Qualität in der Kunststoffextrusion: Wie Material, Werkzeug und Verfahren ineinandergreifen

Ob für Fensterrahmen, PKWs oder elektronische Bauteile - wer extrudierte Kunststoffprofile benötigt, muss sich darauf verlassen können, dass die Qualität stimmt. Bei Technoform gelten daher von der Planung bis zur Auslieferung der Bauteile höchste Qualitätsstandards. Dabei geht es einerseits darum, fehlerfreie Produkte herzustellen, die den höchsten Kundenanforderungen genügen. Andererseits gilt es, Abweichungen möglichst schnell aufzudecken, um bei Bedarf rechtzeitig Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Damit das gelingt, müssen verschiedene qualitätsbeeinflussende Faktoren beachtet und Qualitätssicherung über den gesamten Produktionsprozess - von der Planung bis zur Auslieferung - betrachtet werden.

Qualität ist eine Größe, für die es keinen einheitlichen Bewertungsmaßstab gibt. Denn sie ist immer vom Kunden aus definiert: „Qualität“ bedeutet, dass die Merkmale eines Produkts in der Lage sind, die Anforderungen des Kunden zu erfüllen – so definiert auch die internationale Norm EN ISO 9000:2005 den Begriff. Der Kunde als Abnehmer gibt damit die Qualität vor. Er entscheidet, welche Zielgrößen ein Extrudeur bei der Fertigung eines Kunststoffprodukts einhalten muss. Und das können je nach Produkt und je nach Anwendungsbereich ganz unterschiedliche Zielgrößen sein: Bei Kunststoffabdeckungen für die Sensortechnik beispielsweise spielen vor allem die präzise Innenkontur, Wärmeausdehnung und Brandschutz eine wichtige Rolle. Bei Kunststoffisolierprofilen für Fenster, Türen oder Fassaden, die vielen Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, gelten dagegen andere Qualitätskriterien.

Einige der wichtigsten Qualitätskriterien für Produkte aus technischen Thermoplasten zeigt die folgende Übersicht:

Die Qualität eines Produkts, das im Extrusionsverfahren hergestellt wird, hat somit viele Facetten. Und sie wird von vielen Faktoren beeinflusst. Die Auswahl des richtigen Materials spielt eine entscheidende Rolle. Technoform unterstützt seine Kunden hier mit umfassender Materialexpertise, um den für die jeweilige Anforderung am besten geeigneten Werkstoff zu finden. Und wir stellen sicher, dass er auch tatsächlich die gewünschten Eigenschaften mitbringt. Da verschiedene Materialchargen Schwankungen aufweisen können, testet Technoform vor Beginn der Serienproduktion sämtliche Materialien nach bewährten Verfahren. Dabei wird vor allem geprüft, ob die im Werksprüfzeugnis des Lieferanten angegebenen Eigenschaften tatsächlich gegeben sind. Dies geschieht bei Technoform überwiegend inhouse, was bei Bedarf häufigere und schnellere Prüfungen ermöglicht.

Das Werkzeug gibt dem Kunststoffprofil seine Form: Der geschmolzene Werkstoff wird darin über ein ausgeklügeltes System von Fließkanälen zur gewünschten Form des Profils zusammengeführt. Die Auslegung des Werkzeugs ist daher ebenfalls ein entscheidender Faktor für die Qualität des Endprodukts. Je nach Komplexität des Profils kann die Entwicklung des Werkzeugs sehr aufwändig und zeitintensiv sein. Wenn beispielsweise neben dem Kunststoff andere Materialien wie etwa Metall in ein Hybridprofil eingebracht werden sollen, muss das Werkzeug speziell hierfür eingerichtet werden. Hier kommt es darauf an, dass bei der Planung, gegebenenfalls  unterstützt durch digitale Simulation, bei der Werkzeugfertigung und auch beim Testen am Extruder die beteiligten Fachabteilungen Hand in Hand zusammenarbeiten. Auch das ist bei Technoform durch ein umfassendes Qualitätsmanagement geregelt.

Bevor die Produktion startet, werden die Qualitätsanforderungen des Kunden fachlich genauestens geprüft. Gemeinsam mit dem Kunden legt Technoform einen Prüfplan fest. Darin wird unter anderem geregelt, in welchen Abständen im Produktionsprozess Proben zu entnehmen und zu vermessen sind, welche Qualitätsmerkmale des Produkts dabei geprüft werden und welches Messmittel zum Einsatz kommt. In der Regel führt Technoform diese Messungen mindestens bei jedem Schichtwechsel durch und prüft, ob das Produkt noch die gewünschten Qualitätsmerkmale erfüllt. So kann man bei Schwankungen im Zweifelsfall schnell eingreifen. Erfasst werden sämtliche Daten in einem Messsystem, das für unsere Kunden volle Transparenz schafft.

Für die Qualität des Endprodukts spielt ein durchdachter Fertigungsprozess eine ganz wesentliche Rolle. Denn hier werden viele Faktoren wie Masse- und Werkzeugtemperatur, Schneckendrehzahl und Abzugsgeschwindigkeit festgelegt. Nicht unerheblich ist dabei auch die Frage, welche Materialien in welcher Folge auf welchen Maschinen bearbeitet werden, um Verunreinigungen zu vermeiden. Denn kleinste Granulatreste in einer Maschine, die sich mit dem nachfolgenden Granulat vermischen, können die Produktqualität massiv beeinträchtigen. Sie können zum Beispiel zu Farbabweichungen führen oder auch zu Unebenheiten auf der Produktoberfläche. Letztere entstehen dann, wenn die Materialien unterschiedliche Schmelzpunkte haben, und ein nicht aufgeschmolzenes Teilchen sich auf der Oberfläche absetzt. Solche Produktfehler lassen sich durch eine gute Planung des Fertigungsprozesses sowie sorgfältiges Reinigen der Anlage und engmaschige Qualitätskontrollen vermeiden. Wichtig ist auch, die Produktionsparameter im Extruder kontinuierlich zu überwachen, um Prozessschwankungen schnell festzustellen.

Null-Fehler-Leistungen sind das Ziel von Technoform. Um das zu erreichen, müssen sämtliche Faktoren im Fertigungsprozess - und sogar darüber hinaus - betrachtet werden: Für Technoform fängt Qualität daher bereits vor dem Angebot an, und hört nach der Auslieferung nicht auf.