Wave-Schnecken in der Einschneckenextrusion

In der Kunststoffverarbeitung ist eine möglichst hohe Wirtschaftlichkeit von Extrusionsanlagen erstrebenswert. Diese wird beispielsweise durch das Anheben des Maschinendurchsatzes bei gleichbleibender Maschinengröße erreicht. Hierfür sind spezielle Schneckenkonzepte notwendig, zu denen auch die Wave-Schnecken zählen. Die korrekte Auslegung dieser setzt ein weitreichendes Verständnis darüber voraus, welche geometrischen Faktoren der Schnecke welche Einflüsse auf das Prozessverhalten ausüben. Im Rahmen der Dissertation wurden zu diesem Zweck mittels zweier Ansätze Gestaltungsrichtlinien für Wave-Schnecken aufgestellt. Zunächst wurde ein vollständig analytisches Modell des Aufschmelzverhaltens von Wave-Schnecken entwickelt und validiert. Dies lässt erste Rückschlüsse auf die korrekte Auslegung von Wave-Schnecken zu und ermöglicht weiterhin die einfache und schnelle Berechnung des Aufschmelzverhaltens von beliebigen Wave-Schnecken. Weiterhin wurden isotherme sowie nicht-isotherme, d.h. das Aufschmelzverhalten berücksichtigende, CFD-Simulationen verschiedenster Wave-Schnecken anhand der statistischen Versuchsplanung durchgeführt. Hierdurch konnten exakte Aussagen über die geometrisch optimierte Auslegung von Wave-Schnecken getroffen werden. Mittels Validierungsuntersuchungen wurden diese Aussagen bestätigt und das hohe Potenzial von Wave-Schnecken nachgewiesen.