Silikonschaumprofile Herstellung: Extrusion und Besonderheiten | Rexio

Die Leichtigkeit mit Funktion: Einblicke in den Herstellungsprozess von extrudierten Silikonschaumprofilen

Silikonschaumprofile vereinen die herausragenden Eigenschaften von Silikon mit einer einzigartigen Zellstruktur, die ihnen Leichtigkeit, Kompressibilität und hervorragende Dämpfungseigenschaften verleiht. Sie finden Anwendung in zahlreichen Branchen, von der Automobilindustrie über die Luft- und Raumfahrt bis hin zur Medizintechnik. Doch wie werden diese vielseitigen Profile hergestellt? Tauchen wir ein in den speziellen Extrusionsprozess von Silikonschaum.

Die Basis: Silikon – Herkunft und Herstellung für den Schaum

Wie bei herkömmlichen Silikonprofilen bildet auch hier Silikon das Grundmaterial. Der entscheidende Unterschied bei Silikonschaumprofilen liegt in der Integration eines Treibmittels in die Silikonmischung.

Herstellungsverfahren von Silikonschaum

Die Rolle des Treibmittels:

Während des Extrusions- und Vulkanisationsprozesses zersetzt sich das Treibmittel unter Hitzeeinwirkung und setzt Gas frei. Dieses Gas bildet winzige Bläschen im Silikonmaterial, wodurch die typische Schaumstruktur entsteht. Die Art und Menge des Treibmittels sowie die Prozessparameter beeinflussen maßgeblich die Porengröße, die Zelldichte und somit die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Silikonschaums.

Die besonderen Herausforderungen der Silikonschaumextrusion

Die Extrusion von Silikonschaumprofilen stellt im Vergleich zur Verarbeitung von massivem Silikon zusätzliche Anforderungen an den Herstellungsprozess.

Homogene Verschäumung:

Eine der größten Herausforderungen besteht darin, eine gleichmäßige und homogene Schaumstruktur über das gesamte Profil zu erzielen. Faktoren wie die Viskosität der Silikonmischung, die Konzentration und Dispergierung des Treibmittels sowie die Temperaturverteilung im Extruder spielen hierbei eine entscheidende Rolle. Inhomogenitäten können zu Unterschieden in der Dichte und den mechanischen Eigenschaften entlang des Profils führen.

Kontrolle der Porengröße und Zelldichte:

Die gewünschte Porengröße und Zelldichte des Silikonschaums sind oft anwendungsspezifisch. Die präzise Steuerung dieser Parameter während des Extrusionsprozesses erfordert eine genaue Abstimmung der Rezeptur (Silikonbasis und Treibmittel) und der Prozessbedingungen (Temperatur, Druck, Extrusionsgeschwindigkeit).

Vermeidung von Zellkollaps:

Nach der Gasfreisetzung und der Bildung der Schaumstruktur muss diese während der Vulkanisation stabilisiert werden, um einen Kollaps der Zellen zu verhindern. Eine unzureichende oder zu schnelle Vulkanisation kann zu einem unerwünschten Zusammenfallen der Poren führen, was die gewünschten Eigenschaften des Schaumprofils beeinträchtigt.

Oberflächenbeschaffenheit:

Die poröse Struktur des Silikonschaums kann die Erzielung einer glatten und geschlossenen Oberfläche erschweren. In vielen Anwendungen ist jedoch eine definierte Oberflächenbeschaffenheit wichtig.

Schrumpfung und Dimensionsstabilität:

Das Schäumen des Silikons kann das Schrumpfungsverhalten während der Vulkanisation beeinflussen. Eine präzise Werkzeugauslegung und Prozessführung sind daher unerlässlich, um die geforderten Maßtoleranzen zu erreichen.

Worauf es zwingend zu achten gilt (spezifisch für Silikonschaum):

Zusätzlich zu den bereits genannten Aspekten bei der Extrusion von massivem Silikon sind bei Silikonschaumprofilen folgende Punkte besonders wichtig:

• Auswahl des geeigneten Treibmittels: Die Art und Menge des Treibmittels müssen sorgfältig auf die gewünschte Schaumstruktur und die Verarbeitungsparameter abgestimmt sein.

• Homogene Mischung und Dosierung: Eine gleichmäßige Verteilung des Treibmittels in der Silikonmischung und eine präzise Dosierung sind entscheidend für eine homogene Verschäumung.

• Optimierte Temperaturprofile: Die Temperaturzonen im Extruder müssen so eingestellt sein, dass das Treibmittel zum richtigen Zeitpunkt und in kontrollierter Weise reagiert.

• Angepasste Vulkanisationsbedingungen: Zeit und Temperatur der Vulkanisation müssen auf die Schaumstruktur abgestimmt sein, um eine optimale Vernetzung ohne Zellkollaps zu gewährleisten.

• Spezielle Werkzeugauslegung: Die Geometrie der Extrusionsdüse kann die Schaumbildung und die Oberflächenbeschaffenheit beeinflussen.

  
  

Weitere Verarbeitungsarten für Silikonschaum

Neben der Extrusion können Silikonschäume auch durch andere Verfahren hergestellt werden, wobei die Integration des Treibmittels und die Stabilisierung der Schaumstruktur jeweils spezifische Anpassungen erfordern:

• Formpressen von Schaum: Hierbei wird eine Silikonmischung mit Treibmittel in eine Form gegeben und unter Hitze und Druck verschäumt und vulkanisiert.

• Gießen von Schaum: Flüssige Silikonschaummischungen können in Formen gegossen werden, um komplexe Schaumteile herzustellen.

  
  

Shore-Härten von Silikonschaum: Kompressibilität und Rückstellkraft

Auch Silikonschäume werden anhand ihrer Härte gemessen, wobei die Shore-A-Skala am gebräuchlichsten ist. Allerdings ist bei Schäumen die Kompressibilität und die Rückstellkraft oft wichtiger als die reine Eindringhärte.

• Weiche Silikonschäume (sehr niedrige Shore A-Werte): Bieten eine ausgezeichnete Kompressibilität und sind ideal für Dichtungsanwendungen mit geringen Anpresskräften oder für Vibrationsdämpfung.

• Mittelharte Silikonschäume (mittlere Shore A-Werte): Weisen eine gute Balance zwischen Kompressibilität und Formstabilität auf und werden in einer Vielzahl von Dichtungs- und Polsterungsanwendungen eingesetzt.

• Harte Silikonschäume (höhere Shore A-Werte): Bieten eine höhere Stabilität und geringere Kompressibilität und eignen sich für Anwendungen, bei denen eine gewisse Festigkeit erforderlich ist.

  
  

Die Zelldichte und die Porengröße haben ebenfalls einen großen Einfluss auf die Kompressibilität und die Rückstellkraft des Silikonschaums.

Co-Extrusion von Silikonschaum: Funktionale Integration

Auch Silikonschaumprofile können im Co-Extrusionsverfahren hergestellt werden, um unterschiedliche Eigenschaften in einem einzigen Profil zu kombinieren. Beispielsweise können:

• Ein harter, kompakter Silikonteil mit einem weichen Schaumbereich für die Dichtung kombiniert werden.

• Schaumbereiche mit unterschiedlichen Dichten oder Kompressibilitäten in einem Profil integriert werden.

  
  

Die Co-Extrusion von Silikonschaum erfordert eine noch präzisere Steuerung des Extrusionsprozesses, um eine homogene Verbindung der verschiedenen Materialien und eine gleichmäßige Verschäumung zu gewährleisten.

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Zu den Silikonschaumprofilen

Fazit: Silikonschaumextrusion – Leichtigkeit und Funktion maßgeschneidert

Die Extrusion von Silikonschaumprofilen ist ein anspruchsvoller Prozess, der ein tiefes Verständnis der Materialeigenschaften, der Schäummechanismen und der Prozesstechnik erfordert. Die resultierenden Profile bieten jedoch einzigartige Vorteile in Bezug auf Leichtigkeit, Kompressibilität und Dämpfung. Mit der Expertise und Erfahrung der Rexio GmbH & Co. KG erhalten Sie innovative Silikonschaumlösungen, die perfekt auf Ihre spezifischen Anforderungen zugeschnitten sind.