Mit Naturfasern verst\u00e4rkte Kunststoffe kommen immer h\u00e4ufiger im Fahrzeugbau zum Einsatz. Sie finden beispielsweise in der Verkleidung des Autoinnenraums Anwendung, wo durch die eingearbeiteten Naturfasern – etwa Holz oder Hanf – der Kunststoff erheblich stabiler wird. F\u00fcr die Werkstoff-Aufbereitung f\u00fcr solche Bauteile werden Extruder genutzt. Diese Anlagen schmelzen den Kunststoff auf, lagern anschlie\u00dfend Naturfasern ein und sorgen gleichzeitig f\u00fcr die Formgebung der Bauteile. An der Entwicklung einer neuen Bauweise eines Doppelschneckenextruders war die Fachgruppe Extrusionstechnologien der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) der Technischen Universit\u00e4t Chemnitz beteiligt.<\/b> <\/p>\n
“Der Doppelschneckenextruder mit dem Namen Twinflex Compounder ist ein vollkommen neues System, das die Funktionalit\u00e4ten eines Einschnecken- und Doppelschneckenextruders sowie die eines Kneters und Walzwerkes in einer Maschine vereint”, beschreibt Stefan Uhlmann, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur SLK. Entwicklungspartner ist die Firma Noris Plastic aus dem fr\u00e4nkischen Altdorf. Der Extruder ist das Ergebnis eines gemeinsamen Forschungsprojektes, das das Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Technologie unter der Tr\u00e4gerschaft der AiF Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen \u00fcber zwei Jahre gef\u00f6rdert hat.<\/p>\n
“Der neue Doppelschneckenextruder erg\u00e4nzt etablierte kontinuierliche Systeme, wie gleich- und gegenl\u00e4ufigen Extrudern, und diskontinuierliche Systeme, wie Walzwerk und Kneter”, so Uhlmann. Eine Besonderheit ist, dass beide Schnecken einzeln angetrieben werden. Die Kommunikation der beiden Antriebsstr\u00e4nge ist dabei elektronisch gesteuert. Dadurch lassen sich die Drehrichtungen und auch die Geschwindigkeiten individuell variieren. Die Temperatur, auf die die zu verarbeitende Kunststoffschmelze aufgeheizt wird, bleibt jedoch unabh\u00e4ngig von der Schneckendrehzahl konstant. Auch die Winkelstellung der beiden Schnecken zueinander ist einstellbar. Die Anlage kann sich dadurch optimal an die zu verarbeitenden Materialien anpassen. <\/p>\n
“Es sind auch einzelne Verfahrensabschnitte mit maximalem Druckaufbau m\u00f6glich. Au\u00dferdem kann durch die Verdrehstellung der Schnecken bei Verfahrensabschnitten eine maximale Mischwirkung erreicht werden”, beschreibt Uhlmann. Insgesamt ist der Masseaustausch zwischen den Schnecken nach Angabe der Wissenschaftler besser als bei bisherigen Anlagen, was f\u00fcr einen guten Mischeffekt sorgt.<\/p>\n
F\u00fcr die Verarbeitung von Naturfasern eignet sich der Doppelschneckenextruder vor allem durch ein gro\u00dfes Einzugsbereich, der es erlaubt, auch volumin\u00f6ses Material zu verwenden. F\u00fcr Anwendungen in der chemischen Industrie bietet die Neuentwicklung ebenfalls Vorteile: “Der Doppelschneckenextruder ist optimal f\u00fcr verweilzeitabh\u00e4ngige Verfahren, also zum Beispiel Entgasungs- und reaktive Prozesse”, sagt Uhlmann. Schnecken und Zylinder sind modular aufgebaut. Da die beiden Schnecken ber\u00fchrungslos rotieren, ist der Verschlei\u00df der Anlage gering. “Die Anlage bietet hohe Leistung auf kleinem Raum: Sie kann 350 Kilogramm pro Stunde verarbeiten und ben\u00f6tigt eine Standfl\u00e4che von nur 3,3 Quadratmetern”, so Uhlmann. <\/p>\n
Erstmals \u00f6ffentlich vorgestellt haben die Wissenschaftler die Entwicklung bei der diesj\u00e4hrigen Kunststoffverarbeitungsmesse “Fakuma” in Friedrichshafen. Das neuartige Extruderkonzept wurde zudem zur Patentanmeldung eingereicht. Aktuell erproben die Forscher der TU Chemnitz die Anlage weiter und passen sie noch besser f\u00fcr die energieeffiziente Aufbereitung von Bio-Polymeren und Naturfasern an.<\/p>\n