Was ist der Extrusionsprozess?
Oft werden gefertigte Teile mit einem bestimmten komplexen Querschnittsmuster entworfen, mit Fittings, Flanschen, Vorsprüngen und flachen Kanten, die in eine bestimmte Form mit bestimmten Toleranzen im fertigen Produkt integriert werden müssen. Die Herstellung dieser Sonderformen oder -querschnitte erfolgt üblicherweise im Extrusionsverfahren. Dieser Prozess verwendet Wärme, Druck und Kühlung, um eine halbflüssige oder Paste zu erzeugen, die durch eine Düse gepresst und nach dem Austreten aus der Düse auf eine bestimmte Temperatur gehärtet wird.
Das Extrusionsverfahren wird am häufigsten zum Formen von Kunststoff- und Aluminiumteilen oder -produkten verwendet. Aber auch Keramik, schwerere Metalle oder Legierungen sowie Lebensmittel wie Teigwaren werden im Extrusionsverfahren geformt und hergestellt. Solange ein Material leicht verflüssigt werden kann, kann es im Wesentlichen extrudiert werden.
Die Extrusionsverarbeitung unterscheidet sich vom Stanzen oder Formen beispielsweise dadurch, dass das extrudierte Material komplizierte, starke und haltbare Formteile, Teile und Stücke aus sprödem Material bildet, die durch Stanzen, Biegen oder Hämmern schwer zu formen sind. Komplizierte Querschnitte wie hohle Rohre oder massive Teile oder Stangen mit Flanschen oder Flügeln sind durch den Extrusionsprozess viel einfacher herzustellen. Darüber hinaus weist die fertige Oberfläche von extrudierten Produkten durchweg eine höhere Qualität auf als die von gestanzten oder geformten Produkten.
Grundsätzlich beinhaltet der Extrusionsprozess das Laden kleiner Teile des Rohmaterials oder Materials in einen Trichter an einem Ende des Extruders. Beim Kunststoffextrusionsverfahren nennt man diesen Rohstoff Pellets, beim Aluminiumextrusionsverfahren Knüppel. Das Rohmaterial wird aus dem Trichter in den Extruder, im wesentlichen einen beheizten Zylinder, eingespeist, wo es erweicht wird. Ein Stempel, normalerweise ein Schneckengetriebe, drückt das halbflüssige Rohmaterial durch eine kleinere Kammer und dann durch eine geformte Düse. Aus der Düse wird die Extrusion, der Faden, das Rohr oder der Stab des geformten Materials mit Wasser oder Luft entlang des Auslauftisches gekühlt, um zu härten. Am Ende des Auslauftisches wird das ausgehärtete Produkt geschnitten, gewickelt, versendet oder einer weiteren Raffination zugeführt.
Sowohl erhitzte als auch kühle Rohstoffe können für die Extrusionsverarbeitung geändert werden. Natürlich erfordern das kühlere Rohmaterial, die Pellets oder Knüppel zum Beispiel einen weitaus höheren Druck, um das weniger formbare Material durch die kleinere Kammer und die Düse zu drücken. Die Temperatur- und Druckfaktoren im Extrusionsprozess sind entscheidend für das Tempern, die Festigkeit und das Finish des Endprodukts. Das Extrusionsverhältnis, die Teilung der Querschnittsfläche der gesamten Düse durch die Querschnittsfläche des extrudierten Produkts, ist ebenfalls entscheidend für die Bestimmung der besten Extrusionsmethode, kalt oder heiß, Hochdruck oder Niederdruck.