Wave-Zone
Bei einer Wave-Zone liegen im Kanal Wellenberge mit geringer Kanaltiefe und Wellentäler mit hoher Kanaltiefe vor. Ziel von Wave-Zonen ist neben einer Durchmischung des Materials ebenfalls ein Aufbrechen des Feststoffbettes und somit ein disperses Aufschmelzen.
Eingabe einer Wave-Zone
Allgemeine Eingaben
Die Wave-Zone weist eine komplexe Kanalgeometrie auf, daher benötigt auch die Definition einer Wave-Zone viele Eingaben.
Als Basisgeometrie werden die Eingaben ähnlich einer Meteringzone benötigt.
REX/PSI erlaubt hierbei die Definition von 1 bis 4 Kanälen. Typischerweise handelt es sich bei Wave-Schnecken jedoch um ein zweigängiges Schneckenkonzept.
Bei eingängigen Wave-Schnecken besteht die Gefahr des Verstopfens im Kanal und werden daher nicht empfohlen.
Eingabe der Wellenblöcke
Wurden die grundlegenden Geometriedaten eingegeben, müssen als nächstes die Wellenblöcke definiert werden. Jeder Kanal der Zone muss separat definiert werden. Die Anzahl der Wellen je Kanal ist hierbei beliebig, die Gesamtlänge der Zone darf allerdings nicht überschritten werden. Zu beachten ist jedoch, dass die Wellenform (Sinus, Linear, Sägezahn) vorgegeben werden muss, und dass die Bemaßung wahlweise in Kanalrichtung oder achsparallel erfolgen kann. Jede Welle wird definiert durch den Abstand zur vorangegangenen Welle (bzw. zum Zonenbeginn), durch die Länge der Welle, der Kanaltiefe h_min am sogenannten Wellenberg sowie der Kanaltiefe h_max hinter der Welle. Vor der ersten Welle liegt die Kanaltiefe der vorangegangenen Zone vor.
Eingabe der Stegaussparungen
Zusätzlich zu den Wellenblöcken können für jeden Steg Aussparungen definiert werden. Auch hier kann die Bemaßung in Kanalrichtung oder achsparallel erfolgen. Ohne Aussparungen liegen die beiden Kanäle getrennt vor.
Es gibt typischerweise 2 Wave-Konzepte, welche kurz vorgestellt werden.
Double-Wave-Schnecke
Bei einer Double-Wave-Schnecke handelt es sich um ein zweigängiges Wave-Schneckenkonzept. Die Umsetzung in REX ist hierbei verhältnismäßig einfach, da ähnlich wie bei einer Barriereschnecke der Nebensteg über die gesamte Zonenlänge „abgesetzt“ ist, also einen Überströmen des Kunststoffes über den Nebensteg durchgängig ermöglicht. Der Hauptsteg ist nicht ausgespart, sodass das Förderverhalten wenig beeinflusst wird.
Energy-Transfer-Schnecke
Bei der Energy-Transfer-Schnecke handelt es sich ebenfalls um ein zweigängiges Schneckenkonzept. Im Vergleich zur Double-Wave-Schnecke gibt es jedoch keine Unterteilung in Haupt- und Nebensteg, sondern die Stege sind stets trichterseitig parallel zur Kanalhöhenreduzierung hin zu einem Wellenberg ausgespart. Das bedeutet, dass wenn es zu einer Kanalhöhenreduzierung in einem Kanal kommt, der Kunststoff stets entgegen der Förderrichtung in den benachbarten Kanal Richtung Extrudertrichter zurückströmt. Hierdurch wird der spezifische Durchsatz zwar gesenkt, jedoch eine hohe Mischwirkung erreicht.
Ebenfalls kann durch die geringere Förderleistung im Vergleich zur Double-Wave-Schnecke die Drehzahl erhöht werden. Dies erlaubt besonders bei hohen Durchsätzen eine hohe Aufschmelzleistung und gleichzeitig eine hohe Mischwirkung.
Quellen
- Pape, Jens: Grundlagen der Prozesssimulation von Einschneckenkonzepten zur Hochleistungsplastifizierung, Dissertation, Universität Paderborn, 2006
- Dörner, Marius: Wave-Schnecken in der Einschneckenextrusion, Dissertation, Universität Paderborn, 2022
- Schall, Christoph: Materialschonende Verarbeitung von Thermoplasten auf Wave-Schnecken, Dissertation, Universität Paderborn, 2023