Untersuchung und Beschreibung des Prozess- und Mischverhaltens von Mischelementen für Gleichdrall-Doppelschneckenextruder

Gleichdrall-Doppelschneckenextruder stellen die, wirtschaftlich gesehen, wichtigste Maschine bei der Aufbereitung von Kunststoffen dar. Im Rahmen des Aufbereitungsschrittes gilt es die Eigenschaften von Kunststoffen einem Anforderungsprofil anzupassen. Bei der verfahrenstechnischen Auslegung dieser Compoundiermaschinen spielt die Gestaltung der Verfahrenseinheit eine entscheidende Rolle. Durch die ständig wachsenden Anforderungen an die Qualität und Wirtschaftlichkeit der Extrusionsanlagen wächst die Notwendigkeit, die Betriebsbedingungen gezielt auf das jeweilige Produkt zu optimieren. Ein zunehmend wichtiges Hilfsmittel ist dabei die rechnergestützte Auslegung mit Hilfe von Simulationssoftware. In der industriellen Praxis setzen sich immer mehr spezialisierte Mischelemente durch, da die Schneckenkonfigurationen mit traditionellen Mischelementen, z. B. Knetblöcke, die Qualitätsund Kostenanforderungen häufig nicht erfüllen können. Trotz der zunehmenden Verbreitung dieser spezialisierten Mischelemente fehlten bisher systematische wissenschaftliche Untersuchungen und Modelle zur Beschreibung des Verhaltens dieser Elemente. Im Rahmen der Dissertation wurde das Prozess- und Mischverhalten von drei ausgewählten Mischelementtypen untersucht und modelliert. Die Modelle basieren auf geometrischen Ersatzmodellen, die eine einfache Beschreibung gestatten. Wesentlich bei der Entwicklung der Ersatzmodelle war die Beschränkung auf einige wenige Grundgeometrien. Durch diese Beschränkung wurde gewährleistet, dass die Modelle flexibel für unterschiedliche Geometrien eingesetzt werden können und dass ein Baukastensystem für zukünftige Modellbildungen zur Verfügung steht. Mit Hilfe umfassender experimenteller Untersuchungen konnten die Modelle zur Beschreibung des Druck-Durchsatzverhaltens, der Temperaturentwicklung und der Leistungsaufnahme verifiziert werden.