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--- grafische_darstellung_der_ergebnisse:aufschmelzverlauf [2024/09/12 14:07] – [Besonderheiten des Aufschmelzverlaufs] admin
+++ grafische_darstellung_der_ergebnisse:aufschmelzverlauf [2025/01/20 17:59] (aktuell) – neelest
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 ======Aufschmelzverlauf======
-Die Grafik des Aufschmelzverlaufs (ASV) visualisiert die Ergebnisse der Berechnungen zum Aufschmelzverhalten während des Plastifizierprozesses im Einschneckenextruder. Auf der x-Achse wird die Schneckenlänge aufgetragen, während die y-Achse die dimensionslose Feststoffbettbreite (Y) darstellt. Diese ist definiert als das Verhältnis der Feststoffbettbreite zur Kanalbreite des Schneckenganges und kann Werte im Bereich von 0 bis 1 annehmen.
+-> [[berechnungen:aufschmelzverlauf|Zu den Berechnungsgrundlagen]]
-=====Interpretation der Kurven:=====
+===== Darstellung des Aufschmelzverlaufs =====
-====Plastifizierphase:====
+{{ :grafische_darstellung_der_ergebnisse:rex171_grafisch_de_005.png?nolink&1000 |}}
-  *         Die dimensionslose Feststoffbettbreite wird durch die rote Kurve repräsentiert.
-  *         Der aufgeschmolzene Masseanteil wird durch die blaue Kurve dargestellt.
-====Ende der Stillstandsphase (PSI):====
-  *         Die dimensionslose Feststoffbettbreite wird hier durch die rote Kurve wiedergegeben.
-  *         Der aufgeschmolzene Masseanteil wird durch die blaue Kurve gezeigt.
-{{ :grafische_darstellung_der_ergebnisse:rex171_grafisch_de_005.png?nolink |}}
+=====Interpretation der Kurven=====
-=====Besonderheiten des Aufschmelzverlaufs=====
+  *   ** Rote Kurve**: Die rote Kurve stellt die Feststoffbettbreite dar. Der Verlauf startet beim Ort der Schmelzewirbelbildung mit einem Wert von 1. Dies bedeutet, dass zu Beginn der Aufschmelzverlaufs das Feststoffbett 100% der Kanalbreite belegt. Die Feststoffbettbreite kann im Rahmen einer Kompressionszone oder einer anderen Reduzierung des Kanalquerschnittes (Start einer Barrierezone, Wechsel auf 2-gängige Schneckenzone, Reduzierung der Gangsteigung) steigen. Wechselt das Aufschmelzmodell zum dispersen Aufschmelzen (z.B. durch ein Scher- oder Mischteil), so endet hier der Verlauf der Feststoffbettbreite.
+  * **Blaue Kurve**: Die Blaue Kurve stellt den Schmelzeanteil dar. Der Schmelzeanteil kann im Gegensatz zur Feststoffbettbreite lediglich steigen. Erreicht der Schmelzeanteil den Wert 1 (=100 %), so ist der gesamte Kunststoff aufgeschmolzen. Beim Wechsel zum dispersen Aufschmelzen kann sich die Aufschmelzgeschwindigkeit je nach Gegebenheit erhöhen oder verlangsamen.
-Während des Plastifizierprozesses treten charakteristische Sprünge im Aufschmelzverlauf auf, die durch verschiedene Ursachen bedingt sein können:
+===== Analyse des Aufschmelzverlaufs =====
-  -     Zyklische Unterbrechungen der Schneckenrotation: Diese Unterbrechungen, insbesondere in der Stillstandsphase, können zu plötzlichen Veränderungen in der Aufschmelzrate führen, welche in der Grafik durch abrupte Sprünge ersichtlich sind.
-  -     Geometrieänderungen zwischen Zonen: Bei Änderungen der Schneckengeometrie, wie beispielsweise einer Änderung der Gangsteigung oder der Gangzahl zwischen den Zonen, kommt es zu einer Variation der Gangbreite. Diese Variation beeinflusst direkt den Y-Wert (dimensionslose Feststoffbettbreite), was zu einem sprunghaften Anstieg oder Abfall führen kann.
-{{ :grafische_darstellung_der_ergebnisse:rex171_grafisch_de_014.png?nolink |}}
-=====Gefahren bei schlecht aufschmelzenden Polymeren=====
-Bei Polymeren mit einer hohen Enthalpie, die nur schwer aufschmelzen, kann es in Verbindung mit einer frühen oder starken Kompression zu unerwünschten Effekten kommen. Ein besonderes Risiko besteht darin, dass die Y-Kurve den Wert 1 erreicht, was bedeutet, dass die Feststoffbettbreite die gesamte Kanalbreite einnimmt. Dies tritt auf, wenn das Polymer unter der starken Kompression stark expandiert. Wird der Wert Y = 1 erreicht, wird die Berechnung an dieser Stelle automatisch abgebrochen.
-=====Aufschmelzverlauf bei Entgasungsschnecken=====
-In Schnecken, die eine Entgasungszone besitzen, wird der Aufschmelzvorgang bis zur Entgasungsöffnung berechnet. Nach dieser Zone kann der Aufschmelzverlauf nur dann fortgesetzt werden, wenn sich das aufgeschmolzene Granulat in einem ausreichend kleinen Zustand befindet, sodass es den Spalt in den Scherelementen problemlos passieren kann. Wenn jedoch das Granulat einen zu großen Durchmesser hat, verstopft es die Scherteile, und der Aufschmelzprozess wird an dieser Stelle ebenfalls abgebrochen.
-=====Darstellung des Aufschmelzbeginns und -endes=====
-In der ASV-Grafik werden zwei entscheidende Punkte hervorgehoben:
-  -     Der Aufschmelzbeginn, der den Ort markiert, an dem die ersten Schmelzewirbel im Feststoffbett auftreten.
-  -     Das Aufschmelzende, welches jedoch nicht zwingend bedeutet, dass das gesamte Material vollständig aufgeschmolzen ist. Dieser Punkt markiert das Ende des Berechnungsprozesses, das entweder durch vollständiges Aufschmelzen oder durch eine der oben genannten Bedingungen (z.B. Y = 1 oder Verstopfung der Scherteile) erreicht wird.
-Wichtig ist, dass das tatsächliche Aufschmelzende nicht immer ein Hinweis darauf ist, dass der gesamte Materialfluss vollständig plastifiziert ist. In der Grafik wird stattdessen der letzte Punkt dargestellt, für den die Berechnung noch valide durchgeführt werden konnte.
+  *   **Feststoffbettbreite (rote Kurve)**:  Grundsätzlich ist eine hohe Feststoffbettbreite für die Aufschmelzgeschwindigkeit von Vorteil. Die Feststoffbettbreite darf den Wert von 1 jedoch nicht übersteigen, da dies bedeuten würde, dass nur Feststoff im Kanal vorliegt. Innerhalb einer Barrierezone wird in diesem Fall zunächst der überschüssige Feststoff in den Schmelzekanal wechseln. Erreicht der Feststoffanteil im Schmelzekanal ebenfalls den Wert 1 oder die Feststoffbettbreite erreicht außerhalb einer Barrierezone den Wert 1, so bricht die Aufschmelzberechnung ab.
+  *  **Schmelzeanteil (blaue Kurve)**: Das Aufschmelzende sollte rechtzeitig vor dem Schneckenende liegen, sodass innerhalb der verbleibenden Schneckenlänge eine thermische Homogenisierung stattfinden kann. Anhand des Verlaufs ist zu erkennen, welche Zone sich wie auf den Aufschmelzverlauf auswirkt.
+  * **In Entgasungsextrudern** sollte das Aufschmelzende **vor** der Entgasung liegen.
 ===Weitere Themen===
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   * [[grafische_darstellung_der_ergebnisse:verweilzeit]]
   * [[grafische_darstellung_der_ergebnisse:wandschubspannungen]]
-  * [[grafische_darstellung_der_ergebnisse:verweilzeitverteilung]]
   * [[grafische_darstellung_der_ergebnisse:mischverhalten]]
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+  * [[grafische_darstellung_der_ergebnisse:faserlaengenabbau]]
+  * [[grafische_darstellung_der_ergebnisse:faserlaengenverteilung]]
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+  * [[grafische_darstellung_der_ergebnisse:kennlinienfeld]]
+  * [[grafische_darstellung_der_ergebnisse:entgasung]]
+  * [[grafische_darstellung_der_ergebnisse:zykluszeit]]
   * [[grafische_darstellung_der_ergebnisse:kurzbericht]]
   * [[grafische_darstellung_der_ergebnisse:langbericht]]