Die Tagung am 17. und 18. Mai 2022 in Würzburg richtet sich an Extruderbauer, Compoundeure und Verarbeiter, die sich mit der Auswahl und Auslegung von elektrischen Antrieben und Getrieben befassen. Auch Wartung und Instandhaltung sind Themen.

Die Fachtagung „Antriebskonzepte für Ein- und Doppelschneckenextruder“ findet vom 17. bis 18. Mai in Würzburg statt.

Extrusion

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Extruder

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Extrusionsanlagen

Compoundieren

Kunststoff-Aufbereitung

Antriebskonzepte für Ein- und Doppelschneckenextruder

Auf der K 2022 zeigen sind die Themen Recycling, Nachhaltigkeit und Effizienz als technologische Treiber der Kunststoffbranche. Arburg, Coperion und KraussMaffei erklären ihre Umsetzung der Themen im Video.

16:9

Kunststoffe.TV berichtet von der K 2022 | Nachhaltigkeit & Recycling | Messeneuheiten von Coperion✓ Arburg✓ KraussMaffei✓ | ➤ Jetzt Videobeitrag ansehen!

Redaktionelle Kurzvideos von der K 2022

Automatisierungszellen

Automatisierungstechnik

Spritzgießen

Compound

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe.de

Spritzgießmaschinen, allgemein

Spritzgießmaschinen

Automatisierungskomponenten

Fertigungsautomation

Extrusions-Zubehör

Prozessautomation

Komplette Kreisläufe und Digitalisierung für eine nachhaltigere Kunststoffverarbeitung

Aufgrund ihrer sehr unterschiedlichen Schüttgewichte und Eigenschaften ist die Mischung von Polylactid (PLA) mit Holzmehl als Füllstoff nicht einfach umzusetzen. Durch ein neues Verfahren mit einem Planetwalzenextruder konnte Entex ein Spritzgießmaterial aus PLA mit 50% Holzmehlanteil herstellen.

Das PLA-Compound mit 50 % Holzmehlanteil konnte erfolgreich auf dem Planetwalzenextruder von Entex hergestellt werden 

Aufbereitung von PLA mit 50 % Holzmehlanteil ohne Vormischen

Biokunststoffe

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Direkt zum hochgefüllten Biokunststoff

Sowohl die Menge der recycelten Kunststoffabfälle als auch die der verarbeiteten Rezyklate steigt kontinuierlich. Allerdings bestehen noch Schwierigkeiten bei der Qualität der aufbereiteten Kunststoffe, was den Ersatz von Neuware erschwert. Maschinenhersteller und Kunststofferzeuger haben in letzter Zeit verschiedene Weiterentwicklungen vorgestellt.

Kunststoffrecycling ist ein aufwendiger Prozess. Damit das Rezyklat über die notwendige Qualität verfügt, ist zunächst eine genaue Sortierung in die verschiedenen Kunststoffe notwendig 

Die Schwierigkeiten beim Kunststoffrecycling überwinden

Streifinger, Florian

Recycling

Umweltmanagement

Trockner

Waschen und Entfetten

Trockner, Granulat-

Sortierer

Kunststoff-Recycling

Additive

Inspektion, Analyse und Sortierung von Rohmaterial

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Kunststoff

Der lange Weg zur Kreislaufwirtschaft

Die Hochschule Bochum legt am Beispiel eines Planetwalzenextruders dar, wie Maschinendaten die auf Erfahrung beruhende gelebte Praxis ergänzen können.

Bild 1. Der Planetwalzenextruder von Entex plastifiziert Materialien mittels Extrusion. Hierzu werden Substanzen in Granulatform unter Einwirkung von hohem Druck und exakter Temperierung durch ein formgebendes Mundstück in beliebiger Menge gepresst [3].

Die Hochschule Bochum legt dar, wie Maschinendaten die gelebte Praxis, die auf Erfahrung beruht, ergänzen können.

Reduzierung von Einlaufverlusten im Extrusionsprozess

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Datenanalyse

Effizient mithilfe von Echtzeit-Analysen

Die Partnerschaft wächst: Brückner Maschinenbau bestellt über 45 Doppelschneckenextruder.

Brückner setzt bei Ihren Anlagen zur Herstellung von Batterie-Separator-, BO-PP und BO-PET Folie im großen Rahmen auf Leistritz Doppelschneckenextruder.

Unternehmen

Leistritz erhält Großauftrag

Zambello ist Hersteller von Getrieben für Extruder und Spritzgießmaschinen. Kunststoffe recherchierte beim Vor-Ort-Besuch, was ein gutes Getriebe ausmacht.

Alex Zambello mit XXL-Getrieben für Spritzgießmaschinen mit hoher Schließkraft .

Vor-Ort-Reportage: Zambello fertigt präzise Kraftpakete für die richtige Drehzahl

Getriebe für Extrusion und Spritzgießen

Länderspecial Italien

Schröder, Susanne

kunststoffe-international.com

Präzise Kraftpakete für die richtige Drehzahl

Wafo nutzt für seine Extruderschnecken und -zylinder ein vielfältiges Arsenal an Verschleißschutzmaßnahmen. Eine Beschichtungslösung kommt dabei besonders oft zum Einsatz: Balinit Croma Plus von Oerlikon Balzers.

Die wie ein Regenbogen schillernde PVD-Beschichtung Balinit Croma Plus von Oerlikon Balzers ist extrem hart, glatt und schützt solche Extruderschnecken sehr gut vor Abrasion, Kratzern und Belagsbildung.

Beschichtungen

Oberflächentechnik

Chemisches Bearbeiten (Auftragen)

Schnecken und Zylinder

Im Schneckentempo schleicht nur der Verschleiß

Der Aufschmelzvorgang in Einschneckenextrudern ist entscheidend für die Prozessgestaltung, aber seine Vorhersage ist schwierig. Auf der Suche nach geeigneten Methoden.

Messgeräte für Partikel

Messtechnik

Werkstoffprüfung

Materialcharakterisierung

Software

Simulation

Vorhersage des Aufschmelzvorgangs von Kunststoffen in partikelbeladenen Strömungen mittels CFD-DEM

Die KraussMaffei Berstorff GmbH, Hannover, erweitert das Segment für komplette Compoundieranlagen um die Variante ModulPlus. Mit diesem Anlagenkonzept lassen sich laut Maschinenhersteller rund zwei Monate Fertigungszeit einsparen und die Kosten für den Stahlbau seien um bis zu 20% reduzierbar. Vier dieser Anlagen sind bereits verkauft, unter anderem nach Dänemark und China. 

Schnelle Fertigung von Compoundieranlagen 

Kunststoffverarbeitung

Anlagenkonzept ModulPlus 

Drehmomentdichte und spezifisches freies Volumen sind die beiden Kennzahlen, die zur Bewertung der Leistungsfähigkeit eines Zweischneckenextruders üblicherweise herangezogen werden. Zu einem optimal ausgelegten Compounder gehören darüber hinaus viele Details, die für eine hohe Wirtschaftlichkeit bei energieeffizienter Arbeitsweise und für eine herausragende Zuverlässigkeit sorgen. 

Hohe Wirtschaftlichkeit durch Optimierung der Drehmomentdichte und  des freien Volumens 

Zukunftsfähige Compoundierextruder 

Die Einsatzbedingungen bei Extrudern stellen höchste Anforderungen an Sicherheitskupplungen, die von Standardbaureihen meist nur unzureichend erfüllt werden können. Maßgeschneiderte Lösungen sorgen hier für sicheren und zuverlässigen Schutz im Überlastfall. So lassen sich teure Schäden und Produktionsausfall verhindern. 

Sicherheitskupplungen schützen Extruder vor Überlastschäden  

Definiert und zuverlässig ausrasten  

Weiterentwicklungen im Bereich des Recyclings dominieren das Bild der Maschinen- und Anlagenbauer auf der diesjährigen Fakuma. Dabei stehen Detaillösungen im Fokus, die das Recycling effizienter und ökonomischer gestalten. 

Vom Extruder zum Aufbereiten und Wiederaufbereiten bis zum Thermoformen 

Warmformen / Thermoformen

Aufbereitungsmaschinen

Schmelzefilter

Druck- / Kraftsensoren

Recyclingtechnologie gewinnt  an Bedeutung  

Am 4. und 5. November 2014 kamen über 100 Teilnehmer aus 18 Ländern für den Compounding-Workshop von Leistritz nach Nürnberg. In Vorträgen und Live-Vorführungen wurden viele aktuelle und wichtige Themen der Branche behandelt.  

Leistritz Compounding XXperience 

Karriere

Workshop mit Weltrekord 

Die Zugabe von Calciumcarbonat in den Blasfolienprozess ist der effektivste Weg, die Produktivität und Ausstoßleistung zu steigern sowie die mechanischen Eigenschaften der Folie zu verbessern. Mit einer neu entwickelten Technologie ist es nun möglich, auch pulverförmiges CaCO3 direkt hinzuzudosieren.  

Direkte Extrusion mit mineralischen Zuschlagsstoffen  

Blasfolienextrusion

Flachfolien- und Plattenextrusion

Calciumcarbonat veredelt Blasfolien 

Der Robuste und Kostengünstige unter den Extrudern

Mischen, Fördern, Schmelzen: wie der Einschneckenextruder arbeitet

Für viele Anwendungen in der Kunststoffverarbeitung wird das Material zu Beginn des Prozesses in einem Extruder aufbereitet. Der Extruder arbeitet ähnlich wie ein Fleischwolf bei der Herstellung von Spritzgebäck: Der Rohstoff wird durch einen Trichter eingefüllt, eine sich drehende Schnecke mischt das Material und befördert es bis zum Ende des Zylinders. Je nach Anwendung kommen verschiedene Extruderarten zum Einsatz. Dieser Artikel beschreibt den Einschneckenextruder.

Die Schnecke ist das Herzstück eines Extruders. Sie ähnelt in ihrem Aussehen einer überdimensional großen Schraube und wird von einem Zylinder umgeben. Wird in der Extrusionsanlage eine Schnecke verwendet, handelt es sich um einen Einschneckenextruder. Arbeiten zwei Schnecken im Zylinder, handelt es sich um einen Doppelschneckenextruder.

Aufgabe des Extruders ist es, eine homogene Schmelze in ausreichender Menge und mit der notwendigen Temperatur und dem notwendigen Druck in das nachfolgende Werkzeug zu fördern. Bild 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der einzelnen Maschinenkomponenten.

Die Eingangsschnittstelle zur Materialversorgung ist der Maschinentrichter. Der Kunststoff wird hier in der Regel als rieselfähiges Granulat bereitgestellt. Der Maschinentrichter wird durch entsprechende stromaufwärts liegende Anlagenkomponenten mit dem Granulat und rezykliertem Mahlgut gefüttert, wobei zumeist auch produktspezifische Rezepturbestandteile (z.B. Farbmasterbatch) zugemischt werden. Die Schwerkraft im vertikal zur Einfüllöffnung angeordneten Trichter ist aufgrund der Rieselfähigkeit aller Rezepturbestandteile ausreichend zur Förderung.

Schritt 2: Schmelzen und Fördern im Einschneckenextruder

Im ersten Drittel der Schnecke, der Einzugszone, wird der gewöhnlich granulatförmige Rohstoff eingezogen und zur Umwandlungszone bzw. Aufschmelzzone weitergefördert (siehe Bild 2: Feststoffförderung). Die zum Aufschmelzen des Materials notwendige Wärme wird zum einen von der meist elektrischen Zylinderheizung, zum anderen durch die Rotation der Schnecke eingebracht. Der Kunststoff wird in der Aufschmelzzone verdichtet, entlüftet und in den fließfähigen Zustand überführt. Die Förderung im Einschneckenextruder dient der thermischen und stofflichen Homogenisierung und dem Druckaufbau zur Überwindung des nachfolgenden Formwerkzeugs.

Schritt 3: Extrusionswerkzeug, Kühlung und Abzug des Extrudates

Am Ende der Schnecke befindet sich das Formwerkzeug des Einschneckenextruders. Extrusionswerkzeuge werden an den Extruder angeflanscht und dienen dazu, die Schmelze zu der gewünschten Querschnittsform auszuformen. Mögliche Formen sind u.a.:

<ul><li>Profile (Rundstäbe, Rolladen- oder Fensterprofile)</li><li>Rohre</li><li>Folien</li><li>Platten</li></ul>

Die das Extrusionswerkzeug verlassende Schmelze muss in ihrer Form und Abmessung fixiert werden. Die Kalibrierung oder Kühlung erfolgt je nach Anwendung durch Druckluft, Vakuum, Wasserbäder oder bei Flachfolien durch ein Glättwerk, das aus mehreren gekühlten Walzen besteht.

An die Kühlung schließen sich Abzugseinrichtungen an. Elastische Extrudate wie Folien oder Schläuche werden auf Trommeln aufgewickelt. Starre Extrudate wie Rohre oder Profile werden durch Sägen oder Schlagscheren auf Länge geschnitten und anschließend gestapelt.

Welche Anwendungsbereiche hat ein Einschneckenextruder?

Einschneckenextruder werden u.a. zur Herstellung von Rohren, Folien, Profilen oder zur Rohstoffaufbereitung einschließlich Recycling eingesetzt. Neben der Kunststoffindustrie finden sie auch in der Pharma- und Lebensmittelindustrie sowie in der Elektronikbranche für die Herstellung von Kabeln oder Halbleitern Verwendung.

Einschneckenextruder sind grundsätzlich für nahezu alle Kunststoffe geeignet. Die kleinsten Maschinen liegen bei einem Durchmesser von ca. 20 mm. Hier sorgt die Granulatgröße für eine Grenze nach unten. Die größten Serienmaschinen liegen bei einem Durchmesser in der Größenordnung 400 mm und erreichen Durchsatzleistungen von bis zu 5000 kg/h.

Welche Vorteile hat ein Einschneckenextruder?

Einschneckenextruder sind robust, haben eine lange Lebensdauer und bestechen durch ihr Preis-Leistungs-Verhältnis. Sie arbeiten damit schnell und kostengünstig, durchmischen das Material aber nicht so gut wie ein Doppelschneckenextruder.

Welche Arten von Extrudern gibt es und wie unterscheidet sich der Einschneckenextruder im Vergleich dazu?

In den Extrusionsanlagen arbeiten unterschiedliche Extruderarten. Neben dem Einschneckenextruder, der in diesem Artikel beschrieben wird, werden folgende Extruderarten häufig verwendet:

Im Doppelschneckenextruder arbeiten zwei nebeneinander liegende Schnecken, die in einem Zylinder mit achtförmiger Bohrung rotieren. Hierbei wird wiederum zwischen zwei Varianten unterschieden:

<b><a href="https://www.kunststoffe.de/a/grundlagenartikel/der-gleichlaeufige-doppelschneckenextrud-254048" target="_blank">Gleichläufiger Doppelschneckenextruder</a>:</b> Beim gleichlaufenden Doppelschneckenextruder rotieren zwei achsparallele Schnecken mit gleicher Drehrichtung und -geschwindigkeit. Dieser Extrudertyp realisiert mehrere Verfahrensschritte. Dazu zählen das Aufschmelzen des Granulats, das Einmischen von Füll- oder Verstärkungsstoffen und der Druckaufbau. Aus diesem Grund wird er vor allem bei der Herstellung, Aufbereitung und Verarbeitung von Kunststoffen eingesetzt. Das Förderprinzip des gleichlaufenden Doppelschneckenextruders – die Schleppförderung – ist mit dem des Einschneckenextruders vergleichbar.

<b><a href="https://www.kunststoffe.de/a/grundlagenartikel/der-gegenlaeufige-doppelschneckenextrude-254032" target="_blank">Gegenläufiger Doppelschneckenextruder</a></b>: Die in der Profil- und Rohrextrusion vorwiegend für Hart-PVC eingesetzten Maschinen sind gegenlaufende Doppelschneckenextruder. Bei diesen Extrudern drehen die Schnecken in entgegengesetzter Drehrichtung. Die Schnecken können parallel oder konisch angeordnet sein. Da das Spiel zwischen den Schnecken besonders eng und die Neigung zu Verschleiß entsprechend höher ist, müssen sie höchste Qualitätskriterien in Bezug auf Festigkeiten und Härten erfüllen. Der gegenlaufende Doppelschneckenextruder wird im Allgemeinen teilgefüllt betrieben, um einen zu hohen Druckaufbau und den damit verbundenen Materialverschleiß an Schnecken und Zylinder zu vermeiden.

Der Planetwalzenextruder basiert auf dem Prinzip des Einschneckenextruders. Die Schnecke ist als Spindel ausgeführt, um die mehrere Planetenspindeln rotieren. Durch diese Anordnung ist es möglich, das Material intensiv zu scheren und zu mischen, da immer wieder neue Oberflächen gebildet werden. Durch die dünnen Materialschichten und die sehr großen Flächen der Zentral- und Planetspindeln ist eine genaue Massetemperaturkontrolle möglich.

Die Schnecke ist das Herzstück eines Extruders. Aufgabe des Extruders ist es, eine homogene Schmelze in ausreichender Menge und mit der notwendigen Temperatur und dem notwendigen Druck in das nachfolgende Werkzeug zu fördern. Je nach Anwendungsbereich kommen unterschiedliche Extruderarten zum Einsatz, eine davon ist der Einschneckenextruder. Er besticht durch seine Robustheit und sein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis.

Verfahrenstechnik der Thermoplastextrusion - Herausgeber: Andreas Limper, 11/2012, 412 Seiten, € 109,99, ISBN: 978–3–446–42866–9, S. 1

Bild 1: Darstellung eines Einschneckenextruders

Bild 2: Funktionszonen und Schneckenaufbau

Einschneckenextruder

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