Battenfeld Extrusionstechnik: Mehrschicht wird bei Rohren Standard

Bei steigenden Rohstoff- und Energiekosten sowie hohen Anforderungen an die Funktionalität von Rohren sind Mehrschichtrohre immer gefragter. Um diese mit einer hohen Qualität herstellen zu können, ist eine optimale Werkzeugtechnik erforderlich. Als nach eigenen Angaben einziger Maschinenbauer weltweit arbeitet die Battenfeld Extrusionstechnik GmbH (www.bex.battenfeld.com) deshalb mit einem speziellen Baukastensystem für Mehrschichtwerkzeuge, das es erlaubt, jede individuelle Anforderung zu erfüllen.

2006 wurden weltweit für die Herstellung von Rohren 14 Mio. Tonnen Kunststoffe verbraucht. Bis 2010 soll der Verbrauch im Vergleich dazu um rund 30 % auf 18 Mio. Tonnen ansteigen. Bevorzugter Rohstoff ist mit einem Anteil von etwa 60 % PVC, gefolgt von PE und PP sowie einer Vielzahl weiterer thermoplastischer Kunststoffe. Mit dem zunehmenden Einsatz von Kunststoffrohren für die Verteilung von Trinkwasser und anderen wertvollen Ressourcen nehmen auch die Anforderungen an die Rohre selbst zu. Mehrschichtrohre, die eine bestimmte Funktionalität aufweisen, sind anstelle von Einschichtrohren auf dem Vormarsch. Typische Mehrschichtrohre sind beispielsweise HDPE-Druckrohre mit äußerer PP-Schutzschicht gegen Schlag- und Stoßbeanspruchungen, PEX-Rohre mit innen liegender EVOH-Schicht als Sauerstoffbarriere, PP-Abflussrohre mit geschäumter Mittelschicht zur Schallisolation und Gewichtsreduktion sowie HDPE-Kabelschutzrohre mit innerer Silicon-Schicht als Gleithilfe. Schon heute sind etwa die Hälfte aller von Battenfeld Extrusionstechnik verkauften Rohrextrusionslinien für Mehrschichtanwendungen ausgelegt - Tendenz steigend.

Korrekte Auslegung ist wichtig
Bei der Herstellung von Mehrschichtrohren ist die korrekte Werkzeugwahl mit verantwortlich für die Qualität des Endproduktes. Daher erarbeitet die Battenfeld Extrusionstechnik zunächst für jede Aufgabenstellung mit einem eigens entwickelten Rechner gestützten Simulationsprogramm die sinnvollste Werkzeuggeometrie. Diese wird dann mit Hilfe des Baukastensystems, in dem mit dem Dornhalter-, Wendelver-teiler-, Siebkorb- und Pinolenwerkzeug alle für die Rohrherstellung bekannten Schmelzeverteilungsprinzipien vorhanden sind, konstruktiv umgesetzt. Dank dieser Vorgehensweise sei sichergestellt, dass jedes Werkzeug unter Berücksichtigung der Charakteristika der verschiedenen Schmelzeverteilungskonzepte und in Bezug auf die Produkt spezifischen Anforderungen optimal ausgelegt ist.

Auch für Großrohre geeignet
Neben neuen Materialien, wie PE 125 und PE-RT, dem vermehrten Einsatz von bekannten PEX-Typen sowie der Kombination verschiedener Material- und Werkstofftypen für Rohre, zeichnen sich auch bei den herkömmlichen Rohrwerkstoffen neue Trends im Markt ab. So werden HDPE-Rohre beispielsweise immer häufiger mit funktionaler Innen- oder Außenschicht hergestellt und die geforderten Rohrdurchmesser sowie die Wandstärken werden immer größer. Das bisher größte Mehrschichtwerkzeug PO 800-2 VSI legte Battenfeld für HDPE-Rohre mit PP-Schutzschicht und einem Durchmesser von bis zu 800 mm aus. Dieses Werkzeug besteht aus einer Kombination aus einem VSI-Ummantelungswerkzeug und einem PO 800 VSI für Monorohre. Während für die Außenschicht ein Wendelverteiler zum Einsatz kommt, sorgt das sogenannte VSI-Werkzeug für die Ausformung der Mittelschicht. Verfahrenstechnisch ideal hinsichtlich Verarbeitungstemperaturen und Schmelzeverteilzeiten ist der völlig getrennte Aufbau der Schmelzeverteileinheiten dieses Werkzeugtyps. Zusätzlich ergeben sich Vorteile bei Reinigung und Wartung. VSI-Werkzeuge sind eine Spezialität des Maschinenbauers aus Bad Oeynhausen. Die Kombination aus einem Verwischgewinde zur radialen und axialen Schmelzeverteilung und einem Siebkorb zur Feinverteilung und Schmelzehomogenisierung vereine die Vorteile beider Verteilsysteme optimal. VSI-Werkzeuge nach dem Baukastenprinzip hätten sich im Markt über eine Bandbreite von 6 mm bis 2.000 mm Rohrdurchmesser als das deutlich überlegene Werkzeugkonzept durchgesetzt, heißt es abschließend.

Bild: Anwendungsbeispiel: Bei der Herstellung eines 4-Schicht-Rohres aus einer HMWPE-Innenschicht und drei Funktionsschichten übernimmt ein VSI-Werkzeug die Schmelzeverteilung der Innenschicht und drei Pinolen die der Außenschichten.

Battenfeld Extrusionstechnik GmbH, Bad Oeynhausen

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