Inline-Dickenmessung zur Qualitätskontrolle für kalandrierte Folien
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| Bilder: SBI Mechatronik |
Eine international tätige Unternehmensgruppe für Primärverpackungen im Pharma-Bereich mit Produktionsstätten in Europe, USA sowie Südamerika und Asien vertraut bei der Herstellung der Basisfolien auf die Inline-Dickenmesstechnologie der SBI Mechatronik GmbH zur Sicherstellung höchster Qualitätsanforderungen.
Mit einer starken globalen Orientierung, einem qualitativ hochwertigen Produktsortiment und partnerschaftlicher Zusammenarbeit bedient mannahezu alle pharmazeutischen Unternehmen.
Kontinuierlicher Kapazitätsausbau und die nachhaltige Erfüllung der Anforderungen der pharmazeutischen Industrie fördern den weiteren Expansionskurs und nachhaltiges Wachstum des Unternehmens. Sämtliche Unternehmensprozesse, Anlagen und Produkte sind auf das Umfeld der Pharmaindustrie ausgerichtet.
In diesem Kontext suchte man neue Lösungen für die kontinuierliche Inline-Dickenmessung bei der Herstellungder Basisfolien. Diese werden am Standort in Deutschland auf drei Kalanderanlagen produziert und stellen die Basis für die umfassende Produktpalette des Unternehmens dar. Der Hauptanteil dieser Folien geht dabei für die Weiterverarbeitungan die anderen globalen Standorte des Unternehmens und eine lückenlose Qualitätskontrolle ist daher essenziell.
Bis dato waren an den Anlagen strahlungsbasierte Messsysteme im Einsatz. Bei diesen Messverfahren fungieren permanente Strahlungsquellen als Sensor für die Messaufgabe. Da die ß-Strahler jedoch ihre Halbwertszeit überschritten hatten und die Wartung schwierig wurde, suchte man nach einem neuen System.
Nach ersten Versuchen mit einem Hersteller von X-Ray basiertem Scanner-Rahmen an einer der Kalanderlinien, zeigte sich eine mangelnde Flexibilität bei Software-Anpassungen entsprechend der individuellen Kundenanforderungsprofile. Hinzu kam, dass Isotopen- und auch Röntgenstrahler behördliche Auflagen und Genehmigungsverfahren sowie die Notwendigkeit regelmäßiger Schulungen für das Bedienpersonalund Emissionsprüfungen nötig machen, welche aufwändig und kostenintensiv sind.
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Dadurch entschied man sich, die Suche nach einem geeigneteren System für die anderen Linien fortzusetzen. Ziel war es ein alternatives Messsystem mit zumindest vergleichbarer Genauigkeit bei den herzustellenden Foliendicken zwischen 60 und 700 μm zu finden. Zudem sollte es in die bestehenden Systemlandschaft einfach eingebunden werden können, was ein Windows basiertes System voraussetzte.
Last but not least sollte ein neues Messverfahren gleichzeitighohe Flexibilität in der Anwendung aufweisen, um individuelle Kundenwünsche, wie Verfügbarkeit der Rohdaten, Übertragung der Auftragsdaten aus SAP und Rückverfolgung von Änderungen, entsprechend adaptieren zu können.Einen neuen Partner für das umfangreiche Anforderungsspektrum fand man mit der SBI Mechatronik GmbH. SBI-Mechatronik, ein österreichisches Unternehmen mit über 20 Jahren Erfahrung in der Entwicklung, Herstellung und internationalen Vermarktung von Mess- und Kontrollsystemen für die Kunststoffindustrie, bietet verschiedene Messtechnologien und umfangreiche Softwarepakete zur Überwachung und Bewertung der Folienbahn in Echtzeit an.
Der Erstkontakt fand 2021 statt. Nach einer allgemeinen Vorstellung und Austausch der konkreten Anforderungen einigte man sich umfangreiche Mustermessungen verschiedener Rezepturen mit einem kapazitiven Messverfahren (KAPA) im Labor bei SBI durchzuführen.
Bei diesem System liegt der max. Messbereich bei 3 mm und die Erfassung des Messguts (Folie und/oder Platte) erfolgt mit einem kapazitiven/induktiven Kombinationssensor. Das berührungsfreie Verfahren zeichnet sich durch Robustheit, einfache Handhabung und Bedienung sowie hohe Genauigkeit/Sensorauflösung aus und ist nahezu wartungsfrei. Die Sensorauflösung liegt dabei bei 0,1 μm bei einer Wiederholgenauigkeit von <= 0,5 μm, sodass bei den Mustermessungen die Exaktheit eindeutig nachweißbar war.
Zudem konnten die Versuche aufzeigen, dass lediglich die Eichung für ein Produkt erforderlich wurde, da bei den Messungen der anderen Rezepturen nur geringste Abweichungen von 1 bis 2 μm feststellbar waren. Dies sollte dann für einen stabileren Prozess sorgen, da die Anlagenbediener weniger häufig eingreifen müssen, um die Eichung zu adaptieren.
Diese sehr positiven Ergebnisse führten Ende 2021 zur Investitionsentscheidung, ein erstes KAPA-Dickenmessgerät anzuschaffen. Die Inbetriebnahme erfolgte Mitte des Jahres durch einen SBI-Servicetechniker und konnte inklusive Bedienerschulung in nur zwei Tagen abgeschlossen werden.
Aufgrund der Stabilität des Messverfahrens, der Zuverlässigkeit und der einfachen Bedienung, entschied man sich Ende 2022 für die Umrüstung der zweiten Linie. Mit den bisher gesammelten Erfahrungen und dem einfachen Geräteaufbau, konnte die Inbetriebnahme durch das eigene Personal erfolgen.
Die Zusammenarbeit mit SBI zeichnet sich durch guten Support, rasche Reaktionszeiten und vor allem Flexibilität bei Softwareadaptierungen aufgrund spezieller Kundenanforderungen, die es zu erfüllen gilt, aus. Auch die Schnittstellenthematik (wie zum Beispiel: OPC-UA Anbindung) konnte gemeinsam mit SBI erfolgreich umgesetzt werden. Aufgrund der Limitierungen des bestehenden X-Ray Scanners, entschied man sich Anfang 2024 diesen durch eine weitere KAPA-Dickenmessung zu ersetzen. Diese emissionsfreien, robusten und sehr genauen Messsysteme erfüllen das ursprüngliche Anforderungsprofil optimal und bieten durch ihre einfache Bedienung und flexible Softwareanpassungen einen hohen Mehrwert.
Zusammenfassung
Die Umrüstung hat dem Unternehmen ermöglicht, eine kontinuierliche und zuverlässige Qualitätskontrolle sicherzustellen und gleichzeitig den Aufwand und die Kosten für behördliche Auflagen und Emissionsprüfungen zu reduzieren. Die Inline-Dickenmesstechnologie der SBI Mechatronik GmbH hat sich als Schlüsselkomponente für die Qualitätskontrolle bei der Herstellung der Basisfolien erwiesen. Durch die erfolgreiche Implementierung des KAPASystems konnte das Unternehmen seine hohen Qualitätsstandards weiterhin zuverlässig erfüllen.
