ABS mit kleinsten PP Beimischungen sicher unterscheiden

 

Lassen sich ABS mit 0,0% PP von ABS mit 0,2%, 0,5% und 1,0% mit dem Solid Scanner unterscheiden? Gesucht wurde eine sichere und schnelle Prüfung für die Wareneingangskontrolle.

 

 

Aufgabenstellung: Schnelle und sichere Unterscheidung möglich?

Im Rahmen eines Beratungsauftrages wurden wir gebeten zu prüfen inwieweit die NIR-Technik ABS Kunststoffe mit unterschiedlichen PP-Beimischung sicher unterscheiden kann. Hintergrund dieser Fragestellung war, dass der Kunde eine schnelle Qualitätsprüfung für die eigene Wareneingangskontrolle suchte. Es wurden uns sowohl Gut-Proben wie Schlecht-Proben gestellt.

 

Herausforderung: Beimischungen < 1% unterscheidbar?

Die Herausforderung lag in diesem Fall an den geringen Beimischungen von PP. Während wir bisher sehr gute Erfahrungen bei der automatisierten Unterscheidung von Beimischungen ab 5% machen konnten, ging es bei dieser Fragestellung um die Unterscheidung von 0,0%, 0,2%, 0,5% und 1,0% PP-Beimischung.

 

Herangehensweise

Nachdem wir von jeder Probe mindestens 5 Messungen erstellten erhielten wir eine Vielzahl an Rohspektren die sich augenscheinlich kaum voneinander unterschieden – wie erwartet.

Rohspektren von ABS mit kleinsten PP-Beimischungen. Die Unterschiede in den Spektren sind mit dem Auge nicht zu erfassen.

 

Eigene Proben einsenden

 

Differenzdarstellung zeigt präzise Unterschiede bei einzelnen Wellenlängen im NIR Spektrum

In diesen Fällen kommt man ohne die Differenzdarstellung nicht aus. Dort werden die bearbeiteten Spektren direkt übereinandergelegt und die relativen Differenzen dargestellt.

Die Differenzdarstellung der bearbeiteten Spektren zeigt klare Unterschiede.

Diese Darstellung förderte größere Unterschiede zu Tage als es die Rohspektren vermuten ließen. Insbesondere der Bereich von 1.300 nm bis 1.400 nm zeigt sehr anschaulich die Unterschiede: Das ABS ohne Beimischung (in rot) unterscheidet sich klar von den anderen Proben, wobei der Unterschied zwischen ABS + 0,0% PP und ABS + 1,0% PP (in lila) natürlich am stärksten ist. Es lassen sich jedoch beide Mischungen klar von den übrigen Proben mit 0,2% und 0,5% trennen.

 

Clusterdarstellung gruppiert große Mengen an NIR Spektren übersichtlich

Es sind klar 3 Gruppen zu erkennen: ABS + 0,0% PP, ABS + 1,0% PP und die gemeinsame Gruppe mit 0,2% und 0,5% PP-Beimischung.

 

Was die Differenzdarstellung schon vermuten lässt, bestätigt die 3D-Clusterdarstellung: Die Unterschiede, die der Solid Scanner bei den Proben mit 0,2% und 0,5% PP-Beimischung misst, sind zu klein, um diese Mischungen sicher auseinander halten zu können. Die Punktewolken in blau und türkis liegen faktisch übereinander. Die Unterschiede in der bearbeiteten Absorbanz liegen dabei im Bereich 10(-4). Mittels manueller Überprüfung in der Differenzdarstellung oder der 3D-Clusterdarstellung können die Proben sicher unterschieden werden.

Verschiedene Tests haben jedoch ergeben, dass die absoluten Unterschiede zu klein sind, um sicher mit Hilfe des Identifikationsalgorithmus erkannt und zugeordnet werden zu können. Die manuelle Identifikation ist jedoch einfach und ebenso sicher und klar:

Bei der Wareneingangskontrolle können nun neue Lieferungen schnell und sicher manuell zugeordnet werden. Bei dieser Probe (Punkt in lila) handelt es sich eindeutig um ABS mit 1,0% PP-Beimischung und liegt damit außerhalb der Spezifikation.

 

Fazit

Bis dato wussten wir, dass der Solid Scanner sehr gut Mischungen, wie z.B. Kunststoff A + 5% B, Kunststoff A + 10% B, Kunststoff A + 15% B …, auseinanderhalten kann. Dieses Kundenprojekt hat jedoch gezeigt, dass mit dem NIR Scanner Kunststoffe mit wesentlich geringeren Beimischungen sicher unterschieden werden können, auch wenn man in diesem Fall auf die automatische Identifikation verzichten muss. Die absoluten Unterschiede sind zu klein, um durch den Auswertealgorithmus sicher unterschieden werden zu können.

Der Kunde kann mit einer kompakten und mobilen Lösung im Wareneingang sicher reines ABS von ABS mit PP-Beimischungen der gewünschten Größenordnung (0,2% und 0,5%) von Beimischungen außerhalb der Spezifikation (1,0%) innerhalb von Sekunden unterscheiden.

 

Verwendete Produkte

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