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Herausforderungen in der automatisierten Materialprüfung: wir sind Ihr Partner in jeder Branche

Von Aluminium und Kunststoff über Metall und Medizin - bis hin zu Prüfungen von Schreibgerät: in vielen Branchen kommen automatisierte Prüfmaschinen zum Einsatz, die helfen Abläufe zu vereinfachen, vergleichbare Ergebnisse in kurzer Zeit zu erhalten oder einen hohen Probendurchsatz zu erzielen - ohne störende Einflüsse. Lesen Sie hier, vor welchen Herausforderungen fünf ZwickRoell Kunden unterschiedlicher Branchen standen, wie sie diese erfolgreich meisterten und welche Überlegungen stattfanden vor der Anschaffung automatisierter Prüfsysteme.

Kunststoff Aluminium Metall Medizin Schreib- und Zeichengeräte Jetzt Kontakt aufnehmen

Die Herausforderung für die Kunststoff-Branche

Für unseren Kunden, ein südamerikanisches Petrochemie-Unternehmen mit Produktionsstätten in Süd- und Nordamerika sowie in Europa, bestand die Herausforderung darin, die (Prüf-)Anforderungen dreier Kontinente in einem einheitlichen automatisierten System unterzubringen und in Einklang zu bringen und vergleichbare Messergebnisse zu bekommen - Kontinente übergreifend. Da das Unternehmen an weltweiten Standorten produziert und mit unterschiedlichen Normen und Versuchsarten (ASTM vs. ISO, Charpy vs. Izod) arbeitet und prüft, bestand in der Vergangenheit stets eine gewisse Uneinheitlichkeit, da auch alle Standorte mit unterschiedlichen Maschinen die Prüfungen durchführten. Damit der Fokus rein auf dem Material liegt – und dieses eingehend zu prüfen sowie die Einflüsse von Maschine und Mensch im Vorfeld auszuschließen –, entschied sich der Kunde für eine automatisierte ZwickRoell Lösung.

Kundennutzen

An allen Standorten, an denen Prüfungen stattfinden, wurde das Roboter-Prüfsystem roboTest I eingeführt. Es ermöglicht standardisierte Pendelschlagversuche und automatisiert die Temperierung, Probenzuführung und die Schlagversuche nach Charpy oder Izod. Die Kunststoffproben werden im Temperaturbereich -80 °C bis +100 °C geprüft – im Charpy oder – optional – Izod-Verfahren, um ihre Eigenschaften normgerecht zu ermitteln. 

Dank des homogenen Equipments an allen drei Standorten wurde eine bessere Vergleichbarkeit der Prüfergebnisse aller Produktionsstätten erzielt: jetzt zählt bei der Prüfung lediglich das Material. Die Einflüsse von Mensch und Maschine konnten aufgrund des standardisierten Equipments reduziert, bzw. ganz ausgeschlossen werden.

Die Herausforderung für die Aluminium-Branche

Unser Kunde suchte nach einer Lösung, mit der es möglich ist sowohl Flachproben als auch Rohrausschnitte kompakt in einer automatisierten Anlage zu prüfen. Zusätzlich ging es darum vergleichbare Ergebnisse, bedingt durch unterschiedliche Probennormen, zu erhalten, die an den unterschiedlichen Standorten eine Vergleichbarkeit und Einheitlichkeit der Prüfergebnisse ermöglicht. Dabei sollten die Ergebnisse für alle Prüflabore des Kunden zugänglich sein mittels einer Cloud-Lösung. Zudem war dem Kunden wichtig, dass beeinflussende Faktoren durch Mensch und Maschine weitestgehend ausgeschlossen werden.

Kundennutzen

Mit dem vollautomatisierten Prüfsystem roboTest L wurde eine passende und kundenspezifische Lösung gefunden: Das System ermöglicht grundsätzlich standardisierte Metall- und Kunststoffprüfungen, etwa Zug-, Biege-, und Weiterreißversuche, und erlaubt einen Probendurchlauf von bis zu 450 Proben. Über eine bidirektionale Anbindung werden die Ergebnisse in die Cloud geladen, die auch die Probenvorgaben übermittelt.  

Aufgrund der Einführung automatisierter Prüfungen erhält das Unternehmen jetzt vergleichbare Prüfergebnisse - und das standortübergreifend an seinen internationalen Produktionsstätten. Einerseits ermittelt die Maschine bei den Prüfungen jetzt den Probenquerschnitt und die Datenverarbeitung sowie das Hochladen der Ergebnisse erfolgt automatisch in die unternehmenseigene Cloud. Das weltweite Labornetzwerk hat Zugriff darauf. Andererseits wurden die beeinflussenden Faktoren Mensch und Maschine ausgeschlossen, wodurch der Fokus rein auf dem zu prüfenden Material liegt. Die ZwickRoell Lösung ermöglicht auch die sichere Dokumentation und statistische Langzeitüberwachung.

Die Herausforderung für die Metall-Branche

Unser Kunde aus dem Bereich Metallverarbeitung suchte nach einer Lösung, um effizient, automatisierte Rauheitsprüfungen von Stahl durchzuführen. Dies ist wichtig für die Weiterverarbeitung – beispielsweise beim späteren Lackieren –, um valide Ergebnisse zum Oberflächen-Finish des Stahls zu erhalten.

Kundennutzen

Mit dem Leichtbauroboter roboTest N konnten wir unserem Kunden eine Lösung anbieten, die speziell auf seine Anforderungen zur automatischen Rauheitsmessung ausgelegt ist. Unser Leichtbauroboter roboTest N eignet sich unter anderem für autonome Prüfungen mit bis zu 40 Proben im Zug- oder Biegeversuch bzw. im vorliegenden Fall für die Oberflächenmessung. Das Zuführsystem ist unmittelbar mit dem Rauheitsmessgerät verbunden. Das System führt eine beidseitige Rauheitsprüfung an der Ober- und Unterseite durch, die jeweils pro Messlinie ca. 30 Sekunden dauert.

Neben der deutlichen Zeitersparnis durch die automatisierten Prüfungen, erhält der Kunde jetzt zuverlässige und nachvollziehbare Ergebnisse, da die beeinflussenden Faktoren durch Anwender und Maschine reduziert werden. Die Qualitätsprüfung bei unserem Kunden erreicht ein neues Level und unterstützt ihn präzisere und hochwertige Produkte herzustellen.

Die Herausforderung für die Medizin-Branche

Unser Kunde aus der Medizinbranche stand vor der Herausforderung verschiedene Autoinjektions-Pens und Spritzen mit unterschiedlichen Ausbaustufen normgerecht und vergleichbar prüfen zu müssen. Und zwar mit abwechselnden Prüfungen und Prüfanforderungen, bedingt durch die Unternehmensstandorte, etwa in Deutschland und in den Vereinigten Staaten von Amerika. Im Rahmen der Automatisierung war unserem Kunden wichtig, auch nachträglich Updates integrieren zu können und dass die Prüfmaschine modular erweiterbar ist.

Kundennutzen

Um die Funktionstests an Auto-Injektoren zu automatisieren, konnten wir mit einem automatischen Prüfsystem roboTest N dem Kunden eine perfekte Lösung anbieten: Die Maschine misst, wie weit eine Nadel ausfährt oder, welche Menge an Flüssigkeit injiziert wird, oder auch wie hoch die Kraft ist, die aufgewendet werden muss, um die Injektion auszulösen. Nachdem diese Funktionsprüfung generell 4-6 Minuten dauert, ist die Automatisierung hier richtig sinnvoll. Die Automation füttert die Maschine mit den Prüflingen bzw. entnimmt diese wieder. An den Standorten in Deutschland und in den USA wurden jeweils dieselben Maschinen aufgestellt. Das identische Equipment schafft die Prüfbedingungen für nachvollziehbare und genaue Ergebnisse – und zwar Kontinent übergreifend.

Die automatisierte Prüflösung führte zu folgenden Verbesserungen: Zusätzlich zum effizienten und zeitsparenden Prüfen der Auto-Injektoren trug das homogene Prüf-Equipment zu einer Vereinheitlichung des Messprinzips bei. Es wurde außerdem erreicht, dass mehr Prüfungen stattfinden können und den Anwendern somit mehr Unabhängigkeit verschaffen – ohne die Prüfungen beeinflussende Faktoren durch Nutzer oder die Maschine.

Die Herausforderungen bei Schreib- und Zeichengeräten

Unser Kunde, ein führender deutscher Hersteller von Schreib- und Zeichengeräten, plante 3-Punkt-Biegeversuche an Graphitminen automatisiert durchzuführen. Dazu musste an eine bereits vorhandene zwickiLine Prüfmaschine ein automatisiertes Prüfsystem nachgerüstet werden. Zusätzlich wurde ein Vereinzelner angebunden, aus dem der Roboter einzelne Graphitminenproben entnimmt und der Prüfmaschine zur Prüfung übergibt. Zuvor erfolgte dieser Prozess manuell durch die Anwender.

Kundennutzen

Mit dem Prüfsystem eines roboTest N führt der Kunde jetzt die 3-Punkt-Biegeversuche an Graphitminen automatisiert durch. Nach dem Einlegen der Graphitminen in den Vereinzelner entnimmt der Roboterarm eine Mine und führt sie einem Laser-System zu, das den Minen-Durchmesser bestimmt. Anschließend wird sie auf das Auflager gelegt und die Prüfung startet automatisch. 

Durch die Inbetriebnahme profitiert unser Kunde seither in vielerlei Hinsicht: Neben der effizienten und genauen Prüfung, ist ein deutlich kürzerer Probendurchlauf möglich – in standardisierter, gleichbleibender Qualität und Prüfgenauigkeit –, inklusive Vermessung der Probendurchmesser per Laser. Beeinflussende Variablen der Prüfungen, etwa durch Anwender oder die Maschine – wurden eliminiert, wodurch nunmehr der Fokus auf den Proben liegt.

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