Un capteur optique permet de contrôler à 100 % la qualité des couches barrières ultrafines

30.05.2024
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Un nouveau type de capteur permet pour la première fois de contrôler des couches barrières fonctionnelles sur des produits en plastique à la vitesse de production. Le système de contrôle Film-Inspect a été développé par le Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM en coopération avec le spécialiste des installations plasma Plasma Electronic GmbH. Le capteur utilise la technique de mesure infrarouge pour détecter en ligne des revêtements fins d'une épaisseur de moins de 10 nm à 200 nm.

Les revêtements plasma sont par exemple appliqués sur les emballages plastiques pour protéger les aliments. Ici, une couche étanche à la diffusion, par exemple en oxyde de silicium (SiOx) ou en oxyde d'aluminium (AlOx), protège des produits tels que le café ou les noix contre les influences extérieures nocives ou la perte d'arôme. Mais des couches minces comparables sont également utilisées dans des domaines totalement différents - par exemple dans les produits pharmaceutiques, dans les appareils ménagers, dans les piles à combustible, sur les pièces de véhicules et dans de nombreux autres secteurs. Elles peuvent être utilisées pour optimiser la mouillabilité, les propriétés d'adhérence ou la chimie de surface, ou pour protéger contre la corrosion. Jusqu'à présent, il n'existait aucun moyen de contrôler en ligne et de manière non destructive la qualité des revêtements plasma. L'état de la technique est le contrôle de qualité par échantillonnage à l'aide de procédés de laboratoire qui prennent beaucoup de temps. Le nouveau capteur développé par Fraunhofer IPM permet désormais un contrôle à 100 % des pièces individuelles intégré au processus dans la cadence de production - même pour les surfaces complexes de forme tridimensionnelle, comme celles typiques des emballages.

Une forme compacte permet une intégration facile dans la ligne de production

Les chercheurs utilisent les propriétés optiques infrarouges des revêtements pour le contrôle qualité : la liaison chimique entre les atomes peut être excitée de manière résonante par la lumière infrarouge de la longueur d'onde appropriée. L'intensité de la lumière réfléchie permet de déterminer l'épaisseur du revêtement. Le choix de la longueur d'onde dépend du matériau de revêtement et peut être configuré en fonction du matériau. Le capteur compact ne mesure qu'environ 20 × 40 × 80 mm3 et peut donc être intégré sans problème dans la ligne de production. Dans les processus de production, plusieurs capteurs peuvent être couplés et communiquer avec la commande de l'installation via Profinet et OPC-UA. Pour des applications plus simples avec des capteurs individuels, une interface USB et un logiciel d'évaluation sont disponibles.

Un réseau de huit capteurs a été intégré et testé avec succès dans une installation de revêtement par plasma chez le partenaire de projet Plasma Electronic GmbH. Outre l'application présentée dans un processus de traitement par lots, Film-Inspect peut également être utilisé dans des processus continus. La surveillance d'une installation de revêtement de rouleau à rouleau est donc également possible.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.

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