Titelei
Impressum
Inhalt
Vorwort
Die Autoren
Kurzzeichen und Abkürzungen
1 Grundlagen der Kunststoffe
1.1 Kunststoffe und ihre Herstellung
1.2 Einteilung von Kunststoffen
1.3 Formänderungsverhalten von Kunststoffen
1.4 Physikalische Eigenschaften von Kunststoffen
2 Grundlagen der Rheologie
2.1 Rheologie
2.2 Fließverhalten von Kunststoffschmelzen
2.3 Schmelzindex
3 Extruder
3.1 Extrusion und Extruder-Bauarten
3.2 Der Extruder
4 Einschneckenextruder
4.1 Einschneckenextruder
4.2 Schnecke
4.3 Zylinder
4.4 Arbeitsprinzip eines Extruders
5 Doppelschneckenextruder
5.1 Doppelschneckenextruder und seine Einsatzgebiete
5.2 Gleichsinnig drehende Doppelschneckenextruder
5.3 Gegensinnig drehende Doppelschneckenextruder
6 Extruder-Sonderbauarten
6.1 Sonderbauarten
6.2 Sonstige Einschneckenextruder
6.3 Mehrwellenextruder
6.4 Schneckenlose Extruder
6.5 Vergleich der Extrusionskonzepte
7 Werkzeuge mit Kreisringspalt
7.1 Bauprinzipien
7.2 Einsatzgebiete
7.3 Coextrusionswerkzeuge
8 Profilwerkzeuge
8.1 Profile
8.2 Das Werkzeug für die Profilextrusion
8.3 Das Verhalten der Schmelze
8.4 Kalibrator und Kühlstrecke
9 Folien- und Plattenwerkzeuge
9.1 Folien- und Plattenwerkzeuge
9.2 Bauformen und Dickenregelung
9.3 Coextrusionswerkzeuge
10 Steuerung einer Extrusionslinie
10.1 Prozesssteuerung
10.2 Prozessdaten des Extruders
10.3 Prozessdaten der Nachfolgeaggregate
11 Extrusionslinien
11.1 Komplette Extrusionslinien
11.2 Rohr- und Profilanlagen
11.3 Flachfolienanlagen
11.4 Blasfolienanlagen
12 Simulation des Extrusionsprozesses
12.1 Simulation von Prozessen
12.2 Vorgehensweise bei der Finite Elemente Methode
12.3 Anwendung der FEM an einem Beispiel
13 Managementsysteme: Qualität - Umwelt - Arbeitsschutz
13.1 Qualität
13.2 Qualitätsorganisation und Qualitätsmanagementsystem
13.3 Qualitätssicherung
13.4 Integrierte Managementsysteme
14 Recycling im Extrusionsbetrieb
14.1 Wiederverwertung von Kunststoffen
14.2 Recycling von Produktionsabfällen
14.3 Recycling von Kunststoffabfällen aus Handel und Haushalten
15 Das Extrusionsunternehmen (Anhang)
15.1 Aufbau und Organisation eines Extrusionsunternehmens
15.2 Arbeitschutz und Arbeitssicherheit Extrusionsanlagen
16 Berufe in der Kunststoffverarbeitenden Industrie (KVI)
17 Weiterführende Literatur (Anhang)
18 Glossar (Anhang)
19 Lösungen zu den Erfolgskontrollen
Helmut Greif
Andreas Limper
Gordon Fattmann
Technologie der Extrusion
Lern- und Arbeitsbuch
für die
Aus- und Weiterbildung
2., aktualisierte und neu bearbeitete Auflage
Alle in diesem Buch enthaltenen Informationen, Verfahren und Darstellungen wurden nach bestem Wissen zusammengestellt und mit Sorgfalt getestet. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sind die im vorliegenden Buch enthaltenen Informationen mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Autoren und Verlag übernehmen infolgedessen keine juristische Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieser Informationen – oder Teilen davon – entsteht.
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© 2018 Carl Hanser Verlag München
www.hanser-fachbuch.de
Lektorat: Ulrike Wittmann
Herstellung: Jörg Strohbach
Bildquelle Cover: Greiner Extrusion Group GmbH
Umschlagdesign: Marc Müller-Bremer, www.rebranding.de, München
Umschlagrealisation: Stephan Rönigk
ISBN 978-3-446-43693-0
E-Book ISBN 978-3-446-43694-7
Verwendete Schriften: SourceSansPro und SourceCodePro (Lizenz)
CSS-Version: 1.1
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Vorwort |
Einführung
Das Extrusionsverfahren gehört zu den bedeutendsten Produktionsverfahren im Bereich der Kunststoffverarbeitung. Das vorliegende Lernbuch und Arbeitsbuch führt in dieses Verarbeitungsverfahren ein. Dabei liegt sein inhaltlicher Schwerpunkt auf den kontinuierlichen Extrusionsprozessen. Das Blasformen als diskontinuierliches Verfahren wird somit nicht thematisiert. Es bietet darüber hinaus Wissen in übersichtlicher Form und integriert das Gelernte in einen sinnvollen Gesamtzusammenhang von Arbeit und Technik.
Lektionen und Leitfragen
Das Buch „Technologie der Extrusion“ ist in Lerneinheiten unterteilt, die als Lektionen bezeichnet werden. Jede Lektion umfasst einen geschlossenen Themenkreis. Die einzelnen Lektionen sind so angelegt, dass sie vom Lerner in einer Lernsequenz – also in einem Lernschritt – bearbeitet werden können. Die Leitfragen zu Beginn einer jeden Lektion sollen dem Lerner helfen, mit bestimmten Fragen an den Lernstoff heranzugehen. Nachdem er die Lektion durchgearbeitet hat, soll er diese Leitfragen beantworten können.
Vorwissen
Die Lektionen müssen nicht in einer bestimmten Reihenfolge bearbeitet werden, jedoch setzen einige Lektionen ein bestimmtes Vorwissen voraus, damit das Verständnis verbessert wird. Jede Lektion ist deshalb mit einem Hinweis versehen aus dem hervorgeht, welche anderen Lektionen oder Inhalte zum Verstehen der vorliegenden Lektion wichtig sind.
Erfolgskontrollen
Die Erfolgskontrollen am Ende eines jeden Kapitels dienen dazu, das erarbeitete Wissen zu überprüfen. Von der vorgegebenen Antwortauswahl ist die richtige Antwort auszuwählen und in den im Text vorgesehenen unterstrichenen Freiraum (………………………) einzutragen. Die Richtigkeit der Antworten kann mit Hilfe der Lösungen, die am Ende des Buches zu finden sind, überprüft werden. Falls die ausgewählte Antwort falsch ist, sollte der entsprechende Sachverhalt ein weiteres Mal durchgearbeitet werden.
Kernaussagen
Kernaussagen lenken die Aufmerksamkeit des Lesers auf besonders wichtige Aussagen zur Technologie der Extrusion. So werden für den Lerner grundlegende Einsichten, Definitionen oder Zusammenhänge gesondert in Kernaussagen hervorgehoben. Die Kernaussagen sind grau hinterlegt.
Beispiele (Fensterprofil, Kunstststofftüte)
Am Beispiel von zwei Kunststoffprodukten soll das Verständnis für die vielfältigen Anforderungen an Kunststoffprodukte und die sich daraus ergebenden Konsequenzen an die Materialauswahl sowie eine mögliche Wiederverwertung erörtert werden. Dies steigert das Denken in Zusammenhängen. Ausgewählt wurden zwei Kunststoffe, die für bestimmte Produktklassen und Anforderungen stehen: Fensterprofile, die als technologisch anspruchvolle Produkte langlebig sein müssen und Kunststofftüten (Müllsäcke, Einkaufstüten etc.), die preiswert, kurzlebig und oft nach ihrem Gebrauch sehr verschmutzt sind. Diese Beispiele finden sich in vielen Lektionen im Buch wieder.
Anhang
Der Anhang liefert für den interessierten Leser ergänzendes Material zu den Kunststoffen. Anhand der ausgewählten Literaturliste kann er sich über weiterführende Fachliteratur informieren. Das Glossar soll zu einem einheitlichen Verständnis der verwendeten Begriffe beitragen. Es kann auch als eine Art Kurz-Lexikon verwendet werden. Die Informationen zum Berufsbild des „Verfahrensmechanikers Kunststoff und Kautschuk“ sowie der neue Beruf des „Werkstoffprüfers Fachrichung Kunststofftechnik“ bieten die Möglichkeit, sich genauer über die Aufgaben dieses industriellen Kunststoffberufes, insbesondere der Fachrichtung „Extrusion“, zu informieren. Eine Einführung in das Thema Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit rundet das Gesamtthema „Extrusionsbetrieb“ ab.
Dank
Das vorliegende Buch ist eine Gemeinschaftsleistung. Die Autoren möchten sich bei allen bedanken, die zum Gelingen dieses Buches beigetragen haben – insbesondere bei den Firmen, die reichlich aktuelles Bildmaterial zur Verfügung gestellt haben.
Viel Spaß beim Lernen und Arbeiten mit diesem Buch.
Helmut M. Greif
Andreas Limper
Gordon Fattmann
Anregungen für Verbesserungen nehmen wir gerne entgegen (helmut@greif-esser.de).
Die Autoren |
Dr. Dipl.-Ing. Helmut Greif M.A.
Dr. Greif arbeitete nach seinem Studium des Maschinenbaus sowie der Soziologie/Politologie/Erziehungswissenschaft in Aachen als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Aachen, u. a. als pädagogischer Leiter des Demonstrationszentrums für Faserverbundkunststoffe. Seine Themen waren Technikentwicklung und Qualifikationsentwicklung sowie Arbeitsorganisation und Berufsbildung. Nach vielen Stationen in der Industrie und Wirtschaft als Fabrikplaner und Unternehmensberater (SMART-Fabrik), als Leiter der Dr. Reinold Hagen Stiftung, die ein Bildungs- und Kunststoffzentrum in Bonn betreibt, war er Leiter des HPI (Heinz-Piest-Institut) an der Universität Hannover. Zuletzt bis zu seinem Abschied Mitte 2016 war er Geschäftsführer der Aachener Gesellschaft für Innovation und Technologietransfer (AGIT). Er war Mitglied in vielen Jurys zur Innovation sowie Berufsbildung.
Prof.-Ing. Andreas Limper
Prof. Limper studierte Maschinenbau Fachrichtung Kunststofftechnik an der RWTH Aachen (IKV). Nach seinem Studium promovierte er am IKV und leitete anschließend die Abteilung „Extrusion“ des IKV. Er war F&E Leiter der Fa. Battenfeld Extrusionstechnik und Hauptabteilungsleiter Technik bei Werner & Pfleiderer Gummitechnik in Freudenberg, bevor er an der Universität Paderborn eine Professur zum Thema „Kunststoff-Maschinenbau“ annahm. Seit 2004 ist er Geschäftsführer der HF Maschinenbau GmbH in Freudenberg.
Dr.-Ing. Gordon Fattmann
Dr. Fattmann arbeitete nach seinem Studium des Maschinenbaus (Fachrichtung Kunststofftechnik) an der Universität Paderborn am Institut für Kunststofftechnik und promovierte bei Prof. Dr.-Ing. Andreas Limper. Zurzeit arbeitet er als Entwicklungsleiter bei der Gerflor Mipolam GmbH in Troisdorf, die zur französischen Gerflor Gruppe gehört, einem der weltweit führenden Hersteller von Kunststoffbodenbelägen.
Kurzzeichen und Abkürzungen |