Simulative und experimentelle Auslegung von Mischelementen kaltgefütterter Kautschukextruder unter besonderer Berücksichtigung der viskoelastischen Materialmodellierung II

Overview

Die Kautschukverarbeitende Industrie, insbesondere gepr?gt durch mittelst?ndische Unternehmen, steht zunehmend vor Herausforderungen hinsichtlich Ressourcen- und Energieeffizienz in der Produktion. Ein wesentlicher Teil des Problems liegt in der unzureichenden Durchmischung und Homogenit?t der Schmelze in Stiftextrudern, was zu Qualit?tseinbu?en führt. Die Komplexit?t viskoelastischer Materialeigenschaften sowie fehlendes anwendungsfreundliches Know-how in der numerischen Str?mungssimulation (CFD) erschweren es insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen (KMU), diese Herausforderungen durch digitale Werkzeuge zu adressieren. Zus?tzlich verhindern hohe Lizenzkosten kommerzieller Simulationssoftware und die schwierige Handhabung existierender Tools einen fl?chendeckenden Einsatz in der industriellen Praxis. Trotz der wirtschaftlichen Bedeutung der Branche und ihrer Rolle als Zulieferer insbesondere für die Automobilindustrie, existieren kaum standardisierte, zug?ngliche Methoden zur effektiven Auslegung und Optimierung von Schnecken in der Extrusion.

Das Ziel des Projekts besteht darin, die ressourceneffiziente Verarbeitung von Kautschuk durch eine optimierte Schneckengeometrie und eine damit verbundene verbesserte Materialhomogenit?t zu f?rdern. Im Zentrum steht die Entwicklung einer cloudbasierten, einfach bedienbaren Simulationsl?sung, die es erm?glicht, eigene Prozesse digital zu analysieren und zu verbessern. Dabei werden die relevanten Prozess- und Materialparameter mittels viskoelastischer CFD-Simulationen modelliert, um wissenschaftlich fundierte Auslegungsrichtlinien für Schneckengeometrien zu generieren. Diese Ergebnisse sollen im Anschluss mittels automatisierten PDF-Auswertungen nutzbar gemacht werden. Die praxisnahe Einbindung von Unternehmen über einen projektbegleitenden Ausschuss sichern dabei den Wissenstransfer und st?rken die Umsetzungskompetenz im Mittelstand.

Key Facts

Grant Number:
01IF22861N
Research profile area:
Nachhaltige Werkstoffe, Prozesse und Produkte
Project type:
Forschung
Project duration:
03/2023 - 07/2026
Contribution to sustainability:
Quality Education, Industry, innovation, and infrastructure
Funded by:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)

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Principal Investigators

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Prof. Dr.-Ing. Volker Sch?ppner

Plastics Processing

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Cooperating Institutions

Technische Universit?t Dortmund

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