Kunststofftechnik Verfahren I
Du kannst Dir zwar unter einem Kunststoff etwas vorstellen, aber die Verarbeitungsverfahren sind für dich noch einziger Fachbegriffsdschungel? Mit diesem Beitrag ändern wir das!
Inhaltsübersicht
Vom Granulat zum Bauteil
Schritt für Schritt durchlaufen wir jetzt die verschiedenen Verarbeitungsverfahren. Nachdem ein Kunststoff hergestellt wurde, liegt er oftmals in Form von kleinen Kügelchen vor, die man Granulat nennt. Dieses Granulat lässt sich durch Fördern, Dosieren und Mischen aufbereiten. Eines der wichtigsten Verfahren zur anschließenden Verarbeitung ist die Extrusion. Ein Extruder baut Druck auf den eingefüllten Kunststoff mittels rotierender Schnecken auf, um am Ende der Anlage ein sogenanntes Extrudat zu erzeugen. Dieses ist in seiner Form gegenüber dem Ausgangsstoff verändert. Am Ende des Extruders kommt ein Granulat beispielsweise als gepresste Stange aus der Düse heraus und kann direkt von einem anschließenden Werkzeug, wie einer Säge, in Stücke geschnitten werden.
Die verwendeten Schnecken, sind ganz entscheidend für die Eigenschaften des Extruders. Je nachdem wie sie gestaltet sind, können sie durchmischen, fördern oder sogar Entgasungen bewirken. Die Bewegung, die sie durch ihre Gestalt in das Material bringen, ist also nicht immer die gleiche. Möchte man hingegen einen thermoplastischen Kunststoff verarbeiten, kann zusätzlich noch eine Heizung eingebaut werden, um ihn aufzuschmelzen. Je nach Bauart, lassen sich verschiedene Produktgruppen wie Voll- oder Hohlkammerprofile, Rohre, Platten uns sogar Folien produzieren!
Das Spritzgießen
Als nächstes widmen wir uns dem Spritzgießen. Dies ist ein Verfahren, das dich in einem Rutsch vom Ausgangsstoff zum Fertigbauteil bringt. Durch die volle Automation ist in der Regel auch kein Nachbearbeiten mehr notwendig. Siehst Du Dir den Aufbau einer Spritzgussmaschine an, erkennst Du rechts den Extruder wieder. Im Prinzip läuft das Ganze so ab: Der Ausgangsstoff wird über den Trichter in den Extruder gegeben und über die Schnecke hinweg kontrolliert aufgeschmolzen. Die Werkzeugform, die aus zwei Teilen besteht, wird zu Beginn geschlossen. Beide Werkzeughälften bilden jetzt einen Hohlraum, in den das Extrudat eingespritzt wird. Damit sich im Bauteil beim Abkühlen keine Unregelmäßigkeiten bilden, wird währenddessen ein sogenannter Nachdruck ausgeübt. Dieses Phänomen kennst Du bestimmt vom Kuchen backen: Manchmal zieht sich der Kuchen beim Abkühlen so sehr zusammen, dass kleine Randstücke an der Form kleben bleiben. In der Fertigungstechnik heißt das Schwindung. Und die gilt es auszugleichen, um die Bauteilqualität konstant zu halten.
Nach vorsichtigem Abnehmen des Drucks wird das Werkzeug geöffnet und das fertige Formteil ausgeworfen. Diese Grundtechnik lässt sich variieren. So kann man beispielsweise auch Strukturen spritzgießen, deren Kernmaterial anders als ihr Außenmaterial ist. Für solch ein Sandwich erfolgt das Spritzgießen in drei Schritten: zunächst wird das Außenmaterial injiziert, dann das Kernmaterial und zum Schluss noch einmal das Außenmaterial.
Das Blasformen
Möchte man ein Bauteil erzeugen, das innen hohl ist, so schließt sich ein Verfahrensschritt an den Extruder an, den man als Blasformen bezeichnet.Ein gutes Beispiel dafür ist ein flaschenähnliches Behältnis aus Kunststoff. Der erste Schritt heißt Urformen: dabei entspringt der Extruderdüse ein Vorformling. Bevor dieser in der richtigen Länge abgetrennt wird, wird er vom Blasformwerkzeug umgeben. Jetzt erfolgt der zweite Schritt: Das Umformen und Erreichen der endgültigen Bauteilform. Mit Hilfe eines sogenannten Blasdorns, wird der Vorformling im Hohlraum des Werkzeugs mit Luft aufgeblasen und nach dem Abkühlen ausgeworfen. Eine Abwandlung dieses Vorgehens bildet das Streckblasen: hier hat der Vorformling noch nicht die Länge des fertigen Bauteils und wird durch das Einführen eines Dorns gleichzeitig verstreckt und in Form geblasen.
So, jetzt sind wir im Kampf durch den Fertigungstechnik-Dschungel schon ein ganzes Stück weitergekommen und können uns im nachfolgenden Beitrag zur nächsten Liane schwingen. Bis gleich!