Methoden zur Optimierung der thermischen Schmelzehomogenität in einer Einschnecken-Plastifiziereinheit

Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Validierung von zwei unterschiedlichen Methoden zur Optimierung der thermischen Schmelzehomogenität in einer Einschnecken-Plastifiziereinheit. Während eines konventionellen Spritzgießprozesses kommt es aufgrund der sich verkürzenden wirksamen Schneckenlänge zur Ausbildung eines Temperaturgefälles in der Schmelze im Schneckenvorraum. Durch Einflussnahme auf diesen Temperaturgradienten kann die Qualität des produzierten Spritzlings positiv beeinflusst werden. Bei den beiden Methoden handelt es sich um zwei gänzlich verschiedene Ansätze. Einerseits soll untersucht werden, welchen Einfluss eine Erhöhung des Energieeintrages während des Dosiervorganges auf die Kunststoffschmelze hat. Dies erfolgt durch lineare Steigerung des Staudruckes bzw. der Schneckenumfangsgeschwindigkeit in Bereichen des zu erwartenden Temperaturabfalles. Andererseits soll in dieser Arbeit untersucht werden, ob durch eine Unterfütterung des Spritzgießprozesses die Höhe der Temperaturdifferenz reduziert werden kann. Dies soll durch einen experimentellen Versuchsaufbau analysiert werden, indem ein Dosiergerät der Plastifizierschnecke vorgeschaltet wird. Die eben beschriebenen Versuche werden an einer Engel Emotion 100 durchgeführt. Die Temperaturaufzeichnung erfolgt mit zwei verschiedenen Methoden. Direkt im Schneckenvorraum wird mit Hilfe eines Ultraschallmesssystems die Temperaturverteilung im Inneren des Massezylinders vor der Düse gemessen. Anstatt die Schmelze in ein Werkzeug einzuspritzen wird diese ins Leere ausgebracht, um mittels Thermografie als Referenzmessung die Temperatur der Kunststoffmasse nach der Düse zu messen. This master thesis is dealing with the validation of two different methods to optimize the thermical homogeneity of the melt pool in a single screw plastification unit. During a conventional injection moulding process, a temperature gradient in the produced polymer melt occurs because of the shortening effective screw length. Due to manipulation of the temperature gradient, quality of the produced product can be influenced positively. These two methods are dealing with two completely different approaches. On the one side, the influence of an increasing energy input during the dosing sequence should be analysed. This occurs because of linear increase of backpressure respectively screw circumference speed in regions of an expected temperature gradient. Alternatively, the possibility of a reduction of the temperature gradient because of a starved feeding screw should be analysed in this work. This is achieved with an experimental setup by using a dosing unit in front of the plastification screw. The just described experiments are accomplish with an Engel Emotion 100. Temperature recording happens with two different methods. Directly in front of the screw tip, with the help of an ultrasonic measurement system, temperature distribution is measured inside the barrel in front of the nozzle. Instead of injecting the melt into a tool, the polymer ejects the barrel into free space and the temperature of the melt is measured again with an thermographic camera after the nozzle. eingereicht von Michael Hettrich-Keller Masterarbeit Universität Linz 2017