Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Auf der Grundlage des Anschmelzverfahrens zur Herstellung homogener dickwandiger Kunststoffplatten bzw. St\u00e4be und Rohre soll das energie- und fertigungszeitsparende Verfahren auf die Produktion von Schaumstrukturen in Kunststoffplatten erweitert werden. Insbesondere ist dabei an die Fertigung von w\u00e4rme- bzw. schalld\u00e4mmende Sandwichplatten gedacht mit homogenen, festen Au\u00dfenseiten und einer Schaumstruktur im Inneren der Platten.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1.\tArbeitspaket Projektierungsarbeiten
\nEs soll hierzu eine erste Pilotanlage gebaut werden, in der die Besonderheiten von Schaumstrukturen wie Volumenvergr\u00f6\u00dferung, Gasanalyse im Reaktorraum etc. ausgewertet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
2.\tBerechnungsarbeiten
\nHierzu geh\u00f6rt die Erarbeitung von mechanischen, physikalischen und thermodynamischen Auslegungsdaten f\u00fcr den Bau einer Produktionsanlage.<\/p>\n
3.\tKonstruktionsarbeiten<\/p>\n
4.\tVersuche und Versuchsauswertungen
\nDie Versuchsarbeiten sollen die Grundlage f\u00fcr die Gestaltung der Fertigungsanlage schaffen unter Ber\u00fccksichtigung wichtiger Einflussgr\u00f6\u00dfen wie Polymerarten, Polymeraufmachung, Treibmittelzusammensetzung, Gasanalyse, geometrische Einfl\u00fcsse wie Plattendicke, Schaumanteile im Plattenquerschnitt, Ermittlung der mechanischen Materialeigenschaften, D\u00e4mmverhalten, Oberfl\u00e4cheng\u00fcte, Energiebilanzen, Bilanzierung der Verfahrensvorteile gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Verfahren etc.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In dem abgeschlossenen Entwicklungsvorhaben war im Pilotma\u00dfstab zu untersuchen, ob eine Erweiterung des Anschmelzverfahrens auch zur Herstellung gesch\u00e4umter Kunststoffteile technisch durchf\u00fchrbar ist. Das inzwischen f\u00fcr die Verarbeitung von Kunststoffgranulat aus Neuware im Produktionsma\u00dfstab eingesetzte Anschmelzverfahren musste daher umgestellt werden, da ein Aufsch\u00e4umen des treibmittelgef\u00fcllten Thermoplasten zwischen unter Zugspannung stehenden Siebb\u00e4ndern nicht m\u00f6glich ist. Als Ergebnis der umfangreichen Untersuchungen wird jetzt zur Herstellung von Schaumstrukturen das bisher eingesetzte Durchstr\u00f6mungsverfahren durch das Str\u00f6mungsumkehrverfahren substituiert. Dabei wird die vertikale Str\u00f6mungsrichtung im Granulathaufwerk durch einen horizontalen Str\u00f6mungsverlauf ersetzt. Anstelle des oberen Siebbandes in der Anschmelzvorrichtung wird ein h\u00f6henverstellbares Stegband eingef\u00fchrt und das untere Siebband wird durch ein geschlossenes F\u00f6rderband ausgetauscht. Das vertikal von oben zugef\u00fchrte Hei\u00dfgas durchstr\u00f6mt die Sch\u00fcttung, wird auf dem unteren F\u00f6rderband umgelenkt und in einem einstellbaren Abstand von der Hei\u00dfgaseintritts\u00f6ffnung \u00fcber einen Auslasskanal wieder ausgetragen. Die Versuchsergebnisse mit den uns zur Verf\u00fcgung stehenden Polymerarten zeigen, dass bei optimal gestaltetem Hei\u00dfgaszuf\u00fchrkanal eine ausreichend gleichm\u00e4\u00dfige Durchstr\u00f6mung der bis zu 30 mm hohen Granulatschicht m\u00f6glich ist. In unserem Kundenkreis werden im Regelfall Plattendicken im Bereich von 3 [mm] bis 15 [mm] hergestellt. Dabei sind staubf\u00f6rmige Feingutanteile bis 2 [%], bezogen auf die Gesamtmasse, zul\u00e4ssig.
\nBeim Durchstr\u00f6mverfahren sind Staubanteile hingegen nicht verarbeitbar, da im Reaktorraum Ablagerungen auftreten k\u00f6nnen. Die Herstellung von Schaumstrukuren, das Hauptanliegen unseres Entwicklungsvorhabens, verursacht in der Anschmelzvorrichtung eine Anreicherung von Treibmittelgasen wie z. B. N2, H2O oder CO2 und im geringen Ma\u00dfe NH3. Gasanalysen sind in der Pilotanlage nicht erfolgt, da ein Umluftverfahren des Hei\u00dfgases aus technischen Gr\u00fcnden nicht m\u00f6glich war und daher keine Aufkonzentration erfolgte. In der zu bauenden Demonstrationsanlage im Produktionsma\u00dfstab ist die Gasuntersuchung vorgesehen, wobei Treibgasanreicherungen \u00fcber einen Bypass kontrolliert abgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen.
\nEs ist festzuhalten, dass nach dem Str\u00f6mungsumkehrverfahren plattenf\u00f6rmige Formteile mit Schaumstrukturen hergestellt werden k\u00f6nnen und dadurch ein weiterer Marktvorteil erreicht wird. Allerdings f\u00e4llt als Nebenprodukt ein ebenso wichtiger Anwendungsbereich auf, der f\u00fcr das Durchstr\u00f6mungsprinzip sich bisher nicht erschloss: Die Verarbeitung von Gebrauchtkunststoffen. Die Recyclate sind oftmals thermisch gesch\u00e4digt und neigen im angeschmolzenen Zustand zu einem starken Abfall der Schmelzviskosit\u00e4t mit der Folge, dass Teilbereiche der Siebb\u00e4nder verschmutzen k\u00f6nnen. Im innovativen Str\u00f6mungsumkehrverfahren f\u00e4ngt jetzt das geschlossene F\u00f6rderband die niederviskose Anschmelzmasse ohne jegliche Verfahrensnachteile auf.
\nWir haben daher in der Pilotanlage bewiesen, dass das modifizierte Anschmelzverfahren nunmehr in dem von uns zu bearbeitenden Markt der Thermoplattenverarbeitung erkannte Einschr\u00e4nkungen aufhebt. Damit ist die Grundlage geschaffen, eine erste Demonstrationsanlage im Produktionsma\u00dfstab zu projektieren und damit unserer interessierten Kundschaft Einblick in die innovative Verfahrenstechnik zu geben. Dazu bedarf es einer umfassenden ingenieurtechnischen und verfahrenstechnischen Bearbeitungs- und Versuchszeit.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Im Jahre 1998 und 2007 ist das Anschmelzverfahren patentiert worden [DP 98] und [EP 07]. Wir vermarkten zwischenzeitlich das Durchstr\u00f6mverfahren weltweit, dieses soll auch f\u00fcr das Str\u00f6mungsumkehrverfahren gelten. Im Jahre 2010 ist die Anschmelztechnik mit dem IKU ausgezeichnet worden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Wir haben in diesem Entwicklungsvorhaben zeigen k\u00f6nnen, dass das Anschmelzverfahren mit seinen \u00f6kologischen, technischen und \u00f6konomischen Vorteilen gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen thermischen Umformverfahren neben der Verarbeitung fabrikneuer Granulatware nunmehr in modifizierter Form auch f\u00fcr Gebrauchtkunststoffe und treibmittelhaltige Polymere geeignet ist, ohne das Grundprinzip der partiellen Polymererw\u00e4rmung aufzugeben. Diese Erkenntnis soll Basis f\u00fcr den Bau einer Demonstrationslage im Produktionsma\u00dfstab sein, um den Markteinstieg f\u00fcr das Str\u00f6mungsumkehrverfahren vorzubereiten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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