Rubber extrusie

Wat is rubber extrusie?

Bij rubber extrusie wordt ongecurde rubbercompound onder druk door een vormgevende matrijs geperst. Die matrijs, ook wel spuitmond of extrusiedoorn genoemd, bepaalt de dwarsdoorsnede van het eindproduct. Het materiaal wordt via een verwarmde extruder gevoerd, waarbij een roterende schroef het rubber plastificeert, mengt en continu naar de uitgang transporteert. Het resultaat is een doorlopend profiel met een uniforme, nauwkeurig gedefinieerde geometrie.

Na de extrusiestap volgt vulcanisatie: het extrudaat doorloopt een verhittingsprocedure waarbij de rubberketens elastisch verbonden worden, waardoor het materiaal zijn definitieve mechanische en thermische eigenschappen verkrijgt. Dit uithardingsproces vindt plaats in een continue warmtetunnel, een autoclaaf of via stoom.

Het geëxtrudeerde profiel wordt vervolgens op maat afgesneden, gecoild of direct als eindproduct verpakt. Doordat de doorsnede over de volledige lengte identiek blijft, is de techniek uitermate geschikt voor de serieproductie van flexibele, elastische componenten met strakke maattoleransen.

Voordelen van rubber extruderen

Rubber extruderen biedt ten opzichte van alternatieve vormmethoden, zoals gieten of persen, een reeks praktische en economische voordelen. Hieronder vind je de belangrijkste redenen waarom extrusie binnen de rubberverwerking zo breed is toegepast.

• Hoge productiesnelheid: het continu karakter van het proces maakt grote aantallen per tijdseenheid mogelijk zonder complexe gereedschapswissels.
• Kostenefficiënt bij series: zodra de matrijs eenmaal is vervaardigd, zijn de variabele kosten per meter of per stuk laag, wat de stuksprijs bij hogere volumes sterk reduceert.
• Constante profielkwaliteit: de gecontroleerde druk- en temperatuuromstandigheden in de extruder zorgen voor een homogeen en herhaalbaar eindproduct.
• Brede materiaalkeuze: vrijwel alle gangbare rubbersoorten, waaronder EPDM, NBR, SBR, CR en FKM, zijn geschikt voor extrusie.
• Grote vormvrijheid: door de matrijs aan te passen zijn eenvoudige en complexe profielen, holle doorsneden en coëxtrusie van meerdere materialen realiseerbaar.
• Minimale materiaalverspilling: het continue proces kent nauwelijks uitval in vergelijking met snij- of freesmethoden.
• Flexibele eindlengte: het extrudaat wordt on-the-fly op de gewenste lengte afgesneden, zodat maatwerk eenvoudig in te plannen is.

Wat wordt er gemaakt met rubber extrusie?

De toepassingen van rubber extrusie zijn breed en lopen uiteen over tientallen industriële sectoren. Het extrusieproces leent zich voor elk product waarbij een gelijkblijvende dwarsdoorsnede over een bepaalde lengte vereist is. Hieronder lichten we een aantal van de meest voorkomende productcategorieën toe.

Afdichtingsprofielen

Afdichtingsprofielen zijn veruit de meest geproduceerde categorie binnen de rubberextrusie. Denk aan portierafdichtingen voor auto's en treinen, kozijnafdichtingen voor ramen en deuren, en industriële deurdorpels voor cleanrooms of koelcellen.

Het extrusieproces maakt het mogelijk om holle profielen, lipprofielen en D-vormige doorsneden te produceren die bij indrukken een lucht- of waterdichte afsluiting vormen. De geometrie wordt in de matrijs nauwkeurig bepaald en blijft over de volledige extrusielengte stabiel, wat essentieel is voor betrouwbare afdichting.

Rubberslangen

Rubberslangen voor vloeistof- en gastransport worden eveneens via extrusie vervaardigd. Een binnenste rubberbuis wordt geëxtrudeerd, eventueel omvlochten met textiel- of staalversterking, en daarna voorzien van een buitenmantel van een tweede rubberlaag.

o ontstaan drukbestendige, flexibele slangen die bestand zijn tegen oliën, koelmiddelen, lucht en chemicaliën. De wanddikte, de binnendiameter en de materiaalkeuze worden precies afgestemd op de bedrijfscondities van de eindapplicatie.

Rubber kabelmantels en isolatie

In de kabelindustrie is extrusie de standaardmethode om geleidende aders te omhullen met een elektrisch isolerende rubberlaag. Siliconen rubber, EPDM of EPR worden continu over de geleider geëxtrudeerd, waarna vulcanisatie de definitieve isolatie-eigenschappen vastlegt.

Het resultaat zijn kabels die bestand zijn tegen hoge temperaturen, vocht en chemische aantasting. Ook beschermende buitenmantels voor flexibele leidingen worden via dit principe aangebracht.

Rubber transportbanden

Rubberen transportbanden worden geproduceerd door meerdere lagen rubber en textiel of staalkoord gezamenlijk te extruderen en samen te lamineren. De bovenste slijtlaag, de tussensteunen en de onderste loopvlaklaag worden elk afzonderlijk of gecombineerd geëxtrudeerd en daarna als pakket gevulcaniseerd.

Op deze manier zijn banden met precies de juiste hardheid, grip en belastbaarheid te realiseren voor toepassingen in de voedingsmiddelen-, mijnbouw- of logistieke sector.

Schuimrubberen strips

Schuimrubberen profielen en strips zijn een bijzondere variant waarbij een geëxpandeerde rubbercompound door de matrijs wordt geperst. Het schuimende middel in de compound zorgt tijdens de vulcanisatie voor een celstructuur die het materiaal soepeler, lichter en beter comprimeerbaar maakt dan solide rubber.

Schuimrubberen strips worden veelvuldig ingezet als trillingsdempende onderleggers, zachte afdichtingen of beschermende randprofielen in de bouw en machinebouw.

Meest gebruikte materialen voor rubber extrusie

De keuze van het rubbertype is bepalend voor de prestaties van het eindproduct. Elk materiaal heeft een eigen chemische basis en daarmee een uniek profiel van eigenschappen op het gebied van temperatuurbestendigheid, chemische weerstand, hardheid en verouderingsgedrag. Hieronder een overzicht van de rubbersoorten die het vaakst worden ingezet bij extrusieprocessen.

EPDM – Ethyleen-Propyleen-Dieen-Monomeer

EPDM is een synthetisch rubber met een uitstekende weerstand tegen ultraviolette straling, ozon en weersomstandigheden. Het materiaal blijft over een breed temperatuurbereik (doorgaans van -50°C tot +150°C) elastisch en veroudert niet snel bij buitentoepassingen.

EPDM bindt slecht met vetten en minerale oliën, maar is juist een uitstekende keuze voor toepassingen waarbij waterbestendigheid en duurzaamheid in een buitenomgeving vereist zijn.

• Kozijn- en portierafdichtingen
• Dakrandprofielen en bouwkundige afdichtingen
• Tuinslangen en waterafvoerprofielen
• Rubberen strips voor gevelbekleding
• Elektrische isolatieomhulsels voor buitenapparatuur

NBR – Nitril-Butadieen-Rubber

NBR is het standaard materiaal voor toepassingen waarbij contact met aardoliederivaten, hydraulische oliën of brandstoffen onvermijdelijk is. De nitrilgroepen in de polymeerstructuur zorgen voor een hoge weerstand tegen zwelling bij blootstelling aan vetten, oliën en koolwaterstoffen.

De temperatuurklasse ligt gewoonlijk tussen -40°C en +120°C. NBR is minder geschikt voor buitentoepassingen omdat het relatief gevoelig is voor UV en ozon.

• Olie- en brandstofslangen
• Hydraulische afdichtingen en O-ringen
• Machinerieriemen in contact met smeermiddelen
• Handschoenen en beschermende industriële bekledingen

SBR – Styreen-Butadieen-Rubber

SBR is een van de meest geproduceerde synthetische rubbers ter wereld en staat bekend om zijn goede slijtvastheid en mechanische sterkte bij relatief lage kostprijs. Het wordt vaak ingezet als goedkoper alternatief voor natuurrubber in toepassingen met hoge mechanische belasting.

SBR heeft echter beperkte weerstand tegen oliën en is niet geschikt voor buitentoepassingen zonder toevoeging van beschermende middelen.

• Transportbanden
• Loopvlakrubber en vloermatten
• Schoenzolen en sporttoestellen
• Industriële dichtingsprofielen voor binnentoepassingen

CR – Chlooropreen-Rubber

Chlooropreenrubber, beter bekend als Neopreen, combineert een goede oliebestendigheid met een behoorlijke weerstand tegen weer, ozon en vlamverspreiding.

CR heeft een brede inzetbaarheidstemperatuur van -40°C tot +120°C en vertoont bij brand een relatief trage uitbreiding van de vlam. Dit maakt het geschikt voor toepassingen waarbij zowel chemische als brandtechnische eisen gesteld worden.

• Mijnbouw- en industriële transportbanden
• Duikpakken en natte beschermende kleding
• Afdichtingen voor industriële apparatuur
• Kabelmantels in maritieme omgevingen

TPE – Thermoplastisch Elastomeer

TPE is een bijzondere materiaalkategorie die de elastische eigenschappen van rubber combineert met de verwerkbaarheid van thermoplasten. Omdat TPE boven de zachtstelpunttemperatuur opnieuw vervormd kan worden, is er geen afzonderlijk vulcanisatieproces nodig en is het materiaal in principe recyclebaar.

TPE leent zich uitstekend voor extrusie bij hoge snelheden en is goed kleurbaar, wat het populair maakt in consumenten- en medische toepassingen.

• Flexibele profielen voor consumentenelektronica
• Medische slangen en infuussets
• Zachte handvatten en grepen
• Afdichtingen voor voedselcontacttoepassingen

FKM – Fluorkoolstof-Rubber

FKM, ook bekend onder de merknaam Viton, is een hoogwaardig fluorelastomeer dat bestand is tegen vrijwel alle agressieve chemicaliën, oliën en hoge temperaturen tot 200°C en in piekbelasting zelfs hoger.

Het is het materiaal bij uitstek voor veeleisende procestoepassingen in de chemische industrie, luchtvaart en offshore. De hoge kosten van FKM worden ruimschoots gerechtvaardigd door de extreem lange levensduur in zwaar belaste omgevingen.

• Chemisch bestendige afdichtingsprofielen
• Slangen en O-ringen in de petrochemische industrie
• Verbrandingsmotorafdichtingen in de automobielindustrie
• Hoogtemperatuur kabelmantels

Het belang van de materiaalkeuze bij rubber extruderen

De keuze van het juiste rubbertype is niet een technische bijzaak, maar vormt de basis voor het succes van het eindproduct. Een verkeerd gekozen materiaal leidt tot voortijdige slijtage, verlies van afdichtingseigenschap of falen bij temperatuurextremen, met stilstand en hogere onderhoudskosten als gevolg. De materiaalkeuze wordt bepaald door een combinatie van factoren die samen het toepassingsprofiel beschrijven.

De bedrijfstemperatuur is een van de meest bepalende parameters. Elke rubbersoort heeft een eigen bruikbaar temperatuurbereik: terwijl siliconen rubber en FKM continu tot boven de 180°C functioneren, verliest SBR al bij 100°C zijn mechanische betrouwbaarheid. Daarboven speelt chemische blootstelling een cruciale rol. Oliën, brandstoffen, zuren, logen en solventen werken sterk wisselend in op de verschillende rubbertypen, en het is essentieel om materiaal en medium zorgvuldig op elkaar af te stemmen.

Hardheid en drukvervorming bepalen hoe het profiel gedraagt onder mechanische belasting. Een te harde compound levert onvoldoende afdichting bij lage aandrukdrukken, terwijl een te zachte samenstelling snel en permanent vervormde onder constante compressie. Ook de weerstand tegen ultraviolette straling en ozon is relevant voor buitentoepassingen: materialen als EPDM zijn hiervoor specifiek geoptimaliseerd.

Tot slot spelen certificeringseisen een rol; voor voedselcontact, medische toepassingen of brandvertragende omgevingen gelden specifieke normeringen waaraan het rubbertype moet voldoen.

Past rubber extruderen bij jouw gewenste product?

Rubber extrusie is een krachtig productieproces, maar niet voor elk product de optimale keuze. Het proces is het meest geschikt voor producten met een vaste geometrie over de volledige lengte. Controleer hieronder of jouw product aan de kenmerken voldoet waarbij extrusie de aangewezen methode is.

• Het product heeft over de hele lengte dezelfde doorsnede.
• u hebt grote aantallen nodig tegen een lage stuksprijs.
• Het product moet flexibel en elastisch zijn.
• Het materiaal moet bestand zijn tegen weer, temperatuur of chemicaliën.
• Het eindproduct wordt na productie op maat afgesneden.

Voldoet jouw product niet aan deze kenmerken, bijvoorbeeld omdat de doorsnede over de lengte varieert of het om zeer kleine aantallen gaat, dan zijn alternatieve technieken als spuitgieten of snijden uit plaat doorgaans beter passend. Twijfel je welke methode voor jouw toepassing het meest geschikt is? Het verdient aanbeveling om dat vroegtijdig te toetsen met een specialist.

Rubber extruderen met Rokoma

Rokoma ondersteunt al meer dan 30 jaar de maakindustrie met hoogwaardige componenten voor verwarmingstechniek, meet- en regelapparatuur en grondstoftransport die essentieel zijn in extrusie- en rubberverwerking. Denk aan verwarmingselementen voor extrudercilinders, thermokoppels voor nauwkeurige temperatuurregeling en druksensoren die de procesparameters bewaken.

Onze specialisten denken actief mee over je productieproces, van componentenselectie tot procesoptimalisatie, en staan direct bereikbaar voor technisch advies. Neem contact op via info@rokoma.com of bel +31 (0)40 226 5655 voor direct een specialist aan de lijn.