Extrusion 8-2018

D ie Fließkanalgeometrie, durch die das Polymer fließt, ist ei- ne kritische Komponente eines gut konzipierten Extrusi- onssystems. Die Verweilzeit oder die Zeit, die das Polymer durch die Düsenanordnung fließt, sollte in Betracht gezogen werden, um Verbrennung- oder Stagnationsprobleme zu vermeiden. Durch zu große Kanäle besteht die Gefahr, dass die Einwirkzeit des Polymers gegenüber Verarbeitungstemperaturen beginnen könnte, das Polymer zu zersetzen. Eine zu eingeschränkte Geo- metrie bedeutet oft, dass das System mit hohen Drücken be- trieben wird, was oft die Produktionsgeschwindigkeit begrenzt. Außerdem können die Benutzer auf tote Stellen treffen, die das Material nicht frei fließen lassen. Wenn dies nicht korrigiert wird, kann man auf Material stoßen, das vollständig abgebaut wurde. ( ) Während diese Situationen bei allen Poly- meren auftreten können, wird dies in der medizinischen Indus- trie aufgrund der Verwendung teurer Materialien zu einem ernsthaften Problem. Auch bei medizinischen Produkten wird üblicherweise Bariumsulfat verwendet, eine strahlenundurch- lässige Substanz, die das fertige Produkt auf Röntgenaufnah- men sichtbar werden lassen. Wenn Bariumsulfat mit Hochtem- peraturmaterialien wie Fluorpolymeren coextrudiert wird, müs- sen die Strömungskanäle so konstruiert sein, dass das Barium- sulfat nicht abgebaut wird. Tote Stellen und eine hohe Verweil- zeit führen dazu, dass das Bariumsulfat gelb wird und das Pro- dukt zerstört. Die Sensoren und Rückmeldungen, die das System zur Verfü- gung stellt, sollten überprüft und verdoppelt werden, um si- cherzustellen, dass das Polymer ordnungsgemäß verarbeitet wird. Die Temperatur des Polymers, das den Formhohlraum durchfließt, könnte stark von der Thermoelementablesung ab- weichen. Bekannt ist, dass das Thermoelement ein Sensor ist, der die Temperatur der Düsenanordung misst. In den meisen Fällen liest der Sensor die Temperatur des Polymers nicht direkt, sondern ist auf dem Außengehäuse einer Düsenanordnung ins- talliert. Zwischen dem Polymer und dem Thermoelement kann ein erheblicher Wärmegradient auftreten, was dazu führt, dass nicht sichergestellt werden kann, dass das Polymer richtig ver- arbeitet wird. Da die Polymertemperatur tatsächlich kälter oder heißer als angegeben sein kann, ist es unerlässlich, beim Arbei- ten mit zerbrechlichen Materialien oder beim Erstellen von Re- zepten für die Linie physikalische Messungen aus dem Schmel- zestrom durchzuführen. Um dies zu tun, sollten die Messungen bei Produktionsgeschwindigkeit durchgeführt werden. Wenn das Polymer beginnt, sich durch die einschränkenden Strö- mungskanäle zu bewegen, entwickelt es durch die viskose Ab- leitung Wärme. Je schneller das geht, desto mehr Wärme trägt der Polymerfluss zum System bei, sofern alles andere gleich bleibt. Eine enge Überwachung ist kritisch für viele thermisch empfindliche Materialien wie Ethylenvinylalkohol (EVOH), wo Gele und andere Zersetzungen auftreten können. Zum Beispiel Verbranntes Material aufgrund zu langer Verweilzeit in der Matrize Der Extrusionsprozess bringt einige Herausforde- rungen mit sich, wobei die Produktqualität in vielen Branchen der Vorreiter ist, insbesondere bei extrudierten Medizinprodukten. Medizinische Schläuche und ummantelte Produkte müssen hergestellt werden, um sehr enge Toleranzen auf- rechtzuerhalten, wobei oft die Wanddicke und der Durchmesser auf Toleranzen von weniger als 0,1mm geprüft werden. Polymere, die in der medizinischen Industrie verwendet werden, können ebenfalls extrem teuer sein. Das gesamte Extrusionssystem muss sorgfältig kontrolliert und abgestimmt werden, um diese anspruchsvollen Produkte kosteneffizient herzustellen. Dies ist besonders wichtig für Konstruktionen mit mehreren Schichten und/oder mehreren Lumen. 32 Extrusionswerkzeuge Extrusion 8/2018 Fließdynamik von Extrusionswerkzeugen