Blasformmaschinen - Blow molding line - Souffleuse d'occasion - Máquinas de moldeo por extrusión-soplado

 

Kompetenzteam Blasformen & Blasformtechnik

Zwei Spezialisten, die sich mit ihrem gemeinsamen Know How um Ihre Aufgabenstellung kümmern:

Blasformen + Blasformmaschinen + Verfahrenstechnik:

Ihr erster Ansprechpartner für den Bereich Blasformverfahren und gebrauchte Blasformmaschinen.

Johannes Tack

Johannes Tack
Geschäftsführer der Xeel GmbH Bonn www.Blasformmaschinen.de
10 Jahre Erfahrung mit eigenen Blasformbetrieb als Automotive Zulieferer.
Auslegung von Blasformwerkzeugen, Produktionsoptimierung, Konstruktion von Schlauchköpfen.
An- und Verkauf + Vermittlung von gebrauchten Blasformmaschinen.
Jetzt Herrn Tack anrufen:+49(0)228 9639400

Konstruktion + Entwicklung, Nacharbeitsvorrichtungen, Retrofit Blasformmaschinen.

Ihr Ansprechpartner für den Bereich Konstruktion + Entwicklung Blasformmaschinen + Nacharbeitsvorrichtungen, Retrofit.

Steffen Frey Steffen Frey, Maschinenbauingenieur
Geschäftsführer der Sagittarius GmbH, 53757 Sankt Augustin www.Sagittariusgmbh.de
Langjährige Erfahrung in der Konstruktion von Kunststoffverarbeitungsmaschinen, Blasformmaschinen und Nachbearbeitungslinien
Jetzt Herrn Frey anrufen+4922414938855
oder per Mail über info@sagittariusgmbh.de Kontakt aufnehmen.

 

 

Eine Information aus dem Bereich Verfahrenstechnik Blasformen:

Blasformen von Kunststoffhohlkörpern

Blasformen von Kunststoffbehältern mittels kontinuierlicher Extrusion

Beim Blasformen wird im ersten Verfahrensschritt mittels eines beheizten Extruders einer Blasformmaschine Kunststoffgranulat eingezogen, verdichtet, entgast, aufgeheizt, plastifiziert und zu einem plastischen Kunststoffstrang homogenisiert.

Im nächsten Schritt wird die Kunststoffmasse in einen an den Extruder angeflanschten Schlauchkopf geführt.

Schlauchkopf mit Vorformling

Dort wird die Kunststoffschmelze zu einem Schlauch geformt, der senkrecht aus einer Düse nach unten austritt. Der Schlauchdurchmesser wird mit unterschiedlich großen Dorn- und Düsennormalien, die an den Schlauchkopf angeflanscht werden an den zu fertigenden Artikel angepasst. Die Schlauchdicke und das daraus resultierende Gewicht der Blasformteile wird durch die Auswahl von unterschiedlichen Durchmesser- Differenzen von Dorn zu Düse vorbestimmt.

Bei stark konturierten Artikeln führen unterschiedliche Reckwege zu unterschiedlichen Wanddicken innerhalb der Blasformteile. Um diese unerwünschten Auswirkungen auf die Artikelqualität zu verhindern wird die Wanddicke des Schlauches dem entgegenwirkend, durch Veränderung der axialen Stellung des konisch ausgelegten Dornes zur Düse verändert. Dorn und Düse sind entweder innen- oder außenkonisch.

Blasformen Schlauchkopf Querschnitt

(Abbildung = Außenkonisch)

Der Schlauch wird, je weiter er aus der Düse austritt immer schwerer. Je schwerer er wird und umso länger er am Schlauchkopf hängt, umso stärker wird der Schlauch durch sein Eigengewicht gereckt. Deshalb wird mit der Wanddickensteuerung auch den Folgen des Auslängens (und damit einer Schlauchdickenreduktion) entgegengewirkt.

Bei Blasformteilen mit stark ovalem Querschnitt werden Dorn oder Düse üblicherweise auch noch oval profiliert um den unterschiedlichen radialen Reckwegen im Blaswerkzeug Rechnung zu tragen. Durch unterschiedliche Schlauchwanddicken auf dem Umfang wird die Ausdünnung im Bereich großer Reckwege minimiert.

Blasform Qzerschnitt

Abbildung: Querschnitt (Draufsicht) durch Blasform mit darin befindlichem, oval profilierten Schlauch / Vorformling. Pfeile = Reckwege beim Aufblasen

Eine gleichmäßige Wanddicke ist von entscheidender Bedeutung für den Materialbedarf, eine gute Wanddickenverteilung sorgt für ebene Flächen ohne Rippenbildung. Durch eine hohe Wanddickenkonstanz kann die Kühlzeit wesentlich reduziert werden. Bei technisch anspruchsvollen Blasformteilen wird auch während des Blasformzyklusses die radiale Profilierung geändert. Man setzt dieses mittels eines in die Düse eingesetzten flexiblen Ringes um, der mit Servostellzylindern kontrolliert deformiert werden kann. Dieses Verfahren wird als PWDS (Partielle WandDickenSteuerung ) bezeichnet.

Im nächsten Schritt des Blasformverfahrens schließt die wassergekühlte Blasform um den extrudierten Vorformling. Der Vorformling wird mittels Trennvorrichtung (Messer, Glühdrahtschneider oder Schlauchschließklappe) vom weiterhin aus der Düse austretenden Materialstrang getrennt. Während oder unmittelbar nach dem Trennvorgang fährt die Schließeinheit mit der darin befindlichen Blasform schräg unter dem nachströmenden Material hinweg in die Aufblasstation.

Blasform in Aufblasstation

Wenn die Blasform die Blasstation erreicht hat, taucht ein ebenfalls wassergekühlter Blasdorn in den in der Blasform befindlichen Vorformling ein, formt mit der Blasdornspitze die Halskontur des späteren Blasformteiles und beaufschlagt die Innenseite des in der Form eingequetschten Vorformlings mit Druckluft.

Durch die Druckluft reckt sich der Vorformling und legt sich an die gekühlte Blasformwandung an. Die auf der Außenseite des Vorformlings befindliche Luft entweicht über die Formtrennebene und über zusätzlich in die Blasform eingebrachte Entlüftungsbohrungen. Der heiße, plastisch verformbare Kunststoff, der von der Druckluft an die Formwandung gepresst wird gibt anschließend einen großen Anteil seiner Wärmeenergie an die gekühlte Blasform ab und erstarrt. Beim Blasformen von Polyolefinen arbeitet man dabei üblicherweise mit Aufblasdrücken von 6 bis 10 bar.

Verfahrensbedingt wird die Wärmeenergie beim Blasformen über die Außenseite des Blasformteiles abgegeben. Da Kunststoff ein schlechter Wärmeleiter ist, nimmt die erforderliche Aufblas- und damit Abkühlzeit mit zunehmender Artikelwandung sehr deutlich in einer quadratischen Funktion zu, was bei einer Verdoppelung der Dicke der Artikelwandstärke eine Vervierfachung der Aufblaszeit erfordert.

Die langen Kühlzeiten bei dickwandigen Blasformteilen (und die damit einhergehende geringere Produktivität) versucht man zu verringern, indem man die Artikelinnenseite mittels Spülluft, Umkehrluft, Wassernebel, tiefkaltem CO2 oder flüssigem Stickstoff zusätzlich kühlt.

Folgende Faktoren beeinflussen die Kühlzeit und damit eine wirtschaftliche Fertigung beim Blasformen:

• Spezifische Wärmekapazität des zu verarbeiteten Kunststoffes
• Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes
• Farbpigmente und Additive
• Schmelzetemperatur
• Artikelwanddicke
• Gleichmäßigkeit der Wanddicke
• Innenkühlung CO2 / N2
• Innenkühlung mit Spülluft / Umkehrluft / Wassernebel
• Entformungstemperatur
• Nachkühlvorrichtung

Die Blasform beeinflusst durch ihre Auslegung die Kühlzeiten ebenfalls durch die Wahl von:

• gebohrten Kühlkanälen
• Konturgefrästen Kühlkanälen
• eingegossenen Kühlrohren
• Abstand der Kühlkanäle zum Nest der Blasform
• Wärmeleitfähigkeit des Werkzeugmateriales

Zusätzlich wird die Kühlzeit beim Blasformen beeinflusst durch:

• Kühlwasserdurchsatz
• Kühlwassertemperatur
• Taupunkt in der Umgebungsluft, auf die die Kühlwassertemperatur abgestimmt sein muss. (sonst bilden sich durch Kondenswasser Markierungen auf der Artikeloberfläche)

Nach einer voreingestellten Zeitspanne wird das Aufblasen beendet und in einer nachfolgenden Zeitspanne kann die im Blasteil enthaltene Druckluft entweichen. Anschließend öffnet die Form und das Blasformteil samt Butzen bleibt auf dem Blasdorn hängen. Wenn der zeitgleich mit dem Aufblasvorgang extrudierte nächste Vorformling die mittels Fotozelle überwachte Länge erreicht, fährt die Schließeinheit samt Blasform wieder in die Position direkt unterhalb des Schlauchkopfes.

Produktionsfolge im Blasformprozess

Dort angekommen schließt die Blasform wieder um den Vorformling. An der Blasform sind Maskenarme angebracht, die sich mit der Formschließbewegung um das noch am Blasdorn hängenden Blasformteil legen und es festhalten. Der Blasdorn fährt jetzt aus der unteren Position heraus nach oben, das Blasformteil verbleibt dabei in den Maskenarmen.
Wenn der Blasdorn in der oberen Stellung angekommen ist, fährt die Blasform wieder zurück in die Aufblasstation (Bewegung "1") und transportiert gleichzeitig den in den Maskenarmen befindlichen Artikel in die mit Führungsstangen versehene Entbutzungsstation. Beim herunter fahren der Blasform schieben die Maskenarme gleichzeitig das aus dem vorhergehenden Zyklus in der Butzentrennstation verbliebenen Blasformteil weiter in die Artikelführung und damit aus der Blasformmaschine heraus.

Die Blasdorne tauchen wieder in die Blasform (Bewegung "2"), der nächste Vorformling wird aufgeblasen. In der Butzentrennstation werden die Reste des Vorformlings, die über das Formnest nach oben und unten hinausgeragt hatten mit einer Stanzvorrichtung abgetrennt. Diese als Butzen bezeichneten Abschnitte werden einer Schneidmühle zugeführt, eingemahlen und als Mahlgut dem Fertigungsprozess wieder zugeführt.

Schrumpfung des Artikels

Der Artikel schrumpft während des Abkühlvorganges innerhalb und ausserhalb des Blaswerkzeuges. Das heißt daß der fertige Artikel kleiner ist als das in die Blasform eingebrachte Formnest.

Die Schrumpfung ist abhängig von

• Dem verwendeten Materialtyp des Artikels
• Der Entformungstemperatur des Artikels
• Farbpigmenten und Additiven
• Der Artikelwanddicke
• Dem Reckverhältnis von Vorformling zu Artikelabmessung.

Beispielsweise wird ein nicht eingefärbter Artikel aus HDPE mit Wanddicke 1 mm bei den üblichen Taktzeiten um ca. 1,7% schrumpfen Ein Artikel aus HDPE mit einer Wandstärke von 5 mm wird um etwa 2,5% schrumpfen. Der Schrumpfvorgang, der zuerst schnell von statten geht, ist in der Regel erst 24 bis 48 Stunden nach der Herstellung abgeschlossen. Deshalb ist es für die Qualitätssicherung wesentlich, welche Zeit zwischen der Produktion und der Erfassung von Artikelmaßen vergangen ist. Das gleiche gilt für den Zeitpunkt einer möglichen Nachbearbeitung z.B. mit Bohrungen bei denen genaue Mittenabstände eingehalten werden müssen.

Blasformteil vor und nach dem Entbutzen

Blasformteil vor und nach dem Entbutzen

In der Blasform wird der Bereich in dem der Butzen liegt oftmals mit Rippen versehen, um die Kühlfläche zu vergrössern und dem Butzen eine höhere Stabilität zum Abstanzen zu geben.

Blasform Schneidkante und Butzenbereich

In der nebenstehenden Abbildung sind ebenfalls die bis auf die Formtrennebene hervorstehenden Schneidkanten der Blasform gut zu erkennen. Das Formnest wird, anders als hier gezeigt, bei der Verarbeitung von Polyolefinen (PE + PP) sandgestrahlt. Durch die dadurch entstandene Oberflächenstruktur der Blasform wird verhindert, daß sich die Kunststoffschmelze abdichtend in die Form legt, Luftpolster eingeschlossen werden und ein vollständiges Entlüften des Nestes unterbleibt.

Bei der Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe rechnet man mit erforderlichen Schließkräften je laufenden cm Butzentrennkante bei Einsatz von:

LDPE mit 800 - 1000 N/cm
HDPE mit 1000 - 1200 N/cm
HDPE hochmolekular mit 1600 - 1800 N/cm
PP mit 1500 - 1800 N/cm
PC mit 1600 - 1900 N/cm

Zu diesen Trennkräften kommen noch die Kräfte der Butzenquetschung hinzu. Die Kraft die durch den Aufblasdruck aufgebaut wird (Aufblasdruck x projizierte Formnestfläche auf der Trennebene) wird nicht zum Zeitpunkt des Schließens der Blasform aufgebracht und braucht deshalb nicht zu den Trennkräften addiert werden. Maßgeblich für die notwendige Schließkraft ist, welche der beiden Kräfte höher ist. (zzgl. Sicherheitsaufschlag)

 

Weiterführende Seiten:

Extrusion als erster Verfahrensschritt

Blasmaschinenzyklus aus Sicht eines Elektrikers

Blasformen mittels Speicherkopf und diskontinuierlicher Bereitstellung des Vorformlings

 

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