Fertigungstechnik und Verfahrenstechnik: Extrusion, Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Fügen und spanende Bearbeitung
Extrusion und Spritzgießen
Bei der Extrusion werden Kunststoffe in Schneckenmaschinen plastifiziert und kontinuierlich durch eine Düse gepresst. Zentrale Begriffe sind Förderzone, Kompressionszone, Homogenisierzone, Massetemperatur, Massedruck, Durchsatz und spezifische Energie. Beim Spritzgießen sind Füllphase, Nachdruckphase und Kühlphase zu unterscheiden; Nachdruck wirkt der Schwindung entgegen, Kühlzeit bestimmt die Zykluszeit. Typische Prüfungsfallen: Verwechslung von Staudruck und Nachdruck, falsche Zuordnung von Werkzeuginnendruck und Schließkraft, sowie die Annahme, eine höhere Massetemperatur verbessere immer die Qualität.
Blasformen und Thermoformen
Extrusionsblasformen und Spritzblasformen unterscheiden sich in der Vorformlingsherstellung. Beim Thermoformen müssen Erweichungstemperatur, Verstreckverhältnis und Wanddickenverteilung beachtet werden. Fallen: zu frühes Entformen führt zu Verzug; ungleichmäßige Erwärmung erzeugt Wanddickenschwankungen.
Fügen und spanende Bearbeitung
Schweißverfahren wie Heizelementschweißen, Ultraschallschweißen, Reibschweißen und Warmgasschweißen erfordern artgleiche Werkstoffe. Kleben erlaubt Mischbauweisen, verlangt aber Oberflächenvorbehandlung. Spanende Bearbeitung von Kunststoffen erfordert scharfe Werkzeuge, hohe Schnittgeschwindigkeiten und gute Kühlung, um Schmelzen und Risse zu vermeiden.
Worked Example
Ein Spritzgießteil aus teilkristallinem PP hat eine Wanddicke von 2 mm und eine projizierte Fläche von 100 cm². Bei einem Nachdruck von 300 bar und einem Schließkraftbedarf von etwa 0,5 t/cm² ergibt sich eine überschlägige Schließkraft von 50 t; zusätzlich Reserve einplanen. Merkregel: Schließkraft = projizierte Fläche × spezifischer Werkzeuginnendruck, Einheiten konsistent halten.