Zerkleinerung von lang- und endlosfaserverstärkten Thermoplasten

Die werkstoffliche Verwertung von lang- und endlosfaserverstärkten Thermoplasten zu hochwertigen, langfaserverstärkten Fließpreß-Bauteilen erfordert eine schonende Zerkleinerung der zu verwertenden Materialien zu grobstückigem Mahlgut, um eine möglichst große Faserlänge zu erhalten. Die Eigenschaften der mit diesem Mahlgut hergestellten Bauteile werden nämlich maßgeblich von der Faserlänge bestimmt. Dem eingesetzten Zerkleinerungsaggregat kommt daher eine entscheidende Bedeutung zu. In einem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderten Projekt hat die WEIMA Maschinenbau GmbH (www.weima.com) zusammen mit namhaften Partnerunternehmen die Einwellenzerkleinerer der Baureihe WLK-F entwickelt.

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden alle verfügbaren Zerkleinerungstechniken wie Schneidmühlen, Zwei- und Vierwellenshredder sowie Einwellenzerkleinerer getestet. Die vielversprechendsten Ergebnisse lieferten die konventionellen WEIMA-Einwellenzerkleinerer der Baureihe WLK, die nun im Rahmen des Projektes konsequent gemäß der gestellten Aufgabe weiterentwickelt wurden. Umfangreiche Zerkleinerungsversuche mit unterschiedlichsten Bauteilen wurden mit verschiedenen Messern, Messeranordnungen, Sieblochgeometrien etc. durchgeführt und dokumentiert. Aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse wurde ein neuer Rotor mit speziellen Messern und Gegenmessern und spezieller Siebtechnik entwickelt.

Die meist glasfaserverstärkten Thermoplasten erzeugen während der Zerkleinerung aufgrund ihrer hohen Abrasivität einen hohen Verschleiß der Zerkleinerungswerkzeuge und des Rotors. Aus diesem Grunde wurde der aus Spezialstahl hergestellte Rotor, der aus dem Vollen gefertigt und eine spezielle Profilierung (V-Rotor) sowie einen patentierten Messersitz besitzt, mit einem erneuerbaren Hardox-Mantel aufgepanzert.

Über eine flexible Gegenmesserleiste ist die exakte Einstellung des Schnittspaltes möglich. Ein exakter und enger Schnittspalt ist für eine hohe Schnittqualität unerläßlich. Ein zu großer Schnittspalt würde zu einer reißenden Beanspruchung des Materials führen, wodurch der Erhalt langer Fasern verhindert wird.

Ein weiteres wichtiges Kriterium bei der Auslegung war, dass die Maschine in der Produktionsumgebung, z.B. eines Automobilzulieferers, steht. Allein schon aus arbeitsschutzrechtlichen Bestimmungen darf hier möglichst gar kein Feinanteil in die Luft abgegeben werden. Deshalb wurde innerhalb der Maschine eine Feingutseparation integriert. Hierbei werden die Feinanteile über innerhalb des Maschinenkörpers angebrachte Absaugschlitze mittels Unterdruck abgesaugt. Neben der Einhaltung der arbeitsschutzrechtlichen Bestimmungen bezüglich der Grenzwerte an Feingutanteilen in der Luft wird somit auch die Qualität hinsichtlich eines geringen Feingutanteils im erzeugten Mahlgut sichergestellt.

Die Maschinen sind somit bei minimalem Personaleinsatz voll in den Produktionsprozess integrierbar. Sie setzen sich bei einem bestimmten Füllgrad automatisch in Betrieb und schalten automatisch ab, sobald der Trichter leer ist.

Diese Serie ist zwischenzeitlich bei zahlreichen namhaften Automobilherstellern und Zulieferern im Einsatz, heißt es in einer Mitteilung des Unternehmens.

WEIMA Maschinenbau GmbH, Ilsfeld

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