De basis van kunststofextrusie:proces, materialen, toepassingen

Samen met spuitgieten is kunststofextrusie een van de meest gebruikte productieprocessen voor het vormen van kunststoffen en de meest gebruikte voor thermoplasten. Het wordt gebruikt om objecten met een doorlopend profiel te maken, zoals buizen, buizen en deurprofielen.

Thermoplastische extrusie in zijn huidige vorm bestaat al bijna een eeuw, maar het blijft een krachtig hulpmiddel voor de productie van grote aantallen continue profieldelen. Klanten werken samen met plastic extrusiebedrijven om een ​​op maat gemaakte plastic extrusie voor een onderdeel te creëren, meestal in hoge volumes, maar soms - zoals bij 3ERP - voor productie in kleine volumes.

Dit artikel behandelt de basisprincipes van plastic extrusie, inclusief hoe het proces werkt, welke soorten thermoplast kunnen worden geëxtrudeerd, welke producten plastic extrusie wordt gebruikt om te maken, en een vergelijking van plastic extrusie met aluminium extrusie.

Het plastic extrusieproces

Om het kunststof extrusieproces te begrijpen, is het handig om een ​​beeld te krijgen van wat een extruder is en hoe deze werkt. Een extruder bevat doorgaans de volgende onderdelen:

• Een hopper , waar het ruwe plastic wordt bewaard
• Een feedthroat , waar het plastic vanuit de trechter in het vat komt
• Een verwarmd vat , met een schroef aangedreven door een schroefaandrijfmotor dat materiaal naar de toevoerleiding dwingt
• Een breekplaat , voorzien van schermen om het materiaal te filteren en op druk te houden
• Een toevoerleiding , waar het nu gesmolten materiaal het vat verlaat en aan de matrijs wordt afgeleverd
• Een sterven , die het materiaal tot het gewenste extrusieprofiel vormt
• Een apart koelsysteem , waardoor de extrusie gelijkmatig stolt

Het kunststofextrusieproces begint met het vullen van de trechter met vaste grondstof in de vorm van bijvoorbeeld korrels of vlokken. Het materiaal wordt door de zwaartekracht door de feedthroat en in het extrudervat gevoerd.

Zodra het materiaal het vat binnenkomt, begint het te worden verwarmd via drie of meer warmtezones. (De hittezones kunnen koeler zijn bij de invoerkeel en heter bij de matrijs, om geleidelijk smelten mogelijk te maken.) Terwijl het wordt verwarmd, wordt het materiaal gelijktijdig naar het matrijsuiteinde van het vat geduwd door een heen en weer gaande schroef, die wordt aangedreven door een motor. De schroef en druk genereren ook warmte, dus de warmtezones zelf hoeven niet zo heet te zijn als de vereiste extrusietemperatuur.

Het gesmolten plastic verlaat het vat via een scherm versterkt door de brekerplaat. Dit scherm verwijdert verontreinigingen uit het materiaal en zorgt voor een gelijkmatige druk in het vat. Het materiaal gaat door een toevoerleiding in de op maat gemaakte matrijs, die is bewerkt met een opening in de vorm van het gewenste extrusieprofiel om een ​​op maat gemaakte kunststof extrusie te creëren.

Wanneer het door de matrijs wordt geperst, neemt het materiaal de vorm aan van de matrijsopening, waardoor het extrusieproces wordt beëindigd. Eenmaal volledig door de matrijs wordt het extrusieprofiel gekoeld in een waterbad of via een set koelrollen, waardoor het stolt.

Extrusiekunststoffen

Kunststof extrusie werkt met een aantal verschillende thermoplasten. Deze materialen worden verwarmd tot een temperatuur die hoog genoeg is om het materiaal te smelten, maar niet zo hoog dat thermische ontleding optreedt. Deze temperatuur verschilt per extrusiekunststof.

Extrusiekunststoffen worden typisch in de extruder gevoerd in de vorm van plastic pellets, vergelijkbaar met die voor spuitgieten. Andere vormen zijn poeders, vlokken en korrels.

Veel voorkomende extrusiekunststoffen zijn:

• Polytheen (polyethyleen):geëxtrudeerd tussen 400°C (lage dichtheid) en 600°C (hoge dichtheid)
• Polystyreen:~450 °C
• Nylon:tussen 450°C en 520°C
• Polypropyleen:~450 °C
• PVC:tussen 350 °C en 380 °C

In bepaalde gevallen kan de gewenste extrusiekunststof een elastomeer of een thermoharder zijn in plaats van een thermoplast.

Plastic extrusietoepassingen

Kunststof extrusiebedrijven kunnen verschillende onderdelen maken, zolang het onderdeel maar een consistent profiel heeft. Kunststof extrusieprofielen zijn ideaal voor buizen, deurprofielen, auto-onderdelen en meer.

Buizen en slangen

Kunststof leidingen en buizen, soms gemaakt van PVC of de eerder genoemde thermoplasten, zijn een veel voorkomende kunststof extrusietoepassing omdat het een eenvoudig cilindrisch profiel heeft. Buitengoten zijn een voorbeeld van geëxtrudeerde buizen.

Draadisolatie

Veel thermoplasten hebben een uitstekende elektrische isolatie en thermische stabiliteit, waardoor ze geschikt zijn voor geëxtrudeerde draad- en kabelisolatie en mantel. Kunststofextrusiebedrijven kunnen hiervoor ook fluorpolymeren gebruiken.

Raam- en deurprofielen

Kunststof deur- en raamkozijnen zijn door hun doorlopende profiel en lengte zeer geschikt voor extrusie. PVC is een populair materiaal voor deze toepassing van kunststofextrusie en alle kunststof extrusieprofielen met betrekking tot huishoudelijke apparaten.

Jaloezieën

Jaloezieën (zonwering) bestaande uit veel identieke lamellen kunnen worden geëxtrudeerd met behulp van een thermoplast. Het profiel is typisch een korte lengte, soms met een afgeronde zijde. Polystyreen wordt vaak gebruikt voor faux houten jaloezieën.

Weerstrippen

Kunststofextrusiebedrijven maken vaak tochtstripproducten, bijvoorbeeld tochtstrips waarvan de kunststof extrusieprofielen zo zijn ontworpen dat ze nauw aansluiten op deur- en raamkozijnen. Rubbers zijn veelgebruikte tochtstripmaterialen.

Ruitenwissers en wissers

De ruitenwisser van een auto is meestal geëxtrudeerd. De extrusiekunststof kan een synthetisch rubbermateriaal zijn zoals ethyleenpropyleendieenmethyleen, of het kunststofextrusiebedrijf kan co-extrusie van een synthetisch rubber met een natuurlijk rubber uitvoeren. Handmatige wisserbladen werken op dezelfde manier als ruitenwissers.

Kunststof extrusie versus aluminium extrusie

Naast thermoplasten is het mogelijk om aluminium onderdelen met een doorlopend profiel te extruderen.

Voordelen van het gebruik van aluminium voor geëxtrudeerde onderdelen zijn onder meer lichtheid, geleidbaarheid en recycleerbaarheid, en veel voorkomende aluminium extrusietoepassingen zijn staven, buizen, draad, leidingen, hekken, rupsbanden, frames en koellichamen.

In tegenstelling tot kunststofextrusie kan aluminiumextrusie zowel warm als koud zijn:hete extrusie vindt plaats bij een temperatuur tussen 350 °C en 500 °C, en koude extrusie vindt plaats bij kamertemperatuur. Lees meer over aluminium extrusie.

3ERP behoort tot een selecte groep bedrijven die op maat gemaakte plastic extrusie in kleine volumes aanbieden. De meeste plastic extrusiebedrijven accepteren geen kleine bestellingen, maar 3ERP en ons netwerk van partners kunnen voldoen aan uw behoeften op het gebied van prototypes en kleine oplagen. Neem contact op voor een gratis offerte.