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Benutzerdefinierte
Funktionen

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Scale-Up

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Schnelle Rechenzeiten

REX – Rechnergeschützte Extruderauslegung

REX ermöglicht die schnelle und umfassende Beurteilung des Maschinenverhaltens und schafft dadurch die Möglichkeit, eine Optimierung von Zylinder- und Schneckenkonfiguration sowie der Verfahrensparameter durchführen zu können. Erreicht wird dieses Ziel durch die Umsetzung vorwiegend analytischer und geschlossener Gleichungen. Auf rechenintensive Numerikverfahren wird dabei weitestgehend verzichtet.

Grafische Benutzeroberfläche

Die Ergebnisse der Simulationsrechnungen können grafisch in Form von Diagrammen als auch tabellarisch ausgegeben werden. Diese grafische Ausgabe ist so gestaltet, dass der Verlauf einer Größe über der Schneckenlänge dargestellt wird. Durch diese Art der Auftragung wird es möglich, einzelne Schneckenzonen zu beurteilen.

Verweilzeitverhalten

Berechnungsmöglichkeiten

Druck- und Durchsatzberechnung

Aufschmelzberechnung

Berechnung der Leistungsaufnahme

Berechnung der Verweilzeiten

Berechnung des Temperaturverlaufs

Berechnung des Einrieselverhaltens

Mischkennzahlberechnung

Berechnung der Scherraten im Prozess

Berechnung der Verweilzeitverhaltens

Berechnung von Polymerblends und Polymer-Füllstoff- Compounds

Die Rechnergestützte EXtruderauslegung ist ein Gemeinschaftsforschungsprojekt, an dem zur Zeit ca. 20 Industrieunternehmen (Referenzen) und das KTP der Universität Paderborn beteiligt sind. Ziel des Projektes ist die laufende Weiterentwicklung der gleichnamigen Simulationssoftware REX, mit welcher Kunststoffverarbeitungsprozesse auf Einschneckenplastifizieraggregaten berechnet werden können.

Features im Detail

Neben der eigentlichen Berechnung bietet REX weitere Programmfunktionen, die den Anwender bei der Optimierung unterstützen.

Variationsmanager

Mit Hilfe des Variationsmanager können die Einflüsse der Änderung einzelner oder mehrerer Parametervariationen hinsichtlich der Geometrie-, Material- oder Verfahrensparameter analysiert werden. Beispielweise kann der Einfluss der Gangtiefe der Meteringzone auf den Druckverlauf sowie den Durchsatz des gesamten Prozesses beurteilt werden. Hierzu können direkt die Verläufe der geänderten Werte mit denen des Ausgangsprozesses anhand einer sog. Multigrafik sowie in tabellarischer Form miteinander verglichen werden.

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Benutzerdefinierte Funktionen

Weiterhin ist möglich, benutzerdefinierte Funktionen berechnen zu lassen. Hier können von REX intern berechnete Werte benutzt werden, um eigene firmenspezifische Kennwerte zu ermitteln. Dies erleichtert die Berechnung dieser Werte dahingehend, dass z. B. die Materialkennwerte immer für den jeweiligen Zustand im Prozess gewählt werden.

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Scale Up

Das Scale-up Modul dient zur Übertragung von Prozessen auf Maschinen mit größerem bzw. kleinerem Durchmesser. Ausgehend von einem sog. Modellprozess werden auf Basis von Übertragungsregeln die Geometrie der Hauptausführung und die zugehörigen Verfahrensparameter berechnet. Ausgangspunkt beim Scale-up ist ein beliebiger berechnungsfähiger Prozess (Modellprozess).

Schnelle Rechenzeiten

Grundlage der Software ist ein analytischer Berechnungsalgorithmus, welcher extrem kurze Rechenzeiten garantiert. Im Gegensatz zu aufwendigen FE-Simulationen werden auch komplizierte Geometrien in wenigen Sekunden schnell berechnet.

Technische Details

Unterstzützte Zylinderbauformen

  • Glattrohrzylinder
  • Entgasungszylinder
  • Nutbuchse
  • Kavitätenmischer

Unterstützte Schneckenzonen:

  • Einzugs-, Kompressions-, Metering-, Dekompressions-, Barriere-, Wave-, PIN-Zone
  • Konisches -, Maddock-, Tröster-, Wendel-, zylindrisches Scherteil
  • Kreuzloch-, Rauten- und Zahnscheibenmischteil

Die Simulationen von Kunststoffverarbeitungsprozessen unterliegen einer stetigen Anpassung der Anforderungen und deren technischer Umsetzung. Im Rahmen der fortschreitenden Digitalisierung und der vierten industriellen Revolution steht die Vernetzung von Verarbeitungsprozessen mehr als zuvor im Fokus.

Dabei dient das Gemeinschaftsprojekt der Rechnergestützten Extruderauslegung, an dem zurzeit ca. 20 Industrieunternehmen und das KTP beteiligt sind, zur verfahrenstechnischen Auslegung und Beurteilung des Maschinenverhaltens von Einschneckenplastifizieraggregaten.

Im Rahmen einer Weiterentwicklung dieser bestehenden Simulationssoftware REX bietet REX-Live eine Simulationsumgebung, welche eine Beurteilung des Prozessverhaltens in Echtzeit ermöglicht. Die simulierten Zielgrößen werden dem Bedienpersonal anschließend direkt auf dem Bedienfeld an der Verarbeitungsmaschine in graphischer Form visualisiert. Diese Darstellung bietet den Vorteil, dass die Ergebnisse direkt beurteilt und im Falle eines zu optimierenden Maschinenverhaltens eine Handlungsempfehlung zur Verbesserung des Prozessverhaltens abgeleitet werden kann.

Erreicht werden diese Ziele zunächst durch das sich wiederholende Auslesen der aktuell an der Anlage vorliegenden Verfahrensparameter sowie der sich anschließenden Simulation des Prozessverhaltens in Echtzeit.

Bei der Berechnung wird auf die gleichen vorwiegend analytischen Gleichungen wie bei der Software REX zurückgegriffen, sodass alle dort implementierten Berechnungsmöglichkeiten ebenso Inhalt von REX-Live sind. Nach erfolgter Simulation werden die Ergebnisse schließlich dem Bedienpersonal sichtbar gemacht und können zur Verbesserung des Prozessverhaltens verwendet werden.
Durch die Innovation der Live-Simulation wird dem Anwender ermöglicht, einen Prozess mit im Vergleich zu einem aktuell laufenden Referenzprozess geänderten Bedingungen zu simulieren und die Auswirkung der geänderten Prozessbedingungen auf gewünschte Zielgrößen zu untersuchen.

Prozessimulation in Echtzeit

REX-Live bietet dem Anwender eine Simulation des Prozessverhaltens in Echtzeit. Dies bietet den Vorteil, dass das aktuelle Maschinenverhalten live abgebildet wird und der Bediener auf eventuelle Prozessschwankungen schnell hingewiesen wird. Der Einfluss möglicher Schwankungen auf die gewünschten Zielgrößen kann somit direkt untersucht und abgebildet werden.

Visualisierung des Prozessverhaltens

Neben der Live-Simulation werden die Ergebnisse direkt an der Maschinen dem Bediener in grafischer Form dargestellt. Dabei wird weiterhin auf die etablierte Darstellung einer Zielgröße über die Schneckenlänge zurückgegriffen, um einzelne Schneckenzonen separat voneinander zu beurteilen. Somit können unter anderem folgende Berechnungen durchgeführt werden:

 

  • Druck- und Durchsatzberechnung
  • Aufschmelzberechnung
  • Berechnung des Temperaturverlaufs
  • Berechnung der Leistungsaufnahme
  • Berechnung der Verweilzeiten

Visualisierung des Druckverlaufs

Visualisierung des Aufschmelzverlaufs

Wie kann ich die Software erwerben?

Unsere Softwareprodukte unterliegen keinem klassischem Lizenzmodell. Vielmehr zielen wir darauf ab, die Entwicklung der Software mit unseren Partnern gemeinsam voran zu bringen. Das bedeutet, dass wir in zweijährigen Laufzeiten Gemeinschaftsforschungsprojekte durchführen, im Rahmen dessen die Nutzungsrechte für das jeweilige Softwareprodukt vereinbart werden.

 

PAM - Paderborner
Materialdatenbank

Die Paderborner Materialdatenbank ist ein Softwaretool zur Verwaltung und Auswertung von Materialdaten im Bereich der Kunststofftechnik.

Kontakt

F. Knaup, M.Sc.

F. Knaup, M.Sc.

Projektleiter REX/PSI

Kunststofftechnik Paderborn gGmbH
Universität Paderborn
Pohlweg 47-49
D-33098 Paderborn

Tel.: 05251/60-3837
E-Mail: info@ktp-software.de

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Kontakt

Felix Knaup REX PSI

F. Knaup, M. Sc.

Projektleiter REX/PSI

Kunststofftechnik Paderborn gGmbH
Universität Paderborn
Pohlweg 47-49
D-33098 Paderborn

Tel.: 05251/60-3837
E-Mail: info@ktp-software.de

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