07.07.2022
Extruderwellen: Schleifen ist mehr als eine Finishing-Bearbeitung.
Obwohl Schleifen eines der ältesten Fertigungsverfahren der Welt ist, führte es im Vergleich zu anderen spanenden Fertigungsverfahren lange ein Schattendasein. Doch das verändert sich zunehmend
Vom Finishing zur Hochleistungszerspanung
Häufig wurde Schleifen als reine Finishing Bearbeitung bezeichnet. Diese Einschätzung hängt vermutlich damit zusammen, dass viele Menschen Schleifpapier oder Winkelschleifer aus dem Baumarkt kennen und damit deutlich häufiger in Berührung kommen als mit modernen Hochleistungs Schleifmaschinen. Daher ist nachvollziehbar, dass das Bewusstsein für die Leistungsfähigkeit moderner Schleifprozesse noch nicht überall ausgeprägt ist.
Moderne Schleiftechnologie zeigt jedoch folgende Vorteile:
- Hoher Materialabtrag in kurzer Zeit
- Vergleichbare Bearbeitungszeiten wie spanende Verfahren
- Geringere Werkzeugkosten
- Herstellung komplexer Werkstücke auf nur einer Maschine
Ein besonders gutes Beispiel hierfür findet sich in den Werkzeugen von Extrusionsanlagen.
Extrusionstechnologie als anspruchsvolles Einsatzfeld
Extrusion ist ein komplexes Verfahren, bei dem ein Extruder zähflüssige Masse unter Druck durch eine formgebende Öffnung presst. Das Grundprinzip lässt sich anhand von Play Doh Spielknete erklären.
Extrudierte Produkte begegnen uns täglich. Dazu gehören unter anderem:
- Kaugummis
- Schläuche, Folien und Türdichtungen
- Keilriemen und Zahnriemen
- Nudeln, Erdnussflips, Frühstücksflocken
- Keramische Produkte und Fahrradfelgen
- Fleischersatz, PVC, Gebäck
Und viele weitere.
Extruderschnecken als Schlüsselkomponenten
In Extrusionsanlagen kommen verschiedene Schneckentypen zum Einsatz. Dazu gehören:
- Einschneckenextruder
- Doppelschneckenextruder
- Vielwellenextruder
- Kaskadenextruder
- Planetwalzenextruder
Die Anforderungen an die Wellengeometrien unterscheiden sich je nach Produkt. Besonders anschaulich wird dies bei Barriereschnecken. Diese Schneckenart zeichnet sich aus durch:
- Hohe Aufschmelzkapazität
- Reduktion der Schmelztemperatur
- Trennung von Feststoff und Schmelze durch einen Barrieresteg
Barriereschnecken werden unter anderem in der Hochleistungsextrusion für Rohre, Blasfolien und Blasformen eingesetzt. Ihre Funktionszonen umfassen Einzugszone, Plastifizierzone, Barrierezone sowie Misch und Scherteil.
Schematische Darstellung einer Barriereschnecke mit den 4 Funktionszonen.
Mischteile und Scherteile für optimale Homogenität
Mischteile
- Steigern die thermische und mechanische Homogenität
- Teilen und vereinen die Schmelze mehrfach
- Erzielen gleichmäßige Verteilung durch stromteilende Elemente
Typische Mischgeometrien:
- Stifte im Schneckenkanal
- Pineapple Mischteil
- Ring mit Bohrungen
Scherteile
- Erhöhen die Homogenität durch gezielte Scherbelastung
Typische Schergeometrien:
- Zylinderscherteil
- Wendelscherteil
- Maddockscherteil
- Troesterscherteil
Auch die Spitze der Welle, als Teil der Rückstromsperre RSP, spielt eine zentrale Rolle. Sie verhindert während des Einspritzens das Zurückfließen der Schmelze und muss extremen Belastungen standhalten.
Hochleistungsplastifizierung erfordert perfekte Fertigung
Extruderwellen zeichnen sich aus durch:
- Unterschiedliche komplexe Geometrien
- Anspruchsvolle Werkstoffe
- Hochwertige Materialausführungen
- Teilweise sehr große Wellenlängen
Diese Faktoren prädestinieren die Fertigung auf Hightech Schleifmaschinen der Multigrind Baureihe. Traditionell werden solche Werkstücke auf mehreren Maschinen gefertigt, beispielsweise auf Drehmaschinen, Fräsmaschinen, Wirbelmaschinen und Poliermaschinen. Das verursacht hohen Zeit und Rüstaufwand.
Eine Multigrind Maschine ermöglicht hingegen:
- Fertigung in einer einzigen Aufspannung
- Reduzierte Arbeits und Rüstzeiten
- Geringere Kosten pro Werkstück
Turnkey Lösungen von Haas zeigen dies bereits bei:
- Turbinenkomponenten aus Inconel
- Optischen Komponenten aus Saphirglas
- Präzisionswerkzeugen aus Hartmetall
- Prothesen aus Speziallegierungen
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