Elastomer-Spritzgiessen

Das Spritzgiessen von Elastomeren erfolgt auf Schneckenspritzgiessmaschinen. Elastomere können in Form von rieselfähigen Pulvern oder bandförmig von einer speziellen Schnecke, die wenig Scherung in die plastifizierte Masse einbringt, eingezogen werden. Der Zylinder wird meist mit einer Flüssigkeit temperiert, um Überhitzungen zu vermeiden. Die Verarbeitungstemperatur liegt bei ca. 70°C, um ein Vulkanisieren im Zylinder zu unterbinden. Von den genannten Besonderheiten abgesehen, verläuft der Spritzgiessvorgang prinzipiell ähnlich dem beim Thermoplastspritzgiessen. Die Schnecke knetet und mischt die Formmasse, die dadurch homogen aufbereitet wird. Dadurch lässt sich z.B. gegenüber dem Pressen, bei dem durch die Wärmezufuhr von aussen eine inhomogene Temperaturverteilung entsteht, eine Qualitätsverbesserung der hergestellten Formteile erzielen. Der Vorgang verläuft auch relativ schnell. Beim Strömen in der Düse und in den Angusskanälen entsteht Reibungswärme. Dies verkürzt die Vulkanisierzeit. Dadurch wird der Spritzgiessprozess besonders wirtschaftlich. Einige mechanische Eigenschaften können bis zu 30% höher liegen als bei gepressten Elastomeren. Die hohe Materialviskosität macht relativ grosse Angussquerschnitte erforderlich. Sehr wirtschaftlich arbeiten so genannte Kaltläuferwerkzeuge. Dabei wird der Angusskanal im Werkzeug gekühlt. Man kann immer wieder durch die nicht vulkanisierende Masse im Kanal hindurchspritzen. Man verwendet beim Elastomerspritzgiessen oft Spritzgiessmaschinen mit mehreren Schliesseinheiten für mehrere Werkzeuge und unterschiedlicher Teile, da die Vulkanisierzeit erheblich grösser ist als die Aufbereitungszeit in der Spritzeinheit. Das macht das Elastomerspritzgiessen besonders wirtschaftlich.

Der grundlegende Unterschied zwischen der Verarbeitung von Elastomeren (z.B. Naturkautschuk) und Thermoplasten (z.B. Polyproplylen) auf Spritzgiessmaschinen zeigt die Temperaturverteilung in der Maschine. Bei Thermoplasten ist die Schnecke relativ heiss um Material zu schmelzen. Das Werkzeug hingegen ist relativ kalt um das gerade entstandene Formteil abzukühlen. Die Formstabilität ist durch das Unterschreiten der Erweichungstemperatur gegeben. Bei Elastomeren ist die Schnecke relativ kalt. Das Werkzeug jedoch heisser um die Vulkanisation (Vernetzung/Formgebung) zu ermöglichen. Eine Ausnahme bilden die thermoplastischen Elastomere.