Flachfolienextrusionsanlage mit Möglichkeit zur Längsreckung und schnelllaufendem Einschneckenextruder
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Flachfolienanlage mit Möglichkeit zur Längsreckung und schnelllaufendem Einschneckenextruder wurde in den ersten drei Jahren seit Inbetriebnahme für zahlreiche Forschungsprojekte und Vorarbeiten zu Forschungsprojekten genutzt. Die vielfältigen Möglichkeiten der Anlage konnten beispielsweise im Projekt „Gradierte Strukturen in amorphen Kunststoffen: Herstellung von eigenverstärktem Polycarbonat“ des Sonderforschungsbereichs Transregio 30 (SFB/TR TRR30) „Prozessintegrierte Herstellung funktional gradierter Strukturen auf der Grundlage thermo-mechanisch gekoppelter Phänomene“ genutzt werden, um eine Eigenverstärkung in den amorphen Werkstoff Polycarbonat durch monoaxiales Recken einzubringen. Der Verarbeitungsprozess für die Herstellung gereckter Polycarbonatfolie wurde entwickelt, indem Polycarbonat im Einschneckenextruder plastifiziert, auf der Chill-Roll Anlage abgezogen und auf der monoaxialen Reckeinheit orientiert wurde. Des Weiteren wurden Vorarbeiten für die Beantragung der nächsten Förderperiode der SFB/TR TRR30 durchgeführt. Ferner dient die Flachfolienanlage im Projekt „Optimierung und Modellierung der geometrischen Gestaltung der Einzugszone bei einem Einschneckenextruder im Hochgeschwindigkeitsbereich“ dazu, eine optimierte Einzugszone zu entwickeln und Simulationen zu validieren. Durch die Möglichkeit, mit dem schnelllaufenden Einschneckenextruder Schneckendrehzahlen bis zu 2100 U/min zu fahren, wird im Projekt „Modellierung des Molekulargewichtsverlustes in Einschneckenextrudern“ der Einfluss der Verarbeitungsparameter bei hohen Durchsätzen auf den Materialabbau untersucht. Im Bereich der Einschneckenentwicklung wurde und wird die Extrusionsanlage für experimentelle Untersuchungen zum Einsatz, der Optimierung und Auslegung temperierter Schnecken eingesetzt. Durch den Einsatz einer temperierten Schnecke lassen sich Temperaturspitzen, welche zu einer Schädigung des Materials führen können, vermeiden. Weiterhin ist eine Steigerung der Energieeffizienz möglich. Im AiF-Forschungsprojekt „Fortschritte in der Durchsatzregelung von Einschneckenextrudern“ wurden wesentliche Verbesserungen beim Anfahren sowie bei Betriebspunktwechsel eines Extruders erzielt. Im Projekt „Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Aufschmelzverhalten wandgleitender Materialien in Einschneckenmaschinen“ wurden Ergebnisse zum Wandgleiten im Extrusionsprozess und im Nachfolgeprojekt „Energieeffiziente Hochgeschwindigkeitsextrusion; Messtechnisch basierte Auslegung von Entgasungseinheit und Schneckengeometrie für High-Speed Extruder“ wesentliche Erkenntnisse zur energieeffizienten Nutzung durch eine optimierte Entgasungseinheit und Schneckengeometrie erzielt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Thermische Betrachtung temperierter Einschnecken: Einfluss einer Schneckentemperierung auf die Schmelzetemperatur. Zeitschrift Kunststofftechnik (WAK) 7 (2011) 4
Lakemeyer, C.; Hörmann, H.; Anger, K.; Schöppner, V.
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Effizienz doppelt steigern. Kunststoffe 5/2012, KU110999
Leßmann, J.; Schöppner, V.; Weddige, R.; Porsch, A.
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Messung zum Materialabbau von Polypropylen. Zeitschrift Kunststofftechnik (WAK) 8 (2012) 4
Littek, S.; Schneider, M.; Huber, K.; Schöppner, V.
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Modelling the Solids Throughput of Single Screw Smooth Barrel Extruders as a Function of the Feed Section Parameters. International Polymer Processing XXVII (2012) 4
Leßmann, J.; Schöppner, V.; Weddige, R.; Porsch, A.
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Self-Reinforcement of Uniaxial Stretched Polycarbonate Films. Annual Technical Conference of the Society of Plastic Engineers, ANTEC 2012, April 20-24, Orlando (Florida)
Wibbeke, A; Schöppner, V.; Sasse, M.
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Comparison of Stretched Polycarbonate Films Produced on a Stretching Line and a Tender Frame. Polymer Engineering and Science, PES-13-0263, 2013
Wibbeke, A.; Schöppner, V.
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Experimental Investigation on the Induced Anisotropy of Mechanical Properties in Polycarbonate Films. ISRN Material Science, Manuscript Number 649043, 2013
Wibbeke, A.; Schöppner, V.; Mahnken, R.
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Optimizing High-Speed_Screws for Applications requiring high Melt Temperatures. Proceedings of the Polymer Processing Society 29th Annual Meeting, PPS-29, July 15-19, 2013, Nürnberg (Germany)
Hörmann, H.; Schöppner, V.
