Extrusion 3-2020

Austrittsdüse einen Durchmesser von 80 mm aufweist. Für die Untersuchungen wird ein Austrittsspalt von 1,5 mm mit einer Bügelzonenlänge von 8 mm verwendet. Als Material kommt ein PE-LD (2102N0W) der Firma Sabic Europe, Geleen (NL), zum Einsatz. Evolution ermöglicht Durchsatzsteigerung Ein erster Prototyp einer Luftführungseinheiten konnte bereits die Kühlleistung im Vergleich zum konventionellen Prozess durch eine flexible Verstellung des Strömungsspaltes deutlich erhöhen [HK18: Adaptiv verstellbarerKamin für mehr Power in der Blasfolienextrusion. Extrusion 24 (2018) 8, S. 36-40]. Der Aufbau dieser Luftführungseinheit ist durch eine Schichtung von Aluminiumringen mit einer regelmäßigen kreisförmigen Anordnung von Druckschrauben gekennzeichnet ( Bild 2 links). Den Einsatz der Luftführungseinheit während der Blasfolienex- trusion zeigt Bild 2 , rechts. Versuchsreihen zeigen, dass durch den Einsatz der Luftfüh- rungseinheit die Folientemperatur in großem Maße gesenkt werden kann. Mit der Anpassung der luftführenden Membran konnte durch die Senkung der Folientemperatur eine Durch- satzsteigerung von bis zu circa 27 Prozent erzielt werden [Gla18]. Jedoch führt der Einsatz des Systems im Vergleich zum konventionellen Prozess zu einer Erhöhung der Foliendickento- leranzen von circa 10 auf 20 Prozent [Gla18]. Der Grund für diese Zunahme liegt in einer inhomogenen Geschwindigkeits- verteilung der Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft. Als Ur- sache dafür kann die hohe Steifigkeit der verwendeten Silikon- membran angesehen werden. Die Druckschrauben verursachen eine ausgeprägte Faltenbildung in Umfangsrichtung, sodass sich ein ebenfalls inhomogener Strömungsspalt einstellt. Berei- che mit einem großen Strömungsspalt führen zu geringeren Strömungsgeschwindigkeiten und somit zu einer verschlechter- ten Kühlleistung als Bereiche kleinerer Strömungsspalte. Somit wird die Folienblase in Bereichen eines großen Strömungsspal- tes länger gedehnt, was zu Dünnstellen in der Folie führt. Daher galt es, die Luftführungseinheit dahingehend weiterzu- entwickeln, dass die Rundheit der luftführenden Membran op- timiert wird, um ein homogeneres Strömungsprofil in Um- fangsrichtung und somit ein homogeneres Dickenprofil einzu- stellen. Zudem ist es für die Einstellung eines möglichst gerin- gen Strömungsspaltes wichtig eine transparente Luftführungs- einheiten vorzusehen, um bei laufender Extrusion eine ideale Prozesseinstellung zu ermöglichen. Die Anzahl und die Durchmesser der verwendeten Ringe wur- den auf Basis der Geometrie des bisherigen Prototyps be- stimmt. Für die erforderliche Transparenz wurde der Rahmen aus Aluminium mit Abstand zwischen den Ringen gefertigt. Als luftführende Membran wurde ein hochtransparentes thermo- plastisches Polyurethan (TPU) vom Typ Desmopan 3690AU der Covestro AG, Leverkusen, eingesetzt. Für die Untersuchung des Strömungsspaltes standen nun sechs Sichtfenster zur Verfü- gung. Um die Dickenschwankungen zu reduzieren, wurde die Anzahl der Druckschrauben, die eine Anpassung der flexiblen Membran ermöglichen, auf 108 Schrauben erhöht. In Bild 3 ist die weiterentwickelte LFE während des Extrusionsprozesses dargestellt. Bild 4 links zeigt den Einfluss der optimierten LFE auf den Massedurchsatz. Bild 5: Dritter Prototyp einer flexiblen LFE: Die Verstellung der luftführenden Membran erfolgt 34 Blasfolienextrusion – Aus der Forschung Extrusion 3/2020 Bild 4: Vergleich der konventionellen Blasfolienextrusion mit der optimierten Extrusion mit LFE [Vos19]