Thema der Arbeit:
In der Flachfolienextrusion wird der im Extruder plastifizierte Kunststoff nach dem Austritt aus dem Breitschlitzwerkzeug auf eine temperierte Kühlwalze aufgebracht und durch Kontakt mit ihrer Oberfläche gekühlt. Neben der Temperaturdifferenz werden die optischen und mechanischen Eigenschaften der Folie maßgeblich durch den Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Schmelze und Walze bestimmt. Bei der Verarbeitung bilden sich jedoch häufig Beläge auf der Kühlwalzenoberfläche aus, wodurch sich der Wärmübergang reduziert und die Folienqualität sowie die Produktivität der Anlage infolge der veränderter Abkühlbedingungen herabgesetzt wird. Die genauen Wirkzusammenhänge zwischen der Prozessführung, der Ausbildung von Ablagerungen und den resultierenden Folieneigenschaften sind weitestgehend unerforscht. Am IKV wurde deshalb ein Walzeninspektionssystem entwickelt, welches die Belagsmenge auf der Walzenoberfläche zuverlässig mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung detektieren kann. Das System besteht aus einer Zeilenkamera sowie einer gerichteten Beleuchtung, um Bilder der Walzenoberfläche mit ausreichender räumlicher und zeitlicher Auflösung und hohem Kontrast aufnehmen zu können.
Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:
Im Rahmen der Arbeit erfolgt die Durchführung von Extrusionsversuchen unter Variation der Masse- und Walzentemperaturen sowie der Abzugsgeschwindigkeit mit PET, PP und PE. Unter Einsatz des Inspektionssystems ist damit es möglich, den material- und prozessseitigen Einfluss auf die Belagsbildung und die resultierenden Folieneigenschaften zu quantifizieren.
Zielsetzung:
In vorangegangenen Arbeiten wurde die Leistungsfähigkeit des Inspektionssystems zur Walzenbelagserfassung bereits bestätigt. Ziel ist nun die Ermittlung des material- und prozessseitigen Einflusses auf die zeitliche Belagsbildung. In darauffolgenden Untersuchungen werden die optischen und mechanischen Eigenschaften der Folie bestimmt und mit dem Ablagerungszustand der Walzen korreliert.
Deine Aufgabenstellung:
Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen
- Durchführung von Extrusionsversuchen unter Variation von Material- und Prozessparametern und Einsatz des Inspektionssystems
- Optische und mechanische Analyse der produzierten Folie
- Korrelation der Material- und Prozessparameter mit dem zeitlichen Walzenbelagswachstum sowie mit den resultierenden Folieneigenschaften
Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen
- Durchführung von Extrusionsversuchen unter Variation von Material- und Prozessparametern und Einsatz des Inspektionssystems
- Optische und mechanische Analyse der produzierten Folie
- Korrelation der Material- und Prozessparameter mit dem zeitlichen Walzenbelagswachstum sowie mit den resultierenden Folieneigenschaften
- Ermittlung des Einflusses einer Walzenreinigung während des Betriebs auf die Folien- und Prozessqualität
Dein Profil:
- Bevorzugte Studiengänge: Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen mit Fachrichtung MB, Materialwissenschaften oder vergleichbare Studiengänge
- Ausgeprägtes Interesse an einer praktischen Tätigkeit und damit verbundene Problemlösungsfähigkeit
- Erfahrungen im Bereich der praktischen Extrusion sind von Vorteil, aber nicht erforderlich
Das Forschungsprojekt weist eine hohe industrielle Relevanz auf. Wenn Du also Interesse an einer zukunftsorientierten Arbeit hast, melde Dich gerne bei mir. Den genauen inhaltlichen Umfang und den Zeitplan stimmen wir individuell miteinander ab.
Dein Ansprechpartner:
Daniel Grüber, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28371
E-Mail: daniel.grueber@ikv.rwth-aachen.de