~RODUKTION

Extrusionswerkzeuge

Verringerte ToleranzenBei dieser Anlage zum Herstellen

geschäumter Platten ist zur Erprobung einFlexringwerkzeug installiert.

Das Senken der Produktionskosten bei gleichzeitigem

Verbessern der Produktqualität ist der Schlüssel zu mehr Wett­

bewerbsfähigkeit von Extrusionsbetrieben. Erreichen können

dies Verarbeiter mit Hilfe der Flexringtechnik, die die

Dickentoleranzen der hergestellten Produkte verringert.

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Dr. Ing. Heinz Groß, Geschäftsfüh­

rer, Dr. Ing. Heinz Groß Kunststoff­

Verfahrenstechnik, Rossdorf,

heinz-gross@t-online.de

Die ersten Versuche zu dieser Technikfanden im Jahre 1998 an einem Blas­

fomiwerkzeug statt, bei dem in denmassiven Außenring eine Hülse inte­griert war, die am Werkzeugaustritt ei­nen flexibel deformierbaren Wand­

bereich besaß. Als Ziel der damaligenVersuche galt es, die Wanddickenver­

teilung des Vorformlings für eine ovaleFlasche an unterschiedlichen Stellen

rein statisch zu optimieren. Dazu wurde

der Fließkanalspalt am Werkzeugaus­tritt durch über dem Umfang des Werk­zeugs angeordnete Stellschrauben fein­fühlig und lokal begrenzt verändert.Langfristiges Ziel sollte eine dyna­mische, radiale Wanddickensteuerungsein. Dies hat inzwischen das IKV Insti­

tut für Kunststoffverarbeitung an derRWTH Aachen im Rahmen eines zwei­

jährigen Forschungsprojekts umge­setzt. Dazu konzipierte das Institut einespezielle Testflasche, die einen recht-

eckigen, einen ovalen und einen run­

den Bereich aufwies. Das speziell aus­gelegte Flexringwerkzeug hatte zumVerstellen des Fließkanalspalts 16 Stell­

antriebe über den Umfang verteilt. Da­mit ließ sich durch lokale Änderung derAustrittsspaltgeometrie des Werkzeugsfür die drei unterschiedlichen Geo­

metriebereiche jeweils eine gute Wand­dickenverteilung in der Testflasche er­reichen.

Technik nachrüsten

Beim Herstellen von Blasfolien lassen

sich zum Vergleichmäßigen der Dicken­toleranzen Flexringhülsen in bestehen­de Werkzeuge nachrüsten. Interessant

ist dies bei einfachen Anlagen, die keineDickenregelung haben. Das Nachrüsten

von Rohrwerkzeugen erbringt nebeneiner verbesserten Qualität bis zu 4%Einsparung der eingesetzten Rohstoffe.Zusätzlich lässt sich die Anfahrzeit einer

Rohranlage um bis zu 40% reduzieren.Interessant ist auch das Ausrüsten von

Rundwerkzeugen zum Herstellen ge­schäumter Platten mit der Flexringteth­nik. Durch das Problem, das Treibmittel

absolut homogen in die Schmelze ein­zumischen, kommt beim Herstellen von

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Schaum platten ein Störfaktor hinzu,der das Verteilen der Schmelze im Ex­

trusionswerkzeug in unvorhersehbarerWeise beeinflusst. Das Flexringwerk­

zeug bietet in diesem Fall die Möglich­keit, durch eine entsprechende lokaleKorrektur des Austrittsspalts die Di­ckentoleranzen der Schaum platten zuverbessern. Im Bereich der Profil­

extrusion, in der die FließkanaI­

geometrie im Werkzeug inmehreren Schritten ein­zufahren und mecha­nisch nachzuarbeiten

ist, kann die Flex­

ringtechnologie da­zu beitragen, dieEinrüstkosten zusenken und die Di­

ckenabweichungenin den Profilen zu re­

duzieren. Seit einigerZeit wird daran gearbei­tet, mehrwandige, flexibleWandbereiche auch in Breit­

schlitzwerkzeuge für die Extru-sion von Platten und Folien zu inte­

grieren, um an Stelle des Staubalkenseine feinfühlig einstellbare Membran zurealisieren.

Großes Potenzial

Der größte Fortschritt ist langfristigdurch den Einsatz flexibler, mehrwandi­

ger Fließkanaibereiche bei der Coextru­sion möglich. Werkzeugseitig sind dieVoraussetzungen geschaffen, um auchEinzelwanddicken in Coextrusionsver­

bunden regeln zu können. So existiertim IKV ein 3-Kanal-Blasfolienwerkzeugmit integrierter Flexringscheibe, mitdem sich bei laufender Anlage die In­

nenschicht in ihrer Dickenverteilungüber dem Umfang der Folie durch einlokales Verstellen des Fließkanalspaltsvergleichmäßigen lässt. Dazu wurdegenau an der Stelle, an der der Fließka­nal für die Mittelschicht in den für die

innere Schicht einmündet, die Fließ­

kanaiwand flexibel gestaltet. Damitlässt sich durch von außen zugänglicheStellschrauben der Auflegespalt bei lau­fender Anlage optimieren.Auf einer Rohranlage, die sich im SKZSüddeutschen Kunststoffzentrum in

Würzburg befindet, wurde ein vorhan­denes Einkanalwerkzeug zum Herstel­len von Rohren in ein ZweikanaIwerk­

zeug umgebaut, und zwar durch Um~gestalten des kompakten Außen rings

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und Ausrüsten mit einer Flexringhülse.

Diese weist zwei unabhängig voneinan­der verstellbare flexible Bereiche auf.

Damit ist die Dickenverteilung der auf­gelegten Coextrusionsschicht und dieder Gesamtwanddicke bei laufender

Anlage zu verbessern.

Darüber hinaus befindet sich ein Drei­

kanalwerkzeug zum Herstellen vonPVC-Schaumkernrohren im Bau. Das

Werkzeug ist so konzipiert, dass sichdurch eine lokale Veränderung der

Fließkanaigeometrie die beiden kom-

Das Verfahren

Werkzeuge mit Fließkanaibereichen,die sich bei laufender Anlage feinfühligverstellen lassen, bieten {licht nur demExtrudeur neue verfahrenstechnische

Möglichkeiten. Zum Herstellen solcher

Werkzeuge hat Dr. Ing. Heinz GroßKunststoff-Verfahrenstechnik ein neu­

es, international patentiertes Produkti­onsverfahren entwickelt, mit dem sich

metallische Teile mit einer komplexen

dreidimensionalen Geometrie partiell

mehrwandig ausführen lassen.

pakten Innen- und Außenschichten inihrer Dickenverteilung über dem Um­fang jeweils individuell optimieren las­sen. Mit dem am Werkzeugmund be­findlichen Flexringbereich ist auch dieGesamtwanddickenverteilung zu kor­rigieren.

Für die Entwicklung coextrudierter Plat­ten kam für eine Anlage ein Dreikanal­membranadapter (SchichtaufteilungA-B-C) mit einer Fließkanaibreite von

nur 50 mm zum Einsatz. Mit dem Adap­ter lässt sich die Dickenverteilung überdie Breite der Platte optimieren. Mit ei­nem zweiten Coextrusionsadapter

(Schichtaufteilung A-B-A), bei dem dieKanäle für die bei den Außen­

schichten flexibel verstellbar

gestaltet wurden, ließ sichauf einer großen Produkti-

onsanlage beweisen,dass tatsächlich mit Hil­

fe der Verstellung derMembran die Dicken-

Bei dieser Coextrusions­

scheibe ist der integrierteWandbereich über die radi­

al angeordneten Schraubenverstellbar.

(Bilder: Groß)

toleranzen der Deckschichten in ein­facher Weise zu minimieren sind. Dies

sollte zukünftig das mechanische Adap­tieren von Coextrusionsadaptern über­flüssig machen.Bei der Coextrusion kommt es häufigvor, dass zwei Schichten aus dem glei­chen Material bestehen. Fördert mandie Masse aus wirtschaftlichen

Gründen aus einem Extruder, dannbesteht immer das Problem, in bei den

Strömungskanälen exakt den Fließ­widerstand zu realisieren, der erforder­lich ist, um den Massedurchsatz zuerreichen, der für die jeweilige Schicht

nötig ist. Auch für dieses Problembieten flexibel deformierbare Fließ­

kanäle eine einfache Lösung. Durch

Integration einer totstellenfreien Flex­ringdrossel in einen der beiden Teil­ströme lässt sich genau das Masse­stromverhältnis in den bei den aufge­teilten Kanälen einstellen, das für das

jeweilige Produkt erforderlich ist.Änderungen der Einstellungen sind beilaufender Anlage durchzuführen.

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