Was ist Kunststoffextrusion: Typen und Anwendungen
Kunststoff ist das am häufigsten verwendete Material in unserer Umgebung. Zur Herstellung von Kunststoffteilen werden verschiedene Verfahren eingesetzt, darunter die Kunststoffextrusion.
In diesem Leitfaden erfahren Sie, was die Kunststoffextrusion ist, welche verschiedenen Verfahren es gibt, welche Materialien verwendet werden und welche Vor- und Nachteile sie hat. Also lasst uns lesen.
Was ist Kunststoffextrusion?
Die Kunststoffextrusion ist ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus thermoplastischen Kunststoffen in großen Mengen. Die Thermoplaste werden geschmolzen und in Formen gelegt, um die gewünschte Gestalt anzunehmen. Mit einem Extruder wird der geschmolzene Kunststoff dann aus der Form entnommen und in die gewünschte Form gebracht.
Der Extruder besteht aus verschiedenen Teilen, die wie folgt aussehen:
Hopper: Dieser Extruderteil enthält Kunststoff in Form von Pellets, Pulver oder Granulat.
Kehle füttern: Es verbindet das Fass und den Trichter, um den Kunststoff während des Prozesses vom Trichter zum Fass zu leiten.
Unterbrecherplatte: Eine Unterbrecherplatte hält den Druck aufrecht und wirkt wie ein Filter, der verhindert, dass andere Materialien in das Fass gelangen.
Fass: Sie nutzt Wärme, um den Kunststoff zu schmelzen, und verfügt über eine rotierende Schnecke, die den erforderlichen Druck ausübt, um den Kunststoff in das Zufuhrrohr zu leiten.
Zuleitung: Er wird für den Transport von geschmolzenem Kunststoff vom Fass zur Düse verwendet.
Die: Die Matrize ermöglicht es dem geschmolzenen Kunststoff, seine Form anzunehmen und die gewünschte Geometrie zu erreichen.
Kühlsystem: Kühlsysteme erleichtern die Abkühlung des Kunststoffs und lassen ihn schnell erstarren.
Vorteile der Kunststoffextrusion
Das Verfahren der Kunststoffextrusion hat verschiedene Vorteile, von denen einige im Folgenden aufgeführt sind:
- Das Verfahren bietet den Vorteil, dass die Form des heißen Kunststoffs nach der Extrusion, wenn das Bauteil noch nicht abgekühlt ist, verändert werden kann. So können die Hersteller die Qualität des fertigen Bauteils verbessern.
- Im Vergleich zu anderen Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen ist das Verfahren der Kunststoffextrusion recht kostengünstig, da es keine Werkzeuge benötigt.
- Die Kunststoffextrusion ist ein sehr flexibles Verfahren, mit dem Profile und Formen aus Kunststoff hergestellt werden können, vorausgesetzt, der Querschnitt ist konstant.
Nachteile der Kunststoffextrusion
Neben den Vorteilen hat das Verfahren der Kunststoffextrusion auch einige Nachteile, die im Folgenden aufgeführt werden:
- Bei der Entnahme aus dem Kunststoffextruder kann sich der heiße Kunststoff ausdehnen und eine Abweichung von den Abmessungen des gewünschten Produkts verursachen.
- Dieses Verfahren der Kunststoffextrusion ist in Bezug auf die herzustellenden Produkttypen begrenzt, da einige Konstruktionen Investitionen in verschiedene Extrusionsanlagen erfordern.
Wie funktioniert die Kunststoffextrusion?
Der Prozess der Kunststoffextrusion besteht aus vier Schritten, die im Folgenden beschrieben werden:
Zugabe von Zusatzstoffen
Die Kunststoffextrusion beginnt mit der Zugabe von Additiven zu dem im Prozess verwendeten Kunststoff. Diese Zusatzstoffe können UV-Inhibitoren oder Farbstoffe sein.
Schmelzender Kunststoff
In der zweiten Stufe wird der Kunststoff geschmolzen, indem er in den Trichter gegeben wird. Er gelangt in den Einfüllstutzen und in den Zylinder, wo eine hohe Temperatur den Kunststoff zum Schmelzen bringt. Die rotierende Schnecke im Zylinder sorgt dafür, dass der Kunststoff im geschmolzenen Zustand bleibt.
Schimmelbildung
Wenn das geschmolzene Material zum Ende des Zylinders gedrückt wird, passiert es die Siebe am Ende. Das geschmolzene Material kann durch die Düse fließen, wodurch das gewünschte Bauteil entsteht.
Kühlung
Nachdem der geschmolzene Kunststoff die Düse passiert hat, wird er mit Wasserduschen oder Kühlwalzen abgekühlt. Durch die Abkühlung wird sichergestellt, dass die Form des extrudierten Kunststoffs erhalten bleibt.
Verschiedene Arten der Kunststoffextrusion
Es gibt verschiedene Arten von Kunststoffextrusionsverfahren, von denen einige im Folgenden erläutert werden:
Rohrextrusion
Bei der Schlauchextrusion handelt es sich um eine allgemeine Kunststoffextrusion. Es eignet sich für Gegenstände, die eine rohrartige Struktur mit einer hohlen Form haben, wie Rohre und Schläuche. Es eignet sich auch für die Herstellung von Schläuchen und Trinkhalmen für die medizinische Industrie.
Um die hohle Form zu erhalten, wird ein Stift oder Dorn in die Form eingesetzt, der diese Löcher durch den Druck auf den geschmolzenen Kunststoff erzeugt.
Blasfolienextrusion
Das Verfahren der Blasfolienextrusion eignet sich für die Herstellung von Einkaufstüten. Es hat einen aufrechten Zylinder mit einer kreisförmigen Öffnung. Der geschmolzene Kunststoff wird während des Prozesses mit Hilfe von Abquetschwalzen aus der Düse hochgezogen. Die Quetschwalzen werden in Abhängigkeit von der erforderlichen Kühlung in einer bestimmten Höhe positioniert.
In der Mitte der Matrize befindet sich ein Luftauslass, der dazu beiträgt, die Luft auszublasen und eine Blase zu erzeugen. Dadurch wird der Querschnitt des Kunststoffs vergrößert. Die Blase wird dann mit Hilfe von Quetschwalzen geglättet, und es entsteht eine doppellagige Folie.
Folienextrusion
Der Prozess der Folienextrusion ist ein Walz- und Ziehprozess. Dabei hilft das Walzen, die gewünschte Form zu erreichen und unterstützt sogar die Abkühlung. Auch die Oberflächeneigenschaften der Folie werden durch das Walzen bestimmt.
Übermantelungsextrusion
Die Ummantelungsextrusion dient der Herstellung von Isolierdrähten. Die bei diesem Extrusionsverfahren verwendeten Werkzeuge, die bei der Beschichtung der Drähte helfen, sind Ummantelung und Druck.
Diese Arten von Werkzeugen haben ihre Berechtigung: Wenn eine Haftung zwischen Material und Draht erforderlich ist, werden Druckwerkzeuge eingesetzt. Wenn jedoch keine solche Haftung erforderlich ist, werden Mantelwerkzeuge eingesetzt.
Der Unterschied zwischen Druck- und Mantelwerkzeugen liegt in der Position des Stifts. Wenn der Stift bündig mit der Matrize abschließt, handelt es sich um ein Ummantelungswerkzeug. Befindet sich der Stift innerhalb der Traverse, handelt es sich um ein Druckwerkzeug.
Materialauswahl für die Kunststoffextrusion
Die Kunststoffextrusion kann mit verschiedenen Materialien durchgeführt werden, und einige dieser Thermoplaste sind wie folgt:
ABS: ABS besteht aus Acrylnitril und Styrol, die zusammen polymerisiert werden, was es zäh und wasserfest macht. Es hat ein glänzendes Aussehen und funktioniert bei verschiedenen Temperaturen.
Acryl: Es wird in verschiedenen Branchen eingesetzt und zeichnet sich durch Lichtdurchlässigkeit, Klarheit und Festigkeit aus.
PVC: PVC kann durch Kunststoffextrusion für verschiedene Arten von Anwendungen eingesetzt werden. Es gibt zwei Arten von PVC: Weich-PVC und Hart-PVC.
Weich-PVC hat eine hohe Verschleißfestigkeit und eine nahtlose Zugfestigkeit. Hart-PVC ist stoßfest, bietet sogar UV-Stabilität und wird in Kunststoffprofilen für Fenster, Türen und Kühlgeräte verwendet.
Mineralgefülltes Polypropylen: Aufgrund seiner thermischen Stabilität kann es in einem breiten Temperaturbereich eingesetzt werden.
Polycarbonat: Es bietet Abriebfestigkeit, Schlagfestigkeit, Steifigkeit und Färbbarkeit.
Styrol: Styrol wird für die Kunststoffextrusion gewählt, da es Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit bietet.
TPA: Es wird zur Herstellung von Dichtungen und Dichtungsbändern verwendet. Es bietet Dehnung, einen hervorragenden Druckverformungsrest und Stabilität bei niedrigen Temperaturen.
Anwendungen der Kunststoffextrusion
Das Verfahren der Kunststoffextrusion wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von denen einige im Folgenden aufgeführt sind:
Drahtisolierung
Kunststoffe haben isolierende Eigenschaften und sind außerdem sehr flexibel. Wenn es um die Isolierung von Drähten geht, trägt das Verfahren daher zu einer dauerhaften Beschichtung bei.
Rohre und Schläuche
Die Kunststoffextrusion wird zur Herstellung von Rohren verwendet, und mit diesem Verfahren können Rohre aus verschiedenen Thermoplasten hergestellt werden.
Türen und Fenster
Mit Hilfe der Kunststoffextrusion werden Fenster und Türen hergestellt. Diese werden meist aus PVC hergestellt, das eine ausgezeichnete UV-Beständigkeit aufweist.
Jalousien und Rollläden
Ein Kunststoffextruder, der Polystyrol-Thermoplast verwendet, wird üblicherweise zur Herstellung von Rollos und Jalousien eingesetzt.
Tipps für die Gestaltung von Produkten für die Kunststoffextrusion
Um mit Hilfe der Kunststoffextrusion die richtigen und gut gestalteten Produkte zu erhalten, müssen Sie einige der folgenden Tipps beachten:
- Es wird immer sichergestellt, dass die Designs einen gleichmäßigen Querschnitt haben, was zur Optimierung des Extrusionsprozesses beiträgt.
- Achten Sie auf eine gleichmäßige Wandstärke, damit Sie Verformungen und Qualitätsmängel vermeiden können.
- Um das extrudierte Produkt aus der Düse zu lösen, werden die Klopfer benötigt, damit die Entformungsschrägen eingearbeitet werden und die Entnahme aus der Düse erleichtert wird.
- Berücksichtigen Sie immer die Schrumpfung während des Abkühlungsprozesses.
Kunststoffextrusion vs. Spritzgießen
Kunststoffextrusion und Spritzgießen sind beides Verfahren, die mit Kunststoffen arbeiten und Kunststoffteile herstellen. Allerdings unterscheiden sich diese beiden Verfahren voneinander, und einige dieser Unterschiede sind wie folgt:
- Die Kunststoffextrusion eignet sich für Bauteile mit 2D-Formen, während das Spritzgießen für die Herstellung von 3D-Produkten geeignet ist.
- Bei der Kunststoffextrusion werden Bauteile hergestellt, bei denen die Form des Bauteils der Form des Werkzeugs entspricht. Beim Spritzgießen ist die Form des Bauteils dieselbe wie die der Form.
- Durch die Kunststoffextrusion lässt sich sehr leicht ein gleichmäßiger Querschnitt herstellen. Mit Hilfe des Spritzgießens lassen sich diese Querschnitte jedoch mit komplizierten Werkzeugen erreichen.
- Die im Spritzgussverfahren hergestellten Bauteile sind stabiler als die durch Kunststoffextrusion hergestellten.
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Schlussfolgerung
Das Verfahren der Kunststoffextrusion verwendet vielseitige Kunststoffarten und kann auch in verschiedenen Branchen eingesetzt werden. Der Leitfaden hat Ihnen sicher einen klaren Einblick in den Prozess, die Arten und die Anwendungen der Kunststoffextrusion gegeben.
FAQs
Wie viel kostet die Kunststoffextrusion?
Die Kosten für die Kunststoffextrusion können je nach Design und Art des gewählten Kunststoffs variieren.
Kann die Kunststoffextrusion Platten herstellen?
Ja, Platten können durch das Verfahren der Kunststoffextrusion hergestellt werden.
Wozu werden Extruder eingesetzt?
Extruder helfen bei der Herstellung von kontinuierlichen und langen Produkten wie Rohren, Schläuchen und Ummantelungen für Drähte.
Welche Arten von Kunststoffextrudern gibt es?
Die Arten von Kunststoffextrudern sind Mehrschneckenextruder, Einschneckenextruder und Ramextruder.
