Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)
In der Kunststoffindustrie stellt der Schneckenextruder eine wichtige Maschine zur Herstellung, Aufbereitung und Verarbeitung von Kunststoffen dar. Aufgrund der immer höheren Durchsatzmengen und dem Einsatz diverser Füllstoffe, wie z.B. Glasfasern, gehört die Extruderschnecke zu einer hochbeanspruchten Komponente. Dadurch gewinnt die Weiterentwicklung von Verschleißschutzmaßnahmen an Extruderschnecken und Zylindern immer mehr an Bedeutung. Diese Schutzmaßnahmen bedürfen Prüfmethoden zur Validierung deren Eignung. Die aktuell zur Verfügung stehenden und angewandten Methoden bilden allerdings die realen Strömungsverhältnisse nur unzureichend ab und verschwenden dabei oftmals große Mengen an Kunststoffgranulat. Aus diesem Grund wurde an der TU Chemnitz eine neuartige Verschleißapparatur entwickelt, welche einerseits die Strömungsverhältnisse realitätsnäher abbildet und andererseits den Energie- und Materialeinsatz optimiert.
Die entscheidende Neuerung an der Prüfapparatur ist das Funktionsprinzip. Dabei wird die Probe durch einen Zylinder bewegt, in dem sich ein polymeres Schmelzebad befindet. Der plastifizierte Kunststoff überströmt den Spalt, der zwischen Zylinderwand und Probe entsteht. Über die Abmaße des Probekörpers kann die Größe des Spaltes und so der vorherrschende Schmelzedruck beeinflusst werden. Aufgrund der Überströmung der Probengeometrie ist eine realitätsnahe Abbildung der im Extruder bestehenden Verhältnisse gegeben.
Darüber hinaus zielt die neuartige Verschleißapparatur auf eine Schonung von Energie und Ressourcen ab. Herkömmliche Prüfmethoden pressen die Kunststoffschmelze durch den Messspalt und benötigen dafür eine kontinuierliche Kunststoffschmelzeförderung. Der verwendete Kunststoff kann dem Prozess oftmals nicht wieder zugeführt werden, so dass er entsorgt werden muss.
Mit der neuen Prüfmethode ist eine erhebliche Einsparung von Kunststoff möglich, da dieser bis zum thermischen Abbau in der Apparatur genutzt wird. Weiterhin wird für die neuartige Verschleißprüf-Apparatur kein Extruder benötigt. Dies ergibt deutliche Einsparungen bei Energie- und Investitionskosten.
