Einführung

Plastipol Polen hat die Produktion von Profilen für Schultafeln erfolgreich umgesetzt. Ursprünglich wurden diese Produkte aus Aluminium hergestellt und aus China importiert. Steigende Aluminiumpreise und der Wunsch, die mit Importen verbundenen Risiken zu verringern, führten zu der Idee einer lokalen Produktion aus einem Kunststoff, der dem Aluminium optisch ähnelt. Die Hauptüberlegung war, den Preis zu senken und gleichzeitig eine angemessene Haltbarkeit und Ästhetik zu gewährleisten.

Durch den Einsatz von technologischem Know-how und Verarbeitungsmöglichkeiten haben wir dieses Ziel erreicht.

Beschreibung des Produkts

Bei dem eingeführten Produkt handelt es sich um Profile für Schulbehörden. Der wichtigste Aspekt war, dass die Details eine visuelle Funktion erfüllten und das Produkt folglich sehr ästhetisch und robust sein musste. Außerdem war die genaue Farbe vorgeschrieben – das Kunststoffprofil sollte der Farbe des eloxierten Aluminiums so nahe wie möglich kommen. Die Flexibilität der Profile war ebenfalls ein wichtiger Faktor – sie mussten flexibel genug sein, um in den vorgesehenen Bereichen der Platten platziert werden zu können, aber auch steif genug, um die Struktur zu tragen.

Aluminium versus Kunststoff

Aluminium

Es ist ein chemisches Metall mit dem Symbol Al. Es ist ein relativ leichtes Metall mit silbriger Farbe. Aluminium hat eine Dichte von 2,7 g/cm3, womit es im Vergleich zu anderen Metallen als eines der leichteren Metalle gilt. Bekanntlich ist der Schmelzpunkt von Metallen viel höher als der von Kunststoffen, und das ist auch hier der Fall, denn der Schmelzpunkt von Aluminium liegt bei ca. 660,3 Grad Celsius. Aluminium zeichnet sich auch durch eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit aus. Das Metall wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. im Flugzeugbau, in der Verpackungsindustrie, im Bauwesen, in der Automobilindustrie sowie bei der Herstellung von Aluminiumfolie, Getränkedosen und vielen anderen Produkten.

Bei der Herstellung von Profilen werden stets Aluminiumlegierungen verwendet, die die Eigenschaften des Grundmaterials verändern.

Kunststoffe

Dies ist eine Gruppe von vielen Materialien, die durch chemische Reaktionen oder auf natürliche Weise entstanden sind. Sie bestehen aus langen Ketten, deren Bausteine sich wiederholende Einheiten sind, die Monomere genannt werden. Ihre Dichte ist wesentlich geringer als die von Metallen (z. B. ABS 1,05 g/cm3), wobei sie je nach Material variiert. Auch der Schmelzpunkt von Kunststoffen ist wesentlich niedriger als der von Metallen – er hängt natürlich von der Art des Materials ab, liegt aber meist im Bereich von 100 Grad Celsius. Die wichtigste und charakteristische Eigenschaft von Kunststoffen ist ihre Korrosionsbeständigkeit, was sie zu einer äußerst attraktiven Werkstoffgruppe macht. Kunststoffe werden in vielen Bereichen eingesetzt, z. B. in der Verpackungs-, Automobil-, Elektronik-, Bau- und Medizinbranche sowie in Alltagsprodukten wie PET-Flaschen, Plastiktüten, Autoteilen und vielen anderen.

Es gibt viele Kunststoffe, deren Festigkeitseigenschaften oder Ästhetik wir mit den richtigen Additiven verändern können.

Siehe auch unseren Artikel über Kunststoffe.

Verwendete Technologie – Extrusion

Die Extrusion ist eine der beliebtesten Technologien in der Kunststoffverarbeitung. Es handelt sich um ein industrielles Verfahren, bei dem geschmolzener Kunststoff durch eine Form gedrückt wird, um die gewünschte Produktform zu erhalten. Das Verfahren wird in der Industrie zur Herstellung einer Vielzahl von Kunststoffprodukten wie Rohren, Folien, Profilen, Profilen und vielen anderen Produkten eingesetzt.

Mehr über die Extrusion erfahren Sie hier.

Wahl des Materials

Merkmale von ABS und SAN

Zwei Kunststoffe kamen in Frage: ABS und SAN. Nachfolgend finden Sie eine kurze Beschreibung der einzelnen Maßnahmen:

ABS ist ein Kunststoff mit drei Hauptmonomeren in seiner Struktur:

• Acrylnitril, das für Festigkeit und Hitzebeständigkeit sorgt
• Butadien, das Flexibilität und Schlagfestigkeit bietet
• Styrol, das für Steifigkeit und Glanz sorgt

Ein charakteristisches Merkmal von ABS ist seine Kratzfestigkeit, die vor allem bei ästhetisch anspruchsvollen Details sehr erwünscht ist. Darüber hinaus verfügt das Material über eine hohe Schlagfestigkeit und chemische Beständigkeit.

SAN ist ein Copolymer aus Styrol und Acrylnitril. Es ist ein hartes Material, aber gleichzeitig auch recht spröde. Der Hauptvorteil dieses Materials ist seine gute Transparenz und seine Beständigkeit gegen viele Chemikalien.

Tests

Es wurden mehrere Tests für ABS- und SAN-Materialien mit einer anderen Form durchgeführt. So konnten wir schon vor der Herstellung der Form abschätzen, welches Material für diese Anwendung besser geeignet ist.

Endgültige Auswahl

Das gewählte Material war in diesem Fall ABS. Trotz seines etwas höheren Preises ist es ein besseres Material für diese Umsetzung. Ausschlaggebend war, dass ABS kratzfest ist und darüber hinaus nicht so spröde wie SAN, so dass man mit Sicherheit sagen konnte, dass es alle Anforderungen für diese Umsetzung erfüllen würde.

Weitere Informationen über ABS-Materialien finden Sie in dem entsprechenden Artikel.

Die Wahl des richtigen Farbstoffs

Einer der wichtigsten Aspekte war die Farbe der Profile. Da die Profile zuvor aus Aluminium gefertigt waren, mussten sie ihrer Farbe so weit wie möglich ähneln. Dies erwies sich als eine ziemliche Herausforderung, da die Beurteilung der Farbe eine sehr subjektive Angelegenheit ist. Um die Erwartungen des Kunden zu erfüllen, haben wir mehrere Versuche mit verschiedenen Farbstoffen durchgeführt.

Probe Nr. 1

Wir haben Profile in verschiedenen Farbtönen vorbereitet, damit Sie die richtige, ähnlichste Farbe auswählen können.

Ergebnis: Leider entsprach keiner der vorgeschlagenen Farbstoffe den Erwartungen des Kunden. Die Profile waren zu matt (sie hatten nicht den charakteristischen Glanz von Aluminium) und waren zu dunkel.

Muster Nr. 2

Wir haben weitere Tests mit einem Farbstoff eines anderen Anbieters durchgeführt.

Ergebnis: Nachdem die Ergebnisse des zweiten Versuchs gezeigt wurden, wurden die Proben akzeptiert. Die gewählte Farbe war Profil Nr. 3 (zweite von unten). Es zeichnete sich durch die richtige Farbe – ein helles Grau – aus und hatte zudem einen ausgeprägten Glanz. Um diese Farbe zu erreichen, wurde ein Farbstoff in folgendem Verhältnis gewählt: Silberfarbstoff 5% COLOR 91068S.

Vorgeschlagene Designänderungen

Metalle zeichnen sich durch hohe Festigkeit aus. Die mechanische Festigkeit von Kunststoffen ist oft schlechter als die von Metallen (bei exakt gleicher Form). Bei einem Materialwechsel ist es sehr wichtig zu prüfen, ob die Produkte in bestimmten Bereichen verstärkt werden müssen. Nach der Analyse entschieden wir uns für:

• Änderung der Wandstärke von 1 mm auf 1,25 mm
• Verwendung von geeigneten Rippen

Damit erfüllen die Profile alle Anforderungen, die an sie gestellt werden, wie keine unerwünschten Verformungen aufweisen.

Abschreibung von Werkzeugkosten in der Produktion

Eine sehr wichtige Anforderung des Kunden war die Minimierung der Implementierungskosten. Für die Plattenprofile lagen die Werkzeugkosten zwischen 25 000 und 40 000 Pfund. Das war für den Kunden viel zu viel, zumal wir mehrere verschiedene Profile herstellen und für jedes eine eigene Form angefertigt werden musste. Aus diesem Grund haben wir die Gelegenheit genutzt, die Kosten für das Werkzeug in der Produktion zu amortisieren. Dabei stellt Plastipol die Form her und zahlt sie dann über einen bestimmten Zeitraum ab, z. B. 3 oder 5 Jahre. Während dieser Zeit ist der Produktionspreis etwas teurer, und sobald das Werkzeug abgeschrieben ist, sinkt er.

Bei größeren Produktionsmengen ist dies eine sehr attraktive Lösung für den Kunden, und das war auch hier der Fall.

Schlussfolgerungen und Fazit

In diesem Artikel geht es um die erfolgreiche Ersetzung herkömmlicher Aluminiumprofile durch Kunststoffprofile. Die Einführung einer solchen Innovation hat eine Reihe von Vorteilen mit sich gebracht.

• Erstens hat der Ersatz von Aluminiumprofilen durch Kunststoffprofile eine erhebliche Senkung der Produktionskosten ermöglicht. Kunststoffe sind im Allgemeinen billiger als Aluminium, was sich in einem niedrigeren Endproduktpreis niederschlägt und sie auf dem Markt wettbewerbsfähig macht.
• Selbst wenn man die Kosten für die Abschreibung von Werkzeugen berücksichtigt, haben wir eine erhebliche Reduzierung erreicht.
• Ein weiterer wichtiger Aspekt war, dass kein Aluminium importiert werden musste. Durch die Verwendung lokal produzierter Pellets wird die Abhängigkeit von ausländischen Lieferungen verringert und das Risiko von Unterbrechungen der Lieferkette im Zusammenhang mit dem internationalen Transport eliminiert.
• Die Einführung von Kunststoffprofilen hat auch die Effizienz des Produktionsprozesses erheblich gesteigert. Kunststoffe sind leichter zu verarbeiten, was die Produktionszeit verkürzt und die Effizienz erhöht.
• Die Ästhetik des Produkts und die Haltbarkeit des Produkts wurden verbessert. Die Kunststoffprofile waren durch die entsprechend gewählte Farbe optisch deutlich ansprechender und durch die Erhöhung der Wandstärke von 1,0 auf 1,25 mm auch ausreichend robust.
• Nicht zuletzt ist der lokale Bezug der Produktion ein Vorteil. Die Herstellung von Kunststoffprofilen erfolgt vor Ort, was eine bessere Kontrolle über die Qualität des Prozesses und die Flexibilität zur Anpassung der Produktion an wechselnde Anforderungen ermöglicht. Dies ist nicht nur wirtschaftlich, sondern auch ökologisch vorteilhaft, da es den mit dem langen Transport von Materialien verbundenen Energieverbrauch reduziert.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Ersatz von Aluminiumprofilen durch Kunststoffprofile viele Vorteile mit sich gebracht hat, darunter Kostensenkungen, die Vermeidung von Importen, eine höhere Produktionseffizienz, ein besseres Aussehen und eine längere Haltbarkeit der Produkte sowie eine bessere Kontrolle über den Produktionsprozess. Dies ist ein einzigartiges Beispiel für den Einsatz technologischer Innovationen zur Verbesserung von Effizienz und Nachhaltigkeit in der Fertigungsindustrie.