Lernkarte: Extrusion – Industriemeister Kunststoff HQ Technik

Fort u. Weiterbildung
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Extrusion ist ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung endloser Kunststoffprofile, Folien, Rohre oder Platten. Dabei wird Kunststoffgranulat durch einen Extruder aufgeschmolzen, homogenisiert und anschließend unter Druck durch ein formgebendes Werkzeug (Düse) gepresst.

:pushpin: 1. Grundlagen der Extrusion

Ablauf:

  1. Granulatzufuhr (Trichter)
  2. Plastifizieren und Homogenisieren (Extruderschnecke)
  3. Formgebung (Düse/Werkzeug)
  4. Kalibrierung & Kühlung
  5. Abzug und Nachbehandlung (Schneiden, Aufwickeln)

:pushpin: 2. Extrusionsprodukte

Produkte Anwendung
Profile Fensterprofile, Dichtungen, technische Profile
Folien Verpackungsfolien, Lebensmittelverpackung
Rohre Sanitärrohre, Kabelschutzrohre, Wasserleitungen
Platten Technische Platten, Gehäuseplatten

:pushpin: 3. Spezielle Extrusionsverfahren

:arrow_forward: Coextrusion

  • Gleichzeitiges Extrudieren mehrerer Kunststoffschichten.
  • Unterschiedliche Materialien werden zu einem Produkt verbunden.

Anwendungen:

  • Mehrschichtfolien (z.B. Barrierefolien mit EVOH)
  • Mehrschichtrohre (stabile Außenschicht, chemisch beständige Innenschicht)

:arrow_forward: Breitschlitz-Extrusion

  • Herstellung dünner Folien und Platten.
  • Material wird durch eine breite Düse gepresst.

Merkmale & Anwendung:

  • Anschließendes Walzen über Chill-Roll oder Glättwerk
  • Herstellung von Verpackungsfolien und Plattenmaterial

:pushpin: 4. Extruder-Aufbau & Funktion

  • Schneckenzonen:

    1. Einzugszone (Granulatzufuhr)
    2. Kompressionszone (Verdichten)
    3. Meteringzone (Homogenisieren, Druckaufbau)

  • Heizung/Kühlung: Temperatursteuerung über Heizelemente und Kühlgebläse zur Temperaturregelung der Schmelze.

  • Düsen (Werkzeuge): Formen das Material (Profil-, Ring-, Breitschlitzdüsen)

:pushpin: 5. Materialfluss im Extruder

Einflussgrößen auf Materialfluss:

  • Schneckengeometrie (Steigung, Durchmesser, Längen-Durchmesser-Verhältnis L/D)
  • Drehzahl der Schnecke (Bestimmt den Massedurchsatz)
  • Viskosität (Materialeigenschaft beeinflusst Temperatur und Druckbedarf)

Berechnung des Volumenstroms (theoretisch):

V̇ = n × V_f × η_vol
  • V̇: Volumenstrom (cm³/s)
  • n: Schneckendrehzahl (U/min oder s⁻¹)
  • V_f: Fördervolumen pro Schneckenumdrehung (cm³/U)
  • η_vol: volumetrischer Wirkungsgrad (~0,85 bis 0,95)

:pushpin: 6. Wichtige Berechnungen in der Extrusion

Berechnung der Produktionsmenge (Massenstrom):

ṁ = V̇ × ρ
  • ṁ: Massenstrom (kg/h)
  • V̇: Volumenstrom (cm³/h oder m³/h)
  • ρ: Dichte der Kunststoffschmelze (kg/cm³ oder kg/m³)

Beispielrechnung:

Volumenstrom: 50.000 cm³/h, Kunststoff-Dichte: 0,9 g/cm³

ṁ = 50.000 cm³/h × 0,9 g/cm³
ṁ = 45.000 g/h = 45 kg/h

:pushpin: 7. Extrusionswerkzeuge & Einflussfaktoren

Werkzeugtyp Merkmale Anwendung
Profildüse genaue Profilquerschnitte Fensterprofile, Dichtleisten
Ringdüse Rundquerschnitt Rohre, Schläuche
Breitschlitzdüse breite Schlitzaustrittsöffnung Folien, Platten

Einflussfaktoren auf Werkzeugqualität:

  • Oberflächengüte der Düsen (geringe Reibung, Vermeidung von Anhaftungen)
  • Temperaturregelung im Werkzeug (Gleichmäßigkeit der Schmelze)
  • Werkzeuggeometrie (Fließwiderstand, Druckverteilung)

:pushpin: 8. Typische Fehler & Ursachen bei Extrusion

Fehlerbild Ursachen Maßnahmen
Maßabweichungen Schwankender Massedurchsatz, instabile Temperaturen Schneckendrehzahl stabilisieren, Temperaturen exakt regeln
Oberflächenfehler (Schlieren) unvollständige Plastifizierung, Fremdmaterial Temperatur erhöhen, Schnecke reinigen
Blasenbildung Feuchtigkeit im Granulat Granulat vorher trocknen
Ungleichmäßige Wandstärke falsche Werkzeuggeometrie, ungleichmäßige Kühlung Werkzeug optimieren, Kühlung gleichmäßig einstellen

:pushpin: 9. Prüfungsrelevante Merksätze

  • [Extrusion = kontinuierlicher Prozess zur Herstellung endloser Profile, Folien, Rohre]
  • [Coextrusion ermöglicht Kombination verschiedener Materialeigenschaften]
  • [Schneckendrehzahl und Temperatur beeinflussen maßgeblich die Produktqualität]
  • [Fehleranalyse beginnt bei Kontrolle von Temperatur, Druck und Materialfeuchte]

:pushpin: 10. Typische Prüfungsfragen

  • Erklären Sie den Aufbau und die Funktion eines Einschneckenextruders.
  • Was versteht man unter Coextrusion und welche Vorteile hat sie?
  • Welche Parameter beeinflussen den Materialfluss bei der Extrusion?
  • Wie berechnet man den Materialdurchsatz einer Extrusionsanlage?
  • Wie entstehen Maßabweichungen und wie lassen sich diese vermeiden?

:white_check_mark: Fazit:
Verstehen und Anwenden dieser Inhalte bereiten dich ideal auf deine Prüfung vor. Nutze die Formeln gezielt und übe typische Praxisaufgaben regelmäßig!

:pushpin: Viel Erfolg bei deiner Prüfungsvorbereitung!