Bei REX handelt es sich um ein Gemeinschaftsforschungsprojekt, an dem zur Zeit ca. 20 Industrieunternehmen und das KTP der Universität Paderborn beteiligt sind. Bei der Software handelt es sich um ein Programm, welches Verarbeitungsprozesse auf Einschneckenplastifizieraggregaten simuliert. Ziel der Software ist es, die schnelle und globale Beurteilung des Maschinenverhaltens zu ermöglichen und so eine Optimierung von Zylinder- und Schneckenkonfiguration und der Verfahrensparameter durchführen zu können. Erreicht wird dieses Ziel durch die Umsetzung vorwiegend analytischer und geschlossener Gleichungen. Auf rechenintensive Numerikverfahren wird dabei weitestgehend verzichtet.
Berechnungsmöglichkeiten

Derzeit stehen in REX folgende Berechnungsmöglichkeiten zur Verfügung:

  • Druck- und Durchsatzberechnung
  • Aufschmelzberechnung
  • Temperaturverlaufsberechnung
  • Berechnung der Leistungsaufnahme
  • Berechnung der Verweilzeiten
  • Berechnung des Einrieselverhaltens
  • Mischkennzahlberechnung
Bild 1: Grafische Benutzeroberfläche
Bild 1: Grafische Benutzeroberfläche
Neben der Berechnung von „reinen“ Polymeren sind Modelle zur Abschätzung des Verhaltens von Polymerblends und von Polymer-Füllstoff- Compounds in REX implementiert. Berechnungsablauf

In Bild 2 ist der Berechnungsablauf, nach welchem REX vorgeht, dargestellt. Man erkennt, dass die zentralen Elemente einer Simulation die Druck-Durchsatz-, die Aufschmelz- und die Temperaturberechnung sind. Ausgehend von diesen Berechnungen können alle anderen wesentlichen Größen zur Beurteilung und Optimierung der Schneckenkonfiguration berechnet werden.

Bild 2: Berechnungsablauf
Bild 2: Berechnungsablauf
Simulationsergebnisse

Die Ergebnisse der Simulationsrechnungen können grafisch in Form von Diagrammen als auch tabellarisch ausgegeben werden. Die 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. Basierend auf diesen Erkenntnissen können dann ggf. einfache Modifikationen am Schneckendesign vorgenommen werden. In Bild 3 und Bild 4 sind beispielhaft der Druckverlauf bzw. der Aufschmelzverlauf einer solchen Simulationsrechnung dargestellt.

Bild 3: Druckverlauf über der Schneckenlänge
Bild 3: Druckverlauf über der Schneckenlänge
Bild 4: Aufschmelzverlauf (Feststoffbreite, Schmelzanteil)
Bild 4: Aufschmelzverlauf (Feststoffbreite, Schmelzanteil)
Um die Auswirkung unterschiedlicher Einflussgrößen vergleichen und beurteilen zu können, ist in REX ein sog. Variationsmodul implementiert worden. In diesem Variationsmodul können alle Größen, die Einfluss auf den Prozess haben, variiert werden. Alle Variationen des Prozesses werden berechnet und können im Anschluss an die Berechnung in einer so genannten Multigraphik gleichzeitig dargestellt werden.
Weitere Programmfunktionen

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

So ist es möglich, eigene Funktionen in Form von benutzerdefinierten 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. Als weitere Hilfe beinhaltet REX ein Scale-Up-Modul. Dies erlaubt dem Benutzer z. B. die Übertragung von auf kleinen Laborextrudern ermittelten Prozessen auf eine Produktionsanlage größerer Bauart.

Als weitere Funktion bietet REX ein Tool zur statistischen Versuchsplanung (DoE). Hiermit können die relevanten Zielgrößen und Einflussgrößen definiert werden. Je nach Wahl des statistischen Modells wird dann automatisch die Matrix für den reduzierten Versuchsplan erstellt und jeder Betriebspunkt errechnet. Der Zusammenhang der Ergebnisse wird dann mit einem Regressionsmodell beschrieben. Dies erlaubt dem Benutzer eine grafische Auswertung des Ergebnisses und eine einfache Ermittlung des optimalen Betriebspunktes für das betrachtete Schneckenkonzept.

Technische Details
Unterstützte Zylinderbauformen:
  • Glattrohrzylinder, Glattrohrzylinder mit Einzugshilfen, Entgasungszylinder, Nutbuchse

Unterstützte Schneckenzonen:
  • Einzugs-, Kompressions-, Metering-, Dekompressions-, Barriere-, Wave-, PIN-Zone
  • konisches -, Maddock-, Tröster-, Wendel-, zylindrisches Scherteil
  • Kreuzloch-, Rauten-, Zahnscheibenmischteil

Wenn Sie Fragen zu REX haben, wenden Sie sich bitte an Herrn Tobias Hallmann.

Demo

Anhänge