Auch in diesem Jahr wird die VDI-Fachtagung Blasformen wieder aktuelle Schwerpunktthemen der Branche beleuchten. Dazu zählen unter anderem: die Fortschritte in der Antriebstechnik, Satellitenextruder und vertikale Extruder, das Thema Industrie 4.0 und Datensicherheit, High-Output-Blasformmaschinen, das Schäumen für Anwendungen in der Verpackungstechnik, Lasersintern für den Formen- und Werkzeugbau sowie die Materialvielfalt und Hochtemperatur-Materialien. In den vier Themenblöcken – innovative Werkzeugtechnologien, Trends aus der Verarbeitung, effiziente Fertigung mit modernen Materialien und Werkstoffen sowie Produktsimulation und Aktuelles zur Werkzeugproduktion – werden Experten aus Industrie und Wissenschaft aktuelle Praxisanwendungen und neue Entwicklungen in ihren Referaten vorstellen.

Prozessparameter und Empfehlungen für die Verarbeitung von Biokunststoffen

Kleinst-Blasformmaschine
(Artikelvolumen < 40 ml) zur Untersuchung der grundsätzlichen Blasformfähigkeit mit
kleinen Materialmengen
(Bildquelle: Dr. Reinold Hagen Stiftung)

Kleinst-Blasformmaschine
(Artikelvolumen < 40 ml) zur Untersuchung der grundsätzlichen Blasformfähigkeit mit
kleinen Materialmengen
(Bildquelle: Dr. Reinold Hagen Stiftung)

Über die Verarbeitung von Biokunststoffen mittels Extrusionsblasformen wird Dr. Olaf Bruch, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Dr. Reinold Hagen Stiftung in Bonn, sprechen. Mit weltweiten Produktionskapazitäten von mehr als 2 Millionen Tonnen im Jahr 2015 und durchschnittlichen Wachstumsraten von zirka 20 Prozent in den letzten Jahren (Quelle: Biopolymerplattform – Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe (IfBB), Hochschule Hannover) haben  Kunststoffe, die teilweise oder vollständig auf nachwachsenden Rohstoffen basieren, ihr Nischendasein mittlerweile verlassen. Für ihre Verarbeitung im Extrusionsblasformen liegen trotz eines großen möglichen Einsatzfeldes bisher jedoch nur wenige Erfahrungen vor. „Einerseits ist der Markt für Biokunststoffe noch sehr unübersichtlich, anderseits ist für ihre Verarbeitung eine spezifische Anpassung von Prozessparametern, wie beispielsweise der Temperaturführung, erforderlich. Die dafür notwendigen Grundsatzuntersuchungen sind für die oft mittelständischen Verarbeiter mit großem Aufwand und damit auch Risiken verbunden“, begründet Bruch die derzeitige Situation.
Im Rahmen eines Forschungsprojekts hat die Dr. Reinold Hagen Stiftung jetzt erstmals für eine breitgefächerte Materialauswahl die Verarbeitung von Biopolymeren im Extrusionsblasformen untersucht. Im Fokus standen dabei die Anforderungen an das Material, Verarbeitungseigenschaften und Prozessparameter. „Innerhalb eines neu entwickelten zweistufigen Verfahrens wird zunächst die grundsätzliche Verarbeitbarkeit des Werkstoffes durch Vorversuche auf einem Laborextruder sowie einer Miniaturblasformmaschine untersucht und bewertet. Für geeignete Materialien werden anschließend weitergehende Produktversuche auf einer Serien-Produktionsanlage durchgeführt. Denn erst am realen Bauteil kann beurteilt werden, in welchen Bereichen die Biokunststoffe noch Nachteile aufweisen und in welchen Gebieten sie sogar vorteilhafte Eigenschaften gegenüber dem vergleichbaren konventionellen Kunststoff haben können“, beschreibt Bruch die Vorgehensweise. Die bisherigen Untersuchungen würden zeigen, dass viele Werkstoffe grundsätzlich im Extrusionsblasformen verarbeitbar sind, jedoch in vielen Fällen noch Anpassungen an die konkrete Aufgabenstellung sinnvoll oder zwingend notwendig seien. „Hier sind insbesondere die Materialhersteller, aber auch die Compoundeure gefordert“, so Bruch.

Extrusionsversuche zur reproduzierbaren Ermittlung der Schmelzesteifigkeit an
Biokunststoffen
(Bildquelle: Dr. Reinold Hagen Stiftung)

Extrusionsversuche zur reproduzierbaren Ermittlung der Schmelzesteifigkeit an
Biokunststoffen
(Bildquelle: Dr. Reinold Hagen Stiftung)

Fest steht: Für viele industrielle Anwendungen im Extrusionsblasformen, ob Verpackungen oder technische Teile, sind heute grundsätzlich biobasierte oder teilweise biobasierte Alternativwerkstoffe verfügbar. Für ein Teil dieser Materialien stehen dem Anwender jetzt mit den vorliegenden Untersuchungsergebnissen der Dr. Reinold Hagen Stiftung erstmals auch konkrete Verarbeitungshinweise in Form von Verarbeitungsempfehlungen und Datenblättern zur Verfügung. „Weitere Werkstoffe können mit überschaubarem Aufwand untersucht werden, zumal aufgrund des standardisierten zweistufigen Verfahrens zunächst einmal nur kleine Materialmengen für erste Aussagen erforderlich sind. Produktionsversuche könnten dann im Technikum der Dr. Reinold Hagen Stiftung oder auch direkt beim Verarbeiter durchgeführt werden“, nennt Dr. Bruck weitere Untersuchungsmöglichkeiten.

Auf der folgenden Seite erfahren Sie Wissenswertes über den Einsatz von Vertikalextrudern für Blasformanwendungen

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Über den Autor

Annedore Bose-Munde

ist Fachjournalistin für Wirtschaft und Technik, Erfurt.