Extrusion von TPU (Thermoplastisches Polyurethan)

1. Materialvorbereitung

• TPUPellets-Auswahl: Wählen SieTPU-Pelletsmit geeigneter Härte (Shore-Härte, typischerweise im Bereich von 50A bis 90D), Schmelzflussindex (MFI) und Leistungseigenschaften (z. B. hohe Abriebfestigkeit, Elastizität und Chemikalienbeständigkeit) entsprechend den Anforderungen des Endprodukts.
• Trocknung:TPUDa es hygroskopisch ist, muss es vor der Extrusion vorgetrocknet werden, um die Feuchtigkeit zu entfernen. Feuchtigkeit kann Blasenbildung, Oberflächenfehler und eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der extrudierten Produkte verursachen. Die Trocknung erfolgt üblicherweise bei einer Temperatur zwischen 80 und 100 °C über einen Zeitraum von 3 bis 6 Stunden.

2. Extrusionsprozess

• Extruderkomponenten
  • Zylinder: Der Zylinder des Extruders wird in mehreren Zonen beheizt, um die TPU-Granulate schrittweise zu schmelzen. Das Temperaturprofil wird sorgfältig eingestellt, um ein gleichmäßiges Schmelzen ohne Überhitzung des Materials zu gewährleisten, was zu dessen Zersetzung führen könnte. Beispielsweise liegt die Temperatur in der Zuführzone bei etwa 160–180 °C, in der Kompressionszone bei etwa 180–200 °C und in der Dosierzone bei etwa 200–220 °C. Diese Werte können jedoch je nach TPU-Typ variieren.
  • Schnecke: Die Schnecke rotiert im Inneren des Zylinders und fördert, komprimiert und schmilzt das Material.TPU-Pellets.Unterschiedliche Schneckenkonstruktionen (z. B. Ein- oder Doppelschneckenextruder) beeinflussen die Mischung, die Schmelzeffizienz und die Ausstoßrate des Extrusionsprozesses. Doppelschneckenextruder bieten im Allgemeinen eine bessere Mischung und ein gleichmäßigeres Schmelzen, insbesondere bei komplexen Rezepturen.
• Schmelzen und Mischen: Während die TPU-Pellets durch den Zylinder transportiert werden, schmelzen sie durch die Kombination aus Zylinderwärme und der durch die Schneckenrotation erzeugten Scherkraft allmählich. Das geschmolzene TPU wird gründlich vermischt, um eine homogene Schmelze zu gewährleisten.
• Düsenkonstruktion und Formgebung: Das geschmolzene TPU wird durch eine Düse gepresst, die die Querschnittsform des extrudierten Produkts bestimmt. Düsen können individuell angepasst werden, um verschiedene Formen herzustellen, z. B. rund für Rohre, rechteckig für Profile oder flach für Platten und Folien. Nach dem Durchlaufen der Düse wird das extrudierte TPU abgekühlt und verfestigt, üblicherweise durch ein Wasserbad oder Luftkühlung.

3. Nachbearbeitung

• Kalibrierung und Dimensionierung: Bei einigen extrudierten Produkten sind Kalibrierungs- und Dimensionierungsvorgänge erforderlich, um genaue Abmessungen zu gewährleisten. Hierfür können Kalibrierhülsen, Vakuumkalibriertanks oder andere Vorrichtungen eingesetzt werden, um den Außendurchmesser, die Wandstärke oder andere kritische Produktabmessungen zu kontrollieren.
• Zuschneiden oder Aufwickeln: Je nach Anwendung wird das extrudierte TPU-Produkt entweder in bestimmte Längen zugeschnitten (für Profile, Rohre usw.) oder auf Rollen aufgewickelt (für Platten und Folien).