Eine Frage des Blickwinkels

Folieninspektion mit Vacuum-CIS und Densitometer

Kunststofffolien müssen bei der Herstellung höchsten Qualitätsansprüchen genügen. Zu den wichtigsten Merkmalen zählen eine durchgängig homogene Oberflächenbeschaffenheit und Dicke. Kleinste Abweichungen oder Fehler führen zu Ausschuss oder Reklamationen. Um Risse, Löcher, Einschlüsse oder Dünnstellen zuverlässig zu erkennen, bieten sich spezielle CIS (Contact-Image-Sensoren) zur 100 Prozent sicheren Folieninspektion an.
Kunststofffolien finden in vielen Industriebereichen Anwendung: Von Verpackungsfolien in der Lebensmittelbranche über Solar-, Batterie- und Displayfolien in der Elektronikindustrie bis hin zu Hologrammen. Folien werden in Endlosbahnen gefertigt, aufgerollt und im weiteren Verarbeitungsprozess in passende Stücke geschnitten. In diesen Fertigungsprozess integriert, erfolgt die Inline-Folieninspektion. Sie erkennt fehlerhafte Folien im laufenden Prozess und löst automatisch Prozesse zur Fehlerbehebung aus. Je nach Folienart unterscheiden sich die Produktionsprozesse und damit die optische Qualitätskontrolle.

CIS vs. Zeilenkamera

Für die Inspektion von Kunststofffolien hat sich bereits seit Längerem die Zeilenkamera durchgesetzt. Als besondere Form der Zeilenkamera eignen sich vor allem Contact-Image-Sensoren (CIS) zur Inline-Folieninspektion. Ein CIS ist ein kompaktes Zeilenkamerasystem zum direkten Anbau an das zu inspizierende Objekt – ähnlich einem Faxgerät oder Dokumentenscanner. Er besteht in der Regel aus Lesezeile, Grin-Linsen-Array und Lichtquelle. Wesentlicher Unterschied zur Zeilenkamera ist die Breite des Sensors, die beim CIS so groß ist wie das Prüfobjekt selbst (bis zu 4m). Die Zeilenkamera hingegen hat einen kleinen, typischerweise 10 bis 50mm langen Sensor mit Pixeln von fünf bis 20µm und eine verkleinernde Optik. Zudem ist die Zeilenkamera anfällig für kleinste Toleranzen und Vibrationen. Weitere Vorteile des CIS sind der konstante Blickwinkel über die gesamte Lesebreite durch die 1:1-Optik, der geringe Abstand zum inspizierenden Objekt und eine deutlich schärfere und verzerrungsfreie Abbildung. Zudem lassen sich die Sensoren einfach montieren und justieren. Das CIS-System bildet die Folien mithilfe eines Linsenarrays (Grin-Linsen) im Durchlicht 1:1 ab. Die Pixelgröße reicht von 11 bis zu 127µm. Bedingt durch die 1:1-Abbildung bestimmt die Breite des zu inspizierenden Objekts die Länge des Sensors. Je nach Bedarf des Kunden werden entsprechend viele Sensor- und Beleuchtungselemente aneinandergereiht. Die optischen Komponenten (Linsenarray, Zylinderlinsen) werden ebenfalls der entsprechenden Länge angepasst.

Beschichtung erfordert Vakuum

Für bestimmte Anwendungsgebiete müssen Kunststofffolien oft auch mehrstufig beschichtet sein, damit sie den gewünschten Nutzen bringen. Für die Inspektion von unbeschichteten Folien sind CIS-Sensoren eine gute Wahl. Sie prüfen das auf Rollen befindliche Folienmaterial im Produktionsprozess auf Fehlstellen wie Löcher, Risse, Dünnstellen, Einschlüsse oder Tröpfchen. Anders verhält es sich bei Kunststofffolien, die mit Metall oder Keramik beschichtet sind, z.B. Chipstüten. Ohne Metallbeschichtung würde Feuchtigkeit in die Tüte dringen, wodurch die Chips ihre Knackigkeit verlieren. Das Aufdampfen der Beschichtung funktioniert allerdings nur im Vakuum. Zur Folieninspektion sind deshalb vakuumtaugliche CIS notwendig. Die speziellen Sensoren eignen sich aufgrund des rostfreien Edelstahlgehäuses mit optionalen Kunststofffenstern besonders für die Folieninspektion in der Lebensmittelbranche. Der mit einem Einzel- oder Doppelzeilensensor ausgestattete Vakuum-CIS kann sowohl für Anwendungen im Vakuum als auch unter atmosphärischen Bedingungen eingesetzt werden. Er ist optional mit einer Zeilenbreite von 260 bis maximal 2.080mm und einer Auflösung zwischen 400 und 2.400dpi verfügbar.

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