Berechnung des Schwellverhaltens hinter einem komplexen Profilextrusionswerkzeug mit einer stabilisierten Finite Elemente Methode für verschiedene Thermoplaste

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Marek Behr, Ph.D.; Professorin Dr.-Ing. Stefanie Elgeti
• Fachliche Zuordnung: Kunststofftechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 184122738

Die Entwicklung von Profilextrusionswerkzeugen basiert aktuell auf Experimentreihen und Erfahrungswissen. Im Allgemeinen ist es nicht möglich, das Werkzeug direkt zu konstruieren, da sich die viskoelastische Kunststoffschmelze nicht-linear verhält. Die Folge ist starkes und asymmetrisches Aufschwellen der Schmelze nach Verlassen des formgebenden Werkzeugs. Das extrudierte Profil ähnelt daher generell weder in der Größe noch in den Hauptmerkmalen der Austrittsgeometrie. Berücksichtigt man die derzeit nötigen teuren und zeitaufwendigen Experimente, so ist die computergestützte Vorhersage des Aufschwellens hinter industriell relevanten Extrusionswerkzeugen von Vorteil. In diesem Projekt wird eine dafür geeignete Finite-Elemente Methode entwickelt. Im Bezug auf die Modellierung der Materialeigenschaften konzentrieren wir uns auf Materialien, die mit dem Oldroyd-B Modell modelliert werden können (z.B. LDPE und HDPE). Der Hauptfokus der neuentwickelten Methode liegt dabei auf zwei Punkten: einer stabilen Diskretisierungsmethode und einer hochauflösenden Darstellung der freien Oberfläche, welche Berechnungen auch großer Schwellfaktoren erlaubt, die nach der ersten Projektphase schon bei 170% liegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen