Simulative Optimierung von Dornhalterstegen zur Minimierung von Bindenähten

Ziel Deiner Arbeit ist es, neue Stegdesigns für ein Dornhalterwerkzeug simulativ zu optimieren. Dazu sollen Geometrieanpassungen vorgenommen und bewertet werden.

Neuartige Steggeometrien | Bild: Kunststoffe 1/2019

Umströmung eines Dornhalterstegs | Bild: IKV

In der Extrusion werden Dornhalterwerkzeuge zur Herstellung von kreisringspaltförmigen Halbzeugen, beispielsweise Rohre, eingesetzt. Sie zeichnen sich vor allem durch ihre Betriebspunktunabhängigkeit und kurze Materialwechselzeiten aus. Nachteil dieses Werkzeugkonzepts ist jedoch die Ausbildung von Bindenähten, die durch die Strömung der Kunststoffschmelze um die Dornhalterstege verursacht werden und trotz unterschiedlicher Stegdesigns nicht vollständig vermieden werden können. Um optimale Bauteileigenschaften des Endproduktes zu erzielen, ist es notwendig, dass das Extrudat über homogene Materialeigenschaften über dem gesamten Querschnitt verfügt.

Daher sollen die konventionellen Dornhalterstege durch neuartige additiv gefertigte Geometrien ersetzt werden. Diese sollen, ähnlich wie statische Mischelemente, Querströmungen hinter den Steggeometrien erzeugen, wodurch die Bildung von Bindenähten minimiert wird. Ziel Deiner Arbeit ist es, bereits entwickelte neue Stegdesigns zu optimieren. Dazu sollen Geometrieanpassungen vorgenommen und Strömungssimulationen durchgeführt werden. Die Ergebnisse der Strömungssimulationen werden anschließend ausgewertet, um die verschiedenen Steg-Konzepte zu bewerten.

Zur Bearbeitung dieser Fragestellung solltest Du Interesse an der Auslegung von Extrusionswerkzeugen und simulativer Arbeit mitbringen. Kenntnisse in   OpenFOAM oder einer anderen Simulationssoftware sind wünschenswert, aber nicht erforderlich.

Innerhalb der Arbeitsgruppe bieten wir Dir eine enge Betreuung und Einarbeitung durch ein motiviertes Team. Zur Bearbeitung Deiner Aufgabe kannst Du bereits auf erste Stegdesignkonzepte zurückgreifen. Inhalte und Arbeitsumfang können gerne in einem persönlichen Gespräch festgelegt werden, bei Interesse melde Dich einfach bei mir.

Kontakt
Lisa Leuchtenberger, M.Sc. RWTH
Telefon: +49 241 80-28349
E-Mail: lisa.leuchtenberger@ikv.rwth-aachen.de