Maximilian Zacher,
"Experimentelle Untersuchungen an genuteten Einschneckenextrudern mit Fokus auf Leistungsbilanz und Aufschmelzversuchen"
, 3-2019
Original Titel:
Experimentelle Untersuchungen an genuteten Einschneckenextrudern mit Fokus auf Leistungsbilanz und Aufschmelzversuchen
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Diese Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung der in der Einschneckenextrusion häufig
verwendeten Kombination aus genutetem Zylinder und Barriereschnecke. Ein spezieller
Fokus wird auf die Leistungsbilanz und das Aufschmelzverhalten gelegt. Dazu wurden
Versuche an axial- und gewendelnuteten, sowie zum einen im Einzug, als auch zusätzlich in
der Plastifizierzone genuteten Zylindern, an verschiedenen Betriebspunkten, durchgeführt.
Für die Untersuchungen wurden zehn verschiedene Materialien von sechs verschiedenen
Polymertypen (PP, HDPE, MDPE, LDPE, PS, PET) verwendet. Für die Leistungsbilanz
wurden die dem System zu- und abgeführten Leistungen gegenübergestellt.
Um Rückschlüsse über die energetische Effizienz des Prozesses zu erhalten wurde der
?scheinbar thermische Wirkungsgrad? definiert. Der effizienteste Betriebspunkt ist dabei der
?scheinbar adiabate Punkt?, an dem 100% der Antriebsleistung in Entalpiestrom und
Punmpleistung umgewandelt wird, und die Summe der Wärmestrome durch die
Zylinderwand gleich Null ist. Der Wärmestrom durch die Zylinderwand setzt sich dabei aus
dem in den Zylinderzonen und dem der Einzugskühlung zusammen. Der scheinbar
thermische Wirkungsgrad ist eine sehr gute Kennzahl zur Bewertung des Prozesses, und der
Ermittlung von energetisch effizienten Betriebspunkten.
Das Aufschmelzverhalten wurde mittels Schneckenziehversuchen und dynamischen
Druckmessungen bestimmt. Mit den Schneckenziehversuchen kann der axiale
Schmelzeverlauf visualisiert und die Schmelzeanteile bestimmt werden. Durch die
dynamische Druckmessung wird der Druckverlauf über die Kanalbreite dargestellt und es
dadurch ermöglicht auf die Verteilung von Schmelze und Feststoff im Kanal rückzuschließen.
Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Prozesseigenschaften stark von der Kombination
Zylinder, Schnecke und Kunststoff abhängen und variieren.
Forschungs-