Extrusion: Ein Rundumblick

Der Begriff Extrusion bezeichnet ein formgebendes Verfahren, das in der Kunststoff- und Lebensmittelbranche zum Einsatz kommt. Bei diesem Verfahren wird im Extruder das Material unter hohem Druck und meist hoher Temperatur aus einer Düse gedrückt. Dabei entsteht ein beliebig langer Strang, der zu einem Endprodukt weiterverarbeitet werden kann. Je nach der Intensität des Drucks im Extruder unterscheidet man zwischen Kolben- und Schneckenextruder.

Welchen Stellenwert hat Extrusion in der Industrie?

In der kunststoffverarbeitenden Industrie gehört die Extrusion mit dem Extruder mittlerweile zu den meist angewandten Verfahren überhaupt. Ausschlaggebender Grund dafür ist unter anderem eine hohe Effizienz in den Serienproduktionen von Kunststoffteilen. In der Lebensmittelindustrie ist das Extrusionsverfahren eine effiziente Methode für die Massenproduktion von Lebensmitteln mit einer gleichmäßigen Beschaffenheit. Sie eignet sich auch für sprödes und weiches Material.
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Extrusionsverfahren im Labormaßstab

Welche Extrusionsverfahren gibt es?

Die Extrusionstechnik ermöglicht die Herstellung unterschiedlicher Endprodukte, wie Folien, Autoteile und Teigwaren. Je nach verwendetem Material, gewünschtem Endprodukt, Druckerzeugung, Temperatur sowie Scherkräften, unterscheidet man daher zwischen verschiedenen Extrusionsverfahren. In der Regel beträgt die Temperatur beim Extrusionsvorgang 60 bis 300°C und der Druck liegt bei 10 bis 700 bar. Folgende Verfahren gibt es:

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Welche Art von Kunststoff kann mittels Extrusion verarbeitet werden?

Granulate oder Pulver aus Kunststoff werden bei der Extrusion aufgeschmolzen (plastifiziert). Je nach Anwendung kann auch das Kühlen eines plastifizierten Kunststoffes über ein Kühlgebläse oder Kühlkanal mit Kühlmedium, z. B. Wasser, erfolgen. Einige Kunststoffe erfordern zudem eine Zusatzausrüstung, wie einen Abzug für das Abpumpen von entstehenden Gasen bei der Verarbeitung. Diese Materialien können bei der Extrusion von Kunststoff verarbeitet werden:

  • Ton
  • Keramische Massen
  • Kautschuk
  • Gummi
  • Aluminium
  • Thermoplastische Polymere wie:  Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polyurethan (PUR), Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyamid (PA)
  • Thermoplastische Massen aus Lignin oder Maisstärke
  • Biowerkstoffe wie Wood-Plastic-Composite (WPC), Polymilchsäure (PLA), Polyhydroxybuttersäure (PHB), Celluloseacetat (CA)

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Extrusion unterschiedlichster Sorten von Kunststoff
Extrusion unterschiedlichster Sorten von Kunststoff

Welche Anwendungen gibt es in der Extrusion für Kunststoff?

Über die Kunststoffextrusion lassen sich zahlreiche Produkte wie Platten, Rohre und Folien in beliebiger Form und Länge herstellen. Deshalb nutzen viele Branchen Extrusionsprodukte. Dazu gehören besonders die Medizintechnik und Automobilindustrie, aber auch die Möbel-, Verpackungs-, Bau- sowie Luftfahrtindustrie. Verbreitet ist auch die Profilextrusion. Diese Produkte gehören zu den meist extrudierten Gegenständen:

  • Rohre und Stäbe
  • Chemiefasern
  • Türdichtungen
  • Ummantelungen

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Kunststoffextrusion: Extruder & Anwendungen

Gummi-Extrusion
Gummi-Extrusion: Entwickeln & optimieren Sie flexibel Materialien auf Basis von Gummi & Kautschuk

Gummi-Extrusion

Der Einschneckenextruder 19/10 DW für Anwendungen im Bereich Gummi & Kautschuk.

Lebensmitteiextrusion
Lebensmitteiextrusion

Welche Einsatzfelder bietet die Extrusion für Lebensmittel

Bei der Lebensmittelextrusion werden zerkleinerte Rohstoffe wie grobes Mehl verwendet und je nach Zielprodukt z. B. mit Fetten, Farbstoffen, Zucker, Fleisch und Wasser vermischt. Mithilfe von Dampf wird diese Mischung gekocht und durch den Extruder geleitet, in dem eine oder zwei rotierende Schnecken die Stoffe durch eine Düse drücken. Über die Extrusion von Lebensmitteln lassen sich diese Produkte herstellen:

  • Teigwaren wie Nudeln
  • Kartoffelsnacks
  • Textured Vegetable Proteine (z. B. Texturiertes Soja, Fleischersatz)
  • Tiernahrung für Hunde, Katzen, Fische (Kibbles)
  • Kaugummi und Kaubonbons
  • Knusperbrot
  • Erdnussflips
  • Manche Frühstückscerialien
  • Reiscrispies
  • Schokoflocken
  • Karamell

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Folienblaskopf
Folienblasköpfe zur Folienextrusion sind in zwei Ausführungen erhältlich: Als Wendelverteiler sowie als Pinole mit leicht auswechselbaren Einsätzen.

Welche Extrusionswerkzeuge gibt es ?

Für die Herstellung von Kabeln, Schläuchen, Rohren und Folien werden Extrusionswerkzeuge mit bekannten Standards oder individuell zugeschnitten auf den Kunden, benötigt. Bei Extrudern mit Blasfolienanlagen zur Folienherstellung findet man Wendelverteilerwerkzeuge. Sogenannte Pinolenwerkzeuge kommen bei der Produktion von Kabelummantelungen oder der Schlauchherstellung zum Einsatz, da im Gegensatz zum Stegdornwerkzeug, das Pinolenwerkzeug durch etwas hindurchgeführt werden kann, wie z. B. Draht.
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Extrusionslinie mit Tischantrieb MetaStation 4E
Extrusionslinie mit Tischantrieb MetaStation 4E

Aus welchen Komponenten besteht eine Extrusionslinie?

Unter Extrusionslinien versteht man bei einer Extrusion die für den Fertigungsablauf benötigten Maschinen, die in einer Achse hintereinanderstehen. Bestandteile einer solchen Extrusionslinie sind der Extruder, Kalibriertisch, Abzug, die Schneideanlage und der Sammeltisch. Der Kalibriertisch verhindert das Verformen von extrudiertem Material und der Abzug ist für den Transport des Materials notwendig, das durch eine Schneideanlage gekürzt wird.
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Extruderperipherie für Ihre Extrusionslinie

Verarbeitungsdüsenköpfe
Verarbeitungsdüsenköpfe

Welche Extrusionsdüsen gibt es für welchen Zweck?

Je nach Anforderungen und Spezifikationen werden verschiedene Extrusionsdüsen benötigt, denn die Düse bei der Extrusion dient der Formgebung des Endprodukts. Für die Herstellung von Folien, Platten oder Bändchen eignet sich eine sogenannte Breitschlitzdüse. Einkanaldüsen können zusammen mit einem Coex-Feedblock für mehrlagige Produkte, wie mit Thermoplasten beschichtetes Papier, Gieß- und Reckfolien sowie jeder Art von Folien oder Platten genutzt werden.
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Extrusionsdüsen für jeden Einsatzbereich:

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