Bestimmung der Korrelation zwischen Druckschwankungen, Dickenschwankungen, Aufschmelzgrad und der Produktqualität in der Extrusion

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Volker Schöppner
• Fachliche Zuordnung: Kunststofftechnik
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452432838

Die Einschneckenextrusion zählt zu den Kernkompetenzen der Kunststoffverarbeitung. Vor dem Hintergrund wirtschaftlicher Rahmenbedingungen stellt die Durchsatzsteigerung der Verarbeitungsmaschinen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer hohen Schmelzequalität eines der vorrangigen Entwicklungsziele vieler Maschinenhersteller dar. Dies erfordert eine zielgerichtete Schneckenauslegung. Im angestrebten Forschungsantrag soll die Korrelation zwischen den Verarbeitungsparametern mit der Schmelze- und der Produktqualität anhand eines extrudierten Rohrprofiles untersucht werden. Ziel ist das Erkennen einer Qualitätsgrenze, ab welcher die Schmelzequalität am Extruderauslass nicht mehr ausreicht, um ein qualitativ hochwertiges Produkt extrudieren zu können. Diese Qualitätsgrenze soll vorwiegend in Abhängigkeit des Ortes des Aufschmelzendes im Extruder betrachtet werden, jedoch sind auch weitere EInflussgrößen zu berücksichtigen.In den Voruntersuchungen gilt es sowohl wichtige als auch nicht relevante Einflussfaktoren zu erkennen, um anhand der Ergebnisse eine Auswahl der zu untersuchenden Faktoren zu erstellen. Darüber hinaus wird der Einfluss verschiedener gängiger Extruderschnecken betrachtet. Die ausgewählten Einflussfaktoren werden anschließend systematisch und mit dem benötigtem Ausmaß untersucht.Die experimentellen Untersuchungen werden mit den entsprechenden Verfahrensparametern analytisch simuliert und die Simulationen anhand der experimentell generierten Daten validiert. Die Simulationen erlauben einen Einblick in die Vorgänge im Extruder, wie beispielsweise die Bestimmung des Ortes des Aufschmelzendes.Ziel der Untersuchungen ist ein Modell, welches basierend auf den Verarbeitungsparametern und analytisch durchführbaren Simulationen eine Vorhersage über die zu erwartende Schmelzequalität am Extruderauslass ermöglicht. Hierduch soll im Rahmen der Schneckenauslegung ein Werkzeug zur Verfügung gestellt werden, welches die gestellten Anforderngen an die auszulegende Schnecke kostengünstig und schnell überprüfen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen