Panzerschnecke So werden Extruderschnecken verschleißfester

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Wafo, ein Hersteller hochwertiger Extruderschnecken und -zylinder aus Pirmasens, ist vor allem stark in der Verschleißtechnik. Dabei hilft eine Beschichtung von Oerlikon Balzers – Balinit Croma Plus.

Wenn eine Extruderschnecke die aufgeschmolzene, relativ zähe Kunststoffschmelze durch den Führungszylinder schiebt, ist Verschleiß kaum vermeidbar – vor allem, wenn der Kunststoff auch noch mit Glasfasern zur Verstärkung oder mineralischen Füllstoffen versehen ist. Der Pressdruck erreicht dabei Werte zwischen 250 bis 800 bar. Die Reibung der Schnecke im Kontakt mit dem Zylinder sowie die oft hoch abrasiven Füllstoffe des Materialgemisches samt chemischen Prozesse durch die Wärme bei der Verarbeitung, setzen dem stählernen Schneckenmaterial auch an Innenseiten und Schubflanken zu. Lokale Überhitzungen beim Extrudieren können außerdem zu Korrosion führen. Auch Ablagerungen können sich auf den Systemen bilden.

Kunststoffverarbeiter kämpfen mit Verschleiß

„Die Ansprüche an technische Kunststoffe werden immer höher. Und damit auch der Verschleiß“, weiß Andreas Wagner. Der Diplom-Ingenieur ist Inhaber und Geschäftsführer der 1967 gegründeten Wafo Klaus Wagner GmbH. Sie beliefert Auftraggeber aus der Kunststoffindustrie in Europa, aber auch in Asien mit Extruderschnecken und -zylindern. Um Kosten zu sparen, setzen manche Anwender bei weniger anspruchsvollen Endprodukten mehr Füllstoffe ein, soweit das vertretbar ist und günstiger als der Kunststoff selbst. Diese greifen die Schneckenoberfläche aber auch durch Abriebeffekte an. Wer auf Nummer sicher gehen, will, der sollte sich deshalb das Beschichtungssystem Balinit Croma Plus näher anschauen, wie Oerlikon Balzers empfiehlt. Das habe auch Wagner erfahren.

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Unter dem „Regenbogen“ ist alles gut geschützt

Die wie ein Regenbogen schillernde PVD-Beschichtung ist extrem hart, glatt und schützt gut vor Abrasion, Kratzern und Belagsbildung. Als auf Chrom-Nickel basierte Multilagenbeschichtung inklusive Oxiddeckschicht ist das System außerdem sehr duktil, hoch oxidationsbeständig und haftet seht gut, wie es dazu heißt. Die Beschichtung bewähre sich deshalb seit langem in der Extrusion, aber auch beim Spritzguss von zahlreichen Kunststoffen, weil sie auch die Standzeiten der Spritzgusswerkzeuge erhöhe. Wartungs-und Reinigungsaufwand werden außerdem verringert. Die Schicht führt laut Anbieter auch zu einem besseren Materialfluss, was etwa den Durchsatz beim Extrudieren fördert. Stünden Farbänderungen an, profitiere man von kurzen Spülzeiten.

Hartverchromung geht manchmal, hat aber ihre Nachteile ...

Wagner empfiehlt die PVD-Schicht (PVD = physical vapor deposition) immer, wenn es zugleich korrosiv und abrasiv für Schneckenkern und -flanken wird und wenn es oft Anhaftungen und darum Reinigungsbedarf gibt. Beispiele sind die Verarbeitung von zähen Elastomeren aller, wenn Flammschutzmittel im Polymer sind, Farbpigmente oder generell bei einem hohen Füllstoffanteil. In vielen Fällen greift der Wafo-Chef aber auch immer noch zur klassischen Hartverchromung. Damit sich aber auch schlecht zugängliche Stellen in komplexen Schneckengeometrien verchromen lassen, braucht es aber ein ebenso kompliziertes, maßgeschneidertes Anodenkonzept für den Ladungsaustausch und die präzise Metallabscheidung. Das wird relativ teuer, auch beherrscht nicht jeder das Know-how. Und der Einsatz von Chrom-6 infolge der REACH-Verordnung über Gefahrstoffe verringert sich außerdem.

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