Detecção precoce dos defeitos mais pequenos
Todos os anos, milhares de milhões de produtos são selados em embalagens de película. Estas embalagens têm de ser fiavelmente estanques, especialmente em setores regulamentados, como a indústria médica e alimentar. No âmbito do projeto OCTInline, os investigadores do Instituto Fraunhofer de Tecnologias e Sistemas Cerâmicos (IKTS) desenvolveram um sistema de teste inovador. A tomografia de coerência ótica (OCT) pode ser utilizada para detetar, de forma não destrutiva e em tempo real, defeitos nas selagens durante o processo de embalagem, com uma resolução na ordem dos micrómetros.
«A tomografia de coerência ótica é um método de imagiologia que utiliza luz infravermelha», explica Conner Phillips, investigador científico do Grupo de Tecnologias de Caracterização do Fraunhofer IKTS. «Este método foi originalmente desenvolvido para a oftalmologia, mas permite gerar, de forma não destrutiva, imagens tridimensionais da estrutura subjacente a uma grande variedade de materiais e detetar a presença de irregularidades ou defeitos.» O sistema funciona enviando luz do infravermelho próximo para o material e detetando os sinais refletidos. Estes dados produzem imagens tridimensionais de alta resolução da estrutura interna. Defeitos no material, bolsas de ar ou áreas mal seladas tornam-se visíveis sem danificar a embalagem ou o produto.
Detecção contínua de defeitos tão pequenos quanto oito micrómetros
No projeto OCTInline, financiado com fundos públicos, os investigadores do IKTS integraram a tecnologia OCT diretamente no processo de selagem da máquina de embalagem de um parceiro industrial. O sistema testa de forma contínua e não destrutiva a qualidade da selagem da embalagem em tempo real, enquanto o processo decorre a ritmos de produção de até 25 metros por minuto. «Conseguimos detetar e visualizar vários poros na selagem com um tamanho até oito micrómetros», afirma Ralf Schallert, gestor do Grupo de Tecnologias de Caracterização do Fraunhofer IKTS.
O verdadeiro desafio reside em combinar esta alta resolução com uma elevada taxa de produção. Quanto menores forem os defeitos, mais dados têm de ser recolhidos e analisados. A integração do sistema no processo industrial também colocou desafios à equipa do projeto. Mesmo a mais ligeira vibração da película pode afetar a medição. «Tivemos de alcançar um equilíbrio entre a profundidade de campo, o tempo de exposição e o movimento da película», afirma Phillips.
Os novos requisitos em matéria de embalagens sustentáveis tornam os testes fiáveis de integridade da selagem ainda mais importantes. Cada vez mais fabricantes estão a optar por películas monomateriais recicláveis. Estas são mais fáceis de reciclar do que os materiais compósitos multicamadas. «As películas monomateriais são muito atrativas do ponto de vista ambiental, mas, infelizmente, são mais propensas a defeitos de selagem», afirma Schallert. «Isto aumenta a necessidade de monitorização contínua.»
Menores taxas de rejeição, maior fiabilidade do processo
Os testes em tempo real trazem múltiplos benefícios para os fabricantes. A deteção mais rápida de defeitos reduz o desperdício e o consumo de material. Além de detetar defeitos reais, o sistema também fornece informações sobre o estado das máquinas e das ferramentas.
«Muitos defeitos surgem porque a pressão e a temperatura não estão otimizadas para o material ou porque as ferramentas se vão desgastando com o tempo», explica Schallert. «Os dados da OCT permitem-nos visualizar alterações como estas e detetá-las numa fase inicial, por exemplo, quando é necessária uma troca de ferramenta.»
Um sistema de demonstração está em funcionamento na empresa parceira do projeto, a Kallfass Verpackungsmaschinen GmbH, em Nürtingen, desde julho de 2026, onde é também apresentado a potenciais clientes.
Flexibilidade para diferentes aplicações
«A indústria de embalagens é apenas uma das muitas áreas potenciais onde esta tecnologia pode ser utilizada», acrescenta Schallert. Os sistemas podem ser adaptados individualmente a diferentes materiais e requisitos. A tecnologia pode, assim, ser utilizada para uma vasta gama de aplicações industriais.
É adequada para materiais transparentes e semitransparentes e para muitas tarefas no âmbito da garantia de qualidade industrial. Por exemplo, para além das embalagens, podem ser testados revestimentos funcionais, componentes cerâmicos ou peças produzidas por fabrico aditivo. «A OCT pode desempenhar um papel importante sempre que seja necessário detetar de forma fiável camadas finas, estruturas internas ou os mais pequenos defeitos. As aplicações potenciais vão desde a tecnologia médica até superfícies funcionais e impressão 3D industrial», afirma Schallert.
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