Herausforderung

Wendelverteiler werden zur Ausformung der Schmelze eingesetzt, wenn ein hoher Qualitätsanspruch an die optische Anmutung und die Festigkeit gestellt wird. Die heutige Form der industriell eingesetzten Axialwendelverteiler beruht im Kern immer noch auf dem ursprünglichen Konzept aus den 1960er Jahren.

Die Nutzung von dreidimensionalen numerischen Strömungssimulationen zur Auslegung und Optimierung der Werkzeuggeometrie ist zwar im Forschungsumfeld Stand der Technik, findet allerdings in der industriellen Praxis aufgrund des hohen Zeitaufwandes bisher keinen flächendeckenden Einsatz. Stattdessen werden immer noch einfache Berechnungsprogramme genutzt, die unter teils erheblicher Vereinfachung der Strömungsproblematik eine geringe Berechnungszeit erkaufen.

Durch die Vereinfachungen sind die eingesetzten Programme entsprechend bei der Formgebung des Verteilerkanals geometrisch eng begrenzt, wodurch eine tiefgreifende Änderung der Werkzeuggeometrie gehemmt wurde.

Zielsetzung und Lösungsansatz

Im Rahmen des Projektes sollen Erkenntnisse und Verbesserungen, die aus simulationsgestützten Analysen und Optimierungen gewonnen werden für die industrielle Praxis zugänglich zu machen.

Zu diesem Zweck werden die in vorangegangenen DFG-Projekten gesammelten Erfahrungen am IPE gemeinsam mit dem umfangreichen Know-How des Anwendungspartners (ETA Kunststofftechnologie GmbH) genutzt, um relevante Kenngrößen für die Strömung innerhalb eines Wendelverteilerwerkzeugs zu verbessern. „Von besonderem Interesse ist dabei eine Verbesserung der Spülbarkeit des Werkzeugs, um langfristig sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile zu realisieren“, erläutert Patrick Weiß, der Geschäftsführer von ETA Kunststofftechnologie GmbH. Diese Ziele sollen erreicht werden, indem eine Änderung des konventionellen Wendelkanals vorgenommen wird.

Die Durchführung des Projekts beinhaltet zunächst ausführliche Strömungssimulationen, sowie die Verwendung von neuronalen Netzen, um eine Verbesserung in der Werkzeugvorauslegung zu erzielen. Um die Vergleichbarkeit von neuartigen Kanalgeometrien und konventionellen Ausführungen des Werkzeugs zu gewährleisten, wird in diesem Schritt unter anderem die Anwendbarkeit der einzelnen Qualitätskriterien auf andere Geometrien geprüft. Insbesondere im Falle einer freien Kanalführung (vgl. Abbildung b) ist eine Unterscheidung zwischen der Strömung im Spalt und der Strömung im Wendelkanal nicht mehr ohne weiteres möglich, was zu einer zusätzlichen Herausforderung in der Auswertung der Geometrie führt.

Forschungs- und Projektpartner

ETA Kunststofftechnologie GmbH

Zuwendungsgeber

Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
Fördernummer: SCHI 1475/10-1
 

Ansprechpartner

Felix Vorjohann, M.Sc.

felix.vorjohann@uni-due.de
0203 - 379 3519