Kalibrierung (Extrusion)

Die viskoelastische Schmelze wird aus dem Extruder in eine Folge aus wassergefüllten Tanks geleitet, welche luftdicht abgeschlossen werden können. Beim Anfahren des Extruders wird das Rohr durch eine Folge von Kalibrier-Lamellenpakete geführt. Danach wird ein Vakuum von 0,3 bis 0,8 bar um das Rohr angelegt und die Becken geflutet. Durch das Vakuum wird das Rohr in die Kalibrier-Einheiten gepresst. Das Wasser kühlt einerseits die Formmasse und schmiert andererseits durch die Kapillarwirkung die Kontaktflächen zwischen Kunststoff und Metall, was eine Reduktion der Reibkräfte zur Folge hat. Analog zu den Lamellenpaketen können auch sogenannte Schlitzhülsen verwendet werden, welche entweder radial gebohrt oder geschlitzt sind. Die Vakuumwasserbadkalibrierung findet Anwendung bei Rohrdurchmessern von 2 bis 160 mm.

Hier sind im Kaliber die Vakuum- und die Kühlkammern getrennt. Dies bedeutet, dass das Wasser nicht direkt auf das Material trifft. Durch die erste Kühlkammer wird ein Ankleben des Kunststoffes durch Erkalten der äußersten Randschicht des Rohres verhindert. Durch die schlechte Wärmeleitfähigkeit erstarrt jedoch nicht die gesamte Wand und bleibt daher noch flexibel. Das angelegte Vakuum verhindert Einfallstellen und gewährleistet die Einhaltung der Formkontur.

Im Gegensatz zu den bisherigen Methoden wird bei der Druckluftkalibrierung die Kalibriereinheit unmittelbar mit an die Düse des Extruders angeflanscht. Der Kaliber besteht aus einer gekühlten Hülse mit Doppelmantel und Zwangsumlauf, um mit Wasser temperieren zu können, und einem Schleppstopfen. Der Überdruck von 0,3 bis 0,8 bar gegenüber Umgebungsdruck wird über eine Bohrung im Rohrkopf erzeugt. Der Überdruck wird durch den Schleppstopfen, welche über ein Schleppseil oder eine -kette, welche an der Düse befestigt ist, in einem festgelegten Bereich des Rohres aufrechterhalten. Der Überdruck im Bereich nach der Düse presst das Material an die Kaliberinnenwand, wo das Material abkühlt. Druckluftkalibrierungen finden hauptsächlich bei Rohren mit Durchmessern größer 160 mm Einsatz.

Bei der Vollprofilkalibrierung ist besonders darauf zu achten, dass nur einseitig kalibriert wird. Das bedeutet, dass die gegenüberliegende Profilseite die Kaliberwand nicht berühren darf, da sich sonst das noch verformbare Material verkeilen könnte und zerstört werden würde. Die Kaliberschlitze sollten deshalb mit einem Übermaß von ca. 15 bis 20 % dimensioniert werden. Ein weiterer Grund für das Übermaß ist, dass das Druckgefälle zur Vakuumseite nur existiert, wenn auf der nicht kalibrierten Seite atmosphärischer Luftdruck wirken kann. Eine weitere Möglichkeit zur Vollprofilkalibrierung ist, den oberen Teil der Vorrichtung durch sein Eigengewicht oder mit Federkraft auf das zu kalibrierende Band wirken zu lassen.

Der erforderliche Differenzdruck zum Anlegen der zu kühlenden Profilflächen wird bei Hohlkammerprofilen durch Vakuum erreicht. Die Kalibrierung wird in kurzem Abstand zur Düse fixiert. Durch das Relaxationsverhalten des Kunststoffes weitet sich der in die Kalibrierung einlaufende Profilstrang auf. Dies wird zum Abdichten der Unterdruckzonen genutzt. Dickwandige Profile, sowie jene mit tragenden Stegen, erfordern lange Kaliberstrecken. Um dies zu gewährleisten, werden einzelne Kaliberwerkzeuge in Serie geschaltet. Deren Abmessungen müssen von Stufe zu Stufe proportional reduziert werden, um der Schwindung des Profils Rechnung tragen zu können. Auf die exakte Auslegung der Kaliberwerkzeuge ist zudem besonders zu achten.