Extrusionsformen

Extrusionsformen, auch als Extrusionsdüsen oder Formwerkzeuge bezeichnet, sind die Werkzeugkomponenten, die beim Extrusionsprozess das aus dem Material austretende Profil formen. Sie definieren den Querschnitt, die Wandstärke und das Oberflächenbild des Endprodukts. Anwendungen erstrecken sich über Kunststoff-, Metall-, keramische und Lebensmittelextrusion.

Aufbau: Eine Extrusionsanlage besteht aus einem beheizten Materialbehälter, einem Antrieb (Kolben bzw. Presse) und der Düse bzw. Form. Das Material wird erhitzt bzw. plastifiziert, durch die Form gepresst und formstabil aus dem Austritt herausgepresst.

Funktionsweise: Die Formung hängt von der Geometrie der Düse, dem Fließverhalten des Materials und dem Prozessdruck ab. Typische Formen schließen Flachdüsen für Profile, Runddüsen für Röhren oder Kanäle sowie komplexe Mehrkanal- oder konturierte Düsen ein. Die Auslegung berücksichtigt Materialviskosität, Temperatur, Reibung, Entgasung, Kühlung und Verschleiß.

Materialien und Design: Düsengehäuse bestehen oft aus Werkzeugstahl, Carbide oder keramischen Werkstoffen; Oberflächenbeschichtungen reduzieren Verschleiß. Die Entwurfsphase nutzt rheologische Modelle, um Fließverhalten, Druckverlust und Abweichungen zu minimieren.

Vor- und Nachteile: Extrusionsformen ermöglichen kontinuierliche Produktion großer Stückzahlen, enge Querschnittstoleranzen und gute Oberflächen. Nachteile sind hohe Anfangskosten, begrenzte Materialhärte- und Viskositätsgrenzen sowie Verschleiß durch abrasive Stoffe.

Geschichte: Die Technik entwickelte sich im 19. und 20. Jahrhundert, mit Fortschritten in Werkstoffen, Fertigungstoleranzen und Prozesssteuerung, inklusive computergestützter Simulationen.