8 Profilextrusion

• Möbel-, Fahrzeug-, Elektroindustrie

• Fenster- und Türrahmen

• Rollladen

• Kabelkanäle

• Verkleidungen

• Mengenmäßig wichtigster Kunststoff ist PVC

• ABS, ASA, PA, PS, PE, PP und PMMA

• Die Herstellungsverfahren für Profile sind denen für Rohre grundsätzlich ähnlich

• Einzelne Linienkomponenten weisen jedoch kleinere Unterschiede auf

In der Profilextrusion werden grundsätzlich zwei unterschiedliche Werkzeugtypen unterschieden

1. Einfaches Blendwerkzeug

2. Blendwerkzeug mit Verdrängerkörper

3. Stufenwerkzeug

Nicht merh genuzt weil unwirtschaftlich

• Einfachste Bauweise

• Ein Fließkanal an dessen Ende eine Blende aufgesetzt ist

• Blende besitzt Kontur des gewünschten Profils

• Ungleichmäßige Fließgeschwindigkeiten

• Totwasserstellen = Bereiche, in denen die Schmelze lange verweilt

• Baut auf dem einfachen Blendwerkzeug auf

• Strömungsgünstiger Verdrängungskörper teilt Schmelzestrom auf

• Zusammenführung der Schmelze auf Blende, die dem gewünschten Profil entspricht

• Verdrängerkörper soll gleichmäßige Fließgeschwindigkeit der Schmelze herbeiführen

Häufig genutzt

• Aufteilung des WKZs durch mehrere Platten

• In jede Platte sind Konturen gefräst

• Konturen nehmen vom Anströmbereich immer mehr die Kontur des finalen Profils an

• Übergänge zwischen den Platten besitzen strömungsgünstige Schrägen

• Vermeidung von Totzonen

• Werkzeugkosten steigen

• Werkzeuge für Hohlprofile sind – ähnlich wie Rohrwerkzeuge mit einem Verdrängungskörper ausgestattet

• WKZ setzt sich aus mehreren zusammengesetzten und verstifteten Platten zusammen

Zulauf-Zone

• Bringt das kreisförmige Vollprofil ankommende Material in eine der Endgeometrie ähnliche Form

• Großer Einfluss auf Schmelzeflussverteilung

Verteiler-Zone

• Führt die Schmelze mit großen Volumen parallel und beruhigt den Schmelzestrom

• Trägt über Stege den Vedrängungskörper

• Der Verdränungskörper ragt bis in beiden folgenden Bereiche

Kompressions-Zone

• Zusammenführung des Schmelzestrom

• Verjüngung des großvolumigen Verteilerkanals

• Kompression und Beschleunigung der Schmelze

Parallel-Zone

• Schmelzestrom wird beruhigt

• Profil erhält seine endgültige Form

um Spannungen los zu werden

Nutzung eines segmentweisen (Scheiben-) Aufbaus

• Gestaltung des Verdrängerkörpers unterscheidet sich zum bereits gezeigten WKZ

• Verdrängerkörper ist ebenfalls in Segmente aufgeteilt

• Vorteil liegt in der einfachen Montage bzw. Demontage

• Außerdem gibt es keine leicht zugänglichen Oberflächen, die bei Montage bzw. Demontage beschädigt werden können

(wie bei Rohrextrusion) ist das schmelzeflüssige Profil auf die späteren

Produktmaße zu fixieren

• Kalibratorblock ist aus einem gut wärmeleitenden Metall gefertigt und wird von einem Kühlmedium temperiert

• Die Kalibratorkontaktfläche ist mit feinen Vakuumschlitzen versehen

• Über diese Schlitze wird ein Vakuum angelegt und die Profiloberfläche an die Kalibratorwand gezogen

• Herausfordernd für Formstabilität und Kühlung sind die kleineren und zum Teil hinterschnittenen Bereiche

• Die Kühlstrecke wird bei der Profilextrusion stärker in den Kalibrierprozess eingebunden

• Zunächst findet eine Trockenkalibrierung statt

• Dieser Bereich hat besonderen Einfluss auf die Oberflächenqualität

→ Verwendung einer hochwertigen/feinen Oberlfäche

• Kunststoff kommt nur in Kontakt mit den Metallflächen

• Reibkräfte müssen durch Abzugseinrichtung überwunden werden

• Sobald das Profil eine genügende Eigenstabilität aufweist (Außenschichten erstarrt), wird es im Nasskalibrator weiter abgekühlt

• Nasskalibrator ist Tank, in dem mehrere Stützblenden (Reiter) hintereinander angeordnet sind

• Blenden entsprechen hierbei der Profilkontur

• Zwischen den Blenden befindet sich das Profil in einem Wasser- oder Sprühbad

• Geringe Fläche der Blenden verringert Reibung → Abzugskraft kann gering gehalten werden

• Schrumpfkräften wird durch zusätzliches Anlegen eines Vakuums entgegengewirkt

• Wie bei der Rohrextrusion auch, nimmt die Kühlstreckenprozessführung wesentlichen Einfluss auf den Eigenspannungshaushalt eines extrudierten Profils

• Innenliegende Stege erschweren einen gleichmäßige Abkühlverlauf des Profils

• Eine genaue Auslegung der Kühlstrecke ist notwendig (Anzahl und Länge der Tanks, uvm.)

Die Auslegung und die Prozessführung der Kühlstrecke hat wesentlichen Einfluss

auf die sich einstellende Produktqualität

• Auch Säbelligkeit, Katana-Effekt genannt

• Häufig anzutreffendes Qualitätsproblem in der Profilextrusion

• Zu den Ursachen zählt insbesondere die thermisch-inhomogene Situation des Produktes während der Abkühlphase

• Inhomogenes Schwindungsverhalten des Materials über den Extrudatquerschnitt

• Verformung des Profils erfolgt in die Richtung, in der das Profil innerhalb der Kühlstrecke am längsten hohe Temperaturen aufweist