Gesamtdurchschnitt der Probe verdeckt werden könnten.
Zu den typischen Aufgaben gehören die Untersuchung der Schmierstoffverteilung, die Prüfung von Proben aus Bandbearbeitungslinien und die Bewertung von Änderungen an Schmierprozessen. Einzelmessungen und Messreihen mit Mittelwertbildung unterstützen diese Untersuchungen, wobei die Ergebnisse zur Dokumentation und weiteren Analyse zur Verfügung stehen. Ein separater Newsletter-Artikel wird den Labor-Workflow und die Anwendungsmöglichkeiten näher beleuchten.
Den richtigen Messansatz für Ihre Anwendung finden
Die Auswahl eines Messsystems beginnt mit dem Material, der Beschichtung und den Qualitätsanforderungen. Der erwartete Messbereich, der Oberflächenzustand, der Einbauraum und der Kalibrierungsbedarf bestimmen, welcher Ansatz geeignet ist. Der Zugang für Wartungsarbeiten, der Schutz der Optik und die Integration in bestehende Datensysteme beeinflussen ebenfalls den praktischen Betrieb.
Die Spezialisten von EMG können Ihnen dabei helfen, diese Anforderungen anhand repräsentativer Proben und Informationen zum Prozess zu bewerten. Wenn Sie eine neue Messaufgabe planen oder eine bestehende Anwendung überprüfen möchten, wenden Sie sich an EMG, um geeignete Methoden, notwendige Kalibrierungsarbeiten und die Möglichkeiten zu besprechen, wie Inline- und Labormessungen Ihre Qualitätsbewertung unterstützen können.
Für weitere Informationen und Details wenden Sie sich bitte an EMG unter solid(at)emg-automation.com
Broschüre zum Herunterladen: Broschüre zur EMG SOLID®-Produktfamilie