Hersteller von Standardextrudern wählen für die Auslegung ihrer Maschinen teilweise überdimensionierte Antriebe, um ein breites Anforderungsspektrum abdecken zu können. In Zeiten hoher Energiepreise ist das jedoch nicht mehr wirtschaftlich.

Prozessorientierte Auslegung des Hauptantriebs für den Extruder

Extrusion

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

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Antriebe

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Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

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Elektrotechnik

Energieeffizienz

Antriebe energieeffizient einsetzen

Der einfache Austausch von Komponenten auf Erdölbasis durch erneuerbare Alternativen in einem gut etablierten Prozess der reaktiven Extrusion ist ein vielversprechender Weg zu umweltfreundlicheren thermoplastischen Polyurethan-Elastomeren (TPU). Hierfür ist jedoch ein umfassender Einblick in die Wechselwirkungen zwischen chemischen Reaktionen und dem Materialfluss innerhalb eines Extruders erforderlich sowie ein umfassendes Verständnis der Auswirkungen von Wärme und Scherung auf die Polymerisation und die Schmelzeverarbeitung.

Herstellung von thermoplastischen Polyurethanen mit reduziertem CO2-Fußabdruck

Thermoplastische Elastomere

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Polyurethan

Reaktive Extrusion von TPU

Der italienische Extruder-Hersteller Bausano hat seine E-GO-Baureihe überarbeitet, mit der sich Polyolefin-Rohre für zahlreiche Anwendungen herstellen lassen.

Blasfolienextrusion

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Kunststoff-Rohre

Extrusionswerkzeuge

Extruder-Folgeeinrichtungen

Extrusions-Zubehör

Kompakte Einschneckenextruder-Baureihe für Rohre

Doppelschneckenextruder werden meist für die Aufbereitung von Kunststoffen eingesetzt. Eine wichtige Prozesscharakteristik ist die Beanspruchung des Materials. Untersuchungen zum Materialabbau von Polypropylen im Doppelschneckenextruder zeigen auf, wie sich die Abnahme der Materialeigenschaften in der Praxis reduzieren lässt.

Reproduzierbarkeitsnachweis und Handlungsempfehlungen für Polypropylen

Polypropylen-Compound

Polypropylen

Compoundieren

Kunststoff-Aufbereitung

Materialabbau im Doppelschneckenextruder

Die K 2019 hat ein großes Angebot an Maschinentechnik und Systemkomplettlösungen für das Kunststoffrecycling gezeigt. Dort war offensichtlich, dass die Industrie heutzutage Lösungen zum Schließen des Kunststoffkreislaufs anbieten kann.

Die Technologie, den Kunststoffkreislauf zu schließen, ist vorhanden

Sensorik für Kunststoff-Verarbeitungsmaschinen

Industrie 4.0

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

IR-Sensor

Messtechnik

Sensoren / Messwertaufnehmer

Mahlgut

Kunststoff-Rezyklat

Wiederaufbereitung

Schmelzefilter

Filteranlagen

Waschen und Entfetten

Sortierer

Mahlanlagen, fein

Sensoren,  optische

Schneidmühlen

Kunststoff-Recycling

Aufbereitungsmaschinen

Kreislaufwirtschaft

Mühlen

Geschlossener Recyclingkreislauf – jetzt!

Ende Januar ist Harald Rust, Gründer und bis zu seinem Lebensende Inhaber und geschäftsführender Gesellschafter der Entex Rust & Mitschke GmbH verstorben

Personen

kunststoffe.de

Extrusionsanlagen für KU-Verarbeitung

Kunststoffverarbeitungsmaschinen

Gründer von Entex verstorben

Der seit Kurzem am Markt agierende Compoundeur Heroplas startet die Herstellung von Spezial-Polyolefinen mit zwei ZSK-Doppelschneckenextrudern von Coperion.

Unternehmen

Coperion liefert Extruder für den Produktionsstart von Heroplas

Die Dr. Collin GmbH, Ebersberg, präsentiert auf der Fakuma 2018 erstmals ihre neue Maschinengeneration der Teach Line. Die Serie umfasst Extruder, Compounder, Walzwerke, Blas- und Flachfolienanlagen, Stretching-Maschinen, Wasserbäder, Granulatoren und Rohranlagen. Vor allem Universitäten, F&E-Abteilungen oder etwa Labore nutzen die Tischmaschinen für Tests, Schulungen oder Versuche. Am Messestand wird eine Blasfolienanlage mit Extruder ( Bild 1 ) aus der neuen Serie In Betrieb zu sehen sein.

Kompakt-Extrusionstechnik modernisiert 

Bildverarbeitungssysteme

Optische Mess- und Prüftechnik

Rheologie

Qualitätssicherung

Teach Line im neuen Look 

Der runde Geburtstag im Frühjahr bot KraussMaffei nicht nur Grund für eine rauschende Feier im Frühjahr, sondern ist jetzt auch noch Anlass für ein besonderes Extruder-Angebot nicht nur zur Fakuma. 

KraussMaffei testet Mass Customization 

Festpreis-Premiere zum Firmenjubiläum 

Einen großen Schritt auf dem Weg zur Gründung eines Spin-offs brachte Collin eine thailändische Universität voran mit der Lieferung einer Mikroextrusionsanlage, in der sich Mono- und Multifilamente produzieren lassen. 

Erste Anlage ihrer Art für Thailand 

Faser- und Filamentextrusion

Medizintechnik

Mikroextrusion für medizinische Garne 

Die Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, präsentierte auf der Fakuma 2018 erstmals eine Designstudie des Doppelschneckenextruders ZSE 40 iMaxx mit der neuartigen Vollabdeckung fleXXcover. „Wir sind hinsichtlich der Maschinenabdeckung ganz neue Wege gegangen“, sagt Geschäftsführer Anton Fürst. „Anstatt aus Metall besteht unser fleXXcover aus einem Glasfasertextil, das eine Vielzahl von Vorteilen bietet.“ 

Designstudie mit neuartiger Maschinenabdeckung 

Maschinenelemente

Leicht bekleideter Extruder 

In der Praxis ist das Einstellen der Zylindertemperatur am Einschneckenextruder Aufgabe des Maschinenbedieners. Auch langjährige Prozesserfahrung des Personals gewährleistet hier jedoch nicht die bestmögliche Einstellung. Die zunehmende Digitalisierung mittels Mess-, Steuer- und Regelungstechnik schafft die Möglichkeit einer autonomen Temperaturführung. 

Schmelzequalität mit maschinellen Lernverfahren verbessern 

Software

Steuern, Regeln

Extruder optimier dich! 

Die zweitägige Extrusionstagung wird am 20. März eröffnet. Neue Formate bieten die Möglichkeit, relevante Fragestellungen im kleinen Kreis mit Experten zu diskutieren. 

Mit Science Session, Dinner Speech und World Café 

Prozesssimulation

Extrusionsblasformen

Seminare, Schulungen, Kongresse

Noch wenige Tage bis zur Extrusionstagung 

Coperion hat einen Blasfolienhersteller durch Lieferung einer kompletten Compoundieranlage und verfahrenstechnisches Know-how dabei unterstützt, künftig biobasierte Kunststofffolien zu produzieren.  

Blasfolienhersteller stellt um auf bioabbaubar 

Biokunststoffe

Stärke als Herausforderung  

In Einbeck entsteht mit dem Neubau der Burgsmüller GmbH eine moderne Fertigungsstätte für bis zu 125 Mitarbeiter, um international wettbewerbsfähig Verschleißteile für Kunststoffmaschinen zu produzieren.  

Unternehmen plant weitere Zukunft in Südniedersachsen 

Burgsmüller baut neues Werk in Einbeck 

Einschneckenextruder sind für nahezu alle Kunststoffe geeignet. Aufgabe des Extruders ist es, das Material gegen den Widerstand des Werkzeugs zu fördern und dabei aufzuschmelzen. Dieser Artikel beschreibt den grundsätzlichen Aufbau der einzelnen Maschinenkomponenten.

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. Den grundsätzlichen Aufbau eines Einschneckenextruders zeigt das folgende Bild 1.

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.

Die Ausgangsschnittstelle ist ein kreisförmiger Austrittsquerschnitt, in dem der Kunststoff in aufgeschmolzenem und homogenem Zustand zu den stromabwärts liegenden Anlagenkomponenten strömt und zum Extrusionsprodukt ausgeformt werden kann. Aufgrund der hohen Viskosität von Kunststoffschmelzen und dem daraus resultierenden Fließwiderstand in diesen Anlagenkomponenten steht das Material hier unter hohem Druck (ca. 50 bis 500 bar).

Die Maschinen werden mit Elektromotoren angetrieben, die aufgrund der recht niedrigen Drehzahlen (ca. 50 U/min bis 500 U/min) mit einem meist mehrstufigen Untersetzungsgetriebe kombiniert werden. Die Axialkraft, die aus dem hohen Druck vor der Schneckenspitze resultiert, wird durch ein Rückdrucklager vom Getriebe ferngehalten. Da die Getriebestufen bei dem hohen Drehmoment recht hohe Investitionskosten beinhalten und auch dann fest sind, ermöglicht ein Riementrieb nicht nur den Entfall einer Getriebestufe, sondern auch eine Flexibilisierung des Übersetzungsverhältnisses beim Wechsel der Riemenscheiben. Aufgrund der in den letzten Jahren gesteigerten Drehzahlen der Maschine und der Weiterentwicklungen bei den Elektromotoren kommen sich die Drehzahlen so weit entgegen, dass zum Teil bereits getriebefreie Direktantriebe benutzt werden.

Der Extruderzylinder ist mit elektrischen Heizbändern ausgestattet, die in mehreren Segmenten eine unterschiedliche Temperaturführung des Zylinders ermöglichen. In Richtung der Schneckenspitze erweitern Heiz-/Kühlkombinationen die Einstellmöglichkeiten im Betrieb. Kühlung wird hier durch Kühlgebläse realisiert, die Energie aus dem Zylinderbereich abführen können.

Der Extruder wird durch die Maschinensteuerung vervollständigt, die die Regelkreise zur Zylindertemperierung und zur Regelung der Extruderdrehzahl beinhaltet. Die Maschinenbestandteile werden auf einem Maschinengestell zusammengefasst. Hier muss eine Möglichkeit zum Ausgleich der Wärmedehnung konstruktiv vorgesehen werden: Der Zylinder wird im Betrieb auf bis zu 280 °C hochgeheizt und dehnt sich gegenüber dem kalten Gestell um ca. 3 mm/m.

Aufgabe des Extruders ist es, das Material gegen den Widerstand des Werkzeuges zu fördern und dabei aufzuschmelzen. Dazu benutzt der Einschneckenextruder die für diese Maschinen typische und daher namengebende Förder- und Plastifizierschnecke. Die Funktionszonen der Schnecke zeigt das folgende Bild 2.

Im einfachsten Fall geschieht die Feststoffförderung in einer Zone konstanter Gangtiefe, der Einzugszone. Das Aufschmelzen führt zu einer Volumenreduzierung, da die Schmelzedichte erheblich größer ist als die Schüttdichte des Granulates. Daher wird hierfür eine Kompressionszone gewählt. Der Druckaufbau und die Homogenisierung geschehen in einer weiteren Zone konstanter Gangtiefe, der Meteringzone.

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

Bild 2: Funktionszonen und Schneckenaufbau

Einschneckenextruder

Verarbeitung von Thermoplasten

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