Neue Schnecke von KraussMaffei liefert laut Studie verbesserte Leistung

Leichte Lösungen mit kleinerem CO2-Fußabdruck

Laut KraussMaffei wird MuCell im Sinne der Ressourcenschonung immer häufiger eingesetzt und ist ein starker Wachstumsmarkt. Durch die Zugabe eines physikalischen Treibmittels zum Thermoplasten (meist Stickstoff) ist es möglich, im Vergleich zu kompakt gefertigten Bauteilen deutlich Materialgewicht einzusparen. Zudem sind bei dünnwandigen Bauteilen längere Fließwege möglich und durch das Aufschäumen entstehen verzugsarme Bauteile.

Universalschraube mit vielseitigen Einsatzmöglichkeiten

Die für MuCell verwendeten Materialien sind vielfältig und enthalten oft unterschiedliche Anteile an Fasern und Füllstoffen. Mit dem HPS-Physical Foaming hat KraussMaffei darauf reagiert und eine Schnecke entwickelt, die universell einsetzbar ist und nach Angaben des Unternehmens über eine um 30 Prozent höhere Plastifizierungskapazität verfügt.

Hierzu wurden alle auf dem Markt erhältlichen Schraubentypen in umfangreichen Labortests verglichen. Durch ein modulares Konzept war es möglich, die einzelnen Komponenten mittels Verschraubung zu verbinden, sodass nicht jedes Mal eine neue Schraube angefertigt werden musste. Im Fokus standen der Misch- und Gasversorgungsbereich, die mittlere Rückstausperre und der Dreizonenbereich.

Mehr Plastifizierleistung bei gleichzeitig weniger Verschleiß

KraussMaffei gibt an, dass der Drei-Zonen-Bereich ohne Qualitätsverlust auf Kosten des ersteren vergrößert werden konnte und jetzt den 17-fachen Durchmesser aufweist (bisher 15D; Misch- und Gasversorgungsbereich jetzt 4D). Dies steigerte einerseits die Plastifizierleistung und wirkte sich günstig auf das Verschleißverhalten aus. Um eine vollständige Homogenisierung der Schmelze vor der Gaseindüsung zu gewährleisten, wurden bisher meist größere Schnecken (mit entsprechend höherem Investitionsaufwand) eingesetzt, als es das Bauteilgewicht normalerweise erfordert.

Das mittlere Rückschlagventil (M-RSP) schließt am Ende des Dosiervorgangs, trennt so den Misch- und Gasversorgungsbereich vom Dreizonenbereich und verhindert ein Zurückfließen der Schmelze. Nur so lässt sich nach Angaben des Unternehmens der kritische Druck über 33,9 bar halten und so eine Schaumbildung in der Plastifiziereinheit verhindern. Eine weitere Aufgabe des M-RSP besteht darin, ein konstantes Schussgewicht sicherzustellen. Die Analyse der Entwickler ergab, dass das effektivste Design des M-RSP über ein Kugelrückschlagventil verfügt. Auch hier spielten die verschiedenen verwendeten Materialien eine große Rolle.

Versuche mit verschiedenen Füllstoffen

Das KraussMaffei-Team untersuchte die bisher bestehende und die neu entwickelte Schnecke mit PP mit unterschiedlichen Fließindizes (MFI 11 und MFI 44), mit mineralischer Füllung, Glasfaseranteilen von 20 und 30 (LGF) Prozent sowie mit ABS und PA6 GF 30. Laut Krauss Maffei ändert sich die Plastifizierleistung abhängig von der gewählten Mischung und den eingestellten Parametern, wie zum Beispiel dem Staudruck.

Da die MuCell-Kunden von KraussMaffei weltweit vielfältige Einsatzmöglichkeiten haben, musste die Universalschnecke diese Vielfalt widerspiegeln. Daher wurde die Drei-Zonen-Sektion mit einem Gewinde (für PA6 GF30 wären zwei Gewinde noch besser) und der M-RSP mit Kugelsperre (für hochviskose Materialien ist auch eine spiralförmige Schersektion möglich) konzipiert.

Die intensiven Forschungsanstrengungen erbrachten zusätzliche Vorteile, die über das HPS-Physical Foaming hinausgingen. KraussMaffei verfügt nach eigenen Angaben nun über einen Wissensbaukasten, der es ermöglicht, speziell auf einen Werkstoff abgestimmte Schrauben zu entwickeln – etwa für Kunden, die über einen langen Zeitraum kontinuierlich entsprechende Produkte herstellen. Auch hier ist das modulare Konzept für schnelle Tests hilfreich.