Prozess

Compoundieren

Der Vorgang des Compoundieren macht aus einem Kunststoff erst eine ansprechende Rezeptur die in vielfältiger Weise eingesetzt werden kann. Aufgrund der Rezepturbandbreite in der Materialentwicklung und der Modularität von Aufbereitungsextrudern sind die Möglichkeiten hier nahezu grenzenlos. Diese große Vielfalt führt aber auch zu Herausforderungen bei der Auslegung der optimalen Prozesse. Ein Schwerpunkt unserer Aktivitäten in diesem Bereich ist deshalb die Verbesserung des Prozessverständnisses bei der kontinuierlichen Aufbereitung von Polymeren. Darauf aufbauend arbeiten wir innerhalb von Forschungsprojekten eigenständig oder in Kooperation mit Industriepartnern an neuen Lösungen, die eine Optimierung der gesamten Prozesskette des Compoundierschrittes und eine schnelle Umsetzung in Produktionsanwendungen zum Ziel haben.

Unser Verarbeitungstechnikum ist dazu mit nahezu allen am Markt verfügbaren Maschinenkonzepten zur Aufbereitung von Kunststoffen ausgestattet und bietet, in Zusammenarbeit mit unseren weiteren Geschäftsbereichen, alle Möglichkeiten zur Bearbeitung Ihrer Fragestellungen und damit auch zur Verbesserung Ihrer Produkte.

Hatice Malatyali

Gruppenleiterin | Compoundieren | Extrudieren

Würzburg

+49 931 4104-305

h.malatyali@skz.de

Dienstleistungen

Die Tätigkeiten im Bereich Anlagenoptimierung umfassen die gezielte Weiterentwicklung und Erweiterung bestehender Anlagen und Anlagenkonzepte, um jeweils das optimale Produkt zu erhalten. Hierfür arbeiten wir intensiv an eigenen Ideen zur Optimierung bestehender Anlagen, die wir gegebenenfalls auch in Kooperation mit den Maschinenherstellern umsetzen. Unser Verarbeitungstechnikum bietet einen breiten Querschnitt durch nahezu alle am Markt verfügbaren Anlagenkonzepte, sodass wir unsere Entwicklungen und Optimierungen zeitnah an den jeweiligen Verarbeitungsmaschinen erproben können.

Sie möchten mehr Informationen über den aktuellen Zustand Ihrer Kunststoffschmelze erhalten, als sie integrierte Temperatur- und Drucksensoren oder die Anlagentechnik des Extruders liefern? Das SKZ bietet die Integration und ggf. individuelle Anpassung zerstörungsfreier Inline-Messtechnik zur Charakterisierung von Kunststoffschmelzen an. Auf diese Weise können z. B. Füllstoffgehalte, Viskositäten und Partikelgrößen inline bestimmt, Fremdmaterialien und Gelpartikel zuverlässig erkannt und Aufschmelzgrade quantifizierbar charakterisiert werden.

Hierzu bietet das SKZ eine kostenneutrale Einschätzung Ihrer Prüfaufgabe an und ermöglicht vergleichende Untersuchungen mit verschiedenen Verfahren u. a. auf Basis Ultraschall, Terahertz, Mikrowellen und IR-Spektroskopie bei Ihnen vor Ort oder im Technikum des SKZ an.

Kontakt:
Giovanni Schober | +49 931 4104-464 | g.schober@skz.de

Zum Bereich Messtechnik

Begleitend zu den Compoundierversuchen bzw. der Materialentwicklung können am SKZ relevante Materialdaten, wie z. B. rheologische Eigenschaften mittels HKR oder Rheotens, erfasst und ausgewertet werden. Die thermischen Eigenschaften der Materialien, wie Wärmeleitfähigkeiten und Kristallisationstemperaturen können am SKZ ebenso bestimmt werden wie mechanische Eigenschaften.

In den meisten Fällen, sogar auch für hoch-innovative Anwendungen, ist es nicht notwendig, neue Polymere zu synthetisieren, da bereits bekannte und verfügbare Kunststoffe beispielsweise durch die Zugabe von Additiven bzw. Füllstoffen hinreichend optimiert werden können. Bei der Entwicklung solcher maßgeschneiderter Compounds können wir Sie mit unserem Know-How unterstützen. Dafür besteht am SKZ die Möglichkeit in einer Zusammenarbeit mit anderen Forschungsgruppen, innovative Werkstoffe mit modernster Maschinentechnik aufzubereiten und auf diesem Weg ausgereifte industrielle Compounds zu kreieren. Neben klassischen Thermoplasten wie Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyestern, Polyamiden, Polycarbonaten oder Styrolcopolymeren sowie deren Blends werden auch Biopolymere, Wood Polymer Composites (WPC), Hochleistungskunststoffe, Nanocomposites und thermoplastische Elastomere (TPE) nach spezifischen Kundenvorgaben entwickelt.

Wir können die gesamte Bandbreite von Materialien, neben Standardmaterialien auch Materialien wie PVC, WPC, TPE, Elastomere, Klebstoffe oder Hochleistungspolymere in unserem Technikum verarbeiten. Die Compoundierung Ihrer Materialien von Mustermengen bzw. Kleinstmengen bis hin zu Chargen im Tonnenmaßstab kann in unserem Technikum durchgeführt werden. Die hierfür verwendeten Prozesse und Maschinen ermöglichen meist die Skalierung der Ergebnisse in den Produktionsmaßstab.

Das Team besteht aus erfahrenen Ingenieuren und Technikern. Bei einer Vor-Ort-Beratung können wir Sie bei der Prozessanalyse und -optimierung unterstützen sowie in Absprache nahezu alle prozessrelevanten und qualitätsbestimmenden Messgrößen erfassen.

Die Forschungsarbeiten im Bereich Prozessoptimierung haben die kontinuierliche Verbesserung von bestehenden Compoundierprozessen zum Ziel. Trotz sehr hoher technischer Standards im Bereich der Compoundierung sind dennoch immer Optimierungen einzelner Prozessparameter möglich. Diese führen wir auch in Zusammenarbeit mit unseren Kunden zur Verbesserung der Produkte durch.

Neben der Optimierung von bereits bestehenden Prozessen, liegt ein weiterer Schwerpunkt auch auf der Entwicklung neuer Verfahren, die wir in unserem Verarbeitungstechnikum zum Teil in Kooperation mit Maschinenherstellern in einem industrienahen Maßstab realisieren können.

Moderne Compoundieranlagen liefern große Mengen an Prozessdaten. Diese Daten lassen sich analysieren, interpretieren und daraus Entscheidungen ableiten, die die Prozesse verbessern. Prozessmodelle lassen sich sogar nutzen, um eine dynamische Datenbasierte Prozessregelung zu implementieren.
Wir helfen Ihnen dabei, Mehrwert aus ihren Daten zu generieren!

Kontakt:
Christoph Kugler | +49 931 4104-457 | c.kugler@skz.de

Zum Bereich Digitalisierung

Die Auslegung von Compoundierprozessen geschieht heute noch in den meisten Fällen auf Basis von Erfahrungswissen. Trotz aller Vorteile dieser Methode bieten auch Berechnungsverfahren Chancen für eine schnelle und zielgerichtete Auslegung. Diese Verfahren sollen in keinem Fall Versuche und Erfahrung ersetzen, sondern dazu dienen die häufig knappen Ressourcen von Technikums- und Produktionsmaschinen zielgerichtet zu nutzen, indem schon im Vorfeld die vielversprechendsten Versuche identifiziert werden. Darüber hinaus können Produktionsprobleme am Rechner nachvollzogen werden und so neben den Erfahrungen an der Maschine noch ein Blick in die Maschine zur Lösung der Probleme herangezogen werden. Mittels der Finiten-Volumen-Methode wird die Entwicklung von Verfahren zur Bestimmung eines akzeptablen Prozess- und Materialfensters für das entsprechende Werkzeug untersucht. Zum anderen wird die Modellierung der Plastifizierseite fokussiert. Dabei steht die Simulation der Schmelzeförderung in vollgefüllten und teilgefüllten Abschnitten, die Berechnung sowohl der Feststoffförderung als auch des Aufschmelzverhaltens im Mittelpunkt. Am SKZ können solche Simulationsrechnungen auch für Spezialextruder wie den Planetwalzenextruder oder Ko-Kneter über eigens dafür entwickelte Programme durchgeführt werden.

Als Experten auf dem Gebiet der Kunstststofftechnik sind wir bestrebt, unser jahrzehntelang erworbenes Wissen an unsere Kunden weiterzugeben. Von der Materialentwicklung über Fertigungsprozesse bis hin zur Anwendung verschiedener Prüf- und Messmethoden – in unseren zahlreichen praxisorientierten Kursen erwerben Sie als Teilnehmer das nötige Wissen im Umgang mit dem Werkstoff Kunststoff. Dies beginnt bei der Wahl der richtigen Werstoffe und der Einhaltung fertigungsgerechter Konstruktionsregeln, ersteckt sich über die richtige Handhabung von Geräten und Maschinen zur Herstellung und Bearbeitung von Kunststoffbauteilen und endet beim richtigen Verständnis von Qualitätskriterien und dem damit verbundenen Einsatz von Prüf- und Messwerkzeugen.
Die Zusammenführung von Menschen aus unterschiedlichen Bereichen des Unternehmens sowie aus unterschiedlichen Brachen zum Austausch von Erfahrungen und fachlichem Know-how steht neben der reinen Wissensvermittlung für uns ebenfalls an vorderster Stelle. Unsere zahlreichen Fachveranstaltungen bilden dabei den idealen Ort für einen freien Austausch von Gedanken. Renommierte Referenten aus unterschiedlichsten Branchen und exzellente Fachvorträge machen die SKZ-Fachtagungen zu beliebten Treffpunkten innerhalb der Kunststoffbranche.

Zum Bereich Bildung

Impression

Modernste Ausstattung für beste Ergebnisse und Produkte

Ein Blick in unser Technikum. Auf über 1.000 Quadratmetern bieten wir Ihnen Dienstleistung auf höchstem Niveau. Fordern Sie uns heraus. Gemeinsam finden wir auch für Ihr Problem eine Lösung.

Technische Ausstattung

In unserem Technikum stehen Ihnen Anlagen von allen namhaften Anlagenherstellen (Leistritz, Coperion, KraussMaffei und COLLIN) zur Verfügung. Die Anlagengrößen bewegen sich dabei zwischen 18 und 27 L/D Durchmesser. Damit können wir einen Durchsatzbereich von 0,2 kg/h bis hin zu 150 kg/h abbilden. Die meisten dieser Anlagen sind auch für das Compoundieren von Hochtemperaturthermoplasten geeignet.

Der Ko-Kneter MX30 der Fa. BUSS aus Pratteln/Schweiz ist eine weitere Möglichkeit am SKZ schonend Material zu compoundieren. Der Durchsatzbereich der Anlage liegt zwischen 5 kg/h und 25 kg/h.

Das Vermischen verschiedener Stoffe in einem bestimmten Verhältnis kommt häufig als Vorbereitung zur Compoundierung zum Einsatz. Insbesondere bei der Aufbereitung und Verarbeitung von PVC-basierten Rezepturen ist die Herstellung von Mischungen, den sogenannten Dryblends, essentiell. Für diese Aufbereitungsprozesse stehen am SKZ Container- und Heiz/Kühlmischer zur Verfügung. Mit dem Heiz/Kühl-Mischer FML10 - KM23 der Fa. Zeppelin Reimelt aus Kassel können Chargen bis 3 kg hergestellt werden. Mit dem Containermischer CM 80-H der Fa. Mixaco aus Neuenrade können Chargen bis zu 40 kg hergestellt werden.

Für die Compoundierversuche stehen am SKZ diverse Peripheriegeräte zur Verfügung. Unser Technikum besitzt zahlreiche gravimetrische Dosierer der Fa. Brabender aus Duisburg. Damit sind wir in der Lage Durchsätze zwischen 150 g/h und 350 kg/h zu realisieren. Zum Granulieren stehen uns unterschiedliche Anlagenkonzepte, wie Wasserbäder bzw. Strangtransportband in Verbindung mit verschiedenen Granulatoren oder auch Unterwassergranulierungen der Fa. Maag Automatik aus Grossostheim, zur Verfügung.

Der Planetwalzenextruder TP-WE 70/800 M2 der Fa. Entex aus Bochum ist insbesondere für das Compoundieren von thermisch empfindlichen Materialien gut geeignet. Der Durchsatzbereich der Anlage liegt zwischen 10 kg/h und 70 kg/h.

In unserem Compoundiertechnikum ist außerdem eine Prüfpresse vorhanden. Durch programmierbare Heiz- und Kühl- sowie Druckrampen ist eine reproduzierbare Herstellung von Prüfkörpern, wie Folien und Platten, garantiert. Zusätzlich ist die Laminierung der unterschiedlichsten Polymermassen mit z. B. Folien, Metallen oder Faserstoffen möglich. Hierzu steht uns eine Prüfpresse P 300 P COLLIN Lab & Pilot Solutions aus Maitenbeth zur Verfügung. Die verfügbare Pressfläche der Anlage beläuft sich auf 297 x 297 mm². Die maximale Presstemperatur beträgt hier 300 °C.

Der Ringextruder RE3 mit 12 gleichsinnig drehenden Schnecken der Fa. Extricom aus Lauffen a. N. ist insbesondere für das Compoundieren von hochgefüllten Materialien gut geeignet. Der Durchsatzbereich der Anlage liegt zwischen 50 kg/h und 800 kg/h.