Automotive

Kontinuierliche Extrusion

Kautex gilt in Europa als Erfinder der Blasformextrusion. Die erste Maschine zur Produktion von Kunststoffflaschen wurde bereits 1949 entwickelt.

In der Blasformtechnik gilt die kontinuierliche Extrusion als das Urverfahren zur Schlauchherstellung für blasgeformte Artikel. Bei diesem bis heute aktuellen Fertigungsprinzip hängt die Extrusionsgeschwindigkeit von der Schneckendrehzahlleistung ab. Für höhere Ausstoßleistungen wurde von Kautex in den 60er Jahren deshalb ein diskontinuierliches Produktionsverfahren entwickelt.

Kontinuierliche Extrusion

Eigenschaften für eine kontinuierliche Extrusion:
Kunststoffe mit hoher Viskosität
hohe Schmelzesteifigkeit
kurze, leichte Vorformlinge
Coextrusion, insbesondere mit Dünnschichten

Diskontinuierliche Extrusion

Bereits in den 60er Jahren überschritten erste blasgeformte Artikel die kritische Grenze zwischen 80 bis 100 Liter und wurden dadurch zu groß für die bis dahin übliche kontinuierliche (fortlaufende) Extrusion.

Kautex entwickelte deshalb dieses Verfahren, um die Ausstoßgeschwindigkeit für die Produktion von größeren Produkten zu maximieren.
Hierbei wird im Gegensatz zur kontinuierlichen Extrusion die Schmelze in einen Speicherraum befördert und nach der Entformung des vorherigen Teils mit hoher Geschwindigkeit auf einmal ausgestoßen. Dadurch ist die Extrusionsgeschwindigkeit deutlich höher und nicht mehr von der Schneckendrehzahl abhängig.
Während des Abkühlens und Entformens kann der Speicher wieder befüllt werden.

Neben den Extrusionsköpfen für die kontinuierliche Extrusion ist für eine diskontinuierliche Extrusion der Einsatz sogenannter Speicherköpfe erforderlich.

Diskontinuierliche Extrusion

Eigenschaften für eine diskontinuierliche Extrusion:
Kunststoffe mit geringer Viskosität
geringe Schmelzesteifigkeit
lange, schwere Vorformlinge
wie z.B. Fässer, IBC (Intermediate Bulk Container), Kraftstofftanks (Mono, Selar)
hohe Ausstoßgeschwindigkeit
geringes Auslängen des Vorformlings
geringeres Abkühlen des unteren Endes

Hochtemperaturextrusion

Gegen Ende der 90er Jahre wurden von den Kunststoffherstellern neue Materialien entwickelt, um zum Beispiel glasfaserverstärkte Polyamide blasfähig zu machen. Vor dem Hintergrund, dass einige Polymere mit Schmelzetemperaturen bis 360 °C verarbeitet werden müssen, hat Kautex am Anfang der 2000er Jahre ein Hochtemperaturextrusionsverfahren entwickelt.

In diesem Spezialgebiet werden speziell von Kautex Maschinenbau entwickelte Ergänzungsteile benötigt. Dazu gehören:

  • Extruder und Kopf aus hochtemperaturresistentem Spezialstahl
  • elektr. Komponenten in Spezialausführung
  • Wärmetrennung für Einfüllzone, Getriebe, Form/Aufspannplatte
  • eine spezielle Düsenbeheizung
  • speziell für diesen Einsatz entwickelte Sonderschnecken
  • eine spezielle Öltemperierung für Füllzone und Form
  • eine hochwertige Kopfisolierung
  • eine Einrichtung auf Stütz- und Vorblasluft mit Heizung
  • eine automatische Absenkung nach längerem Stillstand des Extruders

3-D-Technologie

Verfahren zur dreidimensionalen Formgebung wurden bei Kautex Maschinenbau bereits Mitte der 90er Jahre entwickelt, um den sonst erheblichen Butzenanteil von bis zu 80 Prozent auf nahezu 10 Prozent zu reduzieren (siehe Abbildung).

Bei diesem Verfahren wird der extrudierte Schlauch mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Formteildurchmesser, direkt in die Formkavität eingebracht und ggf. vorher deformiert und manipuliert, so dass die verbleibende Quetschnahtlänge auf ein Minimum reduziert wird. Zu den 3-D-Verfahren gehört auch das sogenannte Saugblasen, bei dem der Schlauch über einen Luftstrom durch die Blasform gesaugt wird.

3D Technologie

Mit den Saugblasmaschinen (K3D-SB), den Horizontalmaschinen mit vertikaler Öffnungsbewegung (K3D-HP), den Hybridmaschinen mit Einlegeroboter und bewegten Formteilen, die gänzlich ohne Schließeinheit auskommt, bietet Kautex Maschinenbau das breiteste Angebot in der 3-D-Blasformtechnik für jeden Anspruch.

RWDS

Das RWDS-Verfahren zur Steuerung der Wanddicke wurde von Kautex Maschinenbau bereits Mitte der 90er Jahre im Zusammenhang mit den neuen Anforderungen durch die 3-D-Technologie entwickelt, da es in stark gekrümmten Blasformteilen bei einer herkömmlichen Extrusion zu starken Wanddickenunterschieden in den Innen- und Außenradien der Krümmungen kommen würde.

Für den Ausgleich solcher Wanddickenunterschiede und auch bei Werkzeugvorkontakt wurde die „Radiale Wanddickensteuerung“ (RWDS) entwickelt. Sie ermöglicht es, die Wanddicke des Vorformlings auch über den Umfang entsprechend einzustellen.

RWDS

RWDS-Einheiten sind bei Kautex Maschinenbau optional für alle Extrusionsköpfe erhältlich (Mono, SeCo, CoEx 6/7).

Zur Regulierung der Wanddicke wird der äußere Düsenring beliebig verstellt, damit der sonst gleichmäßige Düsenspalt verändert werden kann. Dadurch lässt sich die Wanddicke an jedem Punkt des Fertigungsprozesses beeinflussen, so dass die Krafteinleitung über 90 °, also bi-axial gesteuert werden kann.

Schlauch

Coextrusion

Das Coextrusionsverfahren wird seit Anfang der 80er Jahre bei Kautex Maschinenbau angeboten. Es wurde entwickelt, um neuen Anforderungen in der Agrarchemie gerecht zu werden.

Der Begriff Coextrusion steht für das gleichzeitige Verarbeiten unterschiedlicher Kunststoffe, die in dem Extrusionskopf zu einem mehrschichtigen Schlauch mittels Haftvermittler verbunden werden. Für besonders anspruchsvolle Herausforderungen bietet Kautex Maschinenbau Anlagen für eine Fertigung von bis zu sieben Schichten.

Coextrusion

Ein geringer Bedarf an Masterbatch in der äußeren Dekorschicht verringert die Kosten von Deko/Reco Anwendungen, zusätzlich lässt sich überschüssiges Material in die Mittelschicht einbetten. Bei Lebensmitteln wird durch dieses Verfahren das Füllgut vor Umwelteinflüssen, bei Chemikalien die Umwelt vor Austritt des Füllgutes geschützt.

Sequenzielle Coextrusion (SeCo)

Die sequenzielle Coextrusion wurde von Kautex Maschinenbau bereits Mitte der 90er Jahre als erstes Verfahren dieser Art realisiert.

Diese Technologie ermöglicht eine Extrusion von abwechselnd harten und weichen Kunststoffen in einem Vorgang. Der Übergang der Materialien ist dabei fließend. Dadurch können Werkstoffe mit unterschiedlicher Steifigkeit in einem Bauteil gefertigt werden, ohne dass sie mit zusätzlichem Aufwand und Material nach der Fertigung zusammengefügt werden müssen.

Die Einsparung von Bauteilen und Fertigungsaufwand ist an dem Bildbeispiel gut zu erkennen.

Sequenzielle Coextrusion

Die sequenzielle Coextrusion (SeCo) wird in erster Linie bei der Herstellung von 3-D-Artikeln eingesetzt. Zwei Extruder beschicken dabei einen SeCo-Schlauchkopf. Über entsprechende Steuerungen wird das jeweils geforderte Material abgerufen.

Bei diesem Verfahren ist die Reihenfolge, z.B. hart-weich-hart oder umgekehrt, frei wählbar, beispielsweise für Artikel mit weichen Enden und hartem Mittelteil oder integrierten weichen Faltenbalg-Bereichen.

Integrated Slosh Wall Insert

Mit dem von Kautex Maschinenbau patentierten C3LS®-Verfahren wurde eine Technologie entwickelt, bei der durch das Einlegen von Systemkomponenten im Tankinnenraum eine Reduktion von Emissionen erreicht wird. Das Integrated-Slosh-Wall-Insert-Verfahren beruht auf dem gleichen Prinzip.

Im direkten Vergleich soll durch Integrated Slosh Wall Insert jedoch nicht das Austreten von Flüssigkeiten oder Gasen minimiert werden, sondern unliebsame Geräusche. Durch die in Neufahrzeugen heute vielfach verbaute START-/STOP-Automatik gibt es Auflagen bezüglich der Schwappgeräusche. Um diese zu erfüllen, werden Kunststoffwände (baffles oder slosh walls) in den Schlauch eingebracht und während des Blasvorgangs verschweißt.

C3LS®

Veränderte Marktvorgaben verlangen nach einer Weiterentwicklung der Produktionsverfahren zur Herstellung von CoEx-6-Kunststoff-Kraftstoffbehältern. Bei Herstellung solcher Automobiltanks kommt deshalb eine Reihe von Technologien zum Einsatz, durch die eine bedeutende Reduktion von Emissionen erreicht wird.
In erster Linie geht es bei solchen Verfahren darum, Kraftstoffsystemkomponenten in den Innenraum der Tankblase zu verlagern, um das nachträgliche Aufbohren und Befestigen einzusparen. Das ist nicht nur mit einer Kostenersparnis verbunden, sondern auch mit einer höheren Dichtigkeit, da die Anzahl der Öffnungen am Kunststoffkörper reduziert wird.

Kautex Maschinenbau konnte bereits vielen Kunden dabei helfen, deren Verfahren wie IST, TSBM oder TAPT zum Erfolg zu bringen.
Mit dem hauseigenen C3LS®-Verfahren wurde eine völlig eigenständige Fertigungsmethode entwickelt, um die bestehenden Marktvorgaben zu erfüllen.

Das patentierte C3LS®-Verfahren wurde im Jahr 2009 von Kautex Maschinenbau als optimierte Alternative für die Herstellung von LEV3- und PZEV-fähigen Kunststoff-Kraftstoffbehältern entwickelt.

C3LS® umfasst folgende Merkmale:

C3            >             C für C-förmiges Schlauchextrudat  (Parison)

                  >             C für den funktionalen Schlauchtransportgreifer (Gripper)

                  >             C für Center Preform Module

L               >             L für Loading

S               >             S für „System“ (Einlege- und Fügeautomation auf der

                                   Tankinnenseite)

Das Prinzip erlaubt es insbesondere auch, vorhandene Großblasanlagen zu C3LS®-Anlagen umzurüsten, auf denen dieses Verfahren dann angewendet werden kann, ohne den Footprint oder die Höhe der Anlage zu verändern.

 

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