Projekt 32003/01

Entwicklung eines neuartigen, energieeffizienten Herstellungsverfahrens umweltverträglicher, optischer Polymerfasern für Datenübertragung, Beleuchtung und Sensorik

Projektdurchführung

Perlon-Monofil GmbH
Chemiepark Dormagen Geb. F18/R104
41538 Dormagen

Fazit

Der vorliegende Abschlussbericht stellt eine Aufstellung der erarbeiteten Ergebnisse in Zusammenhang mit den in der Projektbeschreibung definierten Arbeitspaketen dar.
Seit dem letzten Zwischenbericht wurde mit dem Auftreten von Lufteinschlüssen die Ursache der erhöhten Dämpfung innerhalb der Faser eruiert. Mithilfe einer Entga-sungsschnecke sollten die Lufteinschlüsse verringert werden. Leider konnte der Entga-sungsextruder wegen technischer Probleme nicht innerhalb des Projektzeitraumes in Betrieb genommen werden. Zudem führt Lunkerbildung durch starke Kontraktion wäh-rend des Abkühlvorgangs zuerst zum Aufreißen des Materials im Zentrum der Faser und mit der Zeit zu zusätzlichen Lufteinschlüssen. Zur Verringerung der Lunkerbildung wurde eine 8-Schritt-Methodik entworfen und durchgeführt. Die Methodik besteht aus folgenden Schritten:
1. Identifikation und Analyse der qualitätskritischen Prozessstufe
2. Analyse der Prozessempfindlichkeit
3. Anwenden der Bilanzhüllentechnik für Kräfte, Momente, Stoff- und Energie-ströme
4. Abschätzen relevanter Messgrößen
5. Auswahl der Messtechnik
6. Durchlaufen der experimentellen Phase
7. Erstellen einer Bewertungsmatrix
8. Festlegen einer Überwachungsstrategie
Es wurden mehrere Maßnahmen ermittelt, mit denen die Lunkerbildung verringert wer-den kann. So führt ein geringerer Faserradius zu weniger Lunkerbildung, da das Auf-reißen der Faser mit dem Volumen der Faser zunimmt. Zudem lassen die inneren Kräf-te, die zur Lunkerbildung führen, bei moderaterer (also langsamerer bzw. geringerer) Abkühlung der Faser nach. Da eine geringere Abkühlung jedoch teilweise dem Ansatz widerspricht, durch definierte Abkühlraten ein bestimmtes Brechzahlprofil zu erhalten, muss im weiteren Verlauf des Vorhabens mithilfe einer Optimierung ein Kompromiss zwischen Lunkerbildung und Brechzahlprofil ermittelt werden. Zuletzt wirkt sich die Materialwahl ebenfalls entscheidend auf die Lunkerbildung aus. Das Material sollte eine geringe thermische Ausdehnung und eine hohe mechanische Robustheit aufwei-sen.
Zur Prozessüberwachung und Qualitätskontrolle wurde eine Online-Messtechnik ent-wickelt, mit der Filamentdurchmesser, Filamentzugkraft und Brechzahlprofil während der Produktion bestimmt werden können. Dazu werden verschiedene berührungslose, optische oder kapazitive Sensoren verwendet.