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Extruder-Einzugsgrenze unter Forscherlupe Forschung im "Schneckengang" - im positiven Sinne!

| Redakteur: Peter Königsreuther

Das Institut für Kunststofftechnik (IKT) der Universität Stuttgart forscht an der effizienten Auslegung von gleichläufigen Doppelschneckenextrudern. Das soll die Entwicklung derselben effizienter machen.

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Bild einer 3D-Simulation, die das Untersuchungsziel hat, die Feststoffförderung in einem Doppelschneckenextruder mithilfe der sogenannten Diskrete-Elemente-Methode unter die Lupe zu nehmen. Daran forschen Experten des IKT der Universität Stuttgart momentan. Das soll Zeit und Kosten sparen.
Bild einer 3D-Simulation, die das Untersuchungsziel hat, die Feststoffförderung in einem Doppelschneckenextruder mithilfe der sogenannten Diskrete-Elemente-Methode unter die Lupe zu nehmen. Daran forschen Experten des IKT der Universität Stuttgart momentan. Das soll Zeit und Kosten sparen.
(Bild: IKT )

Um aufwändige und damit teure Trial-and-Error-Aktionen bei der Auslegung der Einzugszone von Doppelschneckenextrudern zu vermeiden, setzen Forscher am IKT zur Prognose der Förderfähigkeit die Diskrete-Elemente-Methode ein, sagt das IKT. (Bei dieser Bauart rotieren die Verarbeitungsschnecken in die gleiche Richtung. Der Kunststoff wird wie bei einem Einschneckenextruder durch Friktion gefördert.) Die Auslegung der Einzugszone spiele außer der Schüttdichte, der Partikelform, -größenverteilung sowie -festigkeit eine Hauptrolle, wenn es um den maximal erzielbaren Durchsatz, das heißt die Produktivität, gehe. Bei „gut fließenden“, meist als Granulat verarbeiteten und wenig kompressiblen Schüttgütern ist das Durchsatz-Drehzahl-Verhältnis linear. Bei Schüttgütern mit ungünstigem Einzugsverhalten (etwa feinkörnige, kohäsive und kompressible Pulver) wird hingegen ab einer bestimmten Drehzahl keine Durchsatzsteigerung mehr erreicht, erklären die IKT-Forscher. Dann ist die sogenannte Einzugsgrenze praktisch erreicht. Wann das passiert, könnten die Anwender aber bisher nicht ohne Weiteres vorhersehen, wodurch Potenziale zur Durchsatzsteigerung nicht wahrgenommen würden. Also baut man auf Versuche, die eben den Geldbeutel belasten und Zeit kosten, heißt es. Das soll sich jetzt ändern:

KMU-Kunststoffverarbeiter sollen vor allem profitieren

Das IKT arbeitet deshalb jetzt im Rahmen eines Forschungsprojekts auf das Ziel hin, erstmalig unter Zuhilfenahme der Diskrete-Elemente-Methode ein dreidimensionales Simulationsmodell zu entwickeln, mit dem die Förderfähigkeit von Doppelschneckenextrudern effizient vorhergesagt werden kann, betonen die Beteiligten. Damit das klappt, greifen sie auf bereits existierende, wertvolle Ergebnisse aus Voruntersuchungen zur Granulatförderung zurück, an die angeknüpft werden kann (Bild). Im zweiten Schritt werde die entwickelte Simulationsmethodik durch ausgiebige experimentelle Untersuchungen im Labor- und Industriemaßstab verifiziert. Final soll aus den so gewonnenen Erkenntnissen ein einfach zu bedienendes Berechnungsprogramm entwickelt werden, das vor allem den kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) den Zugang zu dieser effektiven Auslegungsmethode ermöglichen wird, wie es heißt.

Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert (Förderkennzeichen 20989 N). In dem Projektausschuss sitzen viele namhafte Unternehmen aus dem Bereich Compoundierung, Maschinen- und Anlagenhersteller sowie Anbieter von Simulationssoftware.

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