Mit Farbe zum Erfolg
Aktualisiert: 2022-12-15
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Einfärben von Kunststoffen
Schlüsselwort: Compoundieren
Modifizierung von styrolbasierten TPE mit Kurzfasern
Der entscheidende technologische Vorteil von Thermoplastischen Elastomeren (TPE) gegenüber vernetzten Elastomeren besteht darin, dass TPE entropieelastische Eigenschaften aufweisen, aber nicht irreversibel chemisch vernetzt sind. TPE können immer wieder thermoplastisch umgeformt werden. Aus diesen chemischen Aufbau resultiert auch, dass soe thermisch und dynamisch weniger belastbar sind als „klassische“ Gummierzeugnisse. Vor allem weisen sie eine relativ hohe bleibende Verformung unter Druck (Druckverformungsrest) sowie eine deutlich höhere Kriechneigung bei lang anhaltender oder dynamischer Belastung auf.
Ziel dieses Projektes war es, TPE so zu modifizieren, dass sie sich im Rückstellverhalten und der dynamischen Belastbarkeit deutlich von konventionellen TPE abheben. Der Ansatz dafür war die Optimierung der TPE mit kurzen Fasern. Durch eine solche Modifizierung konnten in Voruntersuchungen mit Elastomeren erhebliche Veränderungen im viskosen, mechanischen und thermischen Verhalten erzielt werden. Um die vielversprechenden Vorteile der Fasermodifizierung für TPE auszunutzen, wurden im Projekt technisch umsetzbare Lösungen gefunden, textilen Kurzschnitt gleichmäßig zu verteilen und die Fasern zu vereinzeln. Zudem wurde die Haftung zwischen der textilen Faser und der TPE-Matrix optimiert.Zur Erreichung der genannten Projektziele wurden umfangreiche Verarbeitungs- und Formulierungsarbeiten durchgeführt und dargestellt. Ein Statistischer Versuchsplan für die Zweischneckenextrusion wurde erstellt, bearbeitet und ausgewertet. Es wurden Rezepturen und Verfahrensparameter erarbeitet und dargestellt, welche eine aussichtsreiche Herstellung und Industrialisierung eines fasermodifizierten TPS erlauben, welches deutliche Vorteile beim Druckverformungsrest unter hohen Temperaturen.
Aktualisiert: 2022-12-08
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Schmelzesimulation des Planetwalzenextrusions-Prozesses
Die Aufbereitung immer komplexerer Compounds stellt die Kunststoffindustrie vor stetig wachsende Herausforderungen. Doppelschneckenextruder stoßen dabei zunehmend an ihre verfahrenstechnischen Grenzen hinsichtlich hoher Mischwirkung bei gleichzeitig geringer Materialbelastung. Der Planetwalzenextruder (PWE) mit seinem einzigartigen Funktionsprinzip stellt in diesem Anwendungsfeld eine Maschine mit hohem Potential dar. Mangelndes Prozessverständnis führt jedoch dazu, dass Auslegung und Prozessoptimierung durch zeit- und kostenaufwändige Versuchsreihen erfolgen müssen. Simulationsmodelle, wie sie bei Doppelschneckenextrudern etabliert sind, können für den PWE aufgrund der komplexen Geometrie und Spindelbewegung nicht angewendet werden. Ziel des Projekts war daher die Erstellung eines numerischen Modells des Schmelzetransports im PWE sowie die darauf basierende Erweiterung eines anwenderfreundlichen Simulationstools für eine optimierte Auslegung des Extrusionsprozesses.
Der Lösungsansatz bestand darin, zunächst die für die Simulation erforderlichen Materialdaten zu ermitteln und diese durch Materialmodelle zu beschreiben. Experimentelle Untersuchungen mit einem speziellen Messzylinder sowie die numerischen Simulationen geben Aufschlüsse über die Vorgänge im PWE. Begleitend erfolgte eine analytische Modellierung des Extruders. Der Fokus lag dabei in der Abbildung des Prozessverhaltens von verschiedenen Planetenspindeln. Die analytischen Modelle wurden schließlich in ein Simulationstool implementiert. Abschließend wurden Validierungsexperimente durchgeführt und mit den Berechnungen verglichen.
Aktualisiert: 2022-01-27
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Kunststoffe auswählen
Das Fachbuch "Kunststoffe auswählen" bietet eine praktische Anleitung zur ganzheitlichen Betrachtung der Materialauswahl und -entscheidung
Aktualisiert: 2020-01-01
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Verarbeitung von biobasierten Kunststoffen
Für eine erfolgreiche Positionierung von biobasierten Kunststoffen am Markt sind sichere und dokumentierte Verarbeitungsmöglichkeiten obligatorisch. Die verfügbaren Informationen hierzu waren in der Praxis zu Beginn dieses Vorhabens jedoch sehr lückenhaft. Somit stellte sich als primäres Ziel dieses Vorhabens die Verbesserung der Informationsbasis zur Verarbeitung von biobasierten Kunststoffen dar. Dies erfolgte in der ersten Phase durch Erarbeitung, Dokumentation und Bereitstellung der entsprechenden Verarbeitungsdaten. In der zweiten Projektphase wurde zusätzlich der Wissenstransfer und eine fundierte, kostenneutrale Unterstützung kleiner und mittlerer Unternehmen forciert.
Dieser Bericht dokumentiert die Arbeiten des SKZ in diesem Vorhaben. Es konnte eine deutlich verbesserte Informationsbasis zur Verarbeitung von Biokunststoffen durch Untersuchungen in den Bereichen Spritzgießen, Compoundieren, Extrudieren, Schweißen und Kleben geschaffen werden. Weiterhin wurden Analysen zum Einfärben von Biokunststoffen, zum Haftungsverhalten und zum Bedrucken von Produkten aus bio-basierten Kunststoffen durchgeführt. Die ermittelten Daten und Hinweise wurden erfolgreich durch eine Vielzahl an Transfermaßnahmen, wie firmenspezifische Projekten, Veröffentlichungen, Broschüren und Flyer, hausinterne und externe Veranstaltungen, Tagungen, Workshops und Seminare sowie Messen, den interessierten Unternehmen nahe gebracht. Weiterhin wurden die Ergebnisse in die online frei verfügbaren Datenbanken des IfBB und der Fa. M-Base aufgenommen. Durch die Aufnahme der Ergebnisse in aktuelle Kurse der SKZ-Akademie wird sichergestellt, dass diese möglichst vielen Unternehmen zur Verfügung stehen.
Aktualisiert: 2020-01-28
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Einfärben von Kunststoffen
Die optischen Eigenschaften der Produkte treten zunehmend in den Vordergrund. Für das Erscheinungsbild von Kunststoffprodukten und deren Veränderung im Laufe des Produktlebens hat das Einfärben der Kunststoffe eine zentrale Bedeutung.
Grundlagen, Anwendungsbeispiele und Lösungskonzepte
Das Fachbuch erläutert verschiedene Möglichkeiten, mit alternativen Messgrößen eingefärbte Kunststofferzeugnisse oder deren Herstellung zu bewerten. Es werden also neben den in der Einfärbepraxis etablierten Wegen auch neuere Ansätze zur beschleunigten Optimierung der Einfärbeprozessen und zur Qualitätssicherung angesprochen.
Für wen?
Für alle, die sich mit Fragestellungen aus dem Bereich des Einfärbens von thermoplastischen Polymeren oder Kunststoffbauteilen, insbesondere der Rezeptur, der Auswahl und Optimierung der Maschinen- und Verfahrenstechnik sowie der Prüftechnik bzw. Qualitätssicherung beschäftigen.
Jetzt neu in zweiter Auflage:
- Neuer Abschnitt zu Appearance und Farbwahrnehmung in der Praxis (Kapitel 2 + 3)
- Ergänzung von Simulationsmethoden der Verfahrenstechnik (Kapitel 9)
- Neues Kapitel zu Ersatzgrößen und prozessnahen Methoden zur Bewertung eingefärbter Produkte, mit Beschreibung von Inline-Messmethoden beim Spritzgießen und Extrudieren/Compoundieren (Kapitel 10)
Extra: E-Book inside
Aktualisiert: 2023-04-18
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Kunststoffe auswählen
Das Fachbuch "Kunststoffe auswählen" bietet eine praktische Anleitung zur ganzheitlichen Betrachtung der Materialauswahl und -entscheidung
Aktualisiert: 2020-08-17
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Farbregelung bei der Kunststoffaufbereitung
Bisher endete das Leistungsspektrum fast aller am Markt erhältlichen Inline-Farbmesssysteme mit der Feststellung einer Farbänderung. Lösungsansätze für eine automatische Farbkorrektur sind bislang nur sehr vereinzelt zu finden. Eine Farbrezepturberechnung, die auf in der Schmelze ermittelte Inline-Messwerte zurückgreift, stellt daher einen essentiellen Schritt in Richtung eines Regelkreises zur automatisierten Farbkorrektur dar.
Für einen geschlossenen Regelkreis sind Kalibrierreihen nützlich, die im Vorfeld für die jeweils verwendeten Farbmittel und Polymere erstellt werden müssen. Bei diesen Kalibrierreihen werden Compounds mit definierten Farbkonzentrationen der verwendeten Farbmittel hergestellt und die Inline-Schmelzefarbmessung durchgeführt. Im Anschluss können die Ergebnisse in die Rezeptiersoftware übertragen werden.
Das Projekt verfolgte unterschiedliche Ziele: Ein geschlossener Regelkreis ermöglicht die Korrektur von Chargen- oder Dosierschwankungen im Prozess und gewährleistet so eine gleichbleibende Produktqualität. Außerdem ist mit einem solchen automatischen Farbkorrektursystem eine beschleunigte Farbnachstellung auf Basis vorheriger Prozessfarbmessreihen oder vorliegender Muster bzw. Standards möglich. Die übliche iterative und zeitaufwändige Vorgehensweise mit manueller Farbprüfung an Probekörpern kann damit im Umfang reduziert werden.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Bücher zum Thema Compoundieren
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Compoundieren - Große Auswahl Bücher bei Buch findr
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