Extrusion (Fertigungstechnik)

Schematische Darstellung eines Extruders.

Bei der Extrusion (v. lat.: extrudere = hinausstoßen, -treiben) werden Kunststoffe oder andere zähflüssige härtbare Materialien in einem kontinuierlichen Verfahren durch eine Düse gepresst. Dazu wird der Kunststoff – das Extrudat – zunächst durch einen Extruder (auch Schneckenpresse genannt) mittels Heizung und innerer Reibung aufgeschmolzen und homogenisiert. Weiterhin wird im Extruder der für das Durchfließen der Düse notwendige Druck aufgebaut. Nach dem Austreten aus der Düse erstarrt der Kunststoff meist in einer wassergekühlten Kalibrierung. Das Anlegen von Vakuum bewirkt, dass sich das Profil an die Kaliberwand anpresst und somit die Formgebung abgeschlossen wird. Im Anschluss darauf folgt oft noch eine Kühlstrecke in Form eines gekühlten Wasserbades. Der Querschnitt des so entstehenden geometrischen Körpers entspricht der verwendeten Düse oder Kalibrierung. Die möglichen Fertigungstoleranzen bewegen sich im Bereich von +/- 0,05 mm. Ein analoges, auf demselben Urformprinzip basierendes Verfahren, das bei der Heißumformung von Metallen zum Einsatz kommt, bezeichnet man als Strangpressen.

Das Zusammenführen von artgleichen oder fremdartigen Kunststoffschmelzen vor dem Verlassen der Profildüse wird auch Coextrusion genannt.

Produkte

Ein Drainagerohr welches mittels Extrusion hergestellt wurde.

Durch Extrusion können beispielsweise nahtlose Platten, Rohre und Profile mit über der Länge konstantem Querschnitt, aber auch beliebig lange und zumeist auf Rollen gewickelte Bahnen aus Kunststofffolie oder Schläuche hergestellt werden.

Kunststoffbehälter wie Flaschen oder Dosen, aber auch Kraftstofftanks werden durch Extrusion hergestellt. Ein extrudierter Schlauch wird von einer Form umschlossen und mittels Druckluft an die Werkzeugwand geblasen. Deshalb spricht man von Extrusionsblasformen.

Anwendungen

Produkte der Extrusionstechnik finden sich in folgenden Anwendungsgebieten (Auswahl) wieder:

Bauindustrie (Hoch- und Tiefbau), Automobilindustrie, Luftfahrtindustrie Medizintechnik, Möbelindustrie (vor allem Küchen- oder Büromöbel), Messebau, Verpackungen, Agrareinsatz, Schlauchanwendungen und Granulierung.

Lebens- und Futtermittelindustrie

In der Futtermittel- und Lebensmittelindustrie werden im Rahmen der Vorkonditionierung z. B. Erhitzungs- und Bedampfungsprozesse integriert, die z. B. Getreidebestandteile aufschließen und damit verdaulich machen.

Heißextrudieren ist eine Technik, bei der ein recht wasserhaltiger Teig (Masse) unter enormem Druck in einer Verdichtungsschnecke (ähnlich einem Fleischwolf) erhitzt wird. An der Austrittsdüse fällt der Druck ab, so dass das Wasser verdampft und das Produkt stark gelockert wird. Dabei kann die bereits verkleisterte Stärke die Gashaltung (ähnlich wie bei einer Brandmasse) unterstützen und zu festen Poren festhalten. Oft wird noch eine Trocknungs- oder Röststation nachgeschaltet. Typische Produkte sind Erdnussflips, Zwiebelringe und andere Knabberartikel.

Materialien

Gängige Materialien der Verarbeitung sind:

• PVC: Polyvinylchlorid
• PE: Polyethylen
• PP: Polypropylen
• PA: Polyamid
• HDPE: High Density Polyethylen
• LDPE: Low Density Polyethylen
• ABS: Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat
• PC: Polycarbonat
• SB: Styrolbutadien
• PMMA: Polymethylmethacrylat
• PUR: Polyurethan
• Wood-Plastic-Composites