Extrusie van polymeren en rubbers

De cursus richt zich op een diepgaand begrip van het extrusieproces en de eigenschappen van kunststoffen en elastomeren, en is ontworpen voor professionals die werkzaam zijn in de kunststof- en rubberindustrie. Je gaat op een externe locatie in Zwolle aan de slag met de volgende thema's:

1. Wat zijn de belangrijkste eigenschappen van kunststoffen en rubbers voor wat betreft de verwerking en de toepassing in producten:

• Visco-elastisch gedrag in de glas-, rubber- en vloeistoffase.
• Mechanische eigenschappen in de glas- en rubberfase, zoals treksterkte, kruip, langdurige belasting en veroudering.

2. Toepassing van extruders in productieprocessen

Binnen dit thema leer je:

• hoe je bepaalt of een extruder nodig is in een bepaalde situatie;
• hoe je het juiste type extruder kiest;
• hoe je de prestaties en kwaliteit van een extruder beoordeelt;
• hoe je de capaciteit van een extruder inschat.

3. Optimalisatie en probleemoplossing

Binnen dit thema leer je:

• hoe je productieproblemen met extruders kunt oplossen;
• hoe je de temperatuur tijdens het proces beheerst;
• wanneer je een nieuwe extruder nodig hebt of een bestaande machine kunt verbeteren;
• hoe je met toleranties in extrusieproducten omgaat.

4. Theoretische kennis en praktische toepassingen

Binnen dit thema leer je:

• begrip van het extrusieproces via eenvoudige wiskunde en stromingsleer;
• gebruik van vergelijkingen en grafieken om theorieën te verduidelijken;
• theorieën toepassen op mengen, opschalen en trouble shooting.

Het programma van deze cursus ziet er als volgt uit: 

1. Inleiding tot extrusie van polymeren

• Basisprincipes en toepassingen in de kunststof- en rubberindustrie.

2. Principes van de enkelschroefpomp

• Sleep- en drukstromen: Smoorverhouding, pomprendement, warmteontwikkeling.
• Pompzone: Lekstroom, aandrijfvermogen, rendement, temperatuurbeheersing.

3. Enkelschroefextruders

• Invoerzone: Drukopbouw, wrijvingseffecten, cilindergroeven.
• Vaste-stoftransportzone: Smeltproces, warmteoverdracht, optimalisatie, extruderkarakteristieken.
• Schroefontwerp: Transportverschijnselen, faseovergangen, ontgassen, bijzondere schroeven (bijv. barriers).
• Menggedrag: Dispersief en distributief mengen, mengelementen, mengprestaties.

4. Meedraaiende dubbelschroefextruders

• Schroefopbouw en drukopbouw.
• Gevulde lengte.
• Opsmelten en inzet bij blenden en compounderen.

5. Mengen in extrusieprocessen

• Dispersies en emulsies: Mengcriteria, dispersief- en distributief mengen.
• Mengprocessen: Afschuifstroming, rekstroming, heroriëntaties, vouwen.

6. Reologie en fysica van smelten

• Theorieën: Power-law, PvT-diagram, normaalspanningseffecten.
• Moleculair gedrag: Invloed van moleculair gewicht, inwendige spanningen.
• Visco-elastische fenomenen

7. Visco-elasticiteit van polymeermoleculen

• Oorzaken en gedrag: Bewegingsmogelijkheden, relaxatietijden, invloed van temperatuur en spanning.
• Toepassingen: Zwichten van kunststof, paalklimeffect.
• Visco-elastische vergelijkingen

8. Extrusie van rubber compounds

• Toepassing: Reologisch gedrag, mengproblemen, en die-ontwerpen.
• Industrieel voorbeeld: Extrusielijn in de bandenindustrie.

9. Extrusie van PVC - verwerking met tegen-draaiende dubbelschroefextruders

• Schroefgeometrie: Gelering en homogeniteit van de smelt.

10. Schaalregels

• Principes: Kinematische en thermische gelijkvormigheid, kerngetallen.
• Adiabatische machines: Schaalmodellen en D-kwadraatregel.

11. Numerieke analyse technieken

• Basis: modelvorming op basis van balansvergelijkingen en empirische relaties.
• Toepassingen: menging, flow balance, die swell en koeling 

12. Verwerkingsapparatuur

• Kalibratie
• Koeling
• Kwaliteitscontrole

13. Trouble shooting

• Veelvoorkomende problemen: Smeltbreuk, shark skin, lage opbrengst, inhomogeniteiten, extrudate swell.
• DAS-analyse voor probleemoplossing.

14. Excursie

• Bezoek aan een extrusie bedrijf

Docenten

De lessen worden gegeven door: 

• Dr.ir. J. Buist, cursusleider, - Hogeschool Windesheim
• Dr.ir. D.J. van Dijk, - voorheen Universiteit Twente en Hogeschool Windesheim
• Dr.ir. G. Nijman, - KraussMaffei Extrusion GmbH., Laatzen, Duitsland
• Dr.ir. H. Overeijnder, - voorheen Wavin T&I, Dedemsvaart
• Dr.ir. Chr. Rauwendaal, - Extrusion Engineering, Auburn/USA

Werkvormen

• De werkvormen hebben een interactief karakter.
• Theorie en discussies tijdens colleges.
• Het aandragen en bespreken van praktijkproblemen door cursisten.
• Toepassing van relevante theorieën om oplossingen te vinden.

Docenten

Sinds 2025 wordt de cursus Extrusie verzorgd door het lectoraat Kunststoftechnologie van hogeschool Windesheim. Voorheen werd deze cursus georganiseerd door de vakgroep Productietechnologie van de Universiteit Twente(opent in nieuw tabblad). De overstap naar Windesheim biedt nieuwe mogelijkheden en sluit precies aan bij onze onderzoekslijn ‘Duurzaam Produceren’ en de masteropleiding Polymer Engineering.

Het docententeam dat deze cursus vormgeeft, blijft ongewijzigd en bestaat uit experts met veel ervaring in het vakgebied.

Deze cursus is speciaal ontworpen voor professionals in de kunststof- en rubberindustrie, zoals:

• productontwikkelaars
• process engineers
• bedrijfsleiders
• technische specialisten

Na afloop van de cursus Extrusie van polymeren en rubbers:

• ken je het functioneringsprincipe van de extruder. Je weet wat de principiële verschillen zijn tussen de verschillende gangbare extrusietechnologieën;
• ben je in staat de fysische eigenschappen van de polymeren beter te interpreteren. Je begrijpt ook hoe en waarom ze door extrusie worden beïnvloed;
• heb je een aantal technologische handvatten aangereikt gekregen waarmee je beter in staat bent extrusieproblemen te analyseren en op te lossen.

Na afronding van deze cursus ontvang je een certificaat.