GVT - 18934 N
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Untersuchung von Aufschmelzzonen für das wirtschaftliche Compoundieren auf gleichläufigen Doppelschneckenextrudern

IGF-Nr. 18934 N

Forschungsstelle 1:

Universität Paderborn

Kunststofftechnik Paderborn (KTP)

Fachgebiet Kunststoffverarbeitung

Warburger Straße 100

33098 Paderborn
Projektleiter 1: Frau M.Sc. Kim Scharr
Forschungsstelle 2:

Fraunhofer-Gesellschaft e.V.

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Schloßgartenstraße 6

64289 Darmstadt
Projektleiter 2: Herr M.Eng. Alexander Knieper
Laufzeit: 01.11.2015 - 30.04.2018

In der Aufschmelzzone von gleichläufigen Doppelschneckenextrudern (DSE) wird ca. 80% der Gesamtenergie eingebracht. Die Prozessauslegung für wirtschaftliches, materialschonendes Aufschmelzen und der folgerichtige Scale-Up sind demnach erst möglich, wenn die thermomechanischen Vorgänge in der Aufschmelzzone von gleichläufigen DSE vollständig verstanden werden. Allgemeingültige Modelle, die wesentliche Zusammenhänge des Energieeintrages in Abhängigkeit der Verarbeitungsparameter beschreiben, existieren bislang nicht. Diese Lücke im Forschungsstandard resultiert aus einem fragmentarischen Verständnis des gesamten Aufschmelzprozesses und soll im Rahmen dieser Gemeinschaftsforschung geschlossen werden. Dazu ist es nötig, den Bereich des initialen Aufschmelzens, der in vergangenen Modellansätzen und Untersuchungen nicht ganzheitlich berücksichtig wurde, zu untersuchen. Die Umwandlung der Ergebnisse in eine für die KMU verwertbare Form steht im Vordergrund. Die Projektergebnisse sollen innerhalb eines Computer-Tools zur Verfügung gestellt werden, sodass die plastische Deformation und weitere initiale Aufschmelzmechanismen mit der Eingabe mehrerer Material- und Prozessdaten abgeschätzt werden können. Es können daraus Handlungsempfehlungen abgeleitet werden, mit denen KMU bestehende Prozesse optimieren und flexibler auslegen können. Das verbesserte Verständnis des initialen Aufschmelzens, das Computer-Tool und die Handlungsempfehlungen ermöglichen den KMU durch ein individuelles Anpassen der jeweiligen Schneckenkonfigurationen gezielt Energie über plastische Deformationen einzubringen und somit den Prozess signifikant zu verbessern. Es kann die benötigte Energie zielgerichtet in das Polymer eingebracht werden, um eine homogene Massetemperatur zu realisieren und Überhitzen und Degradation zu vermeiden. Die Aufschmelzzone und somit der Extruder kann kleiner ausgelegt werden, um letztlich bei einer optimalen Produktqualität und verminderten Energiekosten den Durchsatz zu erhöhen.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 18934 N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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