Simulation ersetzt kostspielige Versuche

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Das IKT erforscht die effiziente Auslegung von gleichläufigen Doppelschneckenextrudern mit Simulationen nach der Diskrete-Elemente-Methode.

Um kostspielige Trial-and-Error-Versuche bei der Auslegung der Einzugszone von Doppelschneckenextrudern zu vermeiden, setzt das Institut für Kunststofftechnik (IKT) der Universität Stuttgart zur Vorhersage der Förderfähigkeit auf Simulationen mit der Diskrete-Elemente-Methode. Die Auslegung der Einzugszone ist neben der Schüttdichte sowie der Form, Größenverteilung und Festigkeit der Partikel von erheblicher Bedeutung für den maximal erzielbaren Durchsatz.

Wie das IKT erklärt, ist bei „gut fließenden“, meist granularen und wenig kompressiblen Schüttgütern das Durchsatz-Drehzahl-Verhältnis linear. Bei Schüttgütern mit ungünstigem Einzugsverhalten wie zum Beispiel feinkörnigem, kohäsivem und kompressiblem Pulver wird hingegen ab einer bestimmten Drehzahl keine Durchsatzsteigerung mehr erreicht. Dann spricht man von Einzugsgrenzen.

Diese sind jedoch für Anwender nicht vorhersehbar, wodurch Potenziale zur Durchsatzsteigerung nicht wahrgenommen werden können. Die Folge sind kostspielige Trial-and-Error-Versuche.

Dreidimensionales Simulationsmodell für effiziente Vorhersagen

Das IKT verfolgt daher im Rahmen eines Forschungsprojekts das Ziel, erstmalig mit Hilfe der Diskrete-Elemente-Methode ein dreidimensionales Simulationsmodell zu entwickeln, mit dem die Förderfähigkeit von Doppelschneckenextrudern effizient vorhergesagt werden kann.

Hierzu bestehen bereits wertvolle Voruntersuchungen zur Granulatförderung, an die angeknüpft werden kann. Im zweiten Schritt wird die entwickelte Simulationsmethodik durch ausgiebige experimentelle Untersuchungen im Labor- und Industriemaßstab verifiziert. Final wird aus den gewonnenen Erkenntnissen ein einfach zu bedienendes Berechnungsprogramm entwickelt, welches insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) den Zugang zu dieser neuartigen Auslegungsmethode ermöglicht.

Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert (Förderkennzeichen 20989 N). In dem Projektausschuss sitzen viele namhafte Unternehmen aus dem Bereich Compoundierung, Maschinen- und Anlagenhersteller sowie Anbieter von Simulationssoftware.

gk

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