Wie wird PVC zerspant?

Die Polyvinylchlorid, besser bekannt als PVC, ist ein Kunststoff, der wegen seiner geringen Kosten, aber auch wegen seiner vielfältigen Anwendungen sehr verbreitet ist. Dieser Kunststoff hat die Eigenschaft, sich unter Sonnenlicht nicht zu zersetzen, und ist zudem äußerst wasser- und windbeständig. Doch wie erfolgt die PVC-Bearbeitung?

Die Vorteile von PVC für die Industrie

Polyvinylchlorid ist ein Kunststoff, der durch die Polymerisation des Monomers Vinylchlorid zu Polyvinylchlorid entsteht. Zur Herstellung dieses Polymers werden zwei besondere Ausgangsstoffe benötigt: Natriumchlorid bzw. Kochsalz und Erdöl oder Erdgas, und es wird in einem der vier bestehenden Herstellungsverfahren gewonnen: Emulsion, Suspension, Masse und Lösung. 

Zu seinen physikalischen Eigenschaften gehört, dass PVC weiß, amorph und opak ist; es erweicht bei 80 °C und zersetzt sich erst, wenn die Temperatur auf 140 °C steigt. Dank seiner physikalischen Eigenschaften ist die PVC-Bearbeitung sehr einfach und kostengünstig.

PVC ist einer der weltweit meistverwendeten Kunststoffe, vor allem wegen seiner geringen Kosten: Schon in der Herstellung ist es im Vergleich zu anderen Kunststoffen sehr günstig. In den Fertigungsprozessen bleiben die physikalischen und chemischen Eigenschaften von PVC erhalten, was es zu einem sehr vielseitigen Werkstoff macht, der sich an viele Bereiche und Aufgaben anpassen lässt. So findet man es sehr häufig im Bauwesen, aber auch in der Lebensmittelkonservierung und vielen anderen Bereichen.

Eigenschaften von PVC

Zunächst einmal ist PVC ein Kunststoff, der sehr witterungs- und feuerbeständig ist und sogar einen ausgezeichneten elektrischen Widerstand besitzt, weshalb er für elektrische Anschlüsse und Installationen weit verbreitet ist. Eine weitere Eigenschaft von PVC ist, dass es seine Form unter geeignetem Druck verändern kann (es ist duktil), aber auch eine hohe Zähigkeit besitzt; Zähigkeit ist eine Werkstoffeigenschaft: die gesamte Verformungsenergie, die ein Material aufnehmen kann, bevor es bricht. PVC kann bis zu 60 Jahre halten! Außerdem ist dieser Kunststoff stabil.

PVC-Arten

Nach seiner Festigkeit wird PVC in zwei Arten unterteilt: hart (PVC-U) und weich (PVC-P). Hart-PVC wird zum Beispiel am häufigsten für Rohrleitungen eingesetzt, da es nicht korrodiert. Weich-PVC findet man häufiger als Kabelschutz. 

Verfahren für die PVC-Bearbeitung

Kunststoffe haben eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Metalle, daher ist es unerlässlich, die bei der Bearbeitung entstehende Wärme abzuführen. Wie bereits erwähnt, verformt sich PVC erst bei hohen Temperaturen, und wenn diese über 200 °C steigen, können giftige und schädliche Stoffe entstehen. 

Soll PVC bearbeitet werden, kommt meist eines dieser Verfahren zum Einsatz:

• Spritzgießen: Dabei wird ein geschmolzenes Polymer, Keramik oder Metall in eine kalte, unter Druck geschlossene Form eingespritzt. Das Einspritzen erfolgt über eine kleine Öffnung bzw. einen Anguss.
• Extrusion: Die Formgebung erfolgt durch einen kontinuierlichen Druck- und Schubfluss. Der Kunststoff durchläuft eine formgebende Düse.
• Pressen: Beim Formpressen von Kunststoff wird der Kunststoff in eine Form gegeben, die mit einer zweiten Form darüber geschlossen wird; anschließend werden Wärme und Druck aufgebracht.
• Laminieren, dabei wird mit einem Katalysator bzw. Härter vermischtes Harz verwendet und eine Form mit dieser Mischung benetzt. Ziel dieses Verfahrens ist ein verstärktes Bauteil.

CNC-Bearbeitung

Für die PVC-Bearbeitung lassen sich die meisten Werkzeugmaschinen verwenden, die auch für Metall und Holz eingesetzt werden; sie müssen jedoch über ein für Kunststoff geschliffenes Werkzeug verfügen. Die Drehzahl muss kontrolliert und niedriger sein als bei der Metallbearbeitung; zudem sollte der Vorschub hoch und die Schnitttiefe gering sein. Zur richtigen Wärmeabfuhr kann Wasser oder Druckluft verwendet werden; damit erfolgt die Kühlung nach der Bearbeitung. 

Eine der meistgenutzten Werkzeugmaschinen für die PVC-Bearbeitung ist die CNC-Fräsmaschine. Diese Fräsmaschine ermöglicht die Zerspanung, aber auch viele weitere Arbeiten wie Planfräsen, Nuten, Bohren, Gewindeschneidenusw. Dank der Programme, mit denen der Computer der Fräsmaschine arbeitet, lässt sich die gewünschte Bearbeitung des Werkstücks wählen und angeben, dass der Werkstoff Kunststoff ist; außerdem lässt sich die Drehzahl des Fräsers, des Schneidwerkzeugs dieser Maschine, programmieren und einstellen.