Die Grundlagen der Kunststoffextrusion:Verfahren, Materialien, Anwendungen

Die Kunststoffextrusion ist neben dem Spritzgießen eines der am weitesten verbreiteten Herstellungsverfahren für die Umformung von Kunststoffen und das am weitesten verbreitete für Thermoplaste. Es wird verwendet, um Objekte mit einem kontinuierlichen Profil wie Rohre, Schläuche und Türprofile zu erstellen.

Die thermoplastische Extrusion in ihrer jetzigen Form existiert seit fast einem Jahrhundert, bleibt aber ein leistungsstarkes Werkzeug für die Massenproduktion von Endlosprofilteilen. Kunden arbeiten mit Kunststoffextrusionsunternehmen zusammen, um eine kundenspezifische Kunststoffextrusion für ein Teil zu erstellen, normalerweise in großen Stückzahlen, aber manchmal – wie bei 3ERP – für die Produktion in kleinen Stückzahlen.

Dieser Artikel behandelt die Grundlagen der Kunststoffextrusion, einschließlich der Funktionsweise des Prozesses, welche Arten von Thermoplasten extrudiert werden können, welche Produkte aus der Kunststoffextrusion hergestellt werden, und einen Vergleich der Kunststoffextrusion mit der Aluminiumextrusion.

Der Kunststoffextrusionsprozess

Um den Prozess der Kunststoffextrusion zu verstehen, ist es hilfreich, sich ein Bild davon zu machen, was ein Extruder ist und wie er funktioniert. Typischerweise enthält ein Extruder die folgenden Teile:

• Ein Hüpfer , wo das Rohplastik aufbewahrt wird
• Eine Schleimhaut , wo der Kunststoff aus dem Trichter in das Fass gelangt
• Ein beheiztes Fass , die eine Schraube enthält angetrieben durch einen Schneckenantriebsmotor das Material zum Förderrohr zwingt
• Eine Brecherplatte , ausgestattet mit Sieben, um das Material zu filtern und den Druck aufrechtzuerhalten
• Ein Förderrohr , wo das nun geschmolzene Material aus dem Zylinder austritt und der Matrize zugeführt wird
• Ein Würfel , der das Material in das gewünschte Extrusionsprofil formt
• Ein separates Kühlsystem , wodurch sich die Extrusion gleichmäßig verfestigt

Der Kunststoffextrusionsprozess beginnt mit dem Befüllen des Trichters mit festem Rohmaterial in Form von beispielsweise Pellets oder Flocken. Das Material wird durch die Schwerkraft durch die Einfüllöffnung und in den Extruderzylinder geführt.

Sobald das Material in den Zylinder eintritt, beginnt es, über drei oder mehr Heizzonen erhitzt zu werden. (Die Wärmezonen können in der Nähe der Einfüllöffnung kühler und in der Nähe der Düse heißer sein, um ein allmähliches Schmelzen zu ermöglichen.) Während des Erhitzens wird das Material gleichzeitig durch eine sich hin- und herbewegende Schnecke, die vorbeigetrieben wird, zum Düsenende des Zylinders gedrückt ein Motor. Die Schnecke und der Druck erzeugen auch Wärme, sodass die Heizzonen selbst nicht so heiß sein müssen wie die erforderliche Extrusionstemperatur.

Der geschmolzene Kunststoff verlässt die Trommel durch ein Sieb, das durch die Brechplatte verstärkt ist. Dieses Sieb entfernt Verunreinigungen aus dem Material und hält einen gleichmäßigen Druck im Fass aufrecht. Das Material gelangt durch ein Zuführrohr in die kundenspezifische Düse, die mit einer Öffnung in Form des gewünschten Extrusionsprofils bearbeitet wurde, um eine kundenspezifische Kunststoffextrusion zu erzeugen.

Wenn das Material durch die Düse gepresst wird, nimmt es die Form der Düsenöffnung an und beendet den Extrusionsprozess. Sobald das Extrusionsprofil vollständig durch die Düse geführt ist, wird es in einem Wasserbad oder über einen Satz Kühlwalzen gekühlt, wodurch es sich verfestigt.

Extrusionskunststoffe

Die Kunststoffextrusion arbeitet mit einer Reihe unterschiedlicher Thermoplaste. Diese Materialien werden auf eine Temperatur erhitzt, die hoch genug ist, um das Material zu schmelzen, aber nicht so hoch, dass eine thermische Zersetzung verursacht wird. Diese Temperatur ist von Extrusionskunststoff zu Extrusionskunststoff unterschiedlich.

Extrusionskunststoffe werden dem Extruder typischerweise in Form von Kunststoffpellets zugeführt, ähnlich denen, die beim Spritzgießen verwendet werden. Andere Formen umfassen Pulver, Flocken und Granulate.

Übliche Extrusionskunststoffe umfassen:

• Polyethylen (Polyethylen):Extrudiert zwischen 400 °C (niedrige Dichte) und 600 °C (hohe Dichte)
• Polystyrol:~450°C
• Nylon:Zwischen 450 °C und 520 °C
• Polypropylen:~450°C
• PVC:Zwischen 350 °C und 380 °C

In bestimmten Fällen kann der gewünschte Extrusionskunststoff ein Elastomer oder ein Duroplast anstelle eines Thermoplasts sein.

Kunststoffextrusionsanwendungen

Kunststoffextrusionsunternehmen können eine Vielzahl von Teilen herstellen, solange das Teil ein einheitliches Profil hat. Kunststoff-Extrusionsprofile sind ideal für Schläuche, Türprofile, Autoteile und mehr.

Rohre und Schläuche

Kunststoffrohre und -schläuche, manchmal aus PVC oder den oben genannten Thermoplasten, sind eine gängige Kunststoffextrusionsanwendung, da sie ein einfaches zylindrisches Profil haben. Außenrinnen sind ein Beispiel für extrudierte Rohre.

Drahtisolierung

Viele Thermoplaste haben eine hervorragende elektrische Isolierung und thermische Stabilität, wodurch sie sich für extrudierte Draht- und Kabelisolierungen und -ummantelungen eignen. Kunststoffextrusionsunternehmen können für diesen Zweck auch Fluorpolymere verwenden.

Fenster- und Türprofile

Tür- und Fensterrahmen aus Kunststoff eignen sich aufgrund ihres kontinuierlichen Profils und ihrer Länge hervorragend für die Extrusion. PVC ist ein beliebtes Material für diese Kunststoffextrusionsanwendung und alle Kunststoffextrusionsprofile im Zusammenhang mit Haushaltsarmaturen.

Jalousien

Jalousien (Rollos), die aus vielen identischen Lamellen bestehen, können unter Verwendung eines Thermoplasts extrudiert werden. Das Profil ist typischerweise kurz, manchmal mit einer abgerundeten Seite. Polystyrol wird häufig für Jalousien aus Holzimitat verwendet.

Wetterschutz

Kunststoffextrusionsunternehmen stellen häufig Dichtungsprodukte her – zum Beispiel Zugluftstopper, deren Kunststoffextrusionsprofile so konstruiert sind, dass sie eng an Tür- und Fensterrahmen passen. Gummis sind übliche Dichtungsmaterialien.

Scheibenwischer und Wischer

Der Scheibenwischer eines Automobils wird üblicherweise extrudiert. Der Extrusionskunststoff kann ein synthetisches Kautschukmaterial wie Ethylen-Propylen-Dien-Methylen sein, oder die Kunststoffextrusionsfirma kann eine Co-Extrusion eines synthetischen Kautschuks mit einem Naturkautschuk durchführen. Manuelle Wischerblätter funktionieren ähnlich wie Scheibenwischer.

Kunststoffextrusion vs. Aluminiumextrusion

Neben thermoplastischen Kunststoffen ist es möglich, Aluminiumteile mit einem durchgehenden Profil zu extrudieren.

Zu den Vorteilen der Verwendung von Aluminium für stranggepresste Teile gehören Leichtigkeit, Leitfähigkeit und Wiederverwertbarkeit, und übliche Aluminium-Strangpressanwendungen umfassen Stangen, Rohre, Drähte, Rohrleitungen, Zäune, Schienen, Rahmen und Kühlkörper.

Im Gegensatz zur Kunststoffextrusion kann die Aluminiumextrusion entweder heiß oder kalt sein:Die Heißextrusion findet bei einer Temperatur zwischen 350 °C und 500 °C statt, und die Kaltextrusion findet bei Raumtemperatur statt. Erfahren Sie mehr über die Aluminiumextrusion.

3ERP gehört zu einer ausgewählten Gruppe von Unternehmen, die kundenspezifische Kunststoffextrusion in kleinen Stückzahlen anbieten. Die meisten Kunststoffextrusionsunternehmen akzeptieren keine Kleinaufträge, aber 3ERP und unser Partnernetzwerk können Ihre Prototyping- und Kleinserienproduktionsanforderungen erfüllen. Kontaktieren Sie uns für ein kostenloses Angebot.