Compoundierung / Extrusion

Das Team Compoundierung/Extrusion beschäftigt sich mit der Entwicklung, Modifizierung und Funktionalisierung von Kunststoffen sowie der Produkt-, Werkzeug- und Prozessauslegung für die Fertigung von Extrudaten.

Ein moderner Maschinenpark und hochqualifizierte Fachkräfte bilden die Basis für eine projektbezogene Zusammenarbeit mit der Industrie zur erfolgreichen Umsetzung von innovativen F&E-Projekten. Unser Kompetenzbereich erstreckt sich von der Multiphysik-Simulation bis zum Recycling von Post-Consumer Abfällen.

Kernkompetenzen

  • Materialentwicklung / Compoundierung
  • Extrusion (Mehrschichtfolien, Profile, Platten)
  • Prozesstechnik, Werkzeugtechnik
  • Bauteilauslegung, Werkzeugauslegung
  • Verfahrensentwicklung
  • Materialprüfung, Kunststoff-Analytik
  • Rheologie, Stoffdatenermittlung
  • Additive Manufacturing, 3D Druck (Freeformer, FDM / FFF)
  • Materialentwicklung / Filamentextrusion für 3D-Drucker
  • Strömungssimulation von Extrusionswerkzeugen
  • Strukturanalyse von Werkzeugen und Bauteile

Compoundierung

Compounder

  • Coperion ZSK 26 Mc mit gleichläufiger Doppelschnecke
  • Schneckenaussendurchmesser Da = 26mm
  • Da/Di = 1,55
  • Verfahrenslänge 44 L/D
  • modularer, flexibler Verfahrensteil und Schneckengeometrieaufbau
  • zweiwellige Seitenbeschickung Typ ZSB 26 inkl. Coperion FET
  • zweiwellige Seitenentgasung TypZS-EG 26

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Peripherie

  • Diverse Gravimetrische Feststoffdosierungen
  • Diverse Flüssigkeitsdosierungen (Volumetrisch/Gravimetrisch)
  • Vakuumkompaktsystem
  • SGS 50 Stranggranulieranlage
  • Maag extrex EX 32-6 GU Schmelzepumpe
  • ECON ESK 40 Kontinuierlicher Zweikolben-Siebwechsler
  • ECON EWA 50 Unterwassergranulierung
  • ECON EWA 50 Luftgranulierung
  • Mini- Mikrogranulat möglich

Extrusion

Extruder

  • 3 Extruder 25L/D Ø 30mm
  • 1 Extruder 30L/D Ø 30mm
  • 1 Extruder 30L/D Ø 30mm, HT bis 450°C
  • 1 Extruder 30L/D Ø 20mm, HT bis 500°C
  • Gravimetrische Dosierungen auf allen Extrudern
  • Diverse Schneckengeometrien
  • Maximaler Ausstoss pro Extruder ca. 15kg/h

3-Schicht-Flachfolienanlage

  • Breitschlitzdüse 400mm mit 3-Schicht Feedblock, Spaltbereich 0.4 – 5mm
  • Breitschlitzdüse 150mm mono oder 2-Schicht, Spaltbereich 0.1 – 2mm
  • COLLIN Flachfolienanlage CR 136/450 S
  • Walzentemperaturbereich 25 – 150°C
  • Extrusion in 0° oder 90° Konfiguration
  • Randbeschnitt
  • Abwickler für Einzugsfolien

Download Anlagenflyer 3-Schicht-Flachfolienanlage

5-Schicht Blasfolienanlage

  • Stapeldüse mit Radialwendelverteiler
  • Blasturm höhenverstellbar (3.4m bis 4.2m) mit Wendestangensystem
  • Durchsatzbereich 10-30kg/h
  • Düsendurchmesser Ø 60mm
  • Maximale Folienablegebreite 300mm
  • Foliendicke 30μm - 150μm

Download Anlagenflyer Blasfolienextrusion

Mehrschicht Profil- und Rohranlage

  • Modularer Anlagenaufbau mit bis zu 6 Extruder
  • Diverse eigene Extrusionswerkzeuge
  • Kalibriertisch mit zwei Vakuumpumpen
  • Vakuumtank, Nass- und Trockenkalibrierung

FDM – Filamentlinie

  • Kundenspezifische Materialenwicklung
  • Extrusionswerkzeuge für Ø1.75 und Ø2.85mm
  • Beheizbares, multifunktionales Wasserbad
  • Abzug und Wickler

Simulation

Werkzeug- Prozess- und Bauteilsimulation

  • CFD Simulation: ANSYS CFX, ANSYS Fluent, ANSYS Polyflow
  • FEM Simulation: ANSYS Mechanical, Marc Mentat
  • Prozesssimulation: ANSYS Polyflow, chillWARE
  • Thermisch gekoppelte Werkzeugsimulation
  • Fluid-Struktur-Kopplung
  • Mehrphasen-Strömungssimulation
  • Simulation am Werkzeugaustritt
  • Simulation von Umformprozessen
  • Simulation von Abkühlprozessen
OceanTide - Recycling von Plastikabfall aus dem Meer

Für Princess Cruises hat das IWK zusammen mit dem Basler Start-up Tide Ocean SA ein Verfahren für das Recycling von Plastikabfall aus dem Meer entwickelt. 

Ab 1:27 im Video

Tide Ocean

eMove360° Europe – MATERIALICA best of Award 2019
Swiss Plastics Expo Sustainabilty Award 2020

Jansen hipress

European Geothermal Award 2019
German Innovation Award Gold 2019

CREAMELT TPU-R

eMove360° Europe – MATERIALICA Gold Award 2017
German Innovation Award Winner 2018
German Design Award Special Mention 2019
creamelt.com

Fachbücher

Schwendemann, D., In: Oksman K., Mathew A.P., Bismarck A., Rojas O., Sain M. (Hg.): Materials and Energy - Vol.5: Handbook of Green Materials (Chapter 11). World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2014. ISBN 978-981-4566-45-2(set). ISBN 978-981-4566-51-3

Schwendemann, D., In: Bledzki, Andrzej K., Sperber, Volker E. (Hg.): Biobased materials - 9th WPC, Natural Fibre and other innovative Composites Congress and Exhibition, Injection Moulding of Biopolymers (Chapter A16). Carl Hanser Verlag, München, Deutschalnd. 2012.-ISBN 978-3-446-43295-6

Schwendemann, D., In: Oksman-Niska, Kristiina; Sain, Mohini (Hg.): Wood-polymer composites. Chapter 4 Manufacturing technologies for wood-polymer compoistes. Woodhead Publishing Limited, Cambridge, England, 2008.-ISBN 978-1-84569-272-8

Schwendemann, D., In: VDI Gesellschaft Kunststofftechnik (Hg.): Aufbereitungstechnik 2008: Von Naturfasern bis Nanoadditiven; Hochleistungsfüllstoffe in der Kunststofftechnik. Aufbereitung von Holz-Kunststoff Kompositen Von der Terrassendiele zum Strukturbauteil (S. 65-78). VDI, Düsseldorf, 2008.-ISBN 978-3182-3429-77

Schwendemann, D., In: Bledzki, Andrzej K.; Sperber, Volker E. (Hg.): 7th Global WPC and Natural Fibre Composites Congress and Exhibition. Compounding of Renewable Materials (Chapter A4). PPH ZAPOL, Szczecin, Polen, 2008.-ISBN 978-83-751809-7-8

Schwendemann, D., In: Bledzki, Andrzej; Sperber, Volker (Hg.): 6th Global Wood and Natural Fibre Composites Symposium. Needs for the Compounding Process to obtain a high performance wood plastic composite (Chapter A7). PPH ZAPOL, Szczecin, Polen, 2006.-ISBN 978-83-60140-87-1

Fachzeitschriften

2021

Download Functional Nanocomposite Films of Poly(Lactic Acid) with Well-Dispersed Chitin Nanocrystals Achieved Using a Dispersing Agent and Liquid-Assisted Extrusion Process
Patel, M.¹, Schwendenmann, D., Spigno, G.³, Geng, S.¹, Berglund, L.¹, Oksman, K.¹,⁴: Functional Nanocomposite Films of Poly(Lactic Acid) with Well-Dispersed Chitin Nanocrystals Achieved Using a Dispersing Agent and Liquid Assisted Extrusion Process
Received: 27 May 2021, Accepted: 23 July 2021, Published: 28 July 2021

Download Co-Extrusion neu gedacht
Biedermann, M.¹, Meboldt, M.¹, Walker, S.², Schwendemann, D.² (¹ETH Zürich (pd|z), ²OST - Ostschweizer Fachhochschule, IWK): Co-Extrusion neu gedacht, Kunststoffe 2/2021, Seite 33-36

2020

Download 3D-Druck mit schweizer Premium-Schokolade
Schwendemann, D., Fässler, P.: 3D-Druck mit schweizer Premium-Schokolade, xt Additive Fertigung 4/November 2020, S. 46-49

Download Innovation in der Profil Co-Extrusion
KunststoffXtra 11/2020, S. 18-20

Download Flury, M.: Dem Abfall einen Wert geben, Tide Ocean Material – ein Fair-Trade-Label
KunststoffXtra 7-8/2020, S. 26-27

Download Nachschrumpf reduziert, Produktion gesteigert
Silvan Walker ¹, Prof. Daniel Schwendemann ¹, Prof. Dr. Olaf Tietje ², Beat Schmucki ³ (¹ IWK an der HSR Rapperswil, ² HSR Hochschule für Technik, Rapperswil, ³ Datwyler Cabling Solutions AG, Altdorf): Nachschrumpf reduziert, Produktion gesteigert, KunststoffXtra 5/2020, s. 12-14

Download Effect of Chitin Nanocrystals on Crystallization and Properties of Poly(lactic acid)-Based Nanocomposites
Shikha Singh1,2, Mitul Patel1, Daniel Schwendemann1,3, Marta Zaccone4, Shiyu Geng1, Maria Lluisa Maspoch2, and Kristiina Oksman1,5*
Received: 2 March 2020; Accepted: 16 March 2020; Published: 24 March 2020

2019

Download Im Spannungsfeld der Kreislaufwirtschaft
Schwendemann, D.: Im Spannungsfeld der Kreislaufwirtschaft, KunststoffXtra 12/2019, S.2-4

Download Von der Skipiste in den 3D-Drucker
Schwendemann, D.: Von der Skipiste in den 3D-Drucker, Additive Fertigung 2/Mai 2019, S. 52-55

Download Simulationsgestützte Werkzeugauslegung
Schwendemann, D., Walker, S.: Simulationsgestützte Werkzeugauslegung, KunststoffXtra 4/2019, S. 24-25

2018

Download die stärkste Kunststofferdwärmesonde der Welt
Schwendemann, D., Alge, D.: Die stärkste Kunststofferdwärmesonde der Welt, KunststoffXtra 11/2018, S. 12-13

Fachvorträge

2020

Schwendemann, D.: Wie aus Ozeanplastik nachhaltige Produkte werden / Aus Meeresmüll werden Teile für die Uhrenindustrie, SwissPlastics Expo Award 2020, Luzern, 22. Januar 2020
Link zum Vortrags-Video

2019

Schwendemann, D.: Aus Skischuhen wird Material für den 3D Druck, Swiss Materials, ARGO Chur, 31. Oktober 2019

Schwendemann, D.1,2*, Oksman, K.3, Wick, B.4, Ramsauer, A.5 (Institute of Material Technology and Plastics Processing, University of Applied Sciences Eastern Switzerland, 2 Division of Material Science, Luleå University of Technology, Luleå, Sweden, 3 Division of Material Science, Luleå University of Technology, Luleå, Sweden, 4 SwissPrimePack AG, Altstaetten, Switzerland, 5 Institute of Material Technology and Plastics Processing, University of Applied Sciences Eastern Switzerland): Water-Assisted Compounding of coffee grounds for thermoforming cups, Twenty-second international conference on Composite Materials (ICCM22), Melbourne, Australia, 11-16 August 2019

Schwendemann, D.: Development of water soluble support material for additive manufacturing, 26th BEPS @ Clemson University, Greenville, 6 June 2019

Schwendemann, D.: Zukunftsthemen und Spannungsfelder in der Kunststoffindustrie, Busch Kunststofftage, Maulburg, 5.-6.02.2019

2018

Schwendemann, D.: Compounding of water soluble support material for additive manufacturing, Coperion Extrusion Days 2018, Stuttgart, 28. November 2018