Wasserkühler sind nicht direkt am Blasformen beteiligt, sondern helfen durch die Zirkulation von stabilem, kälterem Wasser, hohe Temperaturen während der Produktion zu bewältigen. In der Blasformindustrie besteht die Hauptaufgabe von Wasserkühlern darin, wichtige Anlagen und Formen während des Prozesses zu kühlen und so Produktqualität und Produktionseffizienz zu gewährleisten.
1. Hauptanwendungen und -funktionen
Wasserkühler werden während des gesamten Blasformprozesses eingesetzt – vor, während und nach dem Prozess – und sorgen für eine auf die Anforderungen der verschiedenen Anlagen abgestimmte Kühlung.
Formkühlung: Dies ist die kritischste Anwendung. Im Dauerbetrieb erzeugen Blasformformen aufgrund des geschmolzenen Kunststoffs und des Drucks erhebliche Wärme. Wird sie nicht rechtzeitig gekühlt, kühlt die Flasche langsam ab, verformt sich und weist eine ungleichmäßige Wandstärke auf. Wasserkühler entziehen der Form durch Wasserzirkulation die Wärme und sorgen so für eine schnelle Formgebung des Vorformlings sowie für Maßgenauigkeit und ein glattes Erscheinungsbild.
Extruderkühlung: Während des Extrusionsblasprozesses erhitzt und schmilzt der Extruder das Kunststoffgranulat. Wasserkühler kühlen den Extruderzylinder und die Schnecke, um lokale Überhitzung zu verhindern, die zu Kunststoffzersetzung und Verkohlung führen kann. Sie stabilisieren außerdem die Schmelzviskosität und gewährleisten eine gleichmäßige Extrusionsleistung.
Druckluftkühlung: Beim Blasformen wird Hochdruckluft zum Aufblasen des Vorformlings benötigt. Druckluft erwärmt sich während des Kompressionsprozesses, und hohe Temperaturen können die Effizienz der Vorformkühlung und -fixierung beeinträchtigen. Ein Wasserkühler kühlt die Druckluft, verkürzt die Flaschenkühlzeit und erhöht die Produktionsgeschwindigkeit.
2. Kernfunktionsprinzip
Der Arbeitsablauf des Kühlers umfasst drei Schritte: „Kühlung – Zirkulation – Wärmeableitung“ und sorgt so für eine stabile Kühlquelle für das Blasformsystem.
Kältekreislauf: Der Kompressor im Kühler komprimiert das Kältemittel zu einem Hochtemperatur-Hochdruckgas, das dann zur Wärmeableitung an den Kondensator geleitet wird und sich in eine Niedertemperatur-Hochdruckflüssigkeit umwandelt.
Wärmeaustausch: Nach der Drosselung durch das Expansionsventil gelangt die Kälteflüssigkeit in den Verdampfer, wo sie Wärme mit dem zirkulierenden Wasser im System austauscht und das Wasser auf die eingestellte Temperatur (typischerweise 5–15 °C) abkühlt.
Kühlanwendung: Das gekühlte zirkulierende Wasser wird zu kühlungsbedürftigen Geräten wie Formen und Extrudern gepumpt. Nach der Wärmeaufnahme kehrt es zum Verdampfer zurück, wodurch der Kreislauf abgeschlossen ist.
3. Auswahl und Anwendung – Wichtige Punkte
Die Wahl des richtigen Kühlers ist entscheidend für optimale Blasformergebnisse. Folgende zwei Punkte sollten beachtet werden:
Anpassung der Kühlleistung: Bestimmen Sie die Kühlleistung des Kühlers anhand der Spezifikationen der Blasformmaschine (z. B. Ein-/Mehrfachkavität), der Produktionsgeschwindigkeit und der Formgröße. Unzureichende Kühlleistung führt zu einer schlechten Kühlleistung, während zu hohe Kühlleistung Energie verschwendet.
Wassertemperaturstabilität: Blasformen erfordert eine hohe Wassertemperaturgenauigkeit (typischerweise innerhalb von ±1 °C). Es wird empfohlen, einen Kühler mit einem intelligenten Temperaturkontrollsystem zu wählen, um zu verhindern, dass Schwankungen der Wassertemperatur die Produktqualität beeinträchtigen.
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