Untersuchung der Einzugszone von Kunststoffextrudern mittels DEM Simulation

Die Thesis zielt darauf ab mittels Anwendung der Diskrete-Elemente-Methode (DEM)Kunststogranulat zu modellieren sowie ein Modell eines Versuchsstandes, das die Einzugszone eines Nutbuchsenextruders abbildet, zu erstellen. Damit soll das Förderverhalten in der genannten Zone eines Nutbüchsenextruders untersucht, akkurat beschrieben und fur Optimierungen dieser verwendet werden. Die Optimierung gestaltet sich dabei in Form der Änderung geometrischer Gegebenheiten der in der Einzugszone befindlichen Nutbüchse, um den Massedurchsatz zu steigern. Dabei sind sowohl die Eigenschaften der Granulatkörner selbst sowie ihre Wechselwirkungen untereinander zu berücksichtigen, als auch das typische Förderverhalten eines Nutbüchsenextruders. Kunststoffe erleben seit der Mitte des 19. Jahrhunderts einen Aufschwung im Produktionsvolumen. Damit einhergehend werden immer höhere Anforderungen an werkstoffverarbeitende Technologien, wie die Extrusion, gestellt. Eine Optimierung jener Technologien ermöglicht eine Steigerung der Effizienz und folglich eine erhöhte Wirtschaftlichkeit der kunststoverarbeitenden Industrien.Um eine Optimierung des Massedurchsatzes durchzufuhren, wird die DEM AnwendungssoftwareLIGGGHTS verwendet. Mit dieser werden Simulationen zur Ermittlung der Auswirkungen von Materialparametern auf das Materialverhalten durchgeführt und ein Nachweis der Parametrisierung eines Materialmodells vorgenommen. Simulationendes Nutbüchsenextrudermodells, dem Partikel des erstellten Materialmodells zugeführt werden, dienen dazu, dieses Modell zu verizieren. Hierbei findet ein Vergleich der simulativ ermittelten und analytisch berechneten Massedurchsätze statt. Anschließnd werden beide Modelle dazu verwendet, die in der Einzugszone liegende Nutbüchse so zu dimensionieren, dass simulativ eine Steigerung des Massedurchsatzes resultiert. An den Ergebnissen wird ersichtlich, dass sowohl das Modellieren eines Kunststogranulats als auch der Einzugszone eines Nutbüchsenextruders durchgeführt und mittels Validierung hinreichend bestätigt werden kann. Mit beiden erstellten Modellen ist die Optimierung des Massedurchsatzes in den genannten Systemgrenzen moglich. Schließlich ist eine Steigerung der Effizienz des abgebildeten Prozesses realisierbar.