Extruderen is een vormgevingstechniek waarbij een vervormbaar (meestal verwarmd) materiaal door een matrijs geperst wordt. Extruderen is een continu of discontinu proces. In de matrijs zitten één of meerdere min of meer complex gevormde gaten die het uiteindelijk gevormde staafmateriaal, het extrusieprofiel, zijn vorm geeft. Dit kan een massief of hol profiel zijn. We spreken dan ook van "solid's" en "Hollows"

Extruderen wordt in continuvorm veel gebruikt bij het vormen van kunststoffen. In de metaaltechniek wordt ook het discontinue extruderen toegepast. Er bestaat voor het continu extruderen van b.v. aluminium een methode deze heet "Conform" extrusie. Bij deze methode wordt aluminium granulaat in een steeds smaller wordende opening ingebracht en door de wrijving op extrusie temperatuur gebracht, waarna het kan ontwijken door een matrijs. Op deze wijze maakt men o.a. hoogspanningskabels van aluminium.

Proces

• Continu extruderen.

Continu extrusieproces (alleen polymeren). 1 = Extruder, 2 = Granulaat, 3 = Extrusiematrijs, 4 = Extrusieprofiel

Een schroef (extruder) (1) drukt het basismateriaal (granulaat) (2) door een extrusiematrijs (3). Het samendrukken van het materiaal gebeurt met een zo hoge druk dat het smelt. Als het gesmolten materiaal de matrijs verlaat heeft het de vorm van de doorsnede (extrusieprofiel) van de matrijs aangenomen. Het extrusieprofiel (4) wordt vervolgens door een trekinrichting verder vervoerd en gekoeld met lucht of water.

• Discontinu extruderen.

Discontinu extrusieproces. 1 = Pers, 2 = Staaf basismateriaal, 3 = Extrusiematrijs, 4 = Extrusieprofiel

Een Pers (1) drukt een, meestal voorverwarmde, staaf basismateriaal (2) met hoge druk door een extrusiematrijs (3). Het materiaal neemt daardoor de vorm aan van de doorsnede van de extrusiematrijs. Het extrusieprofiel (4) wordt vervolgens door een trekinrichting verder gevoerd en gekoeld met lucht of water. Bij aluminiumextrusie vindt direct na het extruderen een strekproces plaats "strekken" hiermee wordt het profiel net door de 0,2 rekgrens verlengd en wordt daardoor recht. Hierna kan het profiel op lengte worden gezaagd en indien de legering dit toelaat een warmtebehandeling ondergaan. Naast aluminium wordt ook magnesium en koper geëxtrudeerd. Naast directe extrusie kennen we ook indirecte en hydrostatische extrusie b.v. voor koperen waterleidingbuis.

Begrippen

• Co-extrusie. Bij co-extrusie worden meerdere productstromen tot één stroom samengevoegd alvorens het materiaal door de matrijs te persen. Met deze techniek zijn meerdere kleuren en texturen in één productstroom mogelijk. Naast co-extrusie wordt ook het tri- en zelfs quatro-extrusie toegepast.

• Extruder. De schroefextruder is de draaiende schroef die het geplastificeerde materiaal naar voren stuwt en door de opnemingen van de spuitkop drukt. Bij aluminium gebruiken we een directe extruder die het verwarmde aluminium door een matrijs drukt, dit kan een massief of hol profiel zijn.
• Extrusieblazen (of extrusievormblazen) is een proces waarbij de warme gesmolten kunststof - die in de vorm van een buis uit de spuitkop komt - tussen twee halve vormen (matrijshelften) wordt dichtgeknepen. Direct daarna wordt de plastische buis met perslucht tegen de matrijswand geblazen. Door middel van extrusieblazen worden holle voorwerpen gemaakt: flessen, potten of jerrycans.
• Extrusieprofiel. Het gevormde materiaal dat uit de extrusiematrijs komt.
• Folieblazen - ook wel extrusierekblazen genoemd - is een zeer specifieke techniek voor de fabricage van folies. Uit de spuitkop van de extruder komt een buis met een heel dunne wand. Deze wordt met lucht opgeblazen, waardoor in een continu proces een enorme plastic ballon ontstaat. Als die afgekoeld is, wordt de folie opgerold en eventueel opengesneden tot bijvoorbeeld zakken. Producten die door middel van folieblazen worden gemaakt zijn plastic tassen, zakken en folies.
• Granulaat is een grondstof toegepast in het extrusieproces.
• Pultrusie. Is een vergelijkbare extrusietechniek, toegepast voor vezelversterkte thermoharders

Materiaalmogelijkheden

In principe kunnen alle thermoplastische kunststoffen en alle metalen geëxtrudeerd worden. Bij voorkeur worden kunststoffen met een lage smeltviscositeit gebruikt. Bij het verlaten van de extrusiematrijs mag het profiel niet zijn vorm verliezen voordat het is afgekoeld. Het meest gebruikt worden PVC, PE, PP, ABS (= grondstof LEGO), PS, PC, POM, PMMA en SB. Bij metalen wordt vaak aluminium toegepast.

Toepassingen

Het extrusieproces wordt gebruikt voor:

• De fabricage van platen en profielen van thermoplastisch materiaal. Bijvoorbeeld profielen voor raamkozijnen, buizen, tochtstrips, dakgoten en kunststofkurk.
• De fabricage van metalen profielen. Bijvoorbeeld buizen, raam- en deurprofielen, planchetten, kunststofkurk en geluidswanden.
• De fabricage van voedsel. Zowel indirecte als directe extrusie zijn in de levensmiddelenindustrie bekende technieken om producten te vormen. Bij directe extrusie wordt een zetmeelhoudend product (veelal maïsgries) in een enkele processtap gevormd tot een direct geëxpandeerd product, veelal een snack. Bij indirecte extrusie wordt bij het extrusieproces het product voorverstijfseld en gevormd tot een pellet. In een navolgende processtap zoals frituren expandeert de pellet tot een krokant product, eveneens vaak een snack, zoals worst, pasta en spaghetti.