Zusammenbaukontrolle in der Produktentwicklung

Bei der Entwicklung einer neuen Flaschenform ist der Verschluss ein besonders kritischer Bereich. Er hat für die Funktion und die Sicherheit der PET-Flasche eine entscheidende Bedeutung. Die Dichtigkeit muss gewährleistet sein, um sowohl das Auslaufen des Getränks als auch das Eindringen von Keimen zu verhindern. Ein zusätzliches Sicherheitsfeauture ist der sogenannte Originalitätsring. Dieser ist so konstruiert, dass er beim Aufdrehen der Flasche auf- oder abreißt. An einem intakten Originalitätsring können Verbraucher erkennen, dass die Flasche nach dem Abfüllen noch nicht geöffnet wurde.

Steht ein CT-Gerät nicht zur Verfügung, ist die zerstörende Prüfung ein übliches Verfahren, um die Passgenauigkeit von Verschluss und Flasche zu kontrollieren. Dabei wird die verschlossene Flasche im Bereich der Kappe in Harz eingegossen. Ausgehärtet verleiht das Harz dem eingegossenen Kunststoff Stabilität. Das ist notwendig, damit beim Zerschneiden keine Verformungen auftreten. In viele dünne Scheiben geschnitten, kann an den Schnittflächen jeweils der fehlerfreie Kontakt zwischen Verschluss und Flasche optisch geprüft werden.

Der größte Nachteil des geschilderten Verfahrens ist der hohe Zeitaufwand, der damit verbunden ist. Zudem ist die zerstörende Prüfung immer unvollständig: Es können nur Fehler entdeckt werden, die an den Schnittflächen auftreten. Fehler in den Zwischenbereichen bleiben verborgen. Die zweidimensionalen Schnitte ermöglichen zwar, Fehler leicht zu erkennen, jedoch fehlen Informationen über die räumliche Ausdehnung der Fehler. Wo und wie die Formwerkzeuge korrigiert werden müssen, ist nicht ohne Weiteres ersichtlich. Ein Risiko des Verfahrens liegt darin, dass sich das Harz beim Aushärten erwärmt, wodurch sich der Kunststoff verformen kann. Das Prüfergebnis wird dadurch gegebenenfalls verfälscht, weil Stellen mit ursprünglich fehlendem Kontakt durch die Wärmezufuhr wieder miteinander verbunden werden können.

Mit einem ZEISS METROTOM CT ist es möglich, die Qualität und die Funktion des Verschlusses im verschraubten Originalzustand zu untersuchen, ohne die Flasche zerschneiden zu müssen. Anhand der gewonnenen CT-Daten können am Computer mit der Software ZEISS NEO insights beliebige Schnitte durch den Verschluss gelegt werden, um so eine möglichst vollständige Analyse vorzunehmen. Eine frei rotierbare, halbtransparente 3-D Ansicht erleichtert die Orientierung und die Interpretation. Die unterschiedlichen Materialdichten des Verschlusses und der Flasche können zudem für eine differenzierte Farbdarstellung genutzt werden, was die Auswertung weiter vereinfacht. Die komplette dreidimensionale Visualisierung ermöglicht es, alle Stellen am Gewinde mit fehlendem Materialkontakt und damit die Verursacher einer möglichen Undichtigkeit ausfindig zu machen. Weiterhin zeigen die verschiedenen Anzeigeformate, wo und wie die Werkzeugformen des Schraubverschlusses oder der Flasche korrigiert werden müssen.