Extrusion 7-2022

26 Extrusionsblasformen – Aus der Forschung Extrusion 7/2022 I nsbesondere die Wanddickenverteilung des Formteils ist für die Qualität des Hohlkörpers und die Wirtschaftlichkeit des Pro- zesses verantwortlich [Hau88]. Das fertige Blasformteil soll eine möglichst gleichmäßige Wanddickenverteilung aufweisen, da Bereiche geringer Wanddicke mechanische Schwachstellen dar- stellen. Gleichzeitig erhöhen Dickstellen wegen des zusätzlichen Materialbedarfs und der längeren Kühlzeit die Fertigungskosten, sodass das Werkstoffpotenzial bei weitem nicht im vollen Um- fang genutzt wird. Die Wanddickenverteilung des Formteils wird maßgeblich durch die Geometrie des Vorformlings, das heißt dessen Durchmesser und die Wanddickenverteilung beeinflusst. Daher kommt dem Prozessschritt der Vorformlingsextrusion eine entscheidende Bedeutung für die Qualität des Formteils zu. Während des Aufblasens in der Blasform wird der Vorformling lokal unterschiedlich stark verstreckt. Die Verstreckung des Vor- formlings ist mit einer Abnahme der Wanddicke verbunden. Um ein Formteil mit möglichst gleichmäßiger Wanddicke zu erhal- ten, wird die Wanddickenverteilung des Vorformlings den un- Prozesssichere Produktion im Extrusionsblasformen durch berührungslose Vorformlingserfassung Die technische Weiterentwicklung des Extrusions- blasformens ist nicht nur von steigenden Anforde- rungen an die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, sondern auch an die Qualität der Formteile geprägt [Brü08, GH00]. Dabei genügt das Verfahren zur Herstellung von Kunststoffhohlkörpern bereits sehr gut den hohen Ansprüchen hinsichtlich eines nied- rigen Werkstoffbedarfes und geringer Ausschuss- quoten [THG19]. Die Versorgung des Marktes mit hochwertigen Qualitätsartikeln ist jedoch nur dann sichergestellt, wenn die Hersteller über die genaue Kenntnis des Fertigungsablaufs verfügen und die Einflüsse der Verfahrens- und Werkstoffparameter auf die relevanten Produkteigenschaften wie die Wanddickenverteilung von Vorformling und Bau- teil richtig einschätzen können. Daher wird am IKV eine Vorformlingserfassung entwickelt, die es ermöglichen soll, die Geometrie- sowie Tempera- turverteilung des Vorformlings zu bestimmen. In praktischen Blasformversuchen konnte gezeigt werden, dass das Temperaturprofil des Vorform- lings dazu genutzt werden kann, dessen Wand- dicke vorauszusagen. Diese Erkenntnisse können für zukünftige Regelungsansätze bei der Vorform- lingextrusion herangezogen werden. Bild 1: Schematischer Aufbau der berührungslose Vorformlingsüberwachung im Extrusionsblasformen terschiedlichen lokalen Verstreckverhältnissen angepasst. Hierzu kann die Spaltweite im Austrittsbereich des Schlauchkopfes durch axiales Verfahren von Düse oder Dorn während der Vor- formlingsextrusion verändert werden. Düse und Dorn sind des- halb im Austrittsbereich konisch gestaltet. Das Verfahren wird axiale Wanddickensteuerung genannt. Bei den derzeit in der In- dustrie eingesetzten Wanddickensteuerungen folgt der Verlauf der Düsenspaltweite einer definierten Sequenz, die mit der Ex- trusionszeit als weiteren Parameter abgefahren wird. Die aktu- elle Spaltweite wird dabei jeweils über den Verfahrweg eines Hydraulikzylinders, der sich üblicherweise aus einem konstanten „Grundspalt“ und einem zusätzlichen, zeitabhängigen „Spalt- weitenprofil“ zusammensetzt, eingestellt. Um in der Fertigung Abweichungen von der Soll-Wanddickenverteilung zu detektie- ren, werden in der Regel einzelne Formteile einer zeitintensiven Vermessung unterzogen. Unabhängig von der Wanddicken- messung wird eine Korrektur der Spaltweitenprogrammierung bisher jedoch meist manuell vorgenommen. Sie erfordert einen Schwellen Wanddicke Dehnung Schlauchlänge