Extruderschnecke

Die Extruderschnecke ist das wichtigste Maschinenelement eines Extruders. Zusammen mit dem Zylinder bildet sie die Plastifiziereinheit, in der der Kunststoff aufgeschmolzen wird. Durch die Geometrie der Schnecke wird die Fördergleichmäßigkeit, Qualität und Fördermenge bestimmt.

Aufgabe

Die Extruderschnecke hat die Aufgabe, den Kunststoff aus dem Zylinder einzuziehen, ihn zu fördern, aufzuschmelzen und zu homogenisieren. Ebenso muss sie einen Druck aufbauen, um das Werkzeug zu durchströmen.

Aufbau

Grundsätzlich wird eine Schnecke in drei Funktionsbereiche unterteilt. Bei der Barriereschnecke wird die mittlere Zone auch als Barrierezone bezeichnet.

Einzugszone

Das Material welches als Feststoff in Form von Granulat oder Pulver vorliegt, wird aus einem Trichter eingezogen und durch die Drehung der Schnecke weiterbefördert.

Kompressionszone

In der Kompressionszone wird das Material durch die abnehmende Gangtiefe verdichtet und aufgeschmolzen (plastifiziert).

Austrag- bzw. Meteringzone

In dieser Zone wird die Schmelze auf die gewünschte Verarbeitungstemperatur gebracht und homogenisiert. Außerdem wird der nötige Druck aufgebaut, um den Werkzeugwiderstand zu überwinden. Dieser bestimmt die Durchsatzleistung

3 Zonen Schnecke

Barriereschnecke

Schnitt durch die Aufschmelzzone einer Standardschnecke

Schnitt durch die Aufschmelzzone einer Barriereschnecke

Bauarten

Drei-Zonen-Schnecke

Die Drei-Zonen-Schnecke ist die gebräuchlichste Schneckenform, mit der eine große Anzahl von Materialtypen verarbeitet werden kann.

Barriereschnecke

Bei der Barriereschnecke ist zu Beginn der Barrierezone ein zusätzlicher Steg angebracht, dessen Höhe geringer ist als die des Hauptstegs. Dieser Steg wird als Barrieresteg bezeichnet. Durch den Barrieresteg wird der Schneckenkanal in Schmelze und Feststoffkanal aufgeteilt. Die Spaltweite ist so klein, dass keine Feststoffteilchen über den Steg in den dahinterliegenden Schmelzekanal gelangen können. Durch die Trennung von Schmelze und Festkörper ist ein besserer Aufschmelzvorgang gewährleistet, da keine Feststoffinseln in der Schmelze herum schwimmen können. In der Austragszone einer Barriereschnecke sind Homogenisierelemente wie Scher- und Mischteile vorhanden. Gegen Ende der Barrierezone wird der Feststoffkanal kleiner und der Schmelzekanal größer. Dadurch werden die verbleibenden Festkörper durch Dissipation gezwungen, auch in Schmelze zu gehen.

Daneben existieren zahlreiche weitere Bauarten.

Quellen

• Helmut Greif, Andreas Limper, Gordon Fattmann, Stefan Seibel: Technologie der Extrusion , Carl Hanser Verlag, München 2004
• Johannes Wortberg, Dirk Kaczmarek: Kunststoff Maschinen Führer, Carl Hanser Verlag, München 4. Aufl. 2004