Weiterentwicklung Netzwerktheorie basierender Werkzeugauslegung

Heutzutage werden Kunststoffprodukte in einem breiten Anwendungsbereich eingesetzt. Der Markt fordert die Herstellung qualitativ immer hochwertigerer Folien, vor allem im mehrschichtigen Aufbau. Steigender Konkurrenz- und Kostendruck sowie anwachsende Qualitätsansprüche an die ressourceneffiziente Herstellung der Folien sind für stetige Verbesserung und Optimierung der Folienextrusionsanlagen verantwortlich. Dabei steht aus prozesstechnischer Sicht das Extrusionswerkzeug als Bindeglied zwischen dem Extrusionssystem und der Nachfolge im Fokus. Die Qualität des Endproduktes ist im höchsten Maße durch die Auslegung des Werkzeuges gekennzeichnet. Daher wird auf die Dimensionierung und der Auslegung von Extrusionswerkzeugen besonderen Wert gelegt und immer häufiger Berechnungs- bzw. Simulationsprogramme eingesetzt. Eine einfache numerische Simulationsmöglichkeit ist die eindimensionale Betrachtung des Fließweges basierend auf der Netzwerktheorie, die Entwicklungspotential aufweist. Dabei liegt der Fokus auf der idealen Werkzeugauslegung von Breitschlitzwerkzeugen hinsichtlich Druck-Durchsatz-Beziehungen. Die Netzwerktheorie wurde unter Berücksichtigung der realen Kanalgeometrien des Breitschlitzwerkzeuges durch die direkte Ermittlung des TroWap-Verteilers sowie der Strömungsphänomene, wie das Querströmverhalten von Kunststoffschmelzen und der Einschnürungseffekt am Werkzeugaustritt, untersucht. Weiterhin wurde in der Netzwerktheorie angestrebt strukturviskoses Materialverhalten von Kunststoffen unter Anwendung des Carreau-Ansatzes exakter abzubilden. Abschließend wurde die eindimensionale Fließwegbetrachtung der Methodik für eine genaue Strömungsberechnung hinsichtlich Geschwindigkeits-, Volumenstromverteilung sowie der Druckverlust auf ein Mehrschichtwerkzeug übertragen.