Extrusion ist ein Herstellungsverfahren für große Stückzahlen.Das Kunststoffmaterial wird unter Hitzeeinwirkung geschmolzen und durch die Düse in die gewünschte Form extrudiert.Im Inneren des Zylinders befindet sich eine zylindrische rotierende Schnecke, die geschmolzenes Kunststoffmaterial durch eine Matrize herausdrückt.Das extrudierte Material nimmt entsprechend dem Düsenquerschnitt seine Form an.
Arbeitsprinzip
Bei diesem Verfahren wird Kunststoffmaterial in Form von Pellets oder Granulat durch Schwerkraft aus einem oben montierten Trichter in das Fass geleitet.Im Trichter können Zusatzstoffe wie Farbstoffe und UV-Inhibitoren (flüssig oder in Pelletform) gemischt werden.Das Kunststoffmaterial tritt durch die Einfüllöffnung ein und kommt mit der rotierenden Schnecke in Kontakt.Die rotierende Schnecke schiebt die Kunststoffperlen nach vorne in das Fass.Mithilfe der Heizelemente wird der Zylinder bis zur Schmelztemperatur des Kunststoffs erhitzt.Die Heizelemente werden so eingesetzt, dass die Temperatur des Laufs von hinten nach vorne allmählich ansteigt.In einer rotierenden Schnecke gibt es drei mögliche Zonen: Einzugszone, Schmelzzone und Dosierzone.In der Einzugszone schmelzen die Kunststoffkügelchen nach und nach, während sie durch das Fass geschoben werden.In der Schmelzzone wird das Kunststoffmaterial vollständig aufgeschmolzen.Um die Innentemperatur des Fasses aufrechtzuerhalten, wird ein Thermostat verwendet.Die Überhitzung von Kunststoffen, die zu einer Verschlechterung der Materialeigenschaften führen kann, sollte minimiert werden.Um die Temperatur des Fasses während des Prozesses aufrechtzuerhalten, wird ein Kühlgebläse oder ein Wasserkühlsystem verwendet.An der Vorderseite des Zylinders verlässt der geschmolzene Kunststoff die Schnecke und läuft durch ein Siebpaket, um etwaige Verunreinigungen im geschmolzenen Kunststoff zu entfernen.Die Siebe sind durch eine Lochplatte verstärkt.Die Brechplattenbaugruppe dient auch dazu, einen Gegendruck im Lauf zu erzeugen.Der Gegendruck sorgt für ein gleichmäßiges Schmelzen und eine ordnungsgemäße Durchmischung des geschmolzenen Kunststoffmaterials im Zylinder.Nach dem Passieren der Lochplatte gelangt der geschmolzene Kunststoff in die Matrize.Die Matrize verleiht dem Kunststoffprodukt die gewünschte Form.Ein ungleichmäßiger Fluss geschmolzenen Kunststoffs würde zu unerwünschten Spannungen im Kunststoffprodukt führen.Diese Spannungen können nach dem Erstarren des geschmolzenen Kunststoffs zu Verformungen führen.Kunststoffe sind sehr gute Wärmeisolatoren und lassen sich daher nur sehr schwer schnell abkühlen.Das Kunststoffprodukt wird gekühlt, indem es durch einen Satz Kühlwalzen gezogen wird.
Parameter des Extrusionsprozesses
Vor dem Extrusionsprozess sind fünf wichtige Prozessparameter zu berücksichtigen:
- Schmelztemperatur von Kunststoff
- Geschwindigkeit der Schraube
- Extrusionsdruck erforderlich
- Verwendete Matrizentypen
- Kühlmedium
Schraubendesign:
Für die Kunststoffverarbeitung ist die Gestaltung der Schnecke von Bedeutung.Es hat hauptsächlich drei verschiedene Funktionen: nämlich den Zuführmechanismus;gleichmäßiges Schmelzen und Mischen des Kunststoffs und schließlich wird der Druck erzeugt, um das geschmolzene Material durch die Düse zu drücken.Eine Schraubenlänge (L) wird auf ihren Durchmesser (D) als L/D-Verhältnis bezogen.Im Allgemeinen beträgt das L/D-Verhältnis 24:1, für mehr Mischleistung und Leistung kann es jedoch auf bis zu 32:1 erhöht werden.Es gibt drei mögliche Zonen in einer Schneckenlänge, nämlich Einzugszone, Schmelzzone und Dosierzone. (a) Einzugszone: In dieser Zone wird das Harz aus dem Trichter in den Zylinder eingeführt und die Kanaltiefe ist konstant. (b) Schmelzzone: Das Kunststoffmaterial schmilzt und die Kanaltiefe wird immer kleiner.Sie wird auch Übergangs- oder Kompressionszone genannt.(c) Dosierzone: Der geschmolzene Kunststoff wird bei gleichmäßiger Temperatur und gleichmäßigem Druck gemischt und durch die Düse gefördert.Die Kanaltiefe ist in dieser Zone konstant.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 10. Januar 2019