Materialprüfungen effizient durchführen
Automatisierung im Prüflabor
Beim Unternehmen Henkel in Düsseldorf kommen Roboter für Prüfsysteme zum Einsatz. So werden Laborarbeiten beschleunigt, und den Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen bleibt mehr Zeit für andere Forschungs- und Entwicklungsaufgaben.
Im Inspiration Center Düsseldorf (ICD) des Unternehmensbereichs Adhesive Technologies von Henkel befinden sich auf insgesamt sieben Ebenen neben Büroarbeitsplätzen und Konferenzräumen 30 Labore mit unterschiedlichen Forschungs- und Testeinrichtungen sowie vier Technologiezentren mit doppelter Raumhöhe, in denen unter anderem Pilotproduktionslinien und Equipment für große Anwendungen untergebracht sind. Die Labore sind modular aufgebaut. Im ICD sind die Bereiche Forschung und Entwicklung, Produktentwicklung, Anwendungstechnologie, Technischer Service angesiedelt. Die Mitarbeitenden nutzen hier digitale Tools und Prozesse, wie beispielsweise digitale Plattformtechnologien. Darüber hinaus verfügt das ICD nach Unternehmensangaben über ein modernes, datengesteuertes Labor, in dem rund um die Uhr neue Formulierungen automatisch vorbereitet, getestet und überprüft werden. Dies mache einen schnelleren Produktentwicklungszyklus und eine Verkürzung der Zeit bis zur Markteinführung neuer Produkte möglich.
Um die Materialprüfungen zu beschleunigen und effizient durchführen zu können, werden im ICD automatisierte Prüfmaschinen eingesetzt. Martin Altrock, Labortechniker bei Henkel Adhesive Technologies, sagte: "Viele monotone Routineaufgaben, die wir früher manuell erledigten, werden jetzt von Robotern ausgeführt. So haben wir ein deutlich höheres Testvolumen und können innerhalb kürzester Zeit anderen Henkel-Abteilungen Testergebnisse liefern." Sah die Arbeit im Prüflabor früher noch anders aus, setzen die neuen Automatisierungsprozesse seit der Einführung inzwischen Standards bei den Prüfungen im ICD – und helfen bei der effizienten Ressourcenplanung: Eine Herausforderung bestand darin, eine große Zahl von Prüfungen durchzuführen und "andererseits mit den sehr unterschiedlichen Anforderungen der Forschergruppen zurechtzukommen", so Altrock. Dieser Umstand habe sich deutlich verbessert.
Materialprüfungen automatisieren
Im ICD übernehmen drei "roboTestN"-Prüfsysteme von ZwickRoell – bestehend aus Maschine und Roboter – einen Großteil der mechanischen Prüfungen und zahlreiche monotone Routineaufgaben, die zur Forschung und Entwicklung von Bedeutung sind, wie Zug- und Scherversuche, teilweise in einer Temperierkammer bei Temperaturen bis 250 °C. Viele unterschiedliche Schritte sind hier in den automatischen Ablauf integriert: Vor einer Zugprüfung wird der Probenquerschnitt bestimmt, während des Prüfvorgangs ein Video erstellt – oder nach Prüfende hochauflösende Bilder der Bruchstelle. Außerdem führen die Maschinen sogenannte interlaminare Scherfestigkeitsprüfungen durch: Hierbei werden zwei verklebte Substrate mit definierter Überlappungsfläche auseinandergezogen, wobei die Adhäsion und die Kohäsion geprüft werden. Zudem finden Zugversuche an Teststäben statt: Dabei wird reiner ausgehärteter Klebstoff in Form von Knochen oder Paddeln auseinandergezogen, um die Dehnbarkeit und Belastungsfähigkeit zu prüfen.
Allgemeines zum Prüfsystem: Bei "roboTest N" handelt es sich um ein vollautomatisches Prüfsystem mit einem Leichtbauroboter, das für Kunststoffe, Bleche, verschiedene Bauteile oder Komponenten medizinischer Produkte eingesetzt werden kann. Gerade bei monotonen oder zeitintensiven Prüfungen kann das System Prüflabore unterstützen. Mit diesem Prüfsystem sind autonome Prüfungen von bis zu 40 Proben im Zugversuch oder Biegeversuch möglich. Auch zur automatischen Härteprüfung oder Rauheitsmessung ist das System einsetzbar. Besonders bei Pick-and-Place-Anwendungen ab einer Seriengröße von bereits zehn Proben eignet sich das System als Prüfassistent. Optional lassen sich weitere Stationen wie Querschnittsmessung oder Scannen von ID-Codes integrieren. Es ist in die Automatisierungssoftware "autoEdition3" integriert und somit ohne Roboterbedienterminal nutzbar.
Neben der Durchführung der Prüfungen bei Henkel Adhesive Technologies sei auch die Erfassung der Ergebnisse durch die Automatisierung deutlich schneller – und vor allem einfacher geworden. Ein weiterer Vorteil der automatischen Assistenten: Monotone Aufgaben erledigen diese ohne Pause und mit hoher Wiederholgenauigkeit. So werden Fehler aufgrund von Müdigkeit oder Überlastung vermieden. Altrock: "Auch kleinere Schwankungen in den Testbedingungen, beispielsweise hervorgerufen durch Temperaturunterschiede der menschlichen Hand, entfallen. Und wenn ein Experiment nicht erfolgreich ist, ist es jetzt einfacher, die Fehlerquelle zu identifizieren." Durch die Automatisierung im Prüflabor werde die gewonnene Zeit z. B. genutzt, um neue Formulierungen zu entwickeln, so der Labortechniker.
AUTOR
Daniel Glanz
ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm
Tel.: 07305/10-0
[email protected]
www.zwickroell.com















