IKV-Forschung zur kontinuierlichen Vulkanisation

Neue Gerlach Maschinenbau Erwärmungs- und Vulkanisationsmesstechnik am IKV

Jens Möckel (li), Geschäftsführer der Gerlach Maschinenbau GmbH, und Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann, IKV-Institutsleiter im Extrusionstechnikum des IKV | Foto: IKV/Fröls

Dr.-Ing. Nafi Yesildag (IKV), Jens Möckel (Gerlach Maschinenbau GmbH), Florian Lemke (IKV), Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann | Foto: IKV / Fröls

Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen verfügt über ein neues Messgerät zur Entwicklung von Heizstrategien für die kontinuierliche Vulkanisation. Jens Möckel, Geschäftsführer der Gerlach Maschinenbau GmbH in Nettetal übergibt feierlich die neue Maschine HeatStraD – Heating Strategy Developer an das Extrusionstechnikum des IKV.

Das neue Vulkanisationsgerät wurde zuvor in einem zweijährigen gemeinsamen ZIM-Projekt zwischen Gerlach und dem IKV entwickelt und steht nun dem IKV als Prototyp zur Verfügung. Mit dem neuen HeatStraD ist es dem IKV erstmals möglich, Kautschukprofile mittels Heißluft, Infrarotstrahlung und Mikrowelle zeitgleich oder sequentiell zu erwärmen und den Erwärmungsverlauf der Profile im Querschnitt zu messen. Diese Messungen ermöglichen es, für unterschiedliche Materialien eine optimale Kombination der verschiedenen Energieübertragungsformen zu identifizieren, mit der Profile homogen aufgeheizt werden können. Weiterhin können beide Projektpartner durch eine Auswertung der aufgenommenen Anlagenleistung die Energieeffizienz der entwickelten Vulkanisations- und Heizstrategie bewerten.

Die Maschine verfügt über einen Gasbrenner, mit dem die Prozessluft erwärmt wird, über radial angeordnete Infrarotstrahler sowie ein Magnetron mit 3 kW Leistung. Weiterhin ermöglicht die umfassende Messtechnik eine Auswertung von Luftströmungsgeschwindigkeiten und Lufttemperaturen im Arbeitsschacht sowie diverser Anlagen- und Profiltemperaturen. Dadurch kann das IKV erstmals den gesamten Erwärmungsprozess bei der kontinuierlichen Vulkanisation bewerten.

Institutsleiter Professor Christian Hopmann bedankt sich bei Gerlach Maschinenbau für die Bereitstellung der innovativen Maschine: „Die kontinuierliche Vulkanisation ist für uns ein spannendes Forschungsfeld. Im Zuge zunehmender Digitalisierung der Produktion stellte die kontinuierliche Vulkanisation aufgrund fehlender Messmöglichkeiten und Prozessmodelle bisher ein großes Hindernis dar. Durch den neuen HeatStraD können wir zukünftig neue Prozessmodelle erstellen und diese auch validieren. Wir können dadurch die Herstellung von Kautschukprofilen als Ganzes verbessern.“ Auch für Jens Möckel bedeutet die Maschine einen wichtigen Schritt nach vorn bei der Weiterentwicklung kontinuierlicher Vulkanisationsanlagen: „Durch das bewusste Hinterfragen unterschiedlicher Erwärmungstechnologien und das Wissen, das wir mit dem neuen HeatStraD erlangen, können wir ein tiefergehendes Verständnis für die kontinuierliche Vulkanisation erarbeiten und dadurch unseren Kunden optimierte, effizientere Anlagenkonzepte zusammen mit einzigartigen Dienstleistungen bei der Prozessauslegung anbieten.“

Das IKV plant langfristig mit dem neuen Messgerät verschiedene Erwärmungsmechanismen bei der kontinuierlichen Vulkanisation gegenüberzustellen, die Grundlagen zur Mikrowellenerwärmung zu beschreiben und damit die bisher bestehende „Black Box“ der kontinuierlichen Vulkanisation durch die Erstellung und Validierung von Prozessmodellen abzulösen.