Kunststofvorming en -verwerking verwijst naar de vervaardiging van kunststofproducten. Bij de kunststofverwerking worden producten geproduceerd door de verwerking en fabricage van kunststof halffabrikaten, vormstukken, films of kunststofvezels. Kunststofgrondstoffen worden doorgaans geleverd in de vorm van korrels, poeders, platen of folies.
Tijdens de verwerking worden kunststoffen in korrel- of poedervorm doorgaans verwarmd en onderworpen aan gieten, spuiten, kalanderen, extruderen, persen, blaasvormen of schuimen. Daarom is het vormingsproces bijzonder cruciaal bij de kunststofverwerking. Als er bovendien additieven in kunststoffen worden verwerkt om specifieke eigenschappen te bereiken of te verbeteren, wordt dit compounding genoemd.
Diverse kunststofverwerkingsmethoden
Zoals hierboven vermeld, is het vormingsproces cruciaal bij de productie van kunststof. Er zijn verschillende methoden die moeten worden onderscheiden. Enkele van de belangrijkste methoden worden hieronder beschreven:
Extrusie
Tijdens het extrusieproces wordt plastic in het vat gevoerd waar de schroef via een trechter werkt, en dit vormt een extruder. De spoed van verschillende delen van de schroef varieert. Ze worden respectievelijk gebruikt voor smelten, homogeniseren, ontluchten en comprimeren. Extruders kunnen in meerdere aspecten worden gebruikt. Ze kunnen worden gebruikt voor de productie van korrels, het recyclen van kunststoffen en het vervaardigen van profielen, platen, textielvezels en films. Bij filmproductie wordt de extruder uitgerust met een sleufmatrijs en/of gebruikt in combinatie met een kalander. Als het een meerlaagse folie betreft, zijn er vaak meerdere extruders nodig om tegelijkertijd folieproducten te produceren.
Rollend
Kalanderen is een proces voor het vormen van plastic waarbij een reeks rollen nodig is om plastic vellen te voltooien of plat te maken. Het wordt voornamelijk gebruikt bij de productie van films, dunne platen en vloermaterialen.
Rotatiegieten
Rotatiegieten is een speciaal productieproces waarmee grote, holle, naadloze kunststofonderdelen worden vervaardigd. Tijdens het productieproces worden gesmolten kunststofdeeltjes tijdens het afkoelen op het binnenoppervlak van de rotatiegietmatrijs afgezet. Door de eigenschappen van de rotatiegietmatrijs kunnen zelfs binnen één matrijs verschillende wanddiktes worden gerealiseerd.
Schuimend
Schuimen kan worden onderverdeeld in drie categorieën. Bij chemisch schuimen komt tijdens het polymerisatieproces het gas vrij dat ervoor zorgt dat het materiaal gaat schuimen. Bij fysiek schuimen wordt een laag-kokende vloeistof aan het reactiemengsel toegevoegd, die tijdens het polymerisatieproces verdampt en zo typische belletjes vormt. Tenslotte wordt bij mechanisch schuimen onder roeren gas in de kunststofsmelt gespoten.
Spuitgietmatrijs
Bij blaasgieten zet een thermoplastische voorvorm uit in een mal. Perslucht zorgt ervoor dat het zich aan de binnenkant van de mal hecht en houdt het op zijn plaats terwijl het afkoelt. Dit proces wordt voornamelijk gebruikt om artikelen zoals flessen, emmers en autobrandstoftanks te produceren.
Wat is spuitgieten?
Spuitgieten is echter het belangrijkste en meest gebruikte vormproces bij de kunststofverwerking. Het is een uitstekende productietechniek, vooral geschikt voor massaproductie. Normaal gesproken worden alle in massa geproduceerde- onderdelen van glas, rubber, metaal of plastic geproduceerd door middel van spuitgieten. Het proces is eenvoudig: gesmolten plastic wordt in een mal geïnjecteerd, afgekoeld en vervolgens wordt het plastic product uitgeworpen. Het bestaat uit vier fasen: matrijsklemmen, injectie, koeling en uitwerpen.
Omdat de koelfase de meeste tijd in beslag neemt, dient deze ook als hefboom om de productie-efficiëntie te verbeteren. Dit is het geheime wapen van het spuitgieten: koper! Vanwege de unieke eigenschappen kunnen op koper-gebaseerde legeringen zoals aluminiumbrons of berylliumbrons de cyclustijden verkorten, waardoor de productie-efficiëntie met wel 80% wordt verhoogd! Dit kan bedrijven 10-40% van de productiekosten besparen.
Daarom is het verkorten van de cyclustijd slechts één van de redenen voor kostenbesparingen bij aluminiumbrons. Andere redenen zijn onder meer het verminderen van het aantal defecten. Bovendien kan de uitstekende thermische geleidbaarheid van op koper-gebaseerde legeringen het kromtrekken en vervormen aanzienlijk verminderen. Dit komt door het voordeel van verbeterde koeling, aangezien mallen gemaakt van aluminiumbrons de warmte gelijkmatiger verdelen dan stalen mallen.
