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Untersuchungen nicht brennbarer Dämmstoffe

Einsatz einer Bildanalysesoftware
Untersuchungen nicht brennbarer Dämmstoffe

Mittels neuester Technologien wie der Bildanalysesoftware analySIS gelang es diesem Anbieter von Dämmstoffen als ersten überhaupt, die neue biolösliche Fasergeneration Ki 40 zu entwickeln.

G+H ISOVER ist der grösste europäische Anbieter von Dämmstoffen aus nichtbrennbarer Glas- und Steinwolle. Die zur Compagnie de Saint Gobain, Paris, gehörende Grünzweig und Hartmann AG, kurz G+H genannt, bietet ein über 5 000 Dämmprodukte und -systeme umfassendes Programm für den Wärme-, Kälte-, Schall- und Brandschutz.

Marktnahe Forschung und Produktentwicklung, der europäische Erfahrungsaustausch sowie Qualitätskontrolle in der gesamten Produktion werden hier groß geschrieben. Die Forschungs- und Entwicklungsabteilungen arbeiten fortlaufend an der Beherrschung und der konsequenten Weiterentwicklung zukunftsweisender Materialien.
Im Vordergrund stehen dabei die drastische Verringerung des Energieverbrauches und der Schadstoffemissionen. Mittels neuester Technologien wie der Bildanalysesoftware analySIS gelang es somit, als erster Anbieter von Dämmstoffen überhaupt, die neue biolösliche Fasergeneration Ki 40 zu entwickeln.
In der technischen Isolierung eingesetzte Dämmstoffe aus Stein- oder Glaswolle unterliegen besonderen Anforderungen hinsichtlich Qualität, Robustheit und Anwendungsbezogenheit.
Der Einsatz in haus- und betriebstechnischen Anlagen, an Fernwärmeleitungen und im Schiffsbau erfordert zum Beispiel ein Höchstmass an Wärme-, Schall- und Brandschutz.
Steinwolle weist eine hohe Rohdichte und/oder Festigkeit auf, wie diese beim Brandschutz oder generell dann gefordert wird, wenn sehr hohe Temperaturen über längere Zeiträume auf den Dämmstoff einwirken. Dämmstoffe aus Glaswolle besitzen ein geringes Eigengewicht und ausgezeichnete Wärme-, Kälte- und Schallschutz-Eigenschaften. Dies erlaubt eine schnelle Verarbeitung sowie eine Entlastung der statischen Konstruktion.
Eine über hundertjährige Erfahrung mit Dämmstoffen zeichnet das Unternehmen ebenso aus wie das ausgereifte, lückenlose Qualitätssicherungssystem in den Bereichen Forschung, Entwicklung, Produktion und Vertrieb.
AnalySIS wird sowohl im Verlauf der Entwicklung neuer Fasergenerationen wie der Ki40 als auch in der Qualitätskontrolle während der Produktion zur Analyse der Fasergrösse eingesetzt.
Die Aufgabe
Der Betrieb verwendet in der Produktion und bei Neuentwicklungen Ausgangstoffe, die sich bei Glaswolle aus bis zu 70 Prozent recycelten Stoffen wie Scherben von Fenster- und Flaschenglas zusammensetzen. Als Zusatz dient im wesentlichen Sand. Bei Steinwolle werden zudem Kalkstein, Feldspat und andere Stein-Rohstoffe mitverarbeitet.
Die auf Grundlage dieser Ausgangsstoffe gefertigten Mineralwolle-Dämmstoffe unterliegen hinsichtlich morphologischer Grössen wie Länge und Durchmesser einer ständigen Kontrolle. Mit Hilfe diesen Daten können Verteilungsspektren berechnet werden, die die Grundlage zur Festlegung der Produkteigenschaften bilden und damit letztendlich wichtige Qualitätsfaktoren sind.
Die Lösung
Die Faserproben werden zunächst präpariert und anschliessend in ein Rastermikroskop eingeschleust. Die Bilder des REMs werden direkt in die Bildverarbeitungssoftware eingelesen. Über die integrierte TWAIN-Schnittstelle können auch photographisch erzeugte Aufnahmen eingescannt werden. Während letztere vor der eigentlichen Auswertung zunächst noch nachträglich kalibriert werden, sind die direkt eingelesenen Bilder immer kalibriert, so dass umgehend mit der Auswertung begonnen werden kann. Abb. 1 a – c zeigen verschiedene rastermikroskopische Aufnahmen von Produktfasern.
Die eigentliche bildanalytische Aufgabenstellung ist die Ermittlung des Faserdurchmessers.
Zur Erstellung des benötigten Faserdurchmesserspektrums und des Auswerteprotokolls wird ein für diese Applikation geschriebenes Modul herangezogen. Vor Beginn der Messung werden Angaben über das Produkt, die Herkunft und besondere Merkmale angefordert.
Die Vermessung der Faserlängen und deren Durchmesser erfolgt interaktiv. Nach Abschluss der Messung klassifiziert das Modul die akkumulierten Daten automatisch in die festgelegten Klassen und stellt das Ergebnis in einem Diagramm dar.
Das in Abb. 2 wiedergegebene Diagramm zeigt ein Faserdurchmesserspektrum von Mineralwolle-Fasern im Bereich von 0 – 16 µm. Deutlich erkennbar ist ein Häufigkeitsmaximum zwischen 3 und 5 µm.
Das Modul erzeugt innerhalb von analySIS direkt ein Auswerteprotokoll. Dieses wird anschliessend per DDE nach MS Word übertragen.
Zur Beurteilung gibt das Ausgabeprotokoll neben ausgewählten statistischen Werten auch die relative und kumulative Häufigkeit wieder.
Zudem zeigt D50 den Wert der Partikelgrösse an, unterhalb dessen 50 Prozent der Teilchen liegen.
Das Ergebnis
Die Bildverarbeitungssoftware kommt sowohl im Rahmen der Qualitätssicherung als auch im Bereich der Neuentwicklung zum Einsatz. Dieser Tatbestand und der Einsatz von bis zu 60 Prozent Altglas als Rohstoff sowie die Recyclingfähigkeit des Produktes führen dazu, daß alle Produkte den „Blauen Engel“ tragen und gesundheitlich unbedenklich sind.
Dieser Anwendungsbericht entstand mit freundlicher Unterstützung von Herrn Lohe, G+H ISOVER, Ludwigshafen, Deutschland.
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