Extrusion 7-2017

Dynamische Entwicklungen in der Folienextrusion erweitern die Einsatzmöglichkeiten in viele Richtungen. Verbundfolien aus mehreren Lagen mit Polymeren verschiedener Eigenschaften sind notwendig, um Produkte für die jeweils geforderten Anwendun- gen präzise herzustellen. Zusätzlich setzt man bei GMA auf die jahrelange Erfahrung der Ingenieure in der Auslegung von Coextrusionsadap- tern und Mehrkanaldüsen. Um gleichmäßigen Schmelzefluss und Düsenaustritt zu erreichen, wird der Druck über alle Strömungsbahnen aus- geglichen. Darauf sind Verteilerkanal (Manifold) und Drosselfeld (Restriktor) in der Breitschlitzdüse auszulegen. Im Relaxationsbereich (relaxation cham- D ie Hersteller von modernen Extrusi- onswerkzeugen für die Folienextrusi- on stehen vor der Herausforderung, die Eigenschaften der Schmelze dieser Poly- mere für die Auslegung der Fließkanäle zu prüfen und diese Informationen in das Design einfließen zu lassen. Umfassendes Wissen über die Eigen- schaften und die Verarbeitungsparame- ter der Polymere ist notwendig, um ge- meinsam mit den rheologischen Daten die Geometrien der Strömungskanäle in- nerhalb eines Extrusionswerkzeuges mit einer CAE-Software mittels Simulation überprüfen zu können. Das Ergebnis die- ser Analyse ist einer der entscheidenden Faktoren in der Auslegung. 32 Extrusionswerkzeuge, Folienextrusion Extrusion 7/2017 ber) verringert sich der Druck, sodass eventuell erzeugte Spannungen im Ver- teilerkanal und Drosselfeld abgebaut werden. Perfekte Abstimmung und da- mit Interaktion von Verteilerkanal, Dros- selfeld und Relaxationsbereich führen zu einer gleichmäßigen Verteilung. Alle Strömungslinien der Schmelze haben jetzt auf ihrem Weg durch die Düse die gleiche Druckdifferenz. Auf Basis der rheologischen Daten und der Verarbeitungsparameter an der Ex- trusionsanlage des Kunden ist man bei GMA durch den Einsatz von CAE-Simula- tion in der Lage, Strömungskanäle zu entwickeln und diese auch zu optimie- ren. Dabei werden Auslegungsfehler schnell erkannt und müssen nicht erst mechanisch an den Düsen selbst beho- ben werden. Dies führt zu einer schnelle- ren Entwicklung und Auslegung auch bei neuen Materialien bzw. Materialkombi- nationen (verschiedenen Polymeren mit unterschiedlichen Additiven). Polymerschmelzen sind „Nicht-Newton’- sche“ Flüssigkeiten, das heißt ihre Visko- sität ist abhängig von der Scherge- schwindigeit im jeweiligen Kanal. Bild 2: Simulation des Schmelzeflusses Bild 1: Gleichmäßiger Schmelzefluss im Flusskanal Modernste CAE-Simulation bei der Auslegung von Breitschlitzdüsen – Voraussetzung für schnelle und kostengünstige Produktentwicklung