Lektion 2.7UrformenKapitel 2 · Formen von Kunststoffen und Gummi

Kalandrieren

Masse, zwischen Walzen zur Bahn gepresst

Beim Kalandrieren wird eine heiße, teigartige Kunststoff- oder Kautschukmasse zwischen mehreren beheizten, polierten Walzen gepresst und zu einer endlosen Bahn oder Folie von sehr gleichmäßiger Dicke ausgewalzt. Vinylböden, PVC-Duschvorhänge, Kunstleder und die Gummilagen im Inneren von Reifen entstehen so. Es ist wie eine Nudelmaschine, nur riesig, beheizt und im Dauerbetrieb.

Foto: Cjp24, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Vierwalzenkalander-Linie · Seitenansicht, 5 SchritteDie eingekreisten Zahlen entsprechen den Schritten unten. Die Bahn läuft von oben links nach unten durch die Walzen und dann nach rechts.

So funktioniert es

Zuführen. Ein Mischer oder Extruder liefert eine heiße, weiche Masse (Kunststoff oder Kautschuk mit Zusätzen gemischt). Sie bildet einen rollenden Haufen, den Wulst, über dem ersten Spalt zwischen zwei Walzen.
Pressen. Die beheizten Walzen drehen sich gegenläufig und ziehen die Masse durch die engen Spalte zwischen ihnen, die Walzspalte. Jeder Spalt ist etwas enger, sodass die Bahn dünner und gleichmäßiger wird.
Abziehen und prägen. Eine Abzugswalze zieht die Bahn von der letzten Walze ab. Walzen mit Muster können eine Struktur einprägen, etwa eine Lederoptik.
Kühlen. Wassergekühlte Kühlwalzen fixieren die Bahn, damit sie Dicke und Muster behält.
Aufwickeln. Die fertige Bahn wird an den Rändern besäumt und auf große Rollen gewickelt oder in Platten geschnitten.

Dieselbe Maschine kann die Masse auch auf ein Gewebe oder Stahlcord pressen, um es zu beschichten; so wird Gummi auf Reifencord aufgebracht und werden beschichtete Gewebe hergestellt.

Wichtige Fakten

Werkstoffe: Meist PVC (hart und weich), auch ABS und einige Polyolefine; Natur- und Synthesekautschuke
Typische Teile: Bodenbeläge, Wandbeläge, Duschvorhänge, Kartenmaterial für Kreditkarten, Kunstleder, Dachbahnen, Gummiplatten und Reifenlagen
Bauteilgröße: Endlosbahn meist 1–3 m breit; Dicke von etwa 0,05 mm bis zu einigen Millimetern
Präzision: Sehr gleichmäßige Dicke, bei dünner Folie meist innerhalb weniger hundertstel Millimeter
Oberfläche: Spiegelglatt, matt oder geprägt, bestimmt durch die letzten Walzen
Geeignete Losgröße: Nur große Mengen: lange Bahnen, in Tonnen gemessen
Werkzeug- und Maschinenkosten: Sehr hoch: Eine komplette Kalanderlinie kostet meist Millionen Dollar; Prägewalzen kosten zehntausende zusätzlich
Geschwindigkeit: Meist zehn Meter pro Minute, bei dünner Folie oft über 100 m/min

Stärken und Grenzen

Stärken

Extrem gleichmäßige Dicke und breite Bahnen
Verarbeitet hitzeempfindliches PVC und gefüllte Massen schonend
Geprägte Strukturen und Beschichtungen im selben Durchgang
Sehr hoher Ausstoß

Grenzen

Riesige, teure Anlagen, die sich nur bei hohen Stückzahlen lohnen
Nur flache Bahnen und Folien, keine geformten Teile
Der Wechsel von Material oder Farbe dauert und erzeugt Ausschuss
Dicke, präzise Bahnen sind schwierig: Die Walzen biegen sich unter Last leicht durch

Wo es eingesetzt wird

BauwesenVinylböden, Wandbeläge, Dach- und Teichbahnen
AutomobilbauReifenlagen und Innenschichten, Armaturenbrett-Häute, Kunstledersitze
VerpackungHart-PVC-Folie für Blisterverpackungen
KonsumgüterDuschvorhänge, Tischdecken, Taschen, Kartenmaterial für Kreditkarten
IndustrieGummiplatten, Abdeckungen für Förderbänder, beschichtete Gewebe

So erkennen Sie es

Breite, flache Bahn oder Folie von vollkommen gleichmäßiger Dicke, oft auf großen Rollen verkauft.
Eine geprägte Struktur, die sich in regelmäßigem Abstand wiederholt (eine Walzenumdrehung), etwa eine Lederoptik.
Weiches Vinyl mit leicht glänzender oder bedruckter Oberseite und einer Gewebe-Rückseite.
Besäumte, gerade Kanten entlang der Rolle.

Im Vergleich mit

Extrudieren3.3erzeugt ebenfalls endlose Bahnen und Folien, indem Schmelze durch eine Breitschlitzdüse gedrückt wird; günstigere Anlagen, bei breiten PVC-Bahnen weniger gleichmäßig.Walzen3.2die Metallvariante, bei der heiße oder kalte Metallbrammen zwischen Walzen gepresst werden.Thermoformen2.4oft der nächste Schritt, bei dem kalandrierte Bahn zu Schalen und Blistern geformt wird.

Ansehen

MIT Thin-film · Die Physik des Pressens von Material zwischen Walzen, mit Diagrammen

D&M Plastic Machinery · Eine PVC-Kalanderlinie im Betrieb

Zebung Rubber Hose · Eine Gummibahn, die in einer Fabrik aus einem Kalander kommt

Echte Fotos ansehen

Wikipedia: Kalander — die Maschine, Walzentypen und Anwendungen; überwiegend Text
Fotosuche auf Wikimedia Commons

Merken

Heiße Masse wird durch eine Reihe beheizter Walzen zu einer gleichmäßigen Bahn gepresst.
Es erzeugt breite PVC-Folie, Bodenbeläge, Kunstleder und Gummibahnen mit hoher Geschwindigkeit.
Die Anlagen sind teuer, daher ist das Kalandrieren nur für sehr große Stückzahlen gedacht.