In der modernen industriellen Produktion sind Kunststoffextruder Kernausrüstungen, die weit verbreitet in der Verarbeitung von Rohren, Profilen, Folien, Platten und Hochleistungs-Kunststoffen eingesetzt werden. Mit dem Fortschritt der Materialwissenschaften kommen immer mehr hochschmelzende technische Kunststoffe und biologisch abbaubare Kunststoffe auf den Markt, was höhere Leistungsanforderungen an Kunststoffextruder stellt.

Ein Kunststoffextruder ist ein mechanisches Gerät, das Kunststoffrohstoffe schmilzt und das geschmolzene Kunststoffmaterial dann durch eine Schnecke in eine Form extrudiert. Seine Grundkomponenten umfassen eine Schnecke, einen Zylinder, ein Heizsystem, eine Frequenzumrichtereinheit und eine Form. Durch die Anpassung der Schneckengeschwindigkeit, der Temperaturzonen und der Form der Austrittsöffnung kann der Extruder Kunststoffprodukte verschiedener Spezifikationen herstellen.

Hochschmelzende technische Kunststoffe wie Polyamid (PA), Polyetheretherketon (PEEK) und Polycarbonat (PC) haben typischerweise Schmelzpunkte von 250 °C oder höher. Herkömmliche Extruder können die Verarbeitungsanforderungen dieser Materialien nicht erfüllen. Daher weisen Extruder, die speziell für hochschmelzende technische Kunststoffe entwickelt wurden, typischerweise folgende Merkmale auf:

• Hochtemperatur-, hitzebeständiger Zylinder und Schnecke

  Um einen stabilen Betrieb bei hohen Temperaturen zu gewährleisten, bestehen Zylinder und Schnecke typischerweise aus hochtemperaturbeständigen Legierungen oder haben eine gehärtete Oberflächenbehandlung. Dies verhindert Verschleiß der Schnecke und Materialabbau während der Langzeitverarbeitung bei hohen Temperaturen.

• Präzises Heiz- und Temperaturregelungssystem

  Hochschmelzende Kunststoffe sind temperaturempfindlich; selbst die kleinste Abweichung kann zu Schmelzzerfall oder schlechtem Fließen führen. Daher sind Extruder mit mehrstufigen Präzisionsheizzonen und Temperaturreglern ausgestattet, die eine Temperaturregelgenauigkeit von ±1 °C erreichen, um eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten.

• Starkes Schneckendesign

  Hochviskose Schmelzen erfordern größere Scher- und Vortriebskräfte. Extruderschnecken verfügen typischerweise über lange Schnecken mit optimierten Gewindeformen, um die Mischhomogenität und die Förderleistung zu verbessern.

• Effizientes Kühlsystem

  Nach dem Extrudieren muss der Kunststoff abgekühlt werden, um seine Form zu fixieren. Für hochschmelzende Materialien verwendet das Kühlsystem eine effiziente Luft- oder Wasserkühlung, um eine schnelle Produktverfestigung zu gewährleisten und Restspannungen zu reduzieren.

Mit dem wachsenden Bewusstsein für Umweltschutz haben viele Unternehmen begonnen, mit der Herstellung von biologisch abbaubaren Kunststoffprodukten wie PLA und PHA zu experimentieren. Diese Materialien haben relativ niedrige Schmelzpunkte, sind aber hitzeempfindlich und neigen zum Abbau. Bei der Konstruktion von Extrudern für hochschmelzende Kunststoffe ist es entscheidend, die Verarbeitungsmöglichkeiten von biologisch abbaubaren Kunststoffen zu berücksichtigen:

• Mehrstufige Temperaturregelung:

  Einstellbare Schneckentemperaturen in verschiedenen Stufen, um den unterschiedlichen Anforderungen von hoch- und niedrigschmelzenden Materialien gerecht zu werden.

• Schnelles Formwechsel- und Reinigungssystem:

  Erleichtert den Wechsel zwischen verschiedenen Materialien, reduziert Kreuzkontaminationen und gewährleistet die Umweltverträglichkeit der Materialien.

• Optionen für die Verarbeitung mit geringer Scherung:

  Reduzieren das Risiko des Abbaus von biologisch abbaubarem Kunststoff während der Extrusion und erhöhen die Produktausbeute.

Extruder, die für hochschmelzende technische Kunststoffe geeignet sind, werden nicht nur in der Luft- und Raumfahrt, in Automobilteilen und in der Elektronik eingesetzt, sondern decken auch die Marktnachfrage nach umweltfreundlichen Materialien ab. In Zukunft werden diese Extruder mit der kontinuierlichen Entwicklung von biologisch abbaubaren Materialien und Hochleistungs-Kunststoffen weiterhin in Richtung intelligenter, energieeffizienter und präziser Technologien weiterentwickelt und zu einem Kernbestandteil der Ausrüstung in der Kunststoffherstellungsindustrie werden.