Rotoformen, genauer gesagt, das Rotationsschmelzverfahren ist eines der ältesten Verfahren zur Kunststoff-Formgebung. Es ist ein druckloses Schmelzverfahren, bei dem Kunststoffe in Pulverform in bi-axial rotierenden Hohlformen, die von einem beheizten Gehäuse umgeben sind, überwiegend zu Hohlkörpern, wie Puppen, Flüssigkeitstanks, aber auch Maschinengehäuse oder Paddelboote, verarbeitet werden. Rotoformen ergänzt damit das Spritzgießen, Extrusionsblasen oder Faser-Laminierverfahren. Die Vorteile sind bemerkenswert. Es sind vor allem die geringeren Formkosten als Folge der drucklosen Verarbeitung, die breite Palette an verarbeitbaren Werkstoffen und das große Formgebungspotenzial, das nicht ausschließlich auf einfache Hohlkörper beschränkt ist, sondern auch technische Formartikel mit Hinterschneidungen und Öffnungen, sowie integrierten metallischen Einlegeteilen ermöglicht.

Korngrößenspektrum entscheidet über Rotoform-Effizienz
Die Pulverstruktur, konkret das, auf das jeweilige Produkt abgestimmte, Korngrößenspektrum ist der zentrale Prozessparameter des Rotoformverfahrens, gefolgt von der Heiztemperatur, der Rotationsgeschwindigkeit und der –zeit. Angestrebt wird ein Korngrößenspektrum im Bereich von 40 bis 500 µm mit einer anwendungsspezifischen Korngrößenverteilung. Denn, innerhalb des Korngrößenspektrums sind die Feinfraktionen durch das schnelle Aufschmelzen beim Kontakt mit der heißen Formwand für die Bildung der geschlossenen, glatten Außenhaut des Formteils verantwortlich, während die Großkornanteile die dahinter befindliche tragende Struktur bilden. Das Verhältnis zwischen Fein- und Grobkornanteilen wird durch die Verfahrensparameter bei der Pulverherstellung eingestellt. Genormte Messverfahren, wie die Siebanalyse und die Durchflussmessung dienen zur Ermittlung der Korngrößenverteilung (Abb. 2a+b)



Langjährige Expertise in der Pulvermühlentechnik
Reduction Engineering Inc. in Kent/Ohio, begann 1993 im Auftrag und enger Kooperation mit lokalen Rotoform-Betrieben mit der Entwicklung und dem Bau von Pulvermühlen. (Abb. 3) Parallel dazu wurde ab dem Jahr 2000 die Strang-Granuliertechnik als zweites Geschäftsfeld aufgebaut, zuerst als Servicepartner von Conair, ab 2006 durch Komplettübernahme dieser Conair-Produktsparte. Mit der 2008 abgeschlossenen Übernahme des deutschen Granuliertechnik-Herstellers CF Scheer in Stuttgart wurde dieser Unternehmensbereich weiter ausgebaut. Auf dieser Know-how Basis ist RE-Scheer in der Lage nicht nur Maschinen- und Anlagen für die Pulver-Herstellung, sondern auch für Mikrogranulate anzubieten, die oftmals ergänzend zusammen mit Pulvern verarbeitet werden. Aktuell gehört Reduction Engineering Scheer sowohl bei Strang-Granulatoren, als auch Pulvermühlen zu den weltweit führenden Herstellern.

Lean Design für ein Maximum an Effizienz
So einfach das Funktionsprinzip einer Mühle erscheinen mag, immerhin ist die Mahltechnik eines der ältesten Verfahren der Menschheit, so entscheidend ist die Detailausführung der technischen Komponenten für dessen Effizienz.

Die Kernkomponente der RE-Scheer-Pulvermühlen ist eine durchwegs horizontal orientierte Mahlkammer. Auf eine vertikal orientierte Mahlkammer wurde wegen des Schwerkrafteinflusses auf die Materialverteilung (Materialkonzentration, daher potenzielles Überhitzen des Mahlgutes und Verschleiß im unteren Mahlscheibenquadranten) verzichtet. In ihr befinden sich die beiden Mahlscheiben, die rotierende untere und die fest stehende obere Mahlscheibe. Diese wird über einen Riementrieb durch einen servicefreundlich seitlich neben der Mahlkammer positionierten Elektromotor angetrieben. Die obere, fest stehende, zweite Mahlscheibe ist fix mit dem klappbaren Gehäusedeckel verbunden und kann bei Bedarf gekühlt werden. (Abb. 4)

Das Ausgangsmaterial, z.B. Kunststoff-Granulat oder Recycling-Flakes, gelangt über einen Vakuum- oder einen mechanischen Schneckenförderer in einen Vorlagebehälter und wird mittels einer Vibrationsrinne in das Zentrum der Mahlkammer dosiert. Es gelangt zwischen die Mahlscheiben. Durch die Drehung der Mahlscheibe wird das Material mit Hilfe der radial angeordneten Zahnsegmente zerkleinert. Das dabei erzeugte Pulver wird durch den konisch nach außen hin kleiner werdenden Spalt zwischen den Mahlscheiben zentrifugal nach außen gefördert und von einem Gebläse seitlich aus der Mahlkammer abgesaugt. Über einen Zyklon mit angeschlossener Zellradschleuse gelangt es zur Korngrößenselektion auf ein Mehrfach-Rüttelsiebsystem. Dort separierte Übergrößen-Körner werden automatisch zur nochmaligen Mahlung rückgeführt. Das spezifikationsgemäße Pulver kann nach der Maschine entweder direkt abgefüllt oder zu einer Absackanlage bzw. einem Zwischensilo weitergefördert werden.

Universell, flexibel und servicefreundlich
RE-Scheer-Pulvermühlen sind für alle Materialien und Mahlprozesse verfügbar. Da dies auch die Verarbeitung von stark plastischen oder gummielastischen Materialien bedeutet, sind neben der „Normalausführung“ auch „cryogenische“ Mühlen verfügbar. Dabei handelt es sich um Anlagenversionen, die das Mahlgut mit Hilfe von Kältemitteln (Stickstoff oder CO2) verhärten bzw. verspröden und damit verarbeitbar machen. Für jeden Anwendungsfall ist die Detailausführung der Mahlscheiben von entscheidender Bedeutung, insbesondere die geometrische Ausführung der Mahlzähne und deren Anordnung. (Abb. 5) Denn, deren Profil hat einen direkten Einfluss auf die erreichbare Schneideffizienz und die, bei der Verarbeitung erzeugte, Wärme. Letztere sollte minimal gehalten werden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat RE-Scheer eine Vielzahl an Zahnformen und Belegungsmuster entwickelt.

Als Antwort auf die unterschiedlichen Verschleißbeanspruchungen der verarbeiteten Materialien sind die Mahlscheiben in vier unterschiedlichen Stahlqualitäten verfügbar. Ein weiterer Einflussfaktor auf die Verarbeitungsqualität ist der Verschleißzustand der Zahnleisten. Um sie unabhängiger von der Nachschärf-Qualität zu machen, wurde mit der jüngsten technischen Evolutionstufe auf patentierte „Einweg-Scheiben“ umgestellt. Sie sind nicht nur kostengünstiger als ein mehrmaliges Nachschärfen, sondern auch überaus wartungsfreundlich. Für deren Tausch wird lediglich eine halbe Mannstunde veranschlagt.

Weitere wichtige Verfahrensparameter sind die Umfangsgeschwindigkeit der Mahlscheibe, der einstellbare Abstand der Mahlscheiben zueinander, die Zufluss-Menge für das Ausgangsmaterial, das Temperaturniveau der Mahlscheibenkühlung, und ganz besonders die Maschenweitenzusammenstellung der Siebeinheit. (Abb. 6)

Bedienungsfreundliche Anlagensteuerung
Auch bei der Entwicklung der Anlagensteuerung standen die Flexibilität und die Bedienungsfreundlichkeit ganz oben auf der Agenda. So ist das logische Konzept der Bedienung weitgehend selbsterklärend und bietet eine übersichtliche Visualisierung des Gesamtprozesses. (Abb. 7) Für rezepturbezogene Einstellparameter steht ein integrierter Datensatzspeicher zur Verfügung. Die Option zur Internetanbindung bietet die Möglichkeit zur Fernwartung und zur Fernabfrage von Leistungsdaten.

Mehr zum Thema Pulvermühlen unter: www.reductionengineering.com/pulverizers.html