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
Kreislauffähigkeit im Fokus: Der Mono[PA6] Backpack von FREITAG

Das IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung hat den neuen Mono[PA6] Backpack von FREITAG auf seine Kreislauffähigkeit geprüft. Ziel des Projektes war es, den Rucksack am Ende seines Lebenszyklus effizient zu recyceln.

Mehr über den Mono[PA6] Backpack erfahren

Nachhaltige Handyhüllen aus alten Skischuhen - «Die Idee» in der Sendung 10 vor 10

In der Rubrik «Die Idee» der Sendung 10 vor 10 auf SRF wurde die Herstellung von Handyhüllen für FREITAG aus alten Skischuhen vorgestellt. Die Skischuhe werden zuerst in der Argo Werkstätte in Davos zerkleinert und sortiert. Im IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung erfolgt die Aufbereitung des Materials. Die Handyhüllen werden anschliessend im Spritzgussverfahren von Pfister Werkzeugbau hergestellt.

Den kompletten Beitrag können Sie im untenstehenden Link nachschauen:

Beitrag anschauen

Beitrag: SRF 10 vor 10

Kunststoffe in der Kreislaufwirtschaft

Die Verschmutzung der Umwelt durch Kunststoffabfälle beschäftigt seit Jahren die Gesellschaften und beeinträchtigt das Image des Werkstoffs massiv. Der Einstieg in die Kreislaufwirtschaft wird propagiert. Was verstehen wir darunter, welche Varianten sind möglich und wie verändern sich Prozesse?

Film anschauen

Film: Swiss Plastics Plattform

Massnahmen gegen Plastikmüll in der Hauptausgabe der Tagesschau

In der Hauptausgabe der Tagesschau vom 09.01.2023 ist ein Beitrag zum Thema Massnahmen gegen Plastikmüll erschienen. Darin auch eine Aussage von Prof. Daniel Schwendemann:

Beitrag anschauen

Unser Chocoformer live an der AMX in Luzern

An der AMX in Luzern wurde unser Chocoformer live von Prof. Dipl.-Ing. Daniel Schwendemann präsentiert. Der Chocoformer ermöglicht die Herstellung von additiv gefertigten Sujets aus Schweizer Premium-Schokolade.

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

FREITAG Circ-Case F385

Swiss Plastics Expo Sustainability Award 2023

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

2024

Synergy of recycling technologies for a circular plastics industry
Schwendemann, D., Innovation News Network, 05/2024

Download Papier in der Kunststoffverarbeitung
Schwendemann, D., Keller, L., Grimm, S., Bürgisser, B., Konrad, J., KunststoffXtra 03-04/2024, S. 18-19

2022

Download Ganzheitliche Betrachtung des Produktlebenszyklus
Schwendemann, D., Rickenbacher, S., KunststoffXtra 11-12/2022, S. 25-27

Download 3D printing toughens up (Englisch)
Smith, C., Compounding World 05-2022, S. 57-65

Download Digitalisierung beim Compoundieren
Schwendemann, D., Hollender, J., Ehrig, F., Wick, C., Hänggi, R., Kunststoffe 03-2022, S. 12-15

Download Digitalization in Compounding
Schwendemann, D., Hollender, J., Ehrig, F., Wick, C., Hänggi, R., Kunststoffe 02-2022, S. 6-9

Download IWK setzt Massstäbe - auch international
Schwendemann, D., Rickenbacher, S., KunststoffXtra 01-02/2022, S. 20-21

2021

Download Orientation of Polylactic Acid–Chitin Nanocomposite Films via Combined Calendering and Uniaxial Drawing: Effect on Structure, Mechanical, and Thermal Properties
Singh, S., Kumar Patel, M., Shiyu, G., Teleman, A., Herrera, N., Schwendemann, D., Maspoch, M.L., Oksman, K., nanomaterials 12/2021

Download Sind technische Daten herstellungsunabhängig?
Schwendemann, D., Gmür, M., KunststoffXtra 10/2021, S. 39-41

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

2023

Schwendemann, D.: Industry Case Study, European Business Analysis Day, Frankfurt, 23. März 2023
Link zur Website

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