Konzeptionierung und Aufbau eines Prototyps für die Förderung und Mischung von Duroplastgranulat für eine Tablettenpresse

Bei der Firma Ottronic ist das RTM – Verfahren (Resin Transfer Molding) das gängigste Verfahren zur Verkapselung von Elektroniken und elektrischen Antrieben für den Einsatz in harschen Umgebungen, wie zum Beispiel in Medizinprodukten. Da in den letzten Jahren die meisten Lieferanten die Lieferung des benötigten Rohmaterials, B – Stage – Duroplasttabletten, einstellten, befasst sich diese Masterarbeit mit der Konzeptionierung und Validierung eines Fördersystems des Kunststoffgranulats zur Tablettenpresse.
Dabei ist zu beachten, das Kunststoffgranulat möglichst geringen äußeren Einflüssen, wie Druck und Temperatur, auszusetzen. Dies könnte zu vorzeitigem altern (vorvernetzen) des Materials führen, was sich negativ auf die Verarbeitbarkeit auswirkt. Aufgrund der entstehenden Staubentwicklung muss die Konzeptfindung die Sicherheit der Mitarbeiter berücksichtigen.
Diese Arbeit beleuchtet unterschiedliche Förder- und Mischvarianten von grobem und feinem Duroplastmaterial, mit dem Ziel, die passende Kombination zu finden. Dafür werden Förderschnecken mit unterschiedlichen Geometrien als auch Mischbehälter in unterschiedlicher Ausführung Verwendung.
Die Bewertung der unterschiedlichen Konzepte beruht auf DSC – Analysen (Differential Scanning Calorimetry) und dem Verarbeitungsprozess auf einer RTM – Maschine. Dabei wird Bezug auf die freie Reaktionsenthalpie des Kunststoffes genommen, sowie eine Sichtbewertung der Verarbeitungsproben mittels einer Bewertungsmatrix durchgeführt. Eine Siebturmanalyse zeigt, wie sich der Kornzerfall beziehungsweise die Zerkleinerung und Absplitterung des Granulates durch die unterschiedlichen Fördervarianten verhält. Während des Prozessvorgangs erfolgt die Messung der auftretenden Staubbelastung.
Die Ermittlung eines geeigneten Förder- und Mischkonzepts erfolgt auf Basis dieser Untersuchungen. Dieses zeigt geringe Materialwechselwirkungen wodurch die gute Verarbeitbarkeit bestehen bleibt. Die Staubbelastung variiert je nach Positionierung des Messgerätes. Da der zukünftige Plan vorsieht, den Tablettierungsprozess zu automatisieren, ist dies in weiterer Folge nicht hinderlich.