Simulative Optimierung von statischen Mischern für die Kunststoffextrusion

Ziel Eurer Arbeit wird es sein, durch Simulationen neuartige Designs von statischen Mischern zu generieren.

Identifikation von Optimierungspotential in einem additiv gefertigten statischen Mischer | Bild: IKV

Produktionsabfälle dank additiver Fertigung verhindern
Bei der Extrusion von Kunststofffolien kann es aufgrund ungleichmäßiger Eigenschaften der Schmelze vorkommen, dass Dünnstellen entstehen. Dies kann dazu führen, dass die Folien ihre Funktion nicht mehr erfüllen und als Produktionsabfall ausgesondert werden müssen. Abhilfe schafft der Einsatz von statischen Mischern. Jedoch führt die Schmelzehomogenisierung mittels geometrisch definierter Fließkanäle im Mischteil zu einem hohen Druckverlust. Als Konsequenz für die Produktion resultiert eine Reduzierung des Schmelzedurchsatzes, was die Produktivität erheblich beeinträchtigt. In einem Forschungsvorhaben am IKV werden die Strömungen in statischen Mischern simulativ untersucht und hinsichtlich ihres Druckverlusts optimiert. Nun gilt es, die Geometrie noch weiter zu verbessern. Die additive Fertigung eröffnet hierbei neue Möglichkeiten für die Herstellung von Mischergeometrien mit besserer Mischwirkung. Es wurde ein neuer Algorithmus entwickelt, der eine automatische Optimierung der Geometrie durchführt und gleichzeitig die additive Fertigbarkeit des Mischers sicherstellt.

Ziel Eurer Arbeit wird es sein, Simulationen mit dem neu entwickelten Optimierungsalgorithmus durchzuführen und neuartige Mischerdesigns zu generieren. Hierzu werden unterschiedliche Ausgangsgeometrien und unterschiedliche Optimierungskriterien für die Simulationen untersucht und die Ergebnisse anschließend miteinander verglichen. Besondere Vorkenntnisse benötigt Ihr nicht, aber Interesse an CFD-Simulationen sollte vorhanden sein. Im Gegenzug erhaltet Ihr Einblicke in aktuelle Forschungsfragen in der Extrusion und wie diese mithilfe von Simulationen beantwortet werden können.

Wenn Ihr noch weitere Fragen oder Interesse an einer Arbeit zu diesem Thema habt, meldet Euch einfach bei mir.

Ansprechpartnerin
Jana Sasse, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-27271
E-Mail: jana.sasse@ikv.rwth-aachen.de