Design and Optimization of Wave-Dispersion Screws

Die Einschneckenextrusion ist das mengenmäßig bedeutendste Verfahren der Kunststoffindustrie: Pro Jahr werden damit weltweit mehr als 114 Millionen Tonnen an Kunststoffen verarbeitet. Dies entspricht in etwa einem Drittel der jährlichen Gesamtproduktion an Kunststoffen. Beim Extrudieren werden in einem kontinuierlichen Verarbeitungsprozess granuläre oder pulverförmige Kunststoffe durch eine rotierende Förderschnecke in einem beheizten Zylinder verdichtet, aufgeschmolzen und homogenisiert. Die Kunststoffschmelze wird im Anschluss durch eine Düse gepresst, ausgeformt und abgekühlt. Die Verarbeitungsmöglichkeiten reichen von der Folien-, Profil-, Rohr-, Platten- bis hin zur Faserextrusion. Neben der Herstellung von Halbzeugen werden Einschneckenextruder zusätzlich beim Recycling, Spritzgießen und Blasformen eingesetzt. Vor dem Hintergrund ökonomischer Rahmenbedingungen stellt die Durchsatzsteigerung bei gleichzeitiger Sicherstellung einer hohen Schmelzequalität ein wesentliches Entwicklungsziel von Maschinenbauern und Kunststoffverarbeitern dar. Um die stetig steigenden Anforderungen zu erfüllen, wurden in der Vergangenheit eine Vielzahl von Förderschnecken entwickelt. Während einige dieser Konzepte bereits bis ins Detail erforscht wurden, gelingt es bei anderen aufgrund von mangelndem Prozessverständnis nicht das volle Verarbeitungspotential auszunutzen. Um hier zukünftig einen nachhaltig wertvollen Beitrag zu leisten, untersucht das vorliegende Forschungsprojekt, das in Kooperation mit der Kunststofftechnik Paderborn (Universität Paderborn) durchgeführt wird, die Funktionsweise von sogenannten Wave-Schnecken.