Extrusion 3-2025

Strömungsdynamik von Extrusionswerkzeugen 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 Produktabnahme, der durch mehrere Faktoren verursachte Materialabbau, Temperatur- unterschiede zwischen dem Thermoelement und dem Polymer sowie andere Prozess- probleme. D er Extrusionsprozess bringt einige Herausforde- rungen mit sich, wobei die Produktqualität in vielen Branchen der Vorreiter ist, insbesondere bei extru- dierten medizinischen Produkten. Medizinische Schläuche und ummantelte Produkte müssen mit sehr engen Tole- ranzen hergestellt werden, wobei Wanddicke(n) und Durchmesser oft auf Toleranzen von weniger als 0,0004"/.01mm geprüft werden. Die in der medizinischen Industrie verwendeten Polymere können auch extrem teuer sein. Das gesamte Extrusionssystemmuss sorgfältig kontrolliert und abgestimmt werden, um diese anspruchs- vollen Produkte kosteneffizient herzustellen. Dies ist be- sonders wichtig bei mehrschichtigen und/oder mehr- lumigen Konstruktionen. Die Geometrie des Fließkanals, durch den das Polymer fließt, ist eine entscheidende Komponente eines gut kon- zipierten Extrusionssystems. Die Verweilzeit, das heißt die Zeit, in der das Polymer durch die Düse fließt, sollte be- rücksichtigt werden, um Verbrennungs- und Stagnations- probleme zu vermeiden. Zu große Kanäle bedeuten, dass die Zeit, in der das Polymer den Verarbeitungstemperatu- ren ausgesetzt ist, zu einem Abbau des Polymers führen kann. Eine zu restriktive Geometrie bedeutet oft, dass das Systemmit hohem Druck arbeitet, was die Produktionsge- schwindigkeiten oft einschränkt. Außerdem kann es zu toten Punkten kommen, die das freie Fließen des Materials verhindern. Wenn dies nicht korrigiert wird, kann es pas- sieren, 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 Pro- dukten häufig Bariumsulfat verwendet, eine röntgendichte Substanz, die das fertige Produkt auf Röntgenbildern sicht- bar macht. Wenn Bariumsulfat mit Hochtemperaturmate- rialien wie Fluorpolymeren coextrudiert wird, müssen die Extrusionswerkzeuge Extrusion 3/2025 20 Bilder: Verbranntes Material aufgrund zu langer Verweilzeit in der Matrize