Fließvorgänge zwischen den Retoren von tangierenden Kautschukinnenmischern

Elastomerprodukte gehören zum Alltag und sind für eine Vielzahl von hochtechnologisierten Anwendungen unersetzlich. Im Automobilbereich werden Elastomere zum Beispiel in Motorlagerungen, Tür- und Fensterdichtungen und in Reifen verwendet. Aber auch in der Medizintechnik und der Raumfahrtindustrie übernehmen Elastomere in Dichtungs- und Dämpfungsanwendungen überlebenswichtige Aufgaben.
Grundsätzlich unterscheidet die Industrie zwischen Technischen Elastomer-Erzeugnissen (TEE) und Reifen. Eine weitere Unterscheidung erfolgt zwischen Naturkautschuk und synthetisch hergestelltem Kautschuk. Der Gesamtkautschukverbrauch belief sich 2017 in Deutschland auf 707.000 Tonnen, wobei Anwendungen im Bereich der Reifen etwa die Hälfte des Verbrauchs ausmachen. Der weltweite Verbrauch von Kautschuk lag 2017 bei 28,4 Millionen Tonnen.
Alle Kautschuke werden zunächst mit Füllstoffen, Additiven und Vernetzungschemikalien vermischt, bevor ein Produkt hergestellt werden kann. Der Mischprozess hat daher eine elementare Bedeutung bei der Herstellung von Elastomerprodukten. Bereits durch den Mischprozess wird die Qualität des Elastomerproduktes maßgeblich beeinflusst. Nur durch eine homogene Vermischung der Bestandteile können homogene und damit optimale Produkteigenschaften erzielt werden.
Die Mischungsherstellung erfolgt zumeist diskontinuierlich im Innenmischer, wobei eine Optimierung der Mischprozesse für alle kautschukverarbeitenden Unternehmen von großer Relevanz ist. Wirtschaftliche Mischprozesse mit kurzen Mischdauern und hoher Energieeffizienz sind erforderlich, um sich im weltweiten Wettbewerb behaupten zu können. Dies hat die deutsche Kautschukindustrie zuletzt mit einer Umsatzsteigerung von 4,2 % im Vergleich zum Vorjahr erfolgreich meistern können. Der Umsatz der deutschen Kautschukindustrie lag 2017 bei 11,74 Milliarden Euro. Da Mischprozesse zumeist empirisch entwickelt und optimiert werden, ist Expertenwissen für die Prozessauslegung notwendig. In Zeiten von Fachkräftemangel stellt dies eine Herausforderung dar, da beispielweise im zweiten Quartal von 2018 monatsdurchschnittlich 129.470 offene Stellen im Ingenieurbereich zu besetzen waren, demgegenüber jedoch lediglich 30.804 Bewerber standen. Daher ist zukünftig eine systematische und bedienerunabhängige Auslegung von Mischprozessen wünschenwert, sodass im Sinne von Industrie 4.0 auch eine automatische Optimierung von Mischprozessen erfolgen kann. Dieses Ziel kann nur mit einem tiefgehenden Verständnis für den Mischprozess im Innenmischer erreicht werden.