Extrusion 1-2023

Denis Finn, Product Development Engineer Guill Tool & Engineering Denis Finn diskutiert mehrere Probleme, die den Fluss von Polymeren in einem Extrusionssystem beeinflussen können. Dazu gehören die strengen Kriterien für die Produkt- abnahme, der durch mehrere Faktoren ver- ursachte Materialabbau, Temperaturunterschiede zwischen dem Thermo- element und dem Polymer sowie andere Prozessprobleme. Strömungsdynamik von Extrusionswerkzeugen D er Extrusionsprozess bringt einige Herausforderungen mit sich, wobei die Produktqualität in vielen Branchen der Vor- reiter ist, insbesondere bei extrudierten medizinischen Produk- ten. Medizinische Schläuche und ummantelte Produkte müssen mit sehr engen Toleranzen hergestellt werden, wobei Wand- dicke(n) und Durchmesser oft auf Toleranzen von weniger als 0,0004"/.01mm geprüft werden. Die in der medizinischen In- dustrie verwendeten Polymere können auch extrem teuer sein. Das gesamte Extrusionssystem muss sorgfältig kontrolliert und abgestimmt werden, um diese anspruchsvollen Produkte kos- teneffizient herzustellen. Dies ist besonders wichtig bei mehr- schichtigen und/oder mehrlumigen Konstruktionen. 22 Extrusionswerkzeuge Extrusion 1/2023 Die Geometrie des Fließkanals, durch den das Polymer fließt, ist eine entscheidende Komponente eines gut konzipierten Extru- sionssystems. Die Verweilzeit, das heißt die Zeit, in der das Poly- mer durch die Düse fließt, sollte berücksichtigt werden, um Verbrennungs- und Stagnationsprobleme zu vermeiden. Zu große Kanäle bedeuten, dass die Zeit, in der das Polymer den Verarbeitungstemperaturen ausgesetzt ist, zu einem Abbau des Polymers führen kann. Eine zu restriktive Geometrie bedeutet oft, dass das System mit hohem Druck arbeitet, was die Pro- duktionsgeschwindigkeiten oft einschränkt. Außerdem kann es zu toten Punkten kommen, die das freie Fließen des Materials verhindern. Wenn dies nicht korrigiert wird, kann es passieren, dass das Material vollständig zersetzt wird. (Siehe Bilder ) Diese Situationen können zwar bei allen Polymeren auftreten, doch in der medizinischen Industrie wird dies aufgrund der Verwendung teurer Materialien zu einem ernsten Problem. Außerdem wird in medizinischen Produkten häufig Bariumsulfat verwendet, eine röntgendichte Substanz, die das fertige Produkt auf Röntgen- bildern sichtbar macht. Wenn Bariumsulfat mit Hochtempera- turmaterialien wie Fluorpolymeren coextrudiert wird, müssen die Fließkanäle so gestaltet sein, dass das Bariumsulfat nicht abge- baut wird. Tote Punkte und hohe Verweilzeiten führen dazu, dass das Bariumsulfat vergilbt und das Produkt ruiniert. Die Sensoren und Rückmeldungen, die das System liefert, soll- ten überprüft und doppelt überprüft werden, um sicherzustel- len, dass das Polymer ordnungsgemäß verarbeitet wird. Die