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Optimizing Nozzle Filling with Slow Motion Analysis

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Published on Dec 14, 2015

This compilation highlights two slow-motion studies used for process optimization. The studies show the automated filling of syringes. They were recorded using the MotionBLITZ EoSens® mini1 high-speed camera by Mikrotron. The first video focuses on speed. At 10,654 frames per second the camera captured in full detail a process that originally lasted 0.0562 seconds. Played back in slow motion it is extended to 20 seconds. The region of interest is set at 160 x 176 pixel. It is shown in original size on the left. The second video has a larger region of interest. At 1,280 x 360 pixel resolution the camera delivers an astonishing 1,421 frames per second. The process shown here lasts 0.6774 seconds. For comparison reasons it is played in real time on the left while the video on the right is the slow motion version.

Our customer designs, constructs and sells packaging and production systems for the pharmaceutical and cosmetic industry. He uses our high-speed cameras in product development and quality management. The automated filling of a syringe, for example, is a matter of just 500 milliseconds. Nevertheless, this process is prone to error. Syringes are not correctly located on the nozzles and crack or break; fluid leaks, coating the sides of the syringe; air voids cause spring-like compressions in the fluid provoking an extended force length; the fluid is not filled to the required height or overflows. The issues that can arise are as varied as their causes. High-speed analysis helps to detect and eliminate errors.

In diesem Video werden zwei Zeitlupenstudien dargestellt, die im Bereich der Prozessoptimierung eingesetzt werden. Die Studien zeigen die automatische Abfüllung von Spritzen. Sie wurden mit der MotionBLITZ EoSens® mini1 Hochgeschwindigkeitskamera von Mikrotron aufgezeichnet. Schwerpunkt des ersten Videos ist Geschwindigkeit. Bei 10.654 Bildern pro Sekunde nimmt die Kamera in allen Einzelheiten ein Prozess auf, der ursprünglich 0,0562 Sekunden gedauert hat. In Zeitlupe wiedergegeben wird er auf 20 Sekunden verlängert. Der interessante Bereich (Region of Interest) ist 160 x 176 Pixel groß. Er ist in Originalgröße auf der linken Seite eingeblendet. Das zweite Video zeigt einen größeren Ausschnitt. Bei einer Auflösung von 1.280 x 360 Pixel liefert die Hochgeschwindigkeitskamera erstaunliche 1.421 Bilder pro Sekunde. Der hier gezeigte Vorgang dauerte 0,6774 Sekunden. Zu Vergleichszwecken wird er auf der linken Seite in Echtzeit abgespielt, während das Video auf der rechten Seite in Zeitlupe wiedergegeben wird.

Unser Kunde konstruiert, baut und vertreibt Verpackungs- und Produktionssysteme für die pharmazeutische und kosmetische Industrie. Unsere Hochgeschwindigkeitskamera setzt er im Bereich Qualitätsmanagement und Produktentwicklung ein. Eine Spritze beispielsweise automatisch zu befüllen, dauert nur wenige Millisekunden. Trotzdem ist dieser Arbeitsschritt fehleranfällig. Die Spritzen wurden nicht ordnungsgemäß unter den Düsen platziert und springen oder brechen; es tritt Flüssigkeit aus, die an den Seiten der Spritze herunterläuft; Luftporen verursachen eine federartige Kompression in der Flüssigkeit, die das Kraft-Längen-Verhältnis verändert; die Flüssigkeit wird nicht bis zur erforderlichen Höhe eingefüllt oder läuft über. Die Probleme, die auftreten können, sind so unterschiedlich wie ihre Ursachen. Analysen in Zeitlupe helfen das Problem zu erkennen und Lösungsansätze zu entwickeln.

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