Seit den 1950er Jahren wird in Spritzgie?maschinen die Schubschnecke zum Plastifizieren und Einspritzen genutzt. Bei diesem Vorgang wird Kunststoffgranulat aufgeschmolzen und in den Schneckenvorraum bef?rdert. Die dabei stattfindende translatorische Rückw?rtsbewegung der Schnecke führt zu einer variablen wirksamen Schneckenl?nge, was einen uneinheitlichen Energieeintrag zur Folge hat und zu Inhomogenit?ten in der Schmelzetemperatur von bis zu 50°C führen kann. Diese Temperatur ist eine entscheidende Prozessgr??e, da sie die Viskosit?t und Dichte der Schmelze sowie das Abbauverhalten des Kunststoffs beeinflusst und somit die finalen Bauteileigenschaften bestimmt. Eine inhomogene Temperaturverteilung kann zu eine Materialdegradation führen. G?ngige L?sungsans?tze zur Verbesserung der Schmelzehomogenit?t, wie der Einsatz von Barriereschnecken oder l?ngeren Schnecken, haben Nachteile wie eine eingeschr?nkte universelle Einsetzbarkeit oder l?ngere Verweilzeiten. Die energieintensive Dosierphase ist zudem entscheidend für die Zykluszeit und die Wirtschaftlichkeit des Prozesses. Zur Optimierung werden Simulationsprogramme wie das Paderborner Spritzgie?simulationsprogramm (PSI) eingesetzt.

Das Forschungsvorhaben ?OptiPlast“ zielt darauf ab, die Wirkzusammenh?nge zwischen Prozessgr??en, Materialeigenschaften und den resultierenden Qualit?tsgr??en, axiale Schmelzetemperaturverteilung, Dosierzeit und Energiebedarf, systematisch zu untersuchen. Hierfür sollen durch die Modellierung der Plastifizier- und Stillstandsphasen und deren Implementierung in die PSI-Software grundlegende Erkenntnisse für eine Regelung der Dosierphase gewonnen werden. Kernfragen der Untersuchung sind, welche Prozesskennzahlen signifikant mit der axialen Temperaturverteilung korrelieren, wie Prozessgr??en und Materialeigenschaften diese Verteilung quantitativ beeinflussen und inwieweit durch eine gezielte Anpassung der Prozessparameter eine homogene Temperaturverteilung erreicht werden kann. Des Weiteren wird erforscht, wie der Energiebedarf und die Dosierzeit minimiert werden k?nnen, w?hrend gleichzeitig eine homogene Schmelzetemperaturverteilung gew?hrleistet wird.