Silikonextrusion: Innovationen und Technologien für die Zukunft der Fertigung

Silikonextrusion: Innovationen und Technologien für die Zukunft der Fertigung

Extrudierte Produkte aus Silikon sind heutzutage in unserem Alltag unverzichtbar. Die besonderen Eigenschaften von Silikon, auf welche wir noch eingehen werden, machen diesen zu einem “high Performance” Werkstoff. Doch wie wird dieses Material verarbeitet? Im Folgenden werden wir das Verfahren der Extrusion von Silikon näher erläutern, welches es ermöglicht, flexible, hitzebeständige und präzise Produkte herzustellen, die in vielen Bereichen, wie der Medizin, Lebensmittelindustrie oder im Bauwesen, gefragt sind.

Doch welche Maßnahmen stellen sicher, dass die speziellen Anforderungen der Silikonextrusion gewährleistet werden? Eine entscheidende Rolle spielen dabei die außergewöhnlichen Eigenschaften des Silikons sowie spezifische Technologien - welche genau, erfahren Sie in diesem Artikel.
 

1. Was macht Silikon so besonders?

Silikon ist ein äußerst vielseitiges Material, das aufgrund seiner herausragenden Eigenschaften ideal für anspruchsvolle Fertigungsverfahren wie die Extrusion geeignet ist. Es zeichnet sich durch folgende Merkmale der Endprodukte aus:

• Temperaturbeständigkeit: Einsatzmöglichkeiten von -55 °C bis 260 °C.
• Flexibilität und Elastizität: Passt sich komplexen Geometrien an.
• Chemische Beständigkeit: Resistent gegen Korrosion, Chemikalien und UV-Licht.
• Biokompatibilität: Ideal für medizinische und lebensmitteltaugliche Anwendungen.
• Elektrische Isolierung: Hervorragend geeignet für Drähte und Elektronik.
• Flammschutz: Durch Spezielle Füllstoffe kann bei Bränden Silikon besonders viel Wärme absorbieren und somit elektrische Leitungen auch im Brandfall weiterhin über eine bestimmte Zeit hin isolieren.

Diese Eigenschaften machen Silikon unverzichtbar in Branchen wie Automobil, Medizintechnik, Elektronik und Bauwesen, da sich einige komplexe Produkte mit anderen Materialien nur schwer bewerkstelligen lassen.
 

2. Silikonextrusion: Wie funktioniert das Verfahren?

Bei der Silikonextrusion wird das Silikon durch eine speziell entwickelte Matrize gepresst, um Profile, Rohre, Schläuche oder andere komplexe Geometrien zu formen. Das Verfahren bietet eine hohe Präzision und Flexibilität, um sowohl Standard- als auch kundenspezifische Produkte herzustellen.

Die wichtigsten Verfahrensschritte umfassen:

1. Materialzufuhr: Die kontrollierte Zufuhr von Rohmaterial mittels Kolbenpressen, Streifenzufuhrvorrichtungen oder Schneckensystemen.
2. Extrusion: Das Material wird in einem Extruder geformt, der aus Zylinder, Trichter und Schnecke besteht.
3. Vulkanisation: Eine hocheffiziente Hitzebehandlung sorgt für die Formstabilität des Produkts.
4. Kühlung und Endverarbeitung: Abschließende Prozesse wie Kühlung, Schneiden und Verpacken stellen die Einhaltung von Produktspezifikationen sicher.
    

3. Technologien für die Silikonextrusion

Die Wahl der richtigen Maschinen und Werkzeuge ist entscheidend für die Qualität und Effizienz des Prozesses. Maschinenhersteller bieten eine Vielzahl an Lösungen, die auf die spezifischen Anforderungen der Silikonverarbeitung abgestimmt sind:

Beschickungssysteme

• Kolbenpresse: Ideal für hochviskose und klebrige Materialien geeignet, arbeitet nach dem Prinzip der schrittweisen Vorschiebung. Ein Kolben drückt das Material in den Extruder und gewährleistet dabei eine gleichmäßige und kontrollierte Zufuhr.
• Streifenzufuhrvorrichtung: Wird für die Zufuhr von Silikonmasse in gleichmäßigen Streifen mit oder ohne Trennfolien verwendet. Diese Methode eignet sich für Materialien, die nicht sehr klebrig sind und in „endloser“ Streifenform hergestellt werden können.
• Konische Schneckenzuführsysteme: Wird für die Zuführung von blockförmigem Silikon verwendet. Die konisch geformten Förderschnecken ermöglichen eine fortlaufende Scherung sowie eine bessere Durchmischung und eignen sich für Materialien mit unterschiedlichen Fließeigenschaften.

Extruder

Moderne rubicon Silikonextruder bieten eine kompakte Bauweise und präzise Prozesskontrolle für Drücke und Temperaturen. Sie sind sowohl für Mono- als auch für Co-Extrusion ausgelegt und unterstützen damit die Herstellung komplexer Produkte aus mehreren Materialien.

Extrusionswerkzeuge

Das Extrusionswerkzeug zwingt das Rohmaterial in die gewünschte Form wenn es den Silikonextruder verlässt und ist somit ein entscheidender Bestandteil des Prozesses. Es gibt verschiedene Arten von Extrusionswerkzeugen, darunter:

• Geradeaus- und Umlenkwerkzeug für Profil und Schlauch: Es sorgt für einen gleichmäßigen Fluss und wird für Standard-Extrusionsverfahren verwendet.
• Querwerkzeug: Ermöglicht die Beschichtung oder Ummantelung von Drähten, Kabeln und Schläuchen.
• Doppel-Querwerkzeug: Ermöglicht die Zwei- oder Mehrschichtextrusion und bietet Vielseitigkeit für unterschiedliche Produktspezifikationen und damit die Herstellung komplexer Profile und Produkte.
• Co-Extrusionswerkzeug: Ermöglicht die gleichzeitige Extrusion verschiedener Materialien.
• Spezialwerkzeug: Ermöglicht die Feinabstimmung der Durchflussmenge und der Profilabmessungen und bietet Vielseitigkeit für unterschiedliche Produktspezifikationen.
• Strainerwerkzeug
• Rheometer
• Breitschlitzwerkzeug

Silikon-Zahnradpumpe

Der Einsatz einer Zahnradpumpe in einer Silikonlinie bietet mehrere Vorteile:

• Gleichmäßiger Durchfluss: Sorgt für einen gleichmäßigen, nicht pulsierenden Durchfluss, der für die Aufrechterhaltung der Produktqualität und -konsistenz entscheidend ist.
• Hoher Wirkungsgrad: Sorgt für einen effizienten Transport des Silikons, selbst bei hoher Viskosität, und minimiert so den Abfall und Energieverbrauch.
• Langlebigkeit: Robust und in der Lage abrasive und korrosive Materialien zu verarbeiten.
• Präzision: Bietet präzise Kontrolle über Durchflussraten und Drücke für optimale Produktspezifikationen.
• Reduzierte Erwärmung: Hilft bei der Erhaltung der Silikoneigenschaften durch geringere Erwärmung der Mischung.
• Verbesserter Produktionsertrag: Führt zu einer höheren Produktionsausbeute und besseren Maßgenauigkeit extrudierter Profile.

Vulkanisationsanlagen

Silikon-Vulkanisationssysteme von rubicon sind Hochleistungs-Infrarot-Tunnel, die sowohl für peroxidisch vernetzte als auch für additionsvernetzte Silikone ausgelegt sind. Die wichtigsten Systeme umfassen:

• Infrarot-Schocktunnel: Sorgen für hohe Formstabilität und eine gleichmäßige Profiloberfläche direkt nach dem Erxtrusionswerkzeug.
• Vertikale Top-Down-Anlagen: Ideal für leichte und mittelschwere Podukte.
• Vertikale Bottom-Up-Systeme: Geeignet für schwere Profile und eine Verarbeitung von kleinen Querschnitten bei einer hohen Geschwindigkeit.
• Horizontale Hochleistungslinie: Bietet eine effiziente und gleichmäßige Wärmeverteilung und Wärmeübergang für eine hochwertige Vulkanisation.

Und außerdem: 

Kühlanlagen
Nach der Vulkanisation kühlt ein Kühlmechanismus das Material zügig ab, um seine Eigenschaften zu erhalten und die Produktstabilität zu gewährleisten.

Schneid- und Verarbeitungswerkzeuge
Für die finale Ausprägung des Endprodukts gemäß den Spezifikationen sind Vorrichtungen wie Wickler und Schneideinheiten erforderlich, die für einen kontinuierlichen, automatisierten Prozess in die Linie integriert werden können.

Ausrüstungen für die Qualitätskontrolle
Die Inline-Qualitätskontrolle stellt sicher, dass das Produkt den geforderten Spezifikationen entspricht, mit integrierten Systemen zur Messung des Durchmessers, Markierung und mehr.
 

4. Vielfältige Extrusionsverfahren

Die Silikonextrusion ist außergewöhnlich vielseitig und deckt eine breite Palette an Anwendungen ab:

• Schlauchextrusion: Für medizinische, industrielle und automobile Zwecke.
• Profilextrusion: Für Fenster, Türen und technische Isolierungen.
• Profil-Extrusion: Erzeugt verschiedene Querschnittsformen.
• Extrusion von Vollschnüren: Formt zylindrische Stäbe oder Schnüre.
• Schwammschnur-Extrusion: Ergibt zellulär strukturierte Produkte.
• Streifenextrusion: Erzeugt gleichmäßige Bänder oder Streifen.
• Draht- und Kabelbeschichtung: Auftragen von schützenden Silikonschichten.
• Extrusion von mehrlumigen Schläuchen: Für Schläuche mit mehreren Hohlräumen.
• Kundenspezifische Extrusion: Maßgeschneidert auf spezifische Anforderungen.
   

5. Warum Unternehmen von der Silikonextrusion profitieren

Die zunehmende Nachfrage nach langlebigen, chemikalienbeständigen und anpassbaren Produkten bietet Unternehmen, die Maschinen zur Silikonverarbeitung einsetzen, zahlreiche Vorteile:

Vorteile der Silikonextrusion

• Effizienz: Automatisierte Prozesse sorgen für hohe Produktionsgeschwindigkeiten.
• Präzision: Perfekte Anpassung an komplexe Anforderungen.
• Nachhaltigkeit: Reduzierung von Materialabfall und Energieverbrauch.
• Marktflexibilität: Breites Anwendungsspektrum fördert die Entwicklung neuer Produkte.

Die Silikonextrusion ist ein unverzichtbarer Bestandteil der modernen Fertigung. Mit der richtigen Technologie und Innovationskraft können hochwertige Produkte entwickelt werden, die den höchsten Standards entsprechen und in einer Vielzahl von Branchen Anwendung finden.
 

Silikonextrusion mit rubicon

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