Thermoplastische Extrusion
Die Kunst der Extrusion - Formen, gestalten, optimieren
Thermoplastische Extrusion
Innovative Werkstoffmischungen und hervorragende technische Eigenschaften, die weit über das Herkömmliche hinausgehen: Wir verarbeiten Compounds mit kurzen oder langen Fasern aus diversen Werkstoffen wie Glas, Carbon oder Mineralien — auch solche mit hohem Füllgrad. Das erlaubt uns, weit über das Mögliche hinauszugehen.
In Kombination mit einer Vielfalt an Basispolymeren werden außergewöhnliche Materialeigenschaften möglich — z.B. elektrisch oder thermisch leitende Kunststoffe, UV-Beständigkeit sowie Profile mit Mikrohohlkammern für spezifische Anwendungen.
Aufgrund unseres speziellen Extrusionsverfahrens können wir diese Materialien mit höchster Genauigkeit verarbeiten. Das Ergebnis: Extrem glatte Oberflächen, einzigartige Konturschärfe, niedrigste Toleranzen und höchste Präzision.
Interview mit Konal Khurana, Purchasing Manger und Philipp Sälzer, Research & Development bei Technoform
Konal, Technoform hat mehr als 50 Jahre Erfahrung in der Extrusion. Was ist das Besondere an eurem Fertigungsverfahren?
Konal: Wir spezialisieren uns auf Thermoplasten. Die Fertigung von Profilen aus thermoplastischen Kunststoffen erfolgt grundsätzlich in der Endlos-Extrusion. Produkte dieser Art lassen sich mit anderen Fertigungsverfahren wie z. B. Fräsen oder Spritzgießen nicht wirtschaftlich produzieren.
Konal Khurana
Was zeichnet Technoform über die Technik hinaus aus?
Konal: Wir extrudieren nicht nur, sondern beraten unsere Kunden hinsichtlich der Produktentwicklung. Unsere Ingenieure konstruieren Lösungen für verschiedenste Branchen, das unterscheidet uns von anderen Extrudeuren. Technische Experten sind sehr früh in die R&D Projekte unserer Kunden eingebunden und gehen auf individuelle Bedürfnisse und Machbarkeit ein. Wir besitzen nicht nur Materialverarbeitungs-Knowhow, sondern auch ein Anwendungs-Knowhow.
Dabei spielt die inhouse Werkzeugkonstruktion eine entscheidende Rolle, die wir für jeden Kunden individuell anfertigen. Hier haben wir einfach Vorteile, dadurch, dass wir unser Handwerk sehr gut kennen.
Welche Materialien könnt ihr extrudieren?
Konal: Unsere Spezialität ist es thermoplastische Kunststoffprofile aus Polypropylen, Polyamid oder olyphenylsulfid (PPS) mit einem Verstärkungsmaterial, wie z.B. Glasfaser und weiteren Additiven für die gewünschte Kundenfunktion zu extrudieren, wie beispielsweise UV-Schutz, niedrige Wärmeleitfähigkeit oder Korrosionsschutz. Außerdem lassen sich thermoplastische Kunststoffe recyceln, sind beliebig oft wiedereinschmelzbar und gelten somit als nachhaltige Materialoption unter den Kunststoffen.
Material trifft Form
Wie wichtig ist die Materialauswahl?
Konal: Diese ist für die Effizienz und Qualität des Extrusionsprozesses sehr wichtig. Grundsätzlich wird ein Material nach den Anforderungen der späteren Anwendung im Produkt ausgewählt. Im Detail verringert dann eine genaue Spezifikation der erforderlichen Materialeigenschaften das Risiko, dass vermeintlich gleiche Materialien von unterschiedlichen Herstellern unterschiedliche Ergebnisse in der Extrusion erzeugen.
Dabei ist entscheidend, dass die Qualität gleichbleibend sein muss! Nur so können Fertigungsparameter an der Extrusionslinie gleichbleiben und die Qualität der Profile sichergestellt werden.
Ist dies nicht der Fall, zeigen sich Defekte am Profil, in der Verarbeitbarkeit oder erst bei mechanischen Tests nach der Extrusion. Das Material beeinflusst also die Effizienz des Prozesses maßgeblich.
Unsere R&D-Teams testen deshalb vor der Freigabe neue Werkstoffe und deren Kombination mit unserem Fertigungsverfahren und dem Kundenwerkzeug.
Wie lange dauert eine Materialumstellung?
Philipp: Bei der Einführung neuer Materialien orientieren wir uns an den produktspezifischen Anforderungen. Aufgrund von komplexen Freigabeprozeduren, z.B. in der Baubranche, dauern die Materialfreigaben verhältnismäßig lang.
Eine besondere Bedeutung haben in der heutigen Zeit Recyclingmaterialien, sogenannte Post-Industrial- (PIR) und Post-Consumer-Recycling-Materialien (PCR). In enger Zusammenarbeit mit Kunden und Lieferanten arbeiten wir an nachhaltigen Lösungen, um Umwelt und Klima zu entlasten.
Worauf legt ihr Wert in der Materialbeschaffung?
Philipp: Natürlich suchen wir stets nach der besten Lösung. Da wir ein breites Produktportfolio haben, um globale Kunden zu bedienen, achten wir besonders auf zuverlässige Lieferanten und qualitativ hochwertige Materialen. Dabei müssen entsprechende, länderspezifische Normen und Vorgaben eingehalten werden, wie z.B. EU-Auflagen, die REACH-Verordnung und weitere Zertifikate wie Cradle-to-Cradle (C2C). Spätestens seit der Corona Zeit legen wir vermehrt Wert auf Risikominimierung und mehrere Materialquellen, die sich in der Qualität und Zuverlässigkeit bewährt haben. Eine langfristige Partnerschaft ist hierbei das Ziel. Auch soziale Aspekte sind bei der Auswahl wichtig, da wir auf verantwortungsvollen Umgang mit Menschen und Natur Wert legen.
Die Zukunft der Extrusion:
Welche Technologien oder Materialien werden die Extrusion verändern?
Philipp: Die Entwicklungen in der Extrusion sind abhängig von Marktanforderungen. Nachhaltiges und effektives Bauen beispielsweise oder die Notwendigkeit bessere Nachhaltigkeitswerte mit Produkten zu erzielen.
Aktuell setzen wir den 3D-Druck als Alternative für zeitnahe Musterfertigung und Prototypen ein. Obwohl die Möglichkeiten hierbei noch nicht ausgereift sind und nicht die Präzision und Effizienz unseres Extrusionsprozesses erreichen, prüfen wir weitere Einsatzmöglichkeiten. Auch im Werkzeugbau ergeben sich mittels 3D-Druck Potenziale. Somit wären Bauteile möglich, die mit herkömmlichen Fertigungsverfahren nicht herstellbar sind.
Weiterhin profitieren Kunden von neuen Werkzeugstählen, die die Standzeit (Langlebigkeit) von Werkzeugen verlängern und neue Freiheiten in der Profilgestaltung ermöglichen. Für die Serienfertigung ist die verlängerte Standzeit auch von Vorteil, da Kosten- und Zeit eingespart werden.
In Zukunft wird der Wertstoffkreislauf etabliert sein müssen. Die Umstellung auf einen nachhaltigen ressourcenschonenderen Werkstoffprozess stellt Produzenten vor neue Herausforderungen.
Das Material ist beim Thema Nachhaltigkeit jedoch der wichtigste Faktor. Hier sind also nachhaltigere Rohstoffe gefordert.
Welche Rolle spielen zukünftig digitale Zwillinge oder Simulation für die Extrusion?
Philipp: Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Modell eines physischen Objekts oder Systems, das Echtzeitdaten nutzt, um das Verhalten des realen Gegenstücks zu simulieren. Diese Modelle können in verschiedenen Phasen des Produktlebenszyklus eingesetzt werden, von der Entwicklung bis zur Wartung.
Der digitale Zwilling, die digitale Repräsentanz eines materiellen oder immateriellen Objekts aus der realen in die digitale Welt. Die Anwendung ist auf jegliche Systeme und Endgeräte denkbar und bietet mehr Möglichkeiten der Simulation als herkömmliche Methoden. Er ermöglicht die gleichzeitige Darstellung mehrerer Szenarien und liefert präzisere Ergebnisse.
Durch Datenanalyse und maschinelles Lernen können digitale Zwillinge Vorhersagen treffen und Optimierungsvorschläge machen. Dies hilft, Engpässe zu identifizieren und die Ressourcennutzung zu optimieren. So können Materialien effizienter eingesetzt und nachhaltiger produziert werden, was unser Ziel eines geschlossenen Werkstoffkreislaufs („closed loop“) unterstützt.