Das Herstellungsverfahren Extrudieren bei KUALA

Je nach Industriezweig gestaltet sich die Extrusion etwas anders. In der Metallindustrie etwa werden Stangen, Rohre, Drähte, aber auch Profile auf diese Art und Weise hergestellt. In der Lebensmittelproduktion findet das in etwas kleinerem Rahmen statt, indem Snacks, Riegel oder Pasta über die Matrizen hergestellt werden.

Beim Extrudat kann es sich sogar um einen Kauknochen für Hunde handeln oder um Keramik. Bei der Extrusion von diesen Materialien wird auch von Strangpressen gesprochen.

Weitere Anwendungsfelder:

• Elektrotechnik
• Medizintechnik (medizinische Geräte)
• Automobilindustrie
• Verpackungsindustrie
• Bauwesen

Neben Metallen, Keramik, Kautschuk und Biomaterialien sind es vorrangig Kunststoffe, die sich mittels Extrusion exzellent bearbeiten lassen. Je nach Anwendung werden Folien und Fasern, Verpackungen oder Isolierungen damit hergestellt. Wir sind spezialisiert auf verschiedene Profile und stellen außerdem Schläuche her.

Das Verfahren – Verformung unter Einfluss von Hitze und Druck – gibt bereits die Art der Kunststoffe vor. Wir verwenden bei der Herstellung unserer Produkte überwiegend thermoplastische Kunststoffe, etwa Polypropylen oder Polyethylen. Allerdings eignen sich für das Verfahren der Extrusion noch viele weitere:

• Polyethylen (PE)
• Polypropylen (PP)
• Polyvinylchlorid (PVC)
• Polyethylenterephthalat (PET)
• Polystyrol (PS)
• Polyamid (PA), Nylon
• Polycarbonate (PC)
• ABS
• TPE

Extrudieren ist ein kontinuierlicher Prozess, bei dem Material durch eine formgebende Öffnung (Matrize) gepresst wird. Er kann je nach Material und Anwendung leicht variieren, folgt aber im Allgemeinen diesen Schritten:

Das Rohmaterial (Kunststoffgranulat), wird in einen Einfülltrichter überführt. Das Material kann vorab getrocknet oder gemischt werden, um optimale Verarbeitungseigenschaften zu gewährleisten.

Extruderzylinder, Heizbänder und Schnecken beziehungsweise die Schneckenwelle werden vorbereitet. Der Extruder besteht aus einem beheizten Zylinder, der durch Heizbänder oder Heizpatronen auf eine definierte Temperatur gebracht wird.

Die Temperaturprofile im Zylinder sind zonenweise geregelt, um das Material gleichmäßig aufzuheizen und das Aufschmelzen zu gewährleisten. Eine rotierende Schnecke transportiert das Material entlang des Zylinders. Sie ist in verschiedene Zonen unterteilt: Einspeisezonen, Kompressionszonen und Dosierzonen.

• In der Einspeisezone wird das Rohmaterial aufgenommen und nach vorne befördert.
• In der Kompressionszone wird das Material verdichtet und die Schmelzphase beginnt.
• In der Dosierzone wird das geschmolzene Material homogenisiert und der Druck für die Extrusion aufgebaut.

Es folgen die Scherung und der eigentliche Schmelzvorgang: Die Schnecke erzeugt durch ihre Rotation eine Scherbewegung, die das Material zusätzlich zur Heizenergie aufschmilzt. Der entstehende Schmelzdruck fördert das Material zur Matrize hin.

Es folgt die Homogenisierung: Die Schnecke sorgt für eine gleichmäßige Durchmischung des Materials, um eine einheitliche Schmelze zu erreichen. Additive und Füllstoffe können eingemischt werden, um spezifische Eigenschaften des Endprodukts zu erzielen.

Am Ende des Extruders befindet sich eine formgebende Matrize, die das geschmolzene Material in die gewünschte Querschnittsform presst. Die Matrize ist exakt auf die Anforderungen des Endprodukts abgestimmt und kann für verschiedene Querschnitte (Rohre/Schläuche, Profile, Folien) gestaltet werden.

Schließlich wird der Extrusionsdruck wirksam. Dieser Druck, der durch die Schnecke aufgebaut wird, treibt das Material durch die Matrize. Er muss genau kontrolliert werden, um eine gleichmäßige Extrusion und die gewünschte Form zu gewährleisten.

Das Kühlverfahren ist entscheidend für die finale Qualität und findet unmittelbar nach der Formgebung statt. Sofort nach dem Austritt aus der Matrize wird das extrudierte Material gekühlt, um die Form zu stabilisieren und das Material zu härten. Dies kann durch Wasserbäder, Luftkühlung oder andere Kühlsysteme erfolgen.

Dadurch wird die dimensionale Stabilität erreicht. Während des Abkühlens kann das Material durch Kalibrierungsvorrichtungen geführt werden, die die präzise Form und Maße des Endprodukts sicherstellen.

Das gehärtete Material wird auf die gewünschte Länge geschnitten. Dies kann durch Sägen, Schneiden oder andere Trennverfahren erfolgen. Danach kommen die Produkte zur Qualitätskontrolle. Das extrudierte Material wird auf Qualitätsparameter überprüft, einschließlich Maße, Oberflächenqualität und physikalische Eigenschaften. Fehlerhafte Produkte werden aussortiert oder recycelt.

Was folgt, ist die optionale Veredelung: Je nach Anwendung kann das extrudierte Produkt zusätzlichen Verarbeitungen unterzogen werden, wie Bedrucken, Beschichten oder mechanische Bearbeitung.

Das Verfahren erlaubt komplexe Querschnitte in beliebiger Länge. Das macht es uns möglich, sehr viele verschiedene Produkte, wie Profile, zu fertigen oder individuelle Anpassungen für Sie ohne größeren Aufwand vorzunehmen. Das formgebende Extrusionsverfahren ist äußerst effizient. Der kontinuierliche Prozess ermöglicht hohe Produktionsraten.

Die enorme Vielseitigkeit erlaubt Anpassungen an eine breite Palette von Materialien und Formen. Wir wählen je nach Objekt und Verwendungszweck Matrizen und den passenden thermoplastischen Kunststoff aus. Dieses Verfahren ist besonders wirtschaftlich. Es entstehen lediglich geringere Kosten pro Einheit bei großen Produktionsmengen.

Die hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Produktgeometrien lässt es zu einem der beliebtesten Verfahren für viele Anwendungen werden. Wir legen größten Wert auf Präzision und haben daher einen entsprechenden Maschinenpark.

Was ist Extrudieren?

Extrudieren ist ein kontinuierliches Fertigungsverfahren, bei dem Kunststoffmaterial und weitere (etwa Lebensmittel) durch eine formgebende Matrize gepresst werden, um Produkte mit konstantem Querschnitt zu erzeugen, wie etwa Rohre, Profile oder Folien.

Welche Arten von Kunststoffen können extrudiert werden?

Eine Vielzahl von Thermoplasten kann extrudiert werden, darunter Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polycarbonat (PC), Nylon; TPE und viele andere.

Wie wird die Temperatur im Extruder geregelt?

Die Temperatur im Extruder wird durch Heizbänder oder Heizpatronen geregelt, die in verschiedenen Zonen um den Zylinder herum angeordnet sind. Jede Zone kann separat gesteuert werden, um das Material gleichmäßig zu erhitzen.

Was sind die Vorteile des Extrudierens gegenüber anderen Fertigungsverfahren?

Die Vorteile des Extrudierens umfassen eine hohe Produktionsrate, Kosteneffizienz bei großen Mengen, die Fähigkeit, komplexe Querschnitte zu erzeugen, und die Möglichkeit, eine breite Palette von Materialien zu verarbeiten.

Welche Herausforderungen gibt es beim Extrudieren von Kunststoffen?

Herausforderungen können die Kontrolle der Schmelztemperatur, die Vermeidung von Materialabbau, die Sicherstellung einer gleichmäßigen Durchmischung und die Verhinderung von Lufteinschlüssen oder anderen Defekten im Endprodukt sein.

Wie wird die Qualität der extrudierten Produkte sichergestellt?

Die Qualität der extrudierten Produkte wird durch kontinuierliche Überwachung und Anpassung der Prozessparameter, den Einsatz von Kalibrierungsvorrichtungen, regelmäßige Inspektionen und Tests der physikalischen Eigenschaften sowie durch strenge Qualitätskontrollen sichergestellt.