Untersuchungen an einem neuartigen Extruderkonzept mit schnelldrehender Schnecke

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Johannes Karl Wortberg
• Subject Area: Plastics Engineering
• Term: from 2006 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 22466229

Bei dem Einsatz von Einschneckenextrudern mit schnelldrehenden Schnecken stellen die Aufrechthaltung einer zulässigen Schmelzetemperatur und die Gewährleistung einer hohen Schmelzequalität sowie die Verwendung derselben Schnecke für die Verarbeitung eines breiten Materialspektrums sehr wichtige Aspekte dar. Aus vielen Untersuchungen ist bekannt, dass der spez. Massedurchsatz mit zunehmender Schneckendrehzahl absinkt und damit die Grenzen der max. zulässigen Schmelzetemperatur schnell erreicht werden. So ist eine weitere Erhöhung der Schneckendrehzahl nicht mehr möglich, obwohl das mechanische System keine Einschränkungen vorgibt. In vielen Arbeiten wurde gezeigt, dass die Ergebnisse materialabhängig waren, was bedeutet, dass verschiedene Schneckenkonfigrationen benötigt werden. Daher verfolgt das beantragte Forschungsprojekt die folgende Ziele:¿ Erweiterung der Einsetzbarkeit eines Extrusionssystemes mit schnelldrehenden Schnecken für die Verarbeitung eines breiten Materialspektrums durch ein flexibles, modulares Extruderkonzept mit innovativem Antrieb.¿ Vermeidung des Abfalls des spezifischen Massedurchsatzes und damit Vermeidung der Temperaturerhöhung mit zunehmender Schneckendrehzahl durch individuell einstellbare Förderschnecke.¿ Reduzierung der Dissipationsleistung in der Aufschmelz- und der Scher-Mischzone durch konsequente Feststoff-/Schmelze-Trennung.¿ Gewährleistung einer guten Schmelzeqaulität bei Steigerung des Massedurchsatzes durch dissipations-optimiertes Zerteilen und Verteilen.Die erweiterten Freiheitsgrade beim Betrieb der Maschinen werden die Weiterentwicklung von Schnellläufern unterstützen. Das zu untersuchende Konzept bildet ein Basismodell für Einschneckenextruder mit schnelldrehenden Schnecken. Durch Scale-up bzw. Scale-down dieses Modells können Hochleistungsmaschinen entwickelt werden. Zum besseren Verständnis der Funktionsweise der Aufschmelz- und Scher-Mischzone sind hier Modelle zu formulieren, welche die Zusammenhänge zwischen den Geometrie- und Prozessdaten wiederspiegeln.

• DFG Programme: Research Grants