Wie funktioniert ein Kunststoffextruder?

Durch Druck und Scherung wird fester Kunststoff in eine gleichmäßige Schmelze umgewandelt und die Schmelze dem nächsten Prozess zugeführt. Die Herstellung von Schmelze umfasst das Mischen von Additiven wie Farbmasterbatch, das Mischen von Harz und das erneute Pulverisieren. Die fertige Schmelze muss in Konzentration und Temperatur gleichmäßig sein. Der Druck muss stark genug sein, um das klebrige Polymer herauszudrücken.
Der Kunststoffextruder führt alle oben genannten Prozesse durch einen Zylinder mit Schnecke und Spiralweg aus. Die Kunststoffpellets gelangen durch den Trichter an einem Ende des Fasses in das Fass und werden dann durch die Schnecke zum anderen Ende des Fasses transportiert. Um einen ausreichenden Druck zu gewährleisten, nimmt die Gewindetiefe der Schraube mit zunehmendem Abstand vom Trichter ab. Äußere Erwärmung und innere Hitze aufgrund der Reibung zwischen Kunststoff und Schraube führen dazu, dass der Kunststoff weich wird und schmilzt. Unterschiedliche Polymere und unterschiedliche Anwendungen stellen oft unterschiedliche Designanforderungen an Kunststoffextruder. Viele Optionen umfassen Austragsöffnungen, mehrere Zufuhröffnungen, spezielle Mischvorrichtungen entlang der Schnecke, Kühlung und Erwärmung der Schmelze oder keine externe Wärmequelle (isolierte Kunststoffextruder), relativ variable Lücken zwischen Schnecken- und Zylindergröße und die Anzahl der Schnecken. usw. Beispielsweise kann ein Doppelschnecken-Kunststoffextruder die Schmelze besser durchmischen als ein Einschnecken-Kunststoffextruder. Bei der Tandemextrusion wird die aus dem ersten Kunststoffextruder extrudierte Schmelze als Rohmaterial für die Beschickung des zweiten Kunststoffextruders verwendet, der normalerweise zur Herstellung von extrudiertem Polyethylenschaum verwendet wird.
Die charakteristischen Abmessungen eines DL-Kunststoffextruders sind der Durchmesser der Schnecke (D) und das Verhältnis der Schneckenlänge (L) zum Durchmesser DL/D (D). Ein Kunststoffextruder besteht in der Regel aus mindestens drei Abschnitten. Erster Abschnitt, in der Nähe von L/D. Der Trichter ist der Zuführabschnitt. Seine Funktion ermöglicht es, dass das Material relativ gleichmäßig in den Kunststoffextruder gelangt. Unter normalen Umständen wird dieser Teil auf einer relativ niedrigen Temperatur gehalten, um ein Verstopfen des Zufuhrkanals zu vermeiden. Der zweite Teil ist der Kompressionsabschnitt, in dem die Schmelze geformt wird und der Druck ansteigt. Der Übergang vom Zuführabschnitt zum Kompressionsabschnitt kann plötzlich oder allmählich (sanft) erfolgen. Der letzte Teildosierabschnitt befindet sich nahe dem Ausgang des Kunststoffextruders. Seine Hauptfunktion besteht darin, sicherzustellen, dass das aus dem Kunststoffextruder fließende Material gleichmäßig ist. Um die Gleichmäßigkeit von Zusammensetzung und Temperatur sicherzustellen, sollte das Material über eine ausreichende Verweilzeit verfügen.
Am Ende des Zylinders verlässt die Kunststoffschmelze den Kunststoffextruder durch einen Düsenkopf, der auf die ideale Form ausgelegt ist und durch den der extrudierte Schmelzstrom fließt.
Ein weiterer wichtiger Teil ist der Antriebsmechanismus des Kunststoffextruders. Es steuert die Drehzahl der Schnecke, die die Leistung des Kunststoffextruders bestimmt. Die erforderliche Leistung wird durch die Viskosität (Fließwiderstand) des Polymers bestimmt. Die Viskosität von Polymeren hängt von der Temperatur und der Fließgeschwindigkeit ab und nimmt mit zunehmender Temperatur und Scherkraft ab. Kunststoffextruder sind mit Filtern ausgestattet, die Verunreinigungen auf den Filtern blockieren können. Um Ausfallzeiten zu vermeiden, sollte der Filter automatisch austauschbar sein. Dies ist besonders wichtig bei der Verarbeitung von Harzen mit Verunreinigungen, wie zum Beispiel Mahlgut. Die Schnecke des Extruders ist in einen Zufuhrabschnitt, einen Plastifizierungsabschnitt und einen Schmelzabschnitt unterteilt. Die Temperatur orientiert sich an den Prozessparametern der Kunststoffpartikel. Das Modell ist entsprechend dem Schraubendurchmesser in 20, 36, 52, 65, 75, 95, 120 und 135 unterteilt. Nach dem Erhitzen der Kunststoffpartikel wird der ursprüngliche Zustand durch die Bewegung der Schnecke verändert. Abhängig von der spezifischen Anwendung gibt es viele Arten. Die Leistung des Frequenzumrichters ist proportional zum Schneckendurchmesser und kann je nach Rohstoff angepasst werden.