Im Oberbergischen ist die Kunststoffindustrie ein wichtiger Gewerbezweig. Für die Produktion im sogenannte Spritzgussverfahren wird viel Energie benötigt. Das Kunststoffgranulat muss verflüssigt werden und wird dann in eine Form gespritzt. Dort kühlt sie ab.

Dazu gibt es in den Formen verschiedene Kanäle, mit denen der Kunststoff gekühlt oder je nach Prozess die Form auch entsprechend temperiert werden kann. 

Dieser Temperierprozess wurde in einem Forschungsprojekt mit dem Titel „OptiTemp“ am Campus Gummersbach der Technischen Hochschule Köln untersucht. Mit der richtigen Temperierung kann der Produktionsprozess optimiert und der Energieverbrauch reduziert werden, sagt Prof. Dr. Denis Anders von der TH, der das Labor für Technische Mechanik und Strömungslehre leitet.

Campus Gummersbach: Striko und Jokey sind die Partner aus der Industrie

Fakultäts übergreifend erfolgte die Forschung mit Prof. Dr. Simone Lake von Fakultät für Informatik und Ingenieurwissenschaften. Dreieinhalb Jahre dauerte das mit einem Volumen von rund 600.000 Euro ausgestattete Forschungsvorhaben. Vier weitere wissenschaftliche Mitarbeiter waren an der Forschung beteiligt. Als Partner aus der Industrie waren die Firmen Striko Verfahrenstechnik GmbH aus Reichshof und das Wipperfürther Unternehmen Jokey beteiligt.

Untersuchung

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Man habe sich mit zwei verschiedenen Techniken beschäftigt, so Prof. Anders. Zum einen wurden statische Mischer untersucht, die für eine Verwirbelung der Kühlflüssigkeit, in den meisten Fällen Wasser, sorgen. Diese Mischer sind meist spiralförmig und können sehr unterschiedlich ausgeformt und aus unterschiedlichen Materialien gefertigt werden.

Campus Gummersbach: Prüfstand im Labor für Strömungslehre aufgebaut

Um die Wirksamkeit zu ermitteln, wurde im Labor für Strömungslehre ein Prüfstand aufgebaut. „Es gab sehr viele Faktoren zu berücksichtigen, die richtige Temperatur an der richtigen Stelle zu erreichen oder auch den richtigen Druck zu erzeugen“, so Prof. Anders.

So habe man unter anderem festgestellt, dass durch den Einbau der Mischer zwar eine verbesserte Kühlung erfolge, die auch zu einer Energieeinsparung von bis zu 25 Prozent führen könne, andererseits gebe es einen Druckverlust, der stärkere Pumpen erfordere. Die aber verbrauchen mehr Energie.

Firma Jokey: Interessante Ergebnisse für das Unternehmen gewonnen

Der Einbau von Mischern mache daher nicht bei allen Spritzwerkzeugen Sinn. Bei den meisten der bei Jokey benötigten Formen sei das nicht sinnvoll, so Tobias Krumm, der für das Unternehmen das Projekt begleitete. Dennoch gebe es im Forschungsprojekt auch Ergebnisse, die für Jokey interessant sein könnten, mach Professorin Lake deutlich. Sie hat geforscht wie mit Impulsen durch Druckluft die Strömung beeinflusst und ein besserer Wärmeabfluss erreicht werden kann.

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Die Untersuchungen konnten innerhalb des Projektes aber nicht vollständig abgeschlossen und beurteilt werden. Ein Ergebnis des Projektes, an dem auch die Firma Simcon für den Bereich Software, mitwirkte, hat für die Firma Striko Bedeutung. Denn die statischen Mischer, die das Unternehmen produziert, können Ablagerungen in den Kühlkanälen, das sogenannten Fouling, deutlich reduziert.

Beteiligte loben gute Zusammenarbeit mit der Gummersbacher Hochschule

Das bedeute längere Standzeiten für die Formen und weniger Wartungsaufwand und damit auch Einsparungen, so Dirk van Malderen, Vertriebsleiter bei Striko. Wie auch Tobias Krumm lobt er die gute Zusammenarbeit mit dem Campus Gummersbach der TH Köln.