Die Kunststoffextrusion von Rohren, Schläuchen und Rohren ist ein stationärer Prozess zur Umwandlung eines thermoplastischen Rohmaterials in ein fertiges oder nahezu fertiges ringförmiges Produkt.Der Rohstoff liegt meist in Form von Kunststoffpellets oder -pulver vor.Die Umwandlung erfolgt, indem im Extruder eine homogene geschmolzene Masse gebildet und diese unter Druck durch eine Extrusionsdüsenöffnung gepresst wird, die die Form des Produktquerschnitts definiert.Das geformte Material oder Extrudat wird abgekühlt und mit kontrollierter Geschwindigkeit aus dem Düsenausgang abgezogen.Das Extrudat kann dann auf eine Spule gewickelt, auf eine bestimmte Länge geschnitten oder einem anderen Inline-Prozess zugeführt werden.
Im Gegensatz zum Spritzgießen oder Blasformen, bei denen es sich um zyklische Prozesse handelt, handelt es sich bei der Extrusion um einen stationären Prozess.Diese stationäre Eigenschaft bringt als Herstellungsprozess einige einzigartige Vorteile und Herausforderungen mit sich.Extrudierte Produkte sind sehr lang und kontinuierlich und haben einen in der Regel konstanten Querschnitt in Bezug auf die Produktionsachse oder -richtung.Spritzgussprodukte sind diskrete Artikel mit unterschiedlichen Querschnitten in jeder Achse.Die Tatsache, dass die Extrusion von Rohren, Schläuchen und Rohren ein stationärer Prozess ist, wird in vielen Bereichen dieses Artikels erörtert. Die zur Beschreibung von Rohren, Schläuchen und Rohren verwendete Terminologie variiert von Branche zu Branche.
Ausrüstung
Die Hauptkomponenten eines Rohr-, Schlauch- oder Rohrextrusionssystems werden oft in Komponenten unterteilt, die sich vor dem Extruder befinden, in den Extruder selbst und in solche, die sich nach dem Extruder befinden.Zu den vorgelagerten Komponenten gehören Harzhandhabungsgeräte für die Beförderung der Rohmaterialien zum Extruder sowie Harzkonditionierungsgeräte, die das Harz vorwärmen oder den Feuchtigkeitsgehalt des Harzes steuern, bevor es in die Einfüllöffnung des Extruders gelangt.Zu den nachgeschalteten Komponenten gehören ein Filter oder Siebwechsler für geschmolzenes Harz, die Extrusionsdüsenbaugruppe, der Abschreck- oder Vakuumdimensionierungstank, etwaige Produktmessinstrumente, der Geschwindigkeitsregler der Extrusionslinie in Form eines Bandziehers oder Andruckwalzensatzes und schließlich ein Produkt Trennvorrichtung oder Wickelvorrichtung.Es gibt zusätzliche Extrusionsverfahren, die das extrudierte Produkt direkt in einen anderen Inline-Prozess weiterleiten, um dort ein Verstärkungsgeflecht oder andere Beschichtungen oder Harzschichten hinzuzufügen.
Materialien
Mit Extrusionstechniken können die meisten Thermoplaste und einige Duroplaste verarbeitet werden.Zu den am häufigsten für Rohr-, Schlauch- und Rohrprodukte extrudierten Harzen gehören Polyethylen hoher und niedriger Dichte, Polypropylen, Polyurethan, Polystyrol, Fluorpolymere, PTFE, Polyester sowie flexibles und starres PVC.Ein Merkmal, das extrudierte Harze häufig von spritzgegossenen Harzen unterscheidet, ist die Schmelzviskosität des Kunststoffs bei normalen Verarbeitungstemperaturen.Extrudierte Kunststoffe haben oft eine höhere Schmelzviskosität, wodurch das Extrudat die ihm von der Düse verliehene Form während der Abschreckphase beibehält. Durch Kombinationen verschiedener Harze können besondere physikalische, biologische oder chemische Eigenschaften erzielt werden.Während des Extrusionsprozesses können viele Zusatzstoffe verwendet werden, um die Verarbeitungseigenschaften des Polymers zu verbessern oder die Produkteigenschaften zu verändern.Zu diesen Zusatzstoffen gehören Schmiermittel, thermische Stabilisatoren, Antioxidantien, Strahlenschutzmittel und Farbstoffe.
Verarbeitungsparameter
Die für die Extrusionsverarbeitung wichtigen Parameter ähneln denen von Spritzgussverfahren.Harztemperatur, Harzdruck, Harzfeuchtigkeitsgehalt, Schneckengeschwindigkeit und Stromstärke des Schneckenmotors werden normalerweise gesteuert oder überwacht, um eine homogene Schmelze mit kontrollierter Volumenrate bereitzustellen.Die Abschrecktemperatur und die Geschwindigkeit, mit der das Extrudat gezogen wird, werden kontrolliert oder überwacht, um eine kontrollierte Produktgröße bereitzustellen.Mit verschiedenen Messmethoden können Dimensionsmessungen des Extrudats während der Herstellung durchgeführt werden.Im Gegensatz zum Spritzguss kann beim Extrudieren die Größe des Endprodukts variiert werden, ohne dass die Werkzeugbestückung geändert werden muss.Übliche Produktionstoleranzen oder Prozesskonstanzen bei der Extrusion werden auf 1 % des nominalen Messwerts beschränkt.Da es sich bei diesen Herstellungsprozessen um stationäre Bedingungen handelt, ist jede Maßnahme, die Parameter oder Bedingungen stabilisieren kann, für den Prozess von Vorteil.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 09.05.2017