WPC Materialzusätze / Werkzeugverschleiß

    Hallo,
    folgender Produktionsablauf: Mahlen von PE Abfällen, Holzmehl beifügen (ca. 35-40%), Farbpulver dazugeben, Granulieren und auf Spritzgussmaschine verarbeiten.

    Das Problem: Auf der Oberfläche vom Werkzeug lagert sich mit fortschreitender Produktion eine harte Substanz ab und die Oberfläche der Erzeugnisse wird zunehmend schlechter. Mit Riefen und Strukturen. Es wird aber eine glatte Oberfläche benötigt. Diese Materialrückstände fressen sich weiterhin in die Werkzeugoberfläche, obwohl hier bereits härteres Material mit Chromanteil verwendet wird. Es müssen ständig neue Werkzeuge gemacht werden, bzw. bei benutzte Werkzeuge die Oberfläche aufwendig nachgeschliffen und poliert werden. Es scheint so, als hätte das Holzmehl eine sehr hohe Feuchtigkeit und es bildet sich eine art Gerbsäure beim Spritzvorgang unter Druck und bei Hitze, welche Rückstände auf der Werkzeugoberfläche bildet und das Metall angreift.

    Meine Frage 1 : Man kann Säuren doch neutralisieren. Gibt es Materialien oder chemische Zusätze, die ich vor dem Granulieren oder bei der Materialzufuhr an der Maschine beimischen kann, die die Säure vom Holzmehl neutralisieren ? Das Werkzeug würde weniger angegriffen und es bilden sich weniger Rückstände auf der Werkzeugoberfläche.

    Frage 2 : Wie kann ich die Oberfläche glatter hinbekommen mit hohem Holzmehlanteil ? Die Erzeugnisse werden später lackiert und die Oberfläche ist nicht glatt genug. Es entstehen kleine Risse und Abdrücke der Rückstände aus dem Werkzeug. Können spezielle Harze o.ä. helfen ? Vielleicht fehlen mir bei dem Material einfach einige Komponenten ?

    Frage 3: Das Granulat wird vor der Verarbeitung durch einen Aufsatztrockner direkt auf der Maschine geführt, um die Restfeuchtigkeit vom Holz zu minimieren. Scheint aber nicht wirklich viel zu helfen. Sollte ich das Holzmehl vielleicht vor dem Granulieren besser trocknen ? Aus den Holzmehlbeuteln kommt es allerdings schon recht trocken raus.

    Frage 4: Ich habe von speziellen Mitteln gelesen, mit denen man durch Aufstreichen die Werkzeugoberfläche versiegeln kann. Die Werkzeugoberfläche soll hiermit wiederstandsfähiger werden. Könnte das eine Lösung sein ? Hat da jemand Erfahrung mit solchen Mitteln ?

    Vielen Dank für Tipps !!!!!

    Was ihr macht, hat mit WPC nicht im entferntesten etwas zu tun.

    1.) Ihr wisst nicht, was in dem Mahlgut an Additiven und Zusätzen enthalten ist.
    2.) Der Zusatz des Holzmehls erreicht keine strukturelle Verbindung mit dem PE, da die entsprechenden Haftvermittler fehlen. Das Holzmehl ist da "nur so lose drin".
    3.) Ihr müsstet bei der Verarbeitung so kalt bleiben, dass aus dem Holz nichts ausgast. Und da ist Feuchtigkeit noch das geringste Problem.
    4.) Sicherlich gibt es diverse Beschichtungen. Da müsstet ihr euch mit Beschichtungsunternehmen unterhalten. Und sicherlich Versuche machen. Vielleicht ist das Werkzeug vom Stahl her auch nicht geeignet.

    Nicht umsonst haben Betriebe, die WPCs herstellen auf ihre funktionierenden Produkte Patente. Sonst wäre das ja auch viel zu einfach.
    Bei Glasfasern ist es genau so: Nur wenn die Glasfasern mit einer entsprechenden Schlichte versehen sind verbinden sie sich mit dem Polymer. Und nicht jede GF kann mit jedem Polymer verarbeitet werden.

    Dazu kann ich nur als Spritzer was hinzu fügen.
    Wenn du wissen willst, ob dein Material feucht ist, solltest du ein Feuchtemessgerät verwenden. Wenn es so arg ausgast ist es feucht! (Schau mal in der Galerie, da ist ein Lautsprecher aus Arboform!!!)
    Sind deine PE-Abfälle immer gleich?

    Ach ich weiß nicht, ich hab mir gerade nochmal den Produktionsverlauf durch gelesen, das wird doch Furztrocken! Wieso fügt man noch Farbpulver hinzu? Wie soll das haften, da braucht man Haftvermittler: Öl - Aber Getreibeöl ist es nicht. Und dann ist das Holzmehl wieder nass.
    Wenn deine lackierten Teile zu rauh sind bzw nicht glatt genug liegt es evtl. daran das zu wenig drauf ist etc.

    Iwie ist das affig

    Sei auch noch zu bemerken, dass das Holz nicht zu trocken werden darf. Am besten gar nicht vortrocknen. Ab 150°C fängt das Holz sich an zu zersetzen. Keine größere Verweilzeit (nicht Zykluszeit!) als maximal 15 Minuten fahren. Geruchs- und Rauchbildung sind normal. Hohe Einspritzgeschwindigkeiten wählen (bis 90% des maximal Möglichen der Maschine).
    Trotzdem kann ohne entsprechende "Behandlung" kein brauchbares Produkt da raus kommen.

    Kuka
    Auch die WPC von Tecnaro gibt es in vielen verschiedenen Farben. Nicht nur in holzbraun. Aber eben alles kompoundiert und nicht wild zusammengemischt.

    Alles richtig was du sagst.
    Wir trocknen unser Holz bei 100°C und es ist trotzdem dementsprechend feucht, wenn es trocken wäre, dann ist es kaputt und lässt sich nicht mehr ohne Probleme verarbeiten. Ohne trocknen, lässt sich das sehr sehr schwierig verarbeiten, es gast sehr stark aus und es spritzt regelrecht aus dem Werkzeug, die Entlüftung muss dann noch besser ausgelegt werden.
    Aber WPC, wie du sagst ist das nicht....

    Hallo zusammen,

    zunächst einmal danke für die Antworten.

    @ petersj
    Was könnte denn als Haftvermittler für das Holz in Frage kommen ? Bezüglich der Temperatur müssen wir natürlich das PE verflüssigen und dementsprechend hohe Temperaturen haben. Höhere Temperaturen als nötig werden vermieden, da sonst der Holzmehlanteil beschädigt wird. Das Granulat wird mit ca. 70 bis 90 Grad durch einen Aufsatztrockner vorgetrocknet. Mit dem Punkt "Werkzeugverschleiß" bin ich jetzt aber noch nicht weiter. Wie genau kann ich den Verschleiß durch welche Zusätze minimieren ? Kann man das Ausgasen vom Holz unterdrücken oder die entstehenden Flüssigkeiten und Gase durch Zusätze unschädlich machen ? Ab welcher Temperatur fängt das Holz denn an auszugasen ? Wie gesagt, die Werkzeuge haben einen hohen Chrom-Anteil und sind bereits resistenter als Standardwerkzeuge. Hilft aber trotzdem nicht viel. Es muß doch irgendwie möglich sein, dass Zeug zu verarbeiten, ohne dass man ständig neue Werkzeuge herstellen muß.

    @ Kuka
    ja, Arboform ist mir bekannt. Aber auch die Preise. Da für meinen Anwendungsfall kein Topergebnis nötig ist und die Preise ebenfalls im Keller sind, reicht die aktuell verarbeitete Mischung für unsere Bedürfnisse aus. Wäre natürlich schön, wenn wir den Werkzeugverschleiß minimieren und die Oberflächenstruktur verbessern könnten. Aber keine Sorge ... ich will weder WPC´s auf dem Markt verkaufen, noch irgendwelchen Herstellern Konkurrenz machen. Das Zeug verarbeiten wir schon seit vielen Jahren und ich will lediglich bei unseren Produkten eine Verbesserung erzielen. Der Zukauf von WPC ist aus Preisgründen absolut ausgeschlossen und wie gesagt, eine Tecnaro-Qualität ist nicht nötig. Da unsere PE-Abfälle auch ständig wechseln, ist das eh nicht möglich. Ausser uns könnte mit dem Granulat und den Erzeugnissen daraus eh niemand was anfangen.

    Welche Öle werden denn in welchen Dosierungen als Haftvermittler eingesetzt und könnten bei mir eine Verbesserung herbeiführen ? Bei Flüssigholz geht es meiner Meinung nach um Öle und Harze.

    Hallo TS12,

    was wir als Haftvermittler für Farbpulver verwenden weiß ich nicht. Ich weiß nur, das es ein Öl ist - was für eines muss ich erfragen.
    Das Arboform gute Preise hat, kann man nicht Tecnaro anlasten, bis jetzt kommen noch keine Förderungen vom Staat, um das ganze besser auszubauen.

    Da du nicht weißt, was für PE-Abfälle du beziehst, haben wir ein Problem. Das PE in Arboform 30% lässt sich schon bei 160°C verarbeiten. Evtl. solltest du noch drunter kommen, denn bei 100°C wie wir es am Trockner eingestellt haben, gast es schon aus. Mit einem Aufsatztrockner müsstest du mal ausrechnen ob die Durchsatzmenge in Bezug auf die Trocknungszeit ausreicht, da du es vllt. schon feucht verarbeitest. Ein Restfeuchtemessgerät wäre sinnvoll, da du das dann ausschließen kannst.
    Ich bin kein Werkzeugmacher und hab damit wenig am Hut, aber könnte ein ALU-Werkzeug schon weiterhelfen?

    Hahaa! Du glaubst doch nicht im Ernst, dass ich hier in Bezug auf die Rezeptierung die Geheimnisse ausplaudere?

    Nur noch so viel: Es besteht ein himmelweiter Unterschied zwischen dem Einarbeiten auf einer SGM und dem richtigen Kompoundieren.

    Spekulativ (Ich bin nicht in der Materialentwicklung tätig, sondern eher Mechaniker):

    Ich könnte mir aber durchaus vorstellen, dass die Holzsorte, die Qualität und die Mischung bei der Ausgasung und auch beim Verschleiß eine Rolle spielen. Wie du z.B. bei Tecnaro nachlesen kannst, ist der "Plastikanteil" unter anderem Lignin. Und dann könnte ich mir vorstellen, dass bei eurer Anwendung vielleicht ein Entgasungszylinder funktionieren könnte. Vielleicht sogar mit Vakuum. Ansonsten bleibt euch nur zu analysieren, was den Verschleiß verursacht. Sind es Bestandteile der Ausgasungen oder sind es harte Holzbestandteile? Wie und ob man die Ausgasungen im Polymer binden kann überlasse ich eurer Fantasie (muss ich).

    Beim Verschleiß kann warscheinlich nur Beschichtung helfen. Das Einpinseln mit einem vermeintlichen Wundermittel wird keinen Erfolg bringen. Beispiel für Kontakt: Please login to see this link. 04193 7519585 oder jede andere Beschichter. Chrom ist auch nicht das Maß aller Dinge. Da gibt´s heute schon bessere Sachen.

    @ Kuka und pertersj

    danke für die Tipps. Ich werde mich damit mal beschäftigen. Speziell die Werkzeugbeschichtung könnte weiterhelfen. Ein Aluwerkzeug werde ich auch mal prüfen - allerdings stufe ich Alu mal pauschal als sehr weiches Material ein. Naja, dazu werde ich schon eine Antwort finden.

    Bezüglich der Geheimnisse von Zusätzen: Ich habe auf Anhieb mindestens 10 Doktorarbeiten über WPC-Rezepturen online gefunden und alle Patente stehen online auch zur Durchsicht zur Verfügung. Ich dachete mir, dass ich hier im Forum vielleicht schon mal einen genaueren Hinweis erhalten könnte, in welche Richtung ich suchen muß, da ich kein Kunststoffchemiker bin und hier kein neues WPC erfinden will. Es geht mir lediglich bei unseren Anlagen um die Verschleißminderung und um eine bessere Produktoberfläche. Mit dem jetzigen Material funktioniert es ja schon seit Jahren ... ist aber eben verbesserungsbedürftig.

    Kann man eigentlich einen Kunststoffchemiker (Fachgebiet WPC) für die Überarbeitung unserer Rezeptur beauftragen ? Falls ja, habt Ihr eine Empfehlung für mich, an wen ich mich da wenden könnte ? Der Zkauf von Granulat kommt wie gesagt definitiv nicht in Frage. Wir wollen uns hier kein neues Segment aufbauen, sondern lediglich bestehende Produkte verbessern und bestehende Anlagen optimaler einsetzen.

    Wenn du den Verschleiß minimieren möchtest, kannst du doch auch evtl. ein Labor beauftragen. Klar kostet das ein paar Euronen, aber das kostet es ja jetzt auch schon für ein neues Werkzeug.

    Die grosse Problematik ist doch, dass ihr Mahlgut verwendet. Nicht jede Charge Mahlgut hat die gleichen Bestandteile. Dann kommt die Holzmischung, die sicherlich auch nicht jedes Mahl die gleichen Bestandteile hat. Wer soll da eine Rezeptur erarbeiten, die jedes Mal funktioniert? Wir sind ein Betrieb, der sich mit der Produktentwicklung und Optimierung beschäftigt und diese Produkte dann auch kundenspezifisch herstellt. Wenn aber jede Charge neu eingestellt werden soll - wer soll das bezahlen? Aus eurem "Billigprodukt" wird dann ganz schnell eine sehr teure Angelegenheit, weil es nie das Gleiche ist. Zumal ihr ja auch noch Farben dazu haben wollt. Es würden für jede Mahlgutcharge erneute Entwicklungskosten entstehen. Vor allem, wie ich schon sagte: Es ist ein himmelweiter Unterschied ob die Komponenten auf einer SGM zusammengeschmissen werden (wo man eigentlich nur hofft, dass alles irgendwie aneinander klebt), oder ob ein definierter Kompoundierprozess die einzelnen Komponenten wirklich einheitlich miteinander verbindet. Die Möglichkeiten und Ergebnisse des Kompondierens gehen wesentlich weiter als beim Spritzgießen. Und das ist vielen nicht bewußt. Nur das Kompoundieren (Extrudieren in entsprechenden Verfahrensteilen) kostet Geld und das wollt ihr sicher nicht auf ein "Billigprodukt" setzen. Weil, dann wird es eine Marke.

    (:)Um einer Explosion anderer Spritzgießer vorzubeugen: Es gibt auch Verfahren die auf einer SGM funktionieren und auch welche, die ausschließlich auf einer SGM funktionieren. Aber m. E. nicht bei diesem Produkt.)

    Ansonsten könnt ihr gerne bei uns anfragen: Please login to see this link. . Hier findest du alle Kontaktadressen und dann eine entsprechende Beratung.

    Wenn ich das aber richtig sehe, seid ihr im Grunde mit der Materialqualität, so wie sie auch immer sein mag, recht zufrieden. Deshalb würde ich am Material erstmal gar nichts ändern wollen (auch wenn´s für uns kein Geschäft darstellt :winking_face: ). Ich würde mich auf die Beschichtungsgeschichte einschießen. Aus welchem Stahl das Werkzeug besteht spielt dann eine untergeordnete Rolle. Wichtig ist, dass eine effektive Beschichtung die Ablagerungen und den Verschleiß verhindert. Und wie schon gesagt: Chrom ist nicht alles. Ausserdem sind die heutigen Plasmabeschichtungen wesentlich dünner, wesentlich härter und wesentlich standhafter als ein simples Verchromen. Sicherlich gibt es auch entsprechende chromhaltige Beschichtungen. Diese sind auf Grund des Aufbringungsverfahrens heute aber wesentlich stabiler als ein galvanisches Verchromen. Und Beschichten ist meistens immer noch billiger, als ein neues Werkzeug. Und wenn die Beschichtung irgendwann nicht mehr funktioniert, wird neu beschichtet.

    Aber wie Kuka auch schon sagt: Ihr müsst irgendwie feststellen, was den Verschleiß hervor ruft. Und da kann euch warscheinlich nur ein entsprechendes Labor helfen. Vielleich sogar im Zusammenhang mit dem Beschichtungsunternehmen.

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