Als wesentliche Markthemmnisse bei der industriellen Einführung von Biokunststoffen und Bioverbundwerkstoffen gelten erstens die Annahme großer Schwankungen in den Werkstoff- und Verarbeitungsparametern, zweitens eine unzureichende Simulierbarkeit des Verarbeitungsprozesses wegen einer zu schwachen Datenbasis und der fehlenden Modellvalidierung sowie drittens unzureichende Erfahrungen beim Anpassungsbedarf in der Prozessführung und der Prozessstabilität.

Durch die Simulation ausgewählter Verarbeitungsprozesse mit gleichsinnig drehenden Doppelschneckenextrudern soll es möglich werden, nicht nur das Material einzelner Produkte durch Bio- oder recycelte Kunststoffe zu ersetzen, sondern diesen Prozess auf ganze Baugruppen oder Serien zu übertragen und zu erweitern. Dabei soll die im Vorhaben zu erarbeitende Materialdatengrundlage am Ende zur Verfügung gestellt werden, um wichtige Kenndaten zur Steigerung der Nutzbarkeit und Marktfähigkeit von Biokunststoffen und Bioverbundwerkstoffen zu transferieren.

Folgende Ziele liegen diesem Forschungsvorhaben zu Grunde:

1. Schaffung einer Werkstoffdatenbasis (Materialkennwerte) für Simulationszwecke für biobasierte Kunststoffe
2. Simulation des Extrusionsprozesses im Doppelschneckenextruder und
3. Validierung der Datenbasis und der Simulation des Extrusionsprozesses zur Demonstration der Praxistauglichkeit.

Damit einhergehend sollen konkret folgende drei Kernthemen, die für die Industrie von hoher Relevanz sind, bearbeitet werden:

• Bestimmung der Fördercharakteristika von Schneckenelementen und Optimierung der Aufbereitung von Biopolymerschmelzen,
• Analyse der Dispergiergüte von Extrusionsschnecken und Optimierung der Prozessparameter und Extruderkonfiguration und
• Auslegung von Extrusionswerkzeugen für Compoundierungszwecke