Entwicklung schnelldrehender Einschneckensysteme für die Kunststoffverarbeitung auf Basis theoretischer Grundlagenuntersuchungen

Die heute in Sonderfällen für wenige Produkte und Polymere bereits im Einsatz befindlichen schnelllaufenden Einschneckensysteme sind überwiegend auf experimentellem Wege durch Testen verschiedener Schneckenkonfigurationen entwickelt worden. Das ist i. a. recht zeit- und kostenintensiv und führt lediglich zu einer produkt- und materialspezifischen Lösung der Aufgabenstellung. In der vorliegenden Arbeit sollen möglichst allgemeingültig die Chancen und Grenzen schnelldrehender Einschneckenmaschinen vorgestellt werden. Den Ausgangspunkt bildet die Erarbeitung der theoretischen Grundlagen zur Beschreibung des Prozesses. Damit dies möglichst praxisnah geschehen kann, beinhaltet diese Ebene theoretischen Analysen, numerische Untersuchungen (z. B. FEM) und einzelne experimentelle Versuche. Diese Grundlagen sind das Fundament für die Konzeptentwicklungsphase. Zunächst erfolgt die Konzeptauswahl. Das Ergebnis einer Konzeptauswahl kann z. B. so aussehen, dass man sich für den Einsatz einer Barriereschnecke in Kombination mit einer genuteten Einzugszone entscheidet. Anschließend wird die Schnecke mit Hilfe einer Simulationssoftware und anderer Hilfsmittel, denen mathematisch-physikalische Modelle zugrunde liegen, vorausgelegt. Im nächsten Schritt wird die so entwickelte Schneckenkonfiguration gefertigt und im Rahmen experimenteller Versuchsreihen getestet und bewertet. Wenn die Versuche auf einer kleineren Laboranlage durchgeführt werden, müssen die Ergebnisse mit Hilfe von Modellgesetzten auf eine Produktionsanlage übertragen werden. Zusammenhängend führen diese Bausteine dann zur Umsetzung der Idee einer schnelldrehenden Schnecke.