Kunststoffe sind aufgrund ihrer Vielseitigkeit, Langlebigkeit und einfacheren Herstellungsanforderungen allgegenwärtig. Die Kunststoffextrusion ist neben dem Spritzguss eines der gebräuchlichsten Verfahren für die Großserienproduktion. Im Allgemeinen ist die Extrusion bei Endlosprofilen üblich, bei denen Rohre, Röhren, Türprofile und andere sperrige Gegenstände verwendet werden.
Die industrielle Anwendung der Kunststoffextrusion begann vor über einem Jahrhundert und entwickelte sich im Laufe der Zeit immer weiter. Auch heute noch ist es die bevorzugte Methode für viele Kunststoffherstellungsprojekte, da es einfach und effizient ist und genaue Ergebnisse liefert.
Der folgende Text befasst sich mit den Grundlagen des Kunststoffextrusionsprozesses. Seine Vorteile, Einschränkungen, Typen und schließlich die gemeinsamen Anwendungen in verschiedenen Branchen.
Ein Überblick über die Kunststoffextrusion
Kunststoffextrusion ist ein Prozess, bei dem körnige Kunststoffstücke durch verschiedene Komponenten des Extruders laufen, um mithilfe von Hitze und Druck ein kontinuierliches Profil zu bilden. Um den Prozess besser zu verstehen, ist es wichtig, zunächst den Extruder und seine Funktionsweise zu verstehen.
Das obige Bild zeigt einen gewöhnlichen Kunststoffextruder, der aus den folgenden Komponenten besteht:
- Trichter: Dies ist die erste Stufe des Kunststoffextruders. Der Hopper lagert den Kunststoff in Granulatform und hält ihn für den nächsten Prozessschritt bereit.
- Feedthroat: Der Einfüllstutzen leitet den aus dem Trichter kommenden Kunststoff zum Zylinder.
- Brecherplatte: Diese Komponente fungiert als Filter für den Zylinder und hilft, den Druck aufrechtzuerhalten
- Fass: Hierbei handelt es sich um eine erhitzte Komponente, die den Kunststoff erweicht und ihn nahe an den Schmelzpunkt bringt. Darüber hinaus drückt die rotierende Schnecke im Zylinder das Material zum Förderrohr.
- Futterrohr: Dient als Kanal für den geschmolzenen Kunststoff, der aus dem Fass kommt
- Sterben: Dabei handelt es sich um das starre Metallteil, durch das das Material gedrückt wird, um das gewünschte Profil zu erhalten.
- Kühlsystem: Abschließend erfolgt die letzte Stufe, in der das Extrusionsprofil durch schnelles Abkühlen erstarrt.
Wie funktioniert Kunststoffextrusion?
Der Kunststoffextrusionsprozess beginnt mit dem Füllen des Trichters mit kleineren Kunststoffstücken, die einfacher zu verarbeiten sind. Der Einfüllstutzen nutzt die Schwerkraft, um den Kunststoff zur weiteren Verarbeitung in den Zylinder zu transportieren.
Wenn das Material in den Zylinder gelangt, wird es in mindestens drei Intensitätszonen erwärmt, wobei die Temperaturintensität zunimmt, je weiter man sich vom Einfüllschacht entfernt.
Wenn die Temperatur steigt, drückt das Fass mithilfe einer kontinuierlich rotierenden Schnecke den geschmolzenen Kunststoff in Richtung der nächsten Komponente der Maschine. Durch die Schnecke und den Druck entsteht zusätzlich Wärme, sodass die Intensitätszonen selbst grundsätzlich nicht so heiß sein müssen wie die erwartete Extrusionstemperatur, wodurch Energie gespart und der Extrusionsprozess erleichtert wird.
Der flüssige Kunststoff verlässt den Zylinder durch ein Sieb, das von der Brechplatte getragen wird. Dieses Sieb entfernt Fremdstoffe aus dem Material und hält den Innendruck aufrecht. Das Material gelangt durch ein Zufuhrrohr in die speziell gefertigte Matrize, die die gleiche Form wie das gewünschte Extrusionsprofil für das Projekt hat.
An dem Punkt, an dem es durch die Düse gedrückt wird, erzeugt das geschmolzene Material die gleiche Form wie die Düsenöffnung, wodurch der Extrusionsprozess abgeschlossen ist.
Sobald das Extrusionsprofil die Düse vollständig durchlaufen hat, wird es in einer Wasserdusche oder mithilfe einer Reihe von Kühlwalzen abgekühlt, um sicherzustellen, dass die Form Ihres thermoplastischen Extrusionsprofils dauerhaft bleibt.
Kunststoffextrusion im Laufe der Geschichte
Extrusion war schon immer ein großvolumiges Herstellungsverfahren. Es begann in Deutschland, als Paul Troester den ersten Kunststoffextruder entwickelte. Seitdem hat sich an den Grundlagen des Prozesses nicht viel geändert.
Es gibt jedoch erhebliche Verbesserungen im Prozess, was die Effizienz und die Materialhandhabungsfähigkeiten betrifft. In der Vergangenheit konnten Extrusionsmaschinen nur bestimmte Kunststoffarten verarbeiten und stellten viele Anforderungen. Mit der Zeit hat sich dies verbessert, und heute ist die Kunststoffextrusion vielseitiger, flexibler und in der Lage, verschiedene Arten von Kunststoffen gleichzeitig zu verarbeiten.
Ein weiteres häufiges Problem bei extrudierten Kunststoffen ist die Tatsache, dass sie nicht über die richtigen mechanischen Eigenschaften und Festigkeit verfügen. Dies war in der Vergangenheit ein erhebliches Problem, aber neue technologische Entwicklungen haben die Situation verbessert. Heutzutage ist die kundenspezifische Kunststoffextrusion das Verfahren der Wahl, da sie die Qualität, Konsistenz und Funktionalität bietet, die Sie von modernen Industrieanwendungen erwarten.
Verschiedene Arten von Kunststoffextrusionsprozessen
Die Art des Extrusionsverfahrens, mit dem Sie es zu tun haben, hängt von der Düsenform ab. Während der grundlegende Prozess der Kunststoffextrusion derselbe bleibt, ermöglichen Ihnen die verschiedenen Prozesstypen, die Komplexität und Feinheiten des Umgangs mit unterschiedlichen Formen effizient zu bewältigen.
Hier sind die vier Haupttypen von Kunststoffextrusionsverfahren, die die Industrie heute verwendet.
1 – Schlauchextrusion
Dieses Verfahren gilt für lange Rohre, Rohre und andere ähnliche Gegenstände. Generell wird die Bearbeitung von Hohlkörpern schwieriger. Trotzdem bleibt dieser Extrusionsprozess derselbe, bis Sie die Düse erreichen. In diesem Stadium nutzt der Prozess einen positiven Innendruck, um den höheren Energiebedarf bei der Bearbeitung hohler Teile zu überwinden.
2 – Blasfolienextrusion
Das Blasfolienextrusionsverfahren ist weit verbreitet, da es viele Alltagsgegenstände wie Einkaufstaschen und andere Verpackungsmaterialien herstellt. Auch hier ist der Prozess genau wie bei jeder anderen Art der Extrusion (wie z Aluminium-Strangpressverfahren). Der Hauptunterschied besteht jedoch in der Formphase, in der das Material abgekühlt wird, bevor es die Form verlässt.
In diesem Stadium verfestigt sich das Material noch nicht vollständig. Deshalb durchläuft es später einen zusätzlichen Expansionsprozess durch Blasen. Das Verfahren ist nur auf dünnere Kunststofffolien beschränkt. Bei dickeren Blechen müssen Sie einen anderen Vorgang durchführen.
3 – Folienextrusion
Dieser Prozess ist der oben erwähnten Blasfolienextrusion sehr ähnlich. Allerdings eignet es sich für Werkstücke, die zum Blasen zu dick sind. In diesem Fall durchläuft das Material einen Zieh- und Rollvorgang, um die gewünschte Form zu erhalten.
Durch den Walzvorgang kühlt sich der Kunststoff zudem ab und lässt ihn dauerhaft erstarren. Im Allgemeinen können Sie mit diesem Verfahren ganz einfach Eiskartons, Saftkartons, Weinkartons und andere dickere Kunststoffverpackungen herstellen.
4 – Übermantelextrusion
Die nächste Art der Extrusion ist für Isolierdrähte und andere ähnliche Anwendungen vorgesehen, bei denen etwas vollständig mit Kunststoff bedeckt wird. Der Vorgang ist einfach. Sie ziehen das Material, das beschichtet werden soll, durch die Matrize, um ihm eine Kunststoffabdeckung zu verleihen.
Abhängig von Ihren Anforderungen und Ihrer Anwendung benötigen Sie möglicherweise auch eine Haftung zwischen Kunststoff und Material. In diesem Fall genügt die Verwendung von Druckwerkzeugen. Dieser einfache Zusatz übt ausreichend Druck auf das Material aus, um eine hervorragende und lange anhaltende Haftung zu gewährleisten.
Arten von Kunststoffextrudern
Wenn Sie darüber nachdenken, in einen Kunststoffextruder zu investieren, haben Sie die Wahl zwischen einem Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder. Beide Geräte verfügen über die gleiche Fähigkeit, alle zuvor besprochenen Prozesse auszuführen. Allerdings kann sich die Art des Extruders auf Ihre Produktionsgeschwindigkeit, Mischfähigkeit und allgemeine Betriebsflexibilität auswirken.
Hier sind die Details darüber, was jeder Extrudertyp bietet.
Einschneckenextruder
Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei Einschneckenextrudern um einfache Geräte mit einer rotierenden Schnecke im Zylinder. Im Allgemeinen sind Einschneckenextruder ideal für Situationen, in denen Sie einfache Profile wie Rohre und Platten benötigen. Einschneckenmaschinen funktionieren zwar recht gut, sind aber etwas langsam, lassen sich nicht gut mischen und sind möglicherweise nicht die beste Wahl für komplizierte Formen.
Doppelschneckenextruder
Wie der Name schon sagt, verfügen Doppelschneckenextruder über parallele Schnecken im Zylinder. Je nach Anwendung können sich die Doppelschnecken in die gleiche oder unterschiedliche Richtung drehen. Aufgrund ihrer Konstruktion bieten Doppelschneckenextruder eine höhere Stabilität, Absaugleistung, Geschwindigkeit und Mischleistung.
Vorteile der Kunststoffextrusion
Extrusion ist eine beliebte Methode zur Massenproduktion, die die perfekte Kombination aus Vielseitigkeit, Flexibilität und Konsistenz bietet. Hier sind einige der Hauptvorteile des Extrusionsverfahrens für Kunststoff.
- Kosteneffektivität: Im Vergleich zu anderen Verfahren ist die Extrusion recht kostengünstig. Im Allgemeinen werden Kunststoffteile mit beidem entwickelt Spritzgussservice oder Extrusion. Die Extrusion erfordert jedoch keine aufwändigen Werkzeuganforderungen und ist viel einfacher, was zu geringeren Kosten führt. Darüber hinaus können Extrusionsmaschinen auch ohne Unterbrechungen kontinuierlich laufen, was eine 24-Stunden-Fertigung ermöglicht und das Risiko von Lagerengpässen verringert.
- Beispiellose Flexibilität: Solange ein einheitlicher Querschnitt vorhanden ist, können Sie mit dem Kunststoffextrusionsverfahren jede beliebige Form und jedes beliebige Profil erzeugen. Von komplexen Formen bis hin zu Platten, Rohren und anderen Produkten kann die Extrusion nahezu alle Arten von Designs liefern.
- Änderungen: Vor dem Abkühlvorgang bleibt heißer Kunststoff recht formbar. Dies bedeutet, dass Sie problemlos weitere Formungsvorgänge durchführen können, um sicherzustellen, dass das Endprodukt die von Ihnen benötigte Größe hat.
Die Hauptanwendungen der Kunststoffextrusion
Als eine der Hauptmethoden zur Herstellung von Kunststoffteilen sind die Gesamtanwendungen des Extrusionsverfahrens zu weit verbreitet. Im Folgenden sind jedoch einige der wichtigsten Bereiche aufgeführt, in denen Kunststoffextrusionstechnologien eine wesentliche Rolle spielen.
Rohre und Röhren
Rohre und Röhren gehören zu den am häufigsten verwendeten Kunststoffextrusionsprodukten. Auch die Anforderungen an die Matrize sind am einfachsten, da Sie lediglich ein einfaches zylindrisches Profil benötigen. PVC-Rohre sind in der Branche ebenfalls weit verbreitet, es gibt jedoch auch andere Alternativen. Unabhängig davon, welches Material Sie verwenden, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass Rohre durch Kunststoffextrusion hergestellt wurden.
Drahtisolierung
Kunststoffe verfügen von Natur aus über hervorragende elektrische Isolationseigenschaften. Darüber hinaus sind sie aufgrund ihrer natürlichen Flexibilität und thermischen Stabilität die perfekte Wahl für die Isolierung stromführender Leitungen und Ummantelungen. Im Allgemeinen wird bei den meisten Ummantelungs- und Isolierungsarbeiten das Extrusionsverfahren verwendet, da es am einfachsten ist und langlebige Ergebnisse liefert.
Windows
Fensterrahmen sind eine weitere häufige Anwendung extrudierter Kunststoffe. Viele Menschen verwenden zu diesem Zweck PVC, weil es eine lange Lebensdauer hat und eine natürliche Beständigkeit gegen UV-Strahlung der Sonne aufweist.
Türen
Genau wie Fenster sind Türrahmen aufgrund ihres kontinuierlichen Profils und konstanten Querschnitts eine weitere häufige Anwendung der Extrusion. Auch bei Türrahmen und anderen Einrichtungsgegenständen im Haushalt erfreut sich PVC aufgrund seiner Stabilität und hervorragenden mechanischen Eigenschaften großer Beliebtheit.
Jalousien und Schatten
Dies ist ein weiteres klassisches Beispiel dafür, wie verbreitet Extrusion ist. Jalousien und Jalousien verfügen oft über mehrere identische Schlitze, die aus funktionalen Gründen kombiniert werden können. Die Extrusion von Polystyrol, einem beliebten Kunststoff, kann Ihnen den Holzimitat-Look verleihen, den Sie oft bei herkömmlichen Jalousien sehen.
Reinigungsgeräte
Die Griffe von Wischern, Abziehern und anderen Reinigungsgeräten bestehen aus Kunststoff. Einige Produkte bestehen sogar aus gummiartigem Kunststoff, der eine bessere Reinigung ermöglicht, und Sie müssen extrudiert werden, um sie in großen Mengen herzustellen.
RapidDirect: Die beste Wahl für hochwertige Kunststoffextrusionsdienstleistungen
Kunststoffextrusion ist aufgrund seiner relativen Einfachheit, Kosteneffizienz und Vielseitigkeit eine häufige Wahl. Das bedeutet jedoch nicht, dass jeder mit dem Prozess beginnen kann. Für die Extrusionstechnologien gelten mehrere Voraussetzungen, Designanforderungen und andere wichtige Überlegungen, die konsistente Ergebnisse gewährleisten. Darüber hinaus müssen Sie zu Beginn auch in mehrere Arten von Ausrüstung und andere Setups investieren.
Für kleine und mittlere Unternehmen ist es unpraktisch, so viel Zeit und Ressourcen zu investieren. Für sie ist ein umfassender und erfahrener Extrusionsservice wie RapidDirect die beste Wahl.
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Bonus: Kunststoff vs. Aluminiumextrusion
Extrusion beschränkt sich nicht nur auf Kunststoffe. Sie können das Verfahren auch für Metallteile mit durchgehendem Profil anwenden. Im Allgemeinen ist Aluminium aufgrund der Festigkeit, Dichte, Recyclingfähigkeit und anderer mechanischer Eigenschaften eines der am häufigsten verwendeten Metalle, die den Extrusionsprozess durchlaufen.
Heutzutage ist die Aluminiumextrusion ein gängiger Herstellungsprozess, bei dem Produkte wie Stangen, Schienen, Rohre, Kühlkörper und zahlreiche andere Artikel hergestellt werden. Generell gilt auch für Aluminium, dass Ihr Material ein durchgehendes Profil und einen gleichmäßigen Querschnitt haben muss.
Darüber hinaus ist die Temperatur ein wichtiger Unterschied zwischen dem Kunststoffextrusionsprozess und der Aluminiumextrusion.
Im Gegensatz zu Kunststoffen kann die Aluminiumextrusion sowohl heiß als auch kalt erfolgen. Kaltfließpressen liefert im Allgemeinen Materialien mit hoher Festigkeit, erfordert jedoch mehr Leistung. Im Gegensatz dazu findet die Warmfließpressung zwischen 350 und XNUMX °C stattoC bis 500oC, das leichter zu verarbeiten ist, allerdings auf Kosten der mechanischen Eigenschaften.
