Prozessablauf der Kunststoffextrusion
Die Kunststoffextrusion ist ein kontinuierliches, hocheffizientes Formverfahren, das hauptsächlich zur Herstellung von Rohren, Profilen, Folien, Blechen und Draht-/Kabelbeschichtungen verwendet wird. Der grundlegende Prozessablauf ist wie folgt:
**Rohstoffvorbereitung und Trocknung**
Mischen Sie Kunststoffpellets (z. B. PVC, PE, PP, ABS) mit Additiven wie Masterbatches, Stabilisatoren und Schmiermitteln entsprechend der Rezeptur.
Trocknen Sie hygroskopische Materialien (z. B. PA, PET), um zu verhindern, dass Feuchtigkeit im fertigen Produkt Blasen oder Materialschäden verursacht.
**Extruderheizung und Schneckenplastifizierung**
Zuführung: Das gemischte Material gelangt über den Trichter in den Extruderzylinder.
Fördern und Komprimieren: Die rotierende Schnecke schiebt das Material vorwärts; Das Material schmilzt allmählich unter dem kombinierten Einfluss externer Zylinderheizungen und interner Reibungsscherwärme.
Homogenisierung: Das Material wird in der Homogenisierungszone der Schnecke weiter gemischt und plastifiziert, um eine gleichmäßige Schmelze zu bilden und einen Druck aufzubauen.
**Filtration und Durchflussverteilung (Prozess-abhängig)**
Die Schmelze durchläuft einen Siebwechsler/Filter, um Verunreinigungen oder nicht geschmolzene Partikel zu entfernen.
Es gelangt in einen Adapter oder Strömungsverteiler, um das Strömungsmuster als Vorbereitung für den Eintritt in die Matrize anzupassen.
**Gesenkformen**
Die Schmelze fließt durch eine geformte Düse, um ein kontinuierliches Extrudat mit einem Querschnitt zu bilden, der dem der Düsenöffnung nahe kommt (z. B. röhrenförmig, plattenartig oder komplexe Profile).
Das interne Fließkanaldesign der Düse sorgt für einen gleichmäßigen Materialausfluss und verhindert Stagnation oder Bindenähte.
**Kühlung und Dimensionierung**
Dimensionierung: Bei Produkten wie Rohren und Profilen wird eine Kalibrierhülse oder eine Vakuum-Kalibrierbox verwendet, um die Form beizubehalten und für eine anfängliche Kühlung zu sorgen.
Kühlung: Methoden wie Wasserbäder (Eintauchen oder Sprühen), Luftkühlung oder Kühlwalzen werden verwendet, um das Produkt auf unter Raumtemperatur abzukühlen, damit es sich verfestigen und aushärten kann.
**Abziehen-abziehen (Abziehen)**
Eine Abzugseinheit zieht das geformte und gekühlte Produkt mit konstanter Geschwindigkeit aus dem Düsenausgang.
Die Abzugsgeschwindigkeit muss an die Extrusionsrate angepasst werden, um Wandstärke und Maßgenauigkeit zu steuern.
**Schneiden oder Wickeln**
Abhängig vom Produkttyp:
Starre Produkte (Rohre, Profile): Mit einer Säge oder einem Planetenschneider auf vorgegebene Längen zuschneiden. Flexible Produkte (Folien, Platten): Zugeschnitten und dann von einem Wickler zu Rollen aufgewickelt.
Nachbearbeitung-(optional)
Beispiele hierfür sind Glühen (zum Abbau innerer Spannungen), Wärmebehandlung (zur Erhöhung der Kristallinität) und Oberflächenkoronabehandlung (zur Verbesserung der Druckhaftung).
Inspektion und Verpackung
Prüfung von Aussehen, Abmessungen, mechanischen Eigenschaften usw.
Verpackung und Lagerung qualifizierter Produkte.
Beispiele für typische Anwendungen:
Rohre: Rohmaterial → Extrusion → Vakuumdimensionierung → Sprühkühlung → Abziehen → Schneiden.
Folien: Rohmaterial → Extrusion → T-Düse → Kühlwalzendimensionierung → Abzug → Aufwickeln.