Dies ist eine allgemeine Beschreibung der Verfahrenstechniken zur Herstellung von Gummiprodukten bei VIP-Polymers.
Die beschriebenen Methoden gleichen sich für alle Produzenten weltweit, Abweichungen gibt es in der spezifischen Formulierung der Gummizusammensetzung, in den einzelnen Formpreß- und Verfahrensmethoden der Hersteller und im Niveau der technischen Ausgereiftheit.
Formulierung und Mischung der Gummikompounds:
VIP-Polymers verarbeitet verschiedene Gummis, sowohl Natur- als auch und Synthetikkautschuk, zu geeigneten Zusammensetzungen, die die anspruchsvollsten Leistungs- und Umweltkriterien erfüllen. Naturkautschuk kommt immer noch aus den traditionellen Ländern im Fernen Osten, wie Malaysia und Indonesien. Synthetischer Gummi wird hauptsächlich im industriellen Europa und in den USA hergestellt. Unbehandelt ist der Kautschuk kaum brauchbar und muß mit Hilfe von speziellen Formulierungen bearbeitet werden, damit er sich für die Fertigung eignet und die gewünschten Eigenschaften der Endprodukte gewährleistet.
Nach der Entwicklung im Labor werden präzise Formulierungen in Herstellungsmischverfahren eingesetzt, um die Kompounds in Streifen- oder Plattenform zwecks späterer Verarbeitung zu mischen.
Dies geschieht folgendermaßen:
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Abwiegen der festgelegten Zutaten für die Formulierung in spezifizierte Chargen mittels Computersteuerung zur Sicherstellung der genauen Mengen. |
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Unter Computerüberwachung wird jede 'Charge' in verschiedenen Hochleistungs-Mischsystemen verarbeitet, um weitere Zusatzstoffe unterzumischen. Schließlich werden die Chargen bei einer festgelegten Zeit und/oder Temperatur ausgegeben. |
| 3. |
Mischen mit einer Zweiwalzenmühle. |
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Am Ende wird das Material durch einen Automatikkühler in Streifen oder Platten geformt. Dieses vorgefertigte Materialkompound kann nun durch Formpressen oder Extudieren weiterverarbeitet werden. Prüf-Coupons werden von jeder 'Charge' zur Qualitätskontrolle geschickt und einem Testprogramm unterzogen, bevor sie für die Produktion freigegeben werden. |
Wie Gummiprodukte hergestellt werden:
Gummikomponenten werden gewöhnlich mit einer der folgenden Methoden hergestellt:
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Spritzguß - Verwendet streifenförmige Kompounds, die, wie vorher beschrieben, hergestellt werden. |
| • |
Formpressen - Erfordert sekundäre Arbeitsgänge, um das Material in geeignete Formen von korrektem Gewicht und/oder korrekter Gestalt für bestimmte Produkte zu verarbeiten. |
| • |
Extrudieren - Verwendung von Streifenkompound, hergestellt, wie vorher beschriebenen |
Spritzguß und Formpressen erfordern äußerst präzise Einzel- oder Multi-Preßformwerkzeuge, die gewöhnlich aus Qualitätsstahl bestehen und unter Verwendung von CAD/CAM-Programmen entworfen und hergestellt werden.
Spritzuß:
Der Spritzguß umfaßt mehrere Arbeitsgänge, die automatisch in zeitlichen Sequenzen ablaufen. Spezialspritzgußmaschinen werden mit Gußtemperaturen zwischen 165°C und 200°C eingesetzt.
Formpreßzyklus:
| 1. |
Preßform schließt. |
| 2. |
Eine Plastifizierschnecke rotiert und bewirkt die Einspritzung von akkuraten Mengen replastifizierten Gummikompounds in das Formwerkzeug. |
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Das Material wird in das Formwerkzeug über ein Hauptkanalsystem zu jeder einzelnen Matrize geleitet, von denen jede kleine Einspritzöffnungen aufweist. |
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Das Material wird für eine vorbestimmte Zeit ausgehärtet, während der die Plastifizierschnecke einzieht und ausreichend Gummi für die nächste Einspritzung plastifiziert. |
| 5. |
Das Formwerkzeug öffnet, und die Teile werden manuell oder mit Roboter- oder anderen Systemen automatisch entnommen. |
| 6. |
Der Zyklus wird wiederholt. |
Während jedem Maschinenzyklus kann ein Bediener verschiedene Arbeitsgänge durchführen, diese sind u. a.: Trimmen überschüssigen Gummis (abschmelzen), Inspektion, Abpacken oder Montage. Das Teil kann aber auch für andere Trimmverfahren weitergeleitet werden.
Formpressen:
Dieser Prozeß ist langsamer als der Spritzguß, da speziell vorgeformte und gewogene Formteile verwendet werden. Für diesen Prozeß werden Hydraulikpressen mit vorgeheizten Preßplatten bei (150 - 170°C) eingesetzt. Formpreßzyklus:
| 1. |
Preßform öffnen und Produkt vom vorherigen Zyklus entnehmen. |
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Jede Matrize mit den erforderlichen Formteilen bestücken. |
| 3. |
Preßform schließen und in die Hydraulikpresse führen. |
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Die Hydraulikpresse aktivieren. Der Schließvorgang verursacht eine Verdrängung des Gummis zur Füllung jedes Preßformwerkzeugs. Um bestimmte Zustände zu umgehen, wird der Druck ab und zu freigegeben und die Preßform „gerüttelt“, damit die Luft entweichen kann. |
| 5. |
Aushärten - Die Zeit wird als Funktion des Materials und des Querschnitts des zu pressenden Teils bestimmt. |
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Manuelles oder automatisches Entfernen des Teils nach dem Herausziehen der Preßform aus der Presse. |
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Zykluswiederholung. Der Bediener kann nun Aufgaben durchführen, wie sie beim Spritzguß beschrieben werden. |
Extrudieren:
Das Extrudieren wird für zwei Funktionen eingesetzt:
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Herstellung langer Stränge ausgehärteter Profile zur Fabrikation von Teilen, die zu lang für Spritzguß- oder Formpreßverfahren sind. |
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Die Produktion von Formteilen für das Formpressen. |
Ein einzigartiger Herstellungsprozeß von VIP-Polymers, der als „Kontinuierliche Vukanisierung" bezeichnet wird, kommt bei der Produktion von ausgehärteten Extrudaten zur Überführung in bestimmte Endprodukte wie folgt zum Einsatz:
Zwei Maschinenarten sind an diesem Prozeß beteiligt:
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Ein Extruder mit einer Trommel und Schnecke und einer Düse mit korrekter Querschnittsform am Auslaßende. |
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Bei der Heizquelle zum Aushärten des Gummis kann es sich um eine der folgenden handeln:
• Ein eigenständiger Heißluftofen.
• Eine Mikrowelleeinheit/Heißluft-Ofenkombination.
• Ein spezielles Bad, welches Salzschmelze enthält. |
Die "Kontinuierliche Vulkanisierung“ läßt sich wie folgt beschreiben:
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Gummistreifen werden dem Extruder zugeführt, durch die Schnecke plastifiziert und durch die Düsenöffnung extrudiert. Der Extruder arbeitet mit geregelter Temperatur und Schneckengeschwindigkeit. |
| 2. |
Das kontinuierliche Extrudat wird dem Heizmedium ausgesetzt, was eine Aushärtung bewirkt. Auch hierbei werden Geschwindigkeit und Temperatur geregelt. |
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Das austretende, ausgehärtete Profil wird gekühlt und automatisch auf Länge zugeschnitten oder für anschließende Sekundärbearbeitung auf Trommeln aufgewickelt. |
Dieser Prozeß benötigt Fertigstraßen von 30,5 m, bei optionalen Verfahren kann aus Gründen der Platzeinsparung ein ein U-Format verwendet werden.
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