Braune Ablagerungen auf der Schnecke nach TPU-Verarbeitung

    Hallo zusammen,


    ich hätte da mal ein kleines Problem, bei dem ihr mir vielleicht weiterhelfen könnt.


    Wir verarbeiten seit neusten auf einer Maschine ein TPU. Wir hatten hier bei der Bemusterungsphase immer wieder Probleme mit "braunen Flecken" die in die Formteile eingespritzt wurden. Beim ziehen der Schnecke hatte mich dies auch nicht gewundert. Hier war auf den ersten Blick, eine richtig braune, eingebrannte Suppe in vorm von Ablagerungen zu sehen. Das Zylinderrohr und Schnecke wurden gereinigt. Sieht beides aus wie neu.

    Seither spülen wir bei Produktions- bzw. Bemusterungsunterbrechungen die Plastifiziereinheit immer mit PS, damit das TPU während der "Abkühl - und Haufheizphase" von der SGM nicht thermisch geschädigt wird. Das TPU wird dann erst kurz vor dem anfahren der SGM in die Plastifiziereinheit dosiert.

    Wir hatten bei den letzten Bemusterungen keine Probleme mehr mit diesem Fehlerbild. Jetzt haben wir die erste Fertigung gestartet und siehe da: Es wurden wieder Teile mit braunen Flecken gefunden. Diese tauchen aber immer nur sporadisch auf. Es sind nur sehr wenige Teile davon betroffen. Der Kunde möchte die Teile so jetzt erstmal haben da es sehr eilt. Da die Teile bei ihm händisch weiterverarbeitet werden, sortiert er die n.i.O.-Teile einfach mal aus. Aber wenn man bedenkt, dass hier noch etliche andere Varianten von diesem Artikel folgen werden, möchte ich dieses Problem gerne in den Griff bekommen. Und das ganze noch während der Bemusterungsphase. So möchte einen Sch.... möchte ich nicht an die "Serie" übergeben.

    Der nächste Schritt von meiner Seite wäre: Schnecke nochmals ziehen und anschauen. Dies geht aber erst nach der Fertigung (7 Tage) da der Kunde die Teile eben dringend benötigt.


    So, und jetzt zu meiner Frage :)


    Kann es sich hierbei um irgendwelche Ausgasungen handeln, die während dem Plastifizieren entstehen ?


    Ich muss noch erwähnen, dass bei uns im Unternehmen nur sehr wenig TPU verarbeitet wird. Und diese eine Type nur bei besagtem Produkt. Ich/wir haben also kaum Erfahrungen mit TPU. Bei uns wird zum größten Teil PC verarbeitet.


    Gibt es bei der Verarbeitung von TPU irgendetwas zu beachten ? Mach ich was falsch ? Ist das bei TPU einfach so ?

    Wie gesagt, die Erfahrung mit TPU hält sich bei uns sehr in Grenzen.

    Vielleicht gibt es unter euch ja TPU-Spezialisten ;)


    Hier noch einige Infos:

    - Granulat auf Verschmutzungen überprüft: ist i.O.

    - Massetemperatur: 220 °C abfallend auf 180 °C (laut Mat-Hersteller i.O.)

    - Verweilzeit der Schmelze in der Plastifiziereinheit: ca. 4 Minuten (laut Mat-Hersteller i.O.)

    - Vortocknung bei 95 °c für 3 Std. (laut Mat-Hersteller i.O.) // Restfeuchtegehalt wurde von uns geprüft und war i.O.

    - Einspritzgeschwindigkeit & Dosiergeschwindigkeit: so langsam wie möglich um Scherung zu vermeiden

    - Staudruck: 30 bar (um Scherung zu vermeiden)

    - Schnecke: 3-Zonen-Schnecke

    - WZ mit HK: HK kann als Verursacher ausgeschlossen werden da braune Flecken bereits im Spritzkuchen vorhanden sind.


    Ach ja, die Rezeptur des eingesetzten TPU wurde speziell für dieses Produkt angepasst. Gibt es so wohl nicht auf dem Markt.


    in Voraus schon mal ein Dankeschön

    Hallo skaharz,


    wir verarbeiten hauptsächlich TPU, Ausgasungen die zu Verunreinigungen führen sind uns nicht bekannt (3-Zonen-Schnecke).

    Aber ich weiß auch nicht, was Ihr für "spezielles Material" verarbeitet.

    Massetemperatur, Verweilzeit, sowie Trocknungszeit sehen soweit gut aus.

    Den Staudruck haben wir auf ca. 80bar ,auch hier wird nichts so geschert, dass wir Probleme mit "braune Flecken" haben.

    Ich kann Dir ein paar Themen nennen, die bei uns zu Verunreinigungen geführt haben:


    - Trockner oder Zuleitungen

    - Abrieb beim Schieben der Trichter/Trockner auf der Schiene (Kohlenstoffanteil in der Schiene/Trichter selbst)

    - Einzug + Rohr, gerade beim Einzug sammeln sich bei uns gerne Verunreinigungen

    - Düse / Düsenkörper


    Noch kurz ein paar Fragen:

    Ist euer Material Transparent?

    Fahrt ihr mit anliegender Düse?

    Kann es ausgeschlossen werden, dass es sich um Fremdmaterial vom Vorgängerauftrag handelt?

    Das TPU mit einen HK verarbeitet wird kenne ich in der Form nicht, mich würde aber interessieren warum ihr das braucht!

    Vielleicht ist es möglich ein Bild von den "braune Flecken" hochzuladen?

    Vielleicht konnte ich etwas Licht ins Dunkle bringen.

    Wenn nicht, einfach nochmal melden!


    Gruß Tino

    • Official Post

    Ist evtl. der Düsenkörper, die Düsenspitze oder die RS-Sperre nicht fest verschraubt und angezogen? Dann kann beim Einspritzen Material in die Dichtflächen gedrückt werden, zersetzt sich dort und wird dann gelegentlich wieder mitgezogen und kann so zu dem besprochenen Effekt führen.

    Hallo zusammen,


    zuerst einmal vielen Dank für eure Antworten. Freut mich sehr :)


    Und nun zu euren Fragen......


    - Trockner oder Zuleitungen

    Kann ich ausschließen, ist i.O.

    - Abrieb beim Schieben der Trichter/Trockner auf der Schiene (Kohlenstoffanteil in der Schiene/Trichter selbst)

    Kann ich ausschließen, ist i.O.

    - Einzug + Rohr, gerade beim Einzug sammeln sich bei uns gerne Verunreinigungen

    Kann ich ausschließen, ist i.O.

    - Düse / Düsenkörper

    Kann ich ausschließen. Reinigung der Düsenspitze und des Düsenkörper werden bei uns standardmäßig mit der Schneckenreinigung durchgeführt
    Ist euer Material Transparent?

    Nein, wir verarbeiten weißes Granulat

    Fahrt ihr mit anliegender Düse?

    Ja, Düse liegt am HK an

    Kann es ausgeschlossen werden, dass es sich um Fremdmaterial vom Vorgängerauftrag handelt?

    Ja, kann ausgeschlossen werden. Wir hatten ja die Schnecke gezogen und mit der Düsenspitze und dem Düsenkörper gereinigt. Zylinder wurde ausgebürstet .... alles sieht aus wie neu

    Das TPU mit einen HK verarbeitet wird kenne ich in der Form nicht, mich würde aber interessieren warum ihr das braucht!

    Das ist eine sehr gurte Frage. Ich habe keine Ahnung warum hier mit HK geplant wurde. Farge ich aber mal in der Konstruktion nach (war nicht von Anfang an mit dabei).

    Aber wie gesagt, Der Spritzkuchen der SGM hat bereits diese Partikel. Darum würde ich den HK als Schuldigen ausschließen.

    Aber meine Gegenfrage: Warum ist das wichtig? Darf / sollte TPU nicht mit HK verarbeitet werden?

    Würde mich echt interessieren.

    Vielleicht ist es möglich ein Bild von den "braune Flecken" hochzuladen?

    Die Bilder wurden an einem Spritzkuchen aus PS aufgenommen. Denke so sieht man es besser. Das war VOR der Reinigung der Plastifiziereinheit.

    Wird auch auf dieser Maschine PC verarbeitet? Wenn ja dann würde ich die braunen Ablagerungen eher auf das PC schieben.

    Ja, hier wird auch PC verarbeitet. Aber seit der Reinigung von der Plastifiziereinheit war nur noch besagtes TPU auf der Anlage.

    Ist evtl. der Düsenkörper, die Düsenspitze oder die RS-Sperre nicht fest verschraubt und angezogen?

    Kann ich eigentlich auch ausschließen. Schnecke und Rückstromsperre wurde von mir selbst zusammengebaut. Bei mir zählt hier immer das "Vieraugenprinzip". Bevor die Schnecke im Zylinderrohr verschwindet, sag ich zu einem Kollegen meines Vertrauens er solle doch nochmals drüber schauen.


    So, ich hoffe ich konnte alles beantworten bzw. habe nichts vergessen.


    Nochmals Danke und euch allen ein schönes Wochenende

    Zitat von skaharz

    Hallo zusammen,


    zuerst zur Gegenfrage:

    Aber meine Gegenfrage: Warum ist das wichtig? Darf / sollte TPU nicht mit HK verarbeitet werden?


    Würde mich echt interessieren.


    Der Kern der Schmelze (Plastische Seele) bleibt bei TPU relativ lange erhalten. Somit ist es im Normalfall

    nicht notwendig einen HK einzusetzen. Wir hatten sogar ein Test und in unseren Fall war selbst nach

    4sec. Einspritzzeit +12sec. Nachdruckzeit der Nachdruck im Spritzteil immer noch "wirksam".

    Das ganze Liegt natürlich auch am Ø von Anguss + Anbindungen.

    Natürlich kann ich mir vorstellen das bei speziellen Geometrien und schmaleren Anbindungen das ganze schon

    etwas anders ausschaut.

    Aber rein Prinzipiell kann TPU mit HK verarbeitet werden solange die vorgegebenen Temperaturen nicht überschritten werden.

    Ich hatte es einfach vorher noch nicht gesehen.


    Die "Braunen Flecken" sehen unseren sehr Ähnlich, leider fallen mir momentan kaum anderen Fehlerquellen ein.

    Eventuell noch:

    - Schneckenabnutzung (Kunststoff haftet länger an Schnecke und kann dadurch "verbrennen") - Schnecke genau Kontrollieren

    - wird bei eurem "speziellen TPU" Regranulat zugeführt?


    Ansonsten muss ich vorerst passen...


    Gruß Tino

    Habt ihr das mal untersuchen lassen?

    Vielleicht kann euch ja ein Labor sagen um was es sich handelt (Kunststoff, Metall, Holz....; schon alles als Fremdmaterial gesehen...).

    Dann könntet ihr ggf. zumindest eingrenzen woher es stammt. Vermutlich ja verkohlter/ verbrannter Kunststoff. Aber vielleicht bekommt das Labor ja sogar noch raus welcher Kunststoff das ist.

    Wenn ich es richtig verstanden habe dann hattet ihr die braunen Einschlüsse, habt dann die Schnecke komplett blitzeblank gereinigt, aber trotzdem noch das Fremdmaterial bei der folgenden Produktion gehabt?!

    Habt ihr auch den Zylinder angeguckt/ gereinigt?

    Hallo zusammen,



    Tino


    -Schneckenabnutzung (Kunststoff haftet länger an Schnecke und kann dadurch "verbrennen") - Schnecke genau Kontrollieren

    Abnutzung kann ich eigentlich auch ausschließen. Die Schnecke + RS-Sperre sah echt Top aus. Die Anlage ist auch relativ neu. So viele Zyklen sind da noch nicht runter.

    - wird bei eurem "speziellen TPU" Regranulat zugeführt?

    Nein, Regranulat wird bei uns im Hause nicht verarbeitet


    DerK


    Wenn ich es richtig verstanden habe dann hattet ihr die braunen Einschlüsse, habt dann die Schnecke komplett blitzeblank gereinigt, aber trotzdem noch das Fremdmaterial bei der folgenden Produktion gehabt?!

    Habt ihr auch den Zylinder angeguckt/ gereinigt?

    Schnecke, RS-Sperre, Zylinderrohr, Düsenkörper und Düsenspitze war alles "blitze-blank". Die Braunen Verunreinigungen haben sich dann nach und nach wieder eingeschlichen. Ohne dass ein anderes Material auf der Anlage verarbeitet wurde.



    Der Vorschlag mit dem Labor nehme ich mal mit in das nächste Meeting.


    Danke euch :thumbup:




    Letztendlich bleibt doch nur noch die Frage, ob es nicht doch "Vergasungsablagerungen" sind(?) ....

    Quote from skaharz

    - Massetemperatur: 220 °C abfallend auf 180 °C (laut Mat-Hersteller i.O.)

    Die Frage stellt sich mir, daher gib mal die derzeitigen Parameter:

    - Temperaturempfehlung vom Materialhersteller laut Datenblatt ....°C bis ....°C

    - Jetzige Zylindertemperaturen mit Düse beginnend --> Einzug

    - Jetzige Heisskanaltemperaturen

    - Schneckendurchmesser

    - Max. möglicher Dosierweg (mm) der Maschine

    - Ist-Dosierweg (mm)

    - Dekompression (mm)

    - Staudruck spezifisch (bar)

    - Massepolster (mm)

    - Umschaltpunkt (mm)

    - Zykluszeit


    Heisskanal möglichst mit Nadelverschluss (ohne Kaltkanal-Srecke) ist bei den Elastomeren wegen geringem Fließwiderstand zwischen Schneckenvorraum optimal! :thumbup:

    Habt ihr verschiedene Chargen von diesem Material zum ausprobieren?


    Vielleicht liegt der Fehler nicht bei euch sondern einfach beim Materialhersteller. :/


    Hatten auch mal so eine ähnliche Fehlerquelle nur im TPE und nicht in diesem Ausmaß. Dies war dem Hersteller zu verschulden. Soweit ich mich erinnern kann war das Zellulose, also Holzpartikel.


    Hab auch Bilder auf dem Rechner gefunden. Diese Zeigen noch nicht verarbeitete TPE-Granulatkörner, die vorher von Mitarbeitern 100% aussortiert wurden.

    Aufnahme-113823-0008.jpg

    Aufnahme-091622-0001.jpgAufnahme-104943-0002.jpg


    Gruß, Versus

    Die weiteren Dosierdaten wären wirklich noch super.

    Ich bin ebenfalls 98% TPU Verspritzer mit auch komplett eigenen TPU Sorten.


    TPU kann generell mit HK verarbeitet werden - allein schon zur Materialeinsparung.


    Ich würde mir mehr Daten zu deinem TPU wünschen.

    -> Polycaprolacton?

    -> Polycaprolacton copolyester?

    -> Ether?

    -> Esther?

    ->???


    Es gibt Polycaprolactone copolyester Typen die extrem schnell Kristallisieren. Da reicht ein Hauch von Wind eines Ventilators, Tores oder Fenster. Dies Zeigt sich sofort in weiße oder Braune steppen/Bestandteile -> Demnach kann die Verweilzeit mit Abhängigkeit der Zylindergröße und Temperatur zu hoch sein, mit der Zeit gibt es dann Ablagerungen. - Achtung, das ganze geht auch in die andere Richtung -> Schmelze zu kalt-klebt an der Zylinderwand, verbrennt und wird mitgenommen!


    Ich habe eine Type wo das Verarbeitungsfenster bei den Zylindertemperaturen 2,5 Grad klein ist. in diesem Bereich wird eingestellt. ein halbes Grad macht hier sehr viel aus - aufgrund der schnellen und starken Kristallisationsfähigkeit.

    -> Pausen müssen bei solchen Materialien durchgefahren werden. Ein Stillstand von mehr als 4, 5 Minuten kann Schnecke und Zylinder kontaminieren. Die Zylindertemperatur absenken reicht hier nicht. Spülen ist das richtige. Auch hier ist aber wieder eine große Fehlerquelle verfügbar. Nicht jede TPU Type ist mit PS, PE etc. befreundet.


    ein eigenes Beispiel:

    --->Polycaprolacton copolyester wird gereinigt und gespült mit Polystyrol -> auch nach 30 Minuten Produktion können Reste des PS mit kommen da keine ausreichende Auswaschung stattfindet. Das TPU gleitet nur drüber und nimmt ab und an ein Fähnchen mit. Hier verwenden wir dann ein HDPE oder noch besser, ein billiges TPU auf gleicher Basis, zum Durchspülen.

    --->Ether wird gereinigt und gespült mit Polystyrol -> Auswaschung des Reinigungsgranulat binnen weniger Schuss/Dosierhübe.


    Die nächste große Frage ist, ist das speziell entwickelte Material für euch, Kaltabschlag? Heißabschlag? Oder Flakes Ware? Wenn der Staubanteil zu hoch ist, kann dieser ebenfalls verbrennen - das gleiche wenn die Granulatkörnchen nicht gleichmäßig groß sind (Flakes)


    Oh zum Staudruck noch, wir haben auch bei den meisten TPU´s 60-80 Bar spezifisch.


    Sollte am ende nichts mehr helfen, könntest du sie mit einem Filtereinsatz rausfiltern - aber das wäre nur eine Not-Variante, keine Lösung :)


    TPU Spritzguss lebt und ist ziemlich eigensinnig.

    Hallo zusammen,


    danke für eure Hilfe :thumbup:


    Behrens


    - Temperaturempfehlung vom Materialhersteller laut Datenblatt ....°C bis ....°C

    180 – 230 °C

    - Jetzige Zylindertemperaturen mit Düse beginnend --> Einzug

    220 // 220 // 210 // 195 // 180 °C

    - Jetzige Heisskanaltemperaturen

    Heizband: 220 // Verteiler: 220 // Düse FN1: 215 °C // Düse FN2: 215

    - Schneckendurchmesser

    25 mm

    - Max. möglicher Dosierweg (mm) der Maschine

    100 mm

    - Ist-Dosierweg (mm)

    28 mm

    - Dekompression (mm)

    2 mm

    - Staudruck spezifisch (bar)

    30 bar >> Dosierzeit : 16 Sek

    - Massepolster (mm)

    2,9 mm

    - Umschaltpunkt (mm)

    3,2 mm

    - Zykluszeit

    33 Sekunden


    Heisskanal möglichst mit Nadelverschluss (ohne Kaltkanal-Srecke) ist bei den Elastomeren wegen geringem Fließwiderstand zwischen Schneckenvorraum optimal! :thumbup:

    Mit Nadelverschluss und Kaltkanal :rolleyes:


    versus_versace


    Habt ihr verschiedene Chargen von diesem Material zum ausprobieren?

    Wir haben zwei Chargen im Haus. Auch bei der "zweiten" das gleiche in grün.
    Vielleicht liegt der Fehler nicht bei euch sondern einfach beim Materialhersteller.

    Granulat haben wir über den Lichttisch gezogen. Keine Verunreinigungen zu sehen.



     Teviol


    ich würde mir mehr Daten zu deinem TPU wünschen.

    Zitat Datenblatt: Das Produkt ist ein thermoplastische Polyurethan (TPU)-Verbindung auf aromatischer Polyetherbasis, die Bariumsulfat (15%) enthält.

    Pausen müssen bei solchen Materialien durchgefahren werden. Ein Stillstand von mehr als 4, 5 Minuten kann Schnecke und Zylinder kontaminieren.

    Wir spülen die Plastifiziereinheit bei Produktionsunterbrechungen. Laut Hersteller sind 8 Minuten Verweilzeit i.O.

    Die nächste große Frage ist, ist das speziell entwickelte Material für euch, Kaltabschlag? Heißabschlag? Oder Flakes Ware?

    Ist ein Heißabschlag. Granulatkörnchen sind gleichmäßig und Staub ist keiner vorhanden.



    Ich hoffe ich habe jetzt nichts vergessen :)



    Versucht mal:

    Quote from skaharz

    - Jetzige Zylindertemperaturen mit Düse beginnend --> Einzug

    220 // 220 // 210 // 195 // 180 °C

    230° // 230° // 217° // 203° // 190° // 80° (unter'm Trichter)


    Quote from skaharz

    - Dekompression (mm)

    2 mm

    3 mm

    Quote from skaharz

    - Staudruck spezifisch (bar)

    30 bar >> Dosierzeit : 16 Sek

    5 bar (spezifisch)!


    Der Staudruck muss bei Elastomeren niedrig sein, sonst macht das Granulat über die Länge der Einzugszone-Schnecke alle Zwischenräume dicht und die Luft kann nicht über Trichter entweichen! Merke: Die Granulatkörner sind elastisch und lassen bei Kompression keine Zwischenräume.

    Wir haben bisweilen Desmopan 460/487 im verhältniss 50/50 % ca alles halbe Jahr in verarbeitung. Standartschnechecke von Arburg . Ohne vortrocknung keine produktion möglich. Aus erfahrung haben wir den Staudruck auf 100 Bar eingestellt und trocknen es mindestens vermischt bei 80°C min. 6 Stunden vor.

    Quote from Reiner

    Ganz speziell interrsiert mich die Temperatur die die spritzgussmasse haben sollte

    Die Zieltemperatur sollte m.M.n. immer den höchsten vom materialhersteller genannten Wert haben.


    Quote from Reiner

    mich interessiert sehr die ausgassung im Zylinder ab Einzug.

    Das Entgasen ist optimal mit der klassischen 3-Zonen-Schnecke, auch Entgasungsschnecke genannt, möglich. Voraussetzung dafür ist die entsprechende Thermografie im Zylinder (ein Hauptthema bei meinem Seminar).

    Quote from Reiner

    wir fahren das tpu mit 100 bar staudruck damit sich die beiden in der schnecke harmonisieren

    Ich sehe das als "Fehler", den Staudruck dafür zu "missbrauchen"! Hoher Staudruck hat m.M.n. viel mehr Nachteile als Vorteile, für manche Spritzgießer ist es leider "Allzweckwaffe" für dieses oder jenes Problem, leider!!

    Für eine gute Vermischung/Homogenisierung sollte das Granulat vorher homogen vermischt werden und zusätzlich sollten statische Mischer vor den Zylinder geschraubt werden - besonders beim Einfärben spart es bis zu 50% Farbe ein und die Einfärbung ist optimal!

    Hauptprobleme bei hohem Staudruck:

    - mehr Energieverbrauch,

    - hohe Belastung für die Rückstromsperre,

    - erheblicher Stress für den Kunststoff,

    - instabile nicht definierte Thermografie im Zylinder,

    - hoher Wärmeeintrag in die Schnecke (Kernwärme),

    - usw.

    Bedenke: Bei 100 bar wirkt -

    - bei einer 50er Schnecke eine Gegenkraft von 2.000 Kg (2 to) auf die Schnecke und

    - bei einer 100er Schnecke wären das immerhin 7.850 kg (fast 8 to!) !!

    Haben die Parameter mal so angeglichen. Bis auf die Deko. Wenn wir diese größer wie 2 mm fahren, haben wir schwarze Schlieren auf den Teilen.


    Am Montag geht es weiter ... bin gespannt

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