Extrusionswerkzeuge auf Basis von Additive Manufacturing – ExAM

Overview

Die Extrusion ist das Hauptverfahren der kontinuierlichen Verarbeitung von Kunststoffen und erf?hrt ein breites Anwendungsgebiet von Fensterprofilen bis hin zu Schl?uchen für den medizinischen Einsatz. Die Wirtschaftlichkeit von Extrusionsanlagen wird signifikant von dem erreichten Durchsatz bestimmt. Hierbei ist jedoch nicht immer das Plastifizierverm?gen des Extruders der begrenzende Faktor, sondern die Qualit?t des Extrudats, welche vor allem vom Werkzeug abh?ngig ist.

Das ExAM Forschungsvorhaben hat sich daher die Leistungssteigerung von Extrusionswerkzeugen durch optimale Auslegung der Werkzeuggeometrie unter Zuhilfenahme von Additiven Fertigungstechnologien (engl. additive manufacturing, AM) zum Ziel gesetzt. Dadurch soll der Durchsatz von Extrusionsanlagen bei gleichbleibender oder verbesserter Qualit?t gesteigert werden. Das Vorhaben betrachtet hierzu die Herstellung technischer Profile sowie die Produktion von Katheterware für den medizinischen Einsatz mit den relevanten Qualit?tsmerkmalen Dimensionsstabilit?t bzw. Zytotoxizit?t. Die ausgew?hlten Anwendungsf?lle stellen zum einen die hohen technischen Anforderungen an komplexe Profile sowie zum anderen hohe Anforderungen an Materialschonung der Extrusionswaren bei der Verarbeitung dar.

Das Ziel ist die Hebung der Potentiale der Additiven Fertigung für die Werkzeuge der Extrusion und damit den Prozess selbst. Die Ergebnisse münden in der Erstellung einer systematischen Gestaltungsmethodik von Extrusionswerkzeugen unter Zuhilfenahme der additiven Prozesskette. Mithilfe von simulationsbasierten Ans?tzen sollen Belastungen und Anforderungen erfasst und Topologieoptimierungen umgesetzt werden, welche die Gestaltungsfreiheit der AM ausnutzen.

Key Facts

Keywords:
Extrusion , Extrusionswerkzeug , Topologieoptimierung
Grant Number:
01IF23360N
Research profile area:
Nachhaltige Werkstoffe, Prozesse und Produkte
Project type:
Forschung
Project duration:
08/2024 - 07/2026
Contribution to sustainability:
Industry, innovation, and infrastructure, Quality Education
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

About the person

Cooperating Institutions

Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT

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Hochschule Schmalkalden (FH)

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