In-line kwaliteitscontrole van coatings met AI-ondersteunde optische technologieën

Nieuwe cameratechnieken bieden tegenwoordig de mogelijkheid om coatings in-line te monitoren op kwaliteit met meer informatiefeedback dan ooit tevoren. Dit is mogelijk doordat de nieuwe technologie niet enkel een optisch (visueel) beeld maakt van het coatingoppervlak, maar tegelijkertijd ook informatie geeft via spectroscopie in uv-, VIS- en NIR-golflengtes. Samen met VOM wil Sirris nu de mogelijkheden onderzoeken.

Doordat de nieuwe technologie niet alleen een optisch beeld maakt van het coatingoppervlak, maar tegelijkertijd ook informatie geeft via spectroscopie in uv-, VIS- en NIR-golflengtes, kan coatinginformatie over chemie, samenstelling en topografie uit één opname gehaald worden. Defecten die niet detecteerbaar zijn bij zichtbaar licht worden door deze camera’s toch opgemerkt via beeldopname bij de andere golflengten.

Voorbeelden van dergelijke defectdetectie en -karakterisering zijn bijvoorbeeld coatingcracks, samenstellingsvariaties, diktevariatie, contaminaties, maar ook bijvoorbeeld variaties in geleidbaarheid.

In onderstaand voorbeeld A wordt de diktevariatie van een AIOx-film getoond. De hier gebruikte beeldvormingstechniek is hyperspectrale beeldvorming. Een tweede voorbeeld B toont de concentratievariatie van een bepaald ingrediënt in een medicijntablet. De bovenste opname is in visueel licht. De onderste opnametechniek is NIR-spectroscopie.

 Figuur A: Diktevariatie voor AlOx-film (© Fraunhofer IWS Dresden)

Figuur B: Analyse van de samenstellingsconcentratie van bepaalde geselecteerde bestanddelen in een medisch product (https://www.spectroscopyeurope.com

Uitdagingen en opportuniteiten

De camera’s zijn contactloos, maken gebruik van passieve of actieve verlichting en zijn snel te implementeren in een coatinglijn. Twee redenen houden een wijdverbreide implementatie van deze technologie nog tegen. Enerzijds is er de huidige hoge kostprijs voor deze camera’s en anderzijds de correcte verwerking van de grote hoeveelheid data die deze technologie genereert. 

De komst van MEMS-technologie en recente evoluties in micro-elektronica dragen bij tot een prijsdaling van deze technologie, waardoor we verwachten dat het in de komende jaren wel tot betaalbare toestellen zal komen. Miniaturisatie maakt ook de integratie van de camera’s in bewakings- en geautomatiseerde detectiesystemen gemakkelijker.

De correcte verwerking van de data is een belangrijk onderdeel van het succes van de technologie. Er moeten algoritmes ontwikkeld worden die precies kunnen aangeven welke data welke informatie bevatten voor laagdikte, defecten, samenstelling, …

Onderzoek en ontwikkeling

Sirris wil, in samenwerking met VOM, onderzoeken welke algoritmes kunnen bijdragen aan een correcte analyse van deze beeldvorming van coatings. Hierbij zullen ook zelflerende technologieën (AI) worden toegepast, zodat deze camera’s in de tijd steeds beter worden in het detecteren van defecten, variaties en contaminaties. Op die manier kunnen onregelmatigheden in onder andere automatische coatinglijnen zeer snel gedetecteerd worden, waardoor scrap-productie tot een minimum beperkt wordt en de oorzaak van een slecht product zeer snel gedetecteerd en opgelost kan worden.

Bent u geïnteresseerd om aan dit onderzoek deel te nemen en heeft u een case waarbij deze technologie u vooruit zou helpen? Neem dan zeker contact met ons op!

Tags: