~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,
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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