Kunststoffverarbeitung: Extrusion, Spritzgießen, Formpressen

Extrusion: Verfahren und Anwendungen

Die Extrusion wird hauptsächlich für thermoplastische Kunststoffe verwendet. Die Extrusion ist ein grundlegender Prozess, der dem Spritzgießen ähnelt. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass bei der Extrusion die Form des Werkstücks durch eine Extrusionsdüse und nicht durch eine Form wie beim Spritzguss erzeugt wird.

Bei der Extrusion wird der Kunststoff, üblicherweise in Form von Pulver oder Granulat, in einem Trichter gelagert und anschließend einer langen Heizzone zugeführt. Dort wird das Material durch die Einwirkung einer Schnecke transportiert. Am Ende der Kammer wird der geschmolzene Kunststoff unter Druck kontinuierlich durch eine vorgeformte Extrusionsdüse gepresst, welche die Querschnittsform des Werkstücks bestimmt.

Nachdem der Kunststoff extrudiert wurde, gelangt er auf ein Förderband, wo er abgekühlt wird, meist durch Ventilatoren oder durch Eintauchen in Wasser. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von Produkten wie Rohren, Stäben, Platten, Folien und Drähten.

Für die Draht- und Kabelummantelung wird der Thermoplast um eine durchgehende Länge Draht oder Kabel extrudiert. Dieses ummantelte Material durchläuft, ebenso wie der Kunststoff, den Abkühlprozess. Nach dem Abkühlen wird der Draht auf Trommeln aufgewickelt.

Spritzgießen: Präzise Formgebung

Spritzgießen ist ein Prozess, bei dem halbflüssiges Polymer im geschmolzenen (oder gummiartigen) Zustand unter Druck und Kälte in eine geschlossene Form injiziert wird. Dies geschieht durch eine kleine Öffnung, die als Anguss bezeichnet wird. In dieser Form erstarrt der Kunststoff und beginnt zu kristallisieren. Das fertige Werkstück oder Bauteil wird durch das Öffnen des Formhohlraums und das Entnehmen des Formteils gewonnen.

Spritzgießen ist eine populäre Technik für die Herstellung sehr unterschiedlicher Produkte. Spritzgießen gilt als umweltschonendes Verfahren im Vergleich zur Papierherstellung, Protokollierung oder Chromverarbeitung. Es belastet die Umwelt nicht direkt, da es keine Ausgasungen oder wässrigen Abfälle mit geringer Geräuschentwicklung erzeugt.

Formpressen: Herstellung von Duroplasten

Es ist eine weit verbreitete Methode für die Produktion von Einzelstücken und Kleinserien. Dieses Verfahren ist besonders für das Formen von Duroplasten geeignet, die als Pulver oder Granulat vorliegen. Die zuvor vorbereitete Kokillenform, die je nach Werkstück in der Regel aus einem männlichen und einem weiblichen Teil besteht, wird erhitzt. Anschließend wird ein Trennmittel aufgetragen und die exakte Menge Harz in die Form eingebracht.

Nach dem Schließen des Werkzeugs verteilt sich das Harz darin unter Einwirkung von Hitze und Druck. Typische Werte liegen bei 140 °C - 170 °C und 100 bar oder mehr. Hitze und Druck verfestigen den Kunststoff vollständig. Um das Gießharz zu härten (zu polymerisieren oder auszuhärten), ist es notwendig, die Form zu kühlen und das Werkstück zu entnehmen. Die Polymerisation oder Aushärtung ist eine dauerhafte chemische Veränderung innerhalb der Form des Werkzeugs.

Um die notwendige Wärme zu erzeugen, werden verschiedene Verfahren wie elektrische Widerstände, Infrarot- oder Mikrowellenstrahlung eingesetzt. Der angewandte Druck wird durch mechanische oder hydraulische Pressen erzeugt. Die Dauer der Anwendung von Hitze und Druck auf die geschlossene Form ist eine Funktion des Teiledesigns und der Harzzusammensetzung. Das Verfahren wird verwendet, um einfache Teile und Rotationskörper wie Tassen, Teller, Schlüsselgehäuse oder Lichtrohre zu erzeugen.