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Ein kalibrierbares integratives Modell zur Beschreibung des Schlauchbildungsprozesses in der Blasfolienextrusion

Unter allen Kunststoffverarbeitungsprozessen ist die Blasfolienextrusion eines der wichtigsten Verfahren, um kontinuierlich dünnwandige Massenprodukte herzustellen. Den leistungsbegrenzenden Faktor stellt hierbei das Kühlsystem dar. Um den Entwicklungsprozess solcher Systeme effektiver zu gestalten, liegt es nahe, den vollständigen Folienverstreckprozess in Wechselwirkung mit dem eingesetzten Kühlsystem zu simulieren.

In der vorliegenden Arbeit ist ein kalibrierbares interaktives Simulationsmodell entwickelt worden. Verwendung findet zum einen ein mathematischer Ansatz zur Folienkonturbeschreibung und zum anderen ein Strömungssimulationsprogramm. Mit Hilfe der CFD-Analyse werden die Strömungs- sowie Abkühlvorgänge in Abhängigkeit der Blasengeometrie und des verwendeten Kühlluftführungssystems berechnet. Anhand dieses Modells erfolgt eine Beschreibung des Verstreckprozesses auf Grundlage der dehnrheologischen sowie temperaturabhängigen Eigenschaften des Polymers. Diese Materialeigenschaften messtechnisch zu erfassen, ist nur mit großem Aufwand möglich. Aus diesem Grund wird eine Kalibrierung der nicht direkt zugänglichen Materialparameter durchgeführt.

Mit diesem kalibrierten Simulationsmodell ist es zum ersten Mal möglich, sich frei einstellende Blasfolienkonturen zu berechnen. Nur durch die Betrachtung des gesamten Prozesses als ein sich stetig im Gleichgewicht befindliches System ist dies möglich.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com

Markus Bussmann
Lehrstuhl für Konstruktion und Kunststoffmaschinen
Universität Duisburg-Essen

Informationen

Freie Schlagwörter: Kunststoffverarbeitung, Extrusion, Folienextrusion, Simulation, Prozesssimulation, CFD
Institut / Lehrstuhl: Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Universität Duisburg-Essen
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Johannes Wortberg (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Radusch, Prof. Dr.-Ing. Axel Herrmann
Erscheinungsjahr: 2010
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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