Extrusion 7-2021

aht hervorzurufen, wurden die Stege sind in ihrem Design an statische Mischelemente angelehnt. Zur Analyse des Betriebs- verhaltens und zur Untersuchung der tatsächlichen Bindenaht- ausprägung wurden vier neuartige Stegdesigns angelehnt an LPD- und Kenics-Mischer mittels Selectivem Laser Melting (SLM) gefertigt und praktisch erprobt. Mikroskopische Untersu- chungen der hergestellten Rohrproben bestätigten, dass Strö- mungsumlagerungen und damit eine strukturmechanisch gün- stigere Ausprägung der Bindenähte erreicht wird. Nachfolgen- de Berstprüfungen zeigten zusätzlich, dass mithilfe der neuarti- gen Stege das Zusammenfließen der Schmelzeströme so ange- passt werden kann, dass sich der mechanische Einfluss von Bin- denähten auf das Endprodukt reduziert. So ist bei den unter- suchten PE-HD-Rohren eine Steigerung der Innendruckbelast- barkeit um bis zu 40 % möglich. Den verbesserten mechani- schen Eigenschaften stehen allerdings höhere Druckverluste und damit einem steigenden Energiebedarf bei der Herstellung gegenüber. Der Druckverlust stieg um bis zu 27 % an. Durch erreicht, bevor die Probe versagt. Das entspricht einer Steigerung der Innen- druckbelastbarkeit von circa 40 % im Vergleich zum konventionellen Stegde- sign. Nach Abschätzung mit der Kes- selformel sind bei der vorliegenden Steigerung des Berstdrucks Wanddik- kenreduzierung von bis zu 32,9 % bei gleicher Innendruckbelastbarkeit mög- lich. Die Rohrproben der Stegdesigns A und B zeigen keinen Anstieg der Innendruckbelastbarkeit. Die- se Beobachtung entspricht bei Stegdesign B aufgrund der ver- gleichsweise geringen Bindenahtumlagerung (vgl. Bild 4 ) den Er- wartungen. Bei den Rohrproben des Stegdesigns A lag dagegen die größte Bindenahtumlagerung vor, sodass mit einem Anstieg des Berstdruck zu rechnen war. Eine mögliche Erklärung für den geringen Berstdruck können die zusätzlichen Bindenähte im Inne- ren der Rohrwandung sein. Der Unterschied zwischen den Ergeb- nissen der PP und der PE-HD-Proben kann auf das unterschiedli- che Relaxationsverhalten der beiden Materialien zurückgeführt werden. Relaxiert das PP schneller als das PE-HD, nehmen Binden- ahtschwächungen ab. Fazit Zur Reduzierung von Bindenahteffekten in Rohrextrudaten, die unter Einsatz von Dornhalterwerkzeugen gefertigt wurden, er- folgte die Entwicklung neuartiger Dornhalterstege. Um Strö- mungsumlagerungen und damit eine Umlagerung der Binden- Bild 4: Einfluss der neuartigen Stege auf den Bindenahtverlauf im Extrudat 41 Extrusion 7/2021 K 400 µm A 2,9 3,6 2,4 3,2 3,1 B C D Bindenahtlängen [mm] STATISCHE MISCHER KÜHLMISCHER SCHAUMEXTRUSIONS- SYSTEME CO 2 /N 2 GASDOSIERUNG www.promix-solutions.com MISCHEN. SCHÄUMEN. KÜHLEN. LEADING TECHNOLOGY Optimieren Sie mit uns Ihren Prozess. EXPERTISE & TECHNOLOGIE Halle A2/2105