Extrusion 7-2018

Bei der Produktion von Kraftstofftanks für die Auto- mobilbranche kommt heutzutage meist das multi- layer- oder Coextrusions-Verfahren „COEX“ zum Einsatz: Ein schlauchförmiger Vorformling aus aufge- schmolzenen Polymeren – HDPE Neuware, HDPE Regranulat, eine innere und äußere Bindeschicht, EVOH und wieder HDPE Neuware – wird in eine Blasform übergeben und durch Innendruck den Formkonturen angepasst. Um den Tank auszuhärten, wurde er bisher nur mittels Kaltwasser in der Kavität der Werkzeugform gekühlt. Der Prozessschritt war jedoch äußerst kosten- sowie zeitintensiv, da eine niedrige Kaltwassertemperatur zu Kondensations- wasserbildung auf der Formoberfläche führte, was wiederum eine schwankende Produktqualität und einen erhöhten Ausschuss zur Folge hatte. Die EVOH- Schicht im Tank wurde zudem durch die anhaltende Hitzeeinwirkung geschädigt und somit die Funktions- fähigkeit eingeschränkt. Hier setzt das Mould Area Protection (MAP)-System der FarragTech GmbH an: war unser Kunde dazu übergegangen, die Temperatur des Kalt- wassers noch ein weiteres Mal herabzusenken. Dies hatte aller- dings neben einer verschlechterten Produktqualität auch eine Erhöhung der Energiekosten zur Folge“, führt Farrag weiter aus. „Stattdessen rieten wir, bei der Herstellung der aus mehre- ren Schichten Kunststoff bestehenden Benzintanks – zusätzlich zur Wärmeabsenkung mit 6 °C kaltem Wasser – eine Kühlung der Innenseiten mittels Druckluft vorzunehmen.“ Die Wahl fiel auf eine sogenannte interne Formenkühlung (IACS – Internal Air Cooling System) mit integriertem Blow Air Chiller (BAC). Modular konstruierbare Blasdorne sowie passende Blasventil- blöcke wurden mitausgeliefert. Der BAC stellt für Blasanwen- dungen Lufttemperaturen bis zu -35 °C zur Verfügung. Deutliche Produktivitätssteigerung durch Kühlung von in- nen und außen: Den BAC gibt es in insgesamt fünf verschie- denen Baugrößen, wobei die Auslegung immer mit dem Luft- durchsatz für die spezifische Anwendung im Zusammenhang steht. Im direkten Vergleich zu einer Kühlung mittels Stauluft lässt sich mit dem BAC eine Produktivitätssteigerung von 25 bis 200 Prozent erzielen. Zu diesem Zweck wird die Druckluft auf einen Taupunkt von -40 °C gebracht und dann im integrierten Wärmetauscher gekühlt. Damit sichergestellt ist, dass das Ge- rät nahezu wartungsfrei arbeitet, ist eine zuvor definierte, gute Druckluftqualität mit einem Drucktaupunkt von 5 °C bei 7 bar sowie einem Restölgehalt von maximal 0,01 mg/m³ unbedingt erforderlich. In vielen Blasfabriken gilt dies derzeit bereits als Standard. Optimale Kombination zweier Geräte gewährleistet schnellere Aushärtung und verkürzt Kühlzeit D urch die Zuführung von trockener Luft wird das Schwitzen der Form verhindert. Zur weiteren Erhöhung des Outputs eignet sich das Internal Air Cooling System (IACS), ebenfalls von FarragTech: Der Tank wird dabei zusätzlich zur herkömmli- chen Kühlung innseitig mit -35 °C kalter Luft gespült, wodurch die Wärme im Kunststoff gleichzeitig von innen und außen ab- transportiert und Materialstress vorgebeugt wird. Damit kann bei der Produktion effektiv Zeit und Geld gespart werden. „Das Kühlen des Kunststoffprodukts stellt sowohl einen der kri- tischsten als auch der langwierigsten Teilprozesse beim Extrusi- onsblasverfahren dar“, erklärt Aaron Farrag, stellvertretender Geschäftsführer der FarragTech. „Speziell bei der Herstellung von mehrlagigen Produkten wie modernen Kraftstofftanks kann hier viel Zeit eingespart und die EVOH-Schicht vor Beschä- digungen durch Hitzeeinwirkung geschützt werden.“ Schwie- rigkeiten können dabei aufgrund des Temperaturgefälles zwi- schen der mittels Kaltwasser abgekühlten Außenseite und der noch warmen Innenseite des Produkts auftreten. Diese Tempe- raturunterschiede führten bisher oftmals zu erheblichem Mate- rialstress – vor allem, da die großvolumigen Tanks komplex ge- formt sind und so verschiedene Wandstärken im Bereich zwi- schen 1,35 und 3,80 mm aufweisen. Bis vor kurzem wurde dem mittels Intervallblasen entgegengewirkt. Doch dieser Pro- zess war wenig effektiv. Die Resultate waren in der Regel eine schwankende Produktqualität sowie das Nichtbestehen der an- schließend durchgeführten Dichtheits-, Belastungs- sowie Fall- prüfungen. Aufgrund der verhältnismäßig hohen Ausschussra- te stiegen die Kosten der Produktion. „Um das zu verhindern, 52 Blasformen, Temperiertechnik Extrusion 7/2018 Die Schwierigkeit bei der Herstellung von Benzintanks liegt hauptsächlich im Temperaturgefälle zwischen der mittels Kaltwasser abgekühlten Außenseite und der noch warmen Innenseite des Produkts, was bisher oft zu erheblichem Materialstress führte (Quelle: Bettina F / pixelio.de )