Neuartige Messtechniken geben einen Einblick, welche Mechanismen beim Anschmelzen und dem damit verbundenen Energieeintrag in die Schmelzzone von Doppelschneckenextrudern wirken. (Bild: Fraunhofer LBF, Raapke)
Unter anderem wollen die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF den Energieeintrag in das Polymer reduzieren. Innerhalb des optimierten Prozesses wird das Polymer thermisch und mechanisch weniger beschädigt, was wiederum die mechanischen Eigenschaften und die chemische Beständigkeit des Produktes verbessert und die Emissionen reduziert, die durch die Verarbeitung entstehen.
Um den Energieeintrages in der Aufschmelzzone gleichläufiger Doppelschneckenextruder zu untersuchen, entwickelten die Wissenschaftler ein neuartiges Werkzeug, mit dessen Hilfe sich der Querschnitt der Plastifizierzone visualisieren lässt. Dazu setzen sie eine Hochgeschwindigkeitskamera ein. Mit einer Auflösung von 2 000 Bildern pro Sekunde konnten sie erstmalig die Bewegung, Deformation und das initiale Aufschmelzen von Kunststoffgranulaten darstellen, dokumentieren und bewerten. Diese Aufnahmen kombinierten sie mit einer hochauflösenden Drehmomenten-Messung, sodass sich nun der mechanische Energieeintrag ortsaufgelöst jedem visualisierten Zustand zuordnen und die theoretische Temperaturerhöhung berechnen lässt. Mit ihrem neuartigen Blick in die Aufschmelzzone konnten die LBF-Wissenschaftler beispielsweise die plastische Deformation eines Polypropylengranulates beobachten und dokumentieren.
(mns)
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