Hervorragende Doktorarbeit zu Planetwalzenextrudern

Johannes Rudloff beschäftigte sich bei seiner Doktorarbeit mit dem Thema „Modellbildung und Vorabschätzung für das Betriebsverhalten eines Planetwalzenextruders“. Foto: SKZ

Der SKZ-Mitarbeiter Johannes Rudloff hat seine Doktorarbeit zur Simulation von Planetwalzenextruder an der TU Illmenau mit „magna cum laude“ abgeschlossen

Vor der sechsköpfigen Prüfungskommission unter dem Vorsitz von Prof. Dr.-Ing. Jean Pierre Bergmann verteidigte Johannes Rudloff höchst erfolgreich seine Doktorarbeit zum Thema „Modellbildung und Vorabschätzung für das Betriebsverhalten eines Planetwalzenextruders“.

Vorhersage wichtiger Prozessgrößen möglich

Im Rahmen seiner Doktorarbeit beschäftigte sich Johannes Rudloff als Diplom-Ingenieur der Kunststofftechnik unter anderem mit der Vorhersage von wichtigen Prozessgrößen wie Aufschmelzgrad, Druck und Temperatur innerhalb des Planetwalzenextruders. Rudloff, der am Kunststoff-Zentrum SKZ beschäftigt ist, konnte durch einen Abgleich zwischen Simulation und Experiment zeigen, dass diese wichtigen Prozessgrößen mittels analytischer Modelle vorhergesagt werden können. Damit wird der aktuelle Stand der Technik deutlich erweitert.

Planetwalzenextruder ideal für temperatursensitive Polymere

Der Planetwalzenextruder unterscheidet sich aufgrund seiner verzahnten Geometrie stark von konventionellen Extrudern. Diese Verzahnung stellt eine hohe Oberfläche zum Wärmeaustausch zwischen verarbeitetem Material und der Metalloberfläche der Maschine zur Verfügung. Deshalb wird der Planetwalzenextruder für besonders temperatursensitive Polymer-Aufbereitungsprozesse eingesetzt. Erstmals ermöglichen die von Rudloff entwickelten Modelle, die dafür relevanten Vorgänge zu berechnen. So kann zum Beispiel abgeschätzt werden, wie ein Material effizient aufgeschmolzen oder welche Kühlwirkung maximal erreicht werden kann.

Wichtiger Beitrag für die Auslegung von Aufbereitungsprozessen

Zusammen mit Johannes Rudloff freut sich Prof. Dr.-Ing. Martin Bastian, Institutsleiter des SKZ, und Gutachter der Arbeit: „Mit seiner Arbeit leistet Johannes Rudloff einen sehr wichtigen Beitrag für die Auslegung von Aufbereitungsprozessen mittels Planetwalzenextruder, aber auch für die Fortentwicklung dieses Verfahrens, zum Beispiel in Richtung chemisches Recycling. Durch das Zusammenführen der ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen Maschinenbau, Kunststofftechnik und Simulation in seiner Arbeit konnte er seine hervorragende Kompetenz in den relevanten Themengebieten nachweisen. Das alles erfüllt mich sehr mit Stolz.“

Erste Anwendungen der Doktorarbeit bereits erfolgt

Darüber hinaus freue er sich, dass die ersten Anwendungen der wissenschaftlich entwickelten Simulationsmethodik in der industriellen Forschung des SKZ bereits erfolgt seien. „So konnte zum Beispiel ein neues Verfahren zur PVC-Direktextrusion unter Anwendung der Modelle entwickelt werden“, sagt Bastian.

Johannes Rudloff ist seit April 2008 in der Forschung am SKZ tätig und aktuell Gruppenleiter „Compoundieren und Extrudieren“ sowie stellvertretender Bereichsleiter „Materialentwicklung, Compoundieren und Extrudieren“.

gk