BE1019318A5 - Extrusiematrijs. - Google Patents

Abstract

Extrusiematrijs omvattende een veelheid aan eerste en tweede openingen die verbonden zijn door middel van een kanaal waarbij een te extruderen materiaal door genoemde kanalen kan worden geduwd, waarbij de extrusiematrijs een in hoofdzaak holle structuur heeft, waarbij een holte zich zodaning binnenin de extrusiematrijs uitstrekt dat de holte ten minste een deel van de kanalen omringt en afgesloten is van de kanalen en/of openingen waarbij de holte verder verbonden is met een buitenoppervlak van de extrusiematrijs door middel van één of meerdere instroom-openingen en uitstroom-openingen, zodanig dat een warmte-overdragend fluïdum doorheen de holte van extrusiematrijs kan stromen.

Description

Extrusiematrijs, werkwijze voor het maken van de extrusiematrijs en gebruik van de extrusiematrijs.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een extrusiematrijs volgens de aanhef van de eerste conclusie en op een werkwijze voor het maken van een dergelijke matrijs.

De huidige uitvinding betreft ook een werkwijze voor het maken van de extrusiematrijs alsook het gebruik van de extrusiematrijs.

Extrusie is een vaak gebruikte vormgevingstechniek waarbij een vervormbaar materiaal door een matrijs met één of meerdere openingen, wordt geperst. Deze openingen in de matrijs kunnen complexe vormen hebben die het uiteindelijk geëxtrudeerde staafmateriaal, of extrusieprofiel, een welbepaalde vorm zullen geven. Het persen van het materiaal door de extrusiematrijs kan zowel onder hoge als lage druk gebeuren, maar gebeurt vaak onder een zeer hoge wrijving omdat de te extruderen materialen vaak zeer viskeuze of zelfs vaste stoffen zijn. Bij bepaalde vaste stoffen wordt het basismateriaal of granulaat dat dient geëxtrudeerd te worden soms zodanig onder druk gezet en gekneed dat de temperatuur hiervan zeer sterk stijgt ten gevolgen van de hoge wrijvingskrachten die het granulaat in een dergelijke situatie ondervindt. Dit kan tot gevolg hebben dat het granulaat smelt of instabiel wordt.

In de meeste gevallen is extrusie een continu proces waarbij het te extruderen materiaal naar de matrijs wordt aangevoerd door middel van bijvoorbeeld één of twee schroeven, zoals een archimedesschroef, die omvat zit in een nauw bij deze schroef of schroeven aansluitende buis. Indien meer dan één schroef wordt gebruikt, kunnen deze schroeven coroterend of contraroterend worden opgesteld.

Het te extruderen materiaal of granulaat wordt bij het begin van de schroef in de buis aangevoerd door middel van een aanvoertrechter of een hopper. Bij een continue aanvoer van granulaat kan dankzij een permanent draaiende schroef, een continu extrusieproces worden verkregen.

In bepaalde sectoren zoals de metaalsector worden eveneens niet-continu extrusieprocessen gebruikt. In dit geval wordt geen schroef gebruikt, maar zal een pers die zich tussen twee posities kan bewegen, gedurende meerdere opeenvolgende cycli telkens een hoeveelheid te extruderen materiaal, door de matrijs persen.

Extrusietechnieken worden toegepast in verschillende sectoren voor het extruderen van een grote verscheidenheid aan producten. Zo wordt deze techniek bijvoorbeeld toegepast in de kunststoffensector voor het extruderen van kunststof profielen, maar eveneens in de voedingssector, bijvoorbeeld voor het extruderen van pasta. Ook in de metaalsector wordt gebruik gemaakt van extrusietechnieken.

In de meeste van de hierboven beschreven toepassingen van extrusietechnieken wordt deze vormgevingstechniek aangewend voor het maken van langwerpige profielen met een welbepaalde vorm en doorsnede. Dit is echter niet steeds het geval.

In de farmaceutische sector bijvoorbeeld worden extrusietechnieken vaak gecombineerd met spheronisatietechnieken in een zogenaamd extrusie-spheronisatieproces. Deze techniek wordt gebruikt voor de productie van pellets, en kan dus bij de formuleringstechnieken in de farma-industrie worden gerekend. Pellets zijn kleine bolletjes opgebouwd uit farmaceutische componenten en/of actieve stoffen, die een verschillende dikte kunnen hebben afhankelijk van de beoogde toepassing. Dergelijke pellets worden naast, de farmaceutische industrie ook vaak gebruikt in de agro- en plastic-industrie.

Bij een extrusie-spheronisatieproces worden farmaceutische componenten eerst gemixt of gekneed in een aparte mixer. Eventueel kan deze mixer ook deel uitmaken van de extruder of extrusiemachine. Het eindproduct van dit deelproces is een ruwe natte pasta die het voorbewerkt product vormt voor het extrusieproces. Dit extrusieproces is een natte extrusie waarbij het granulaat door een matrijs met een groot aantal verschillende openingen of kanalen, wordt geperst. Doordat de natte pasteuze massa hierbij onder hoge druk door de smalle kanalen worden geperst, wordt een zeer hoge wrijving bekomen, wat kan leiden tot een sterke opwarming. Als eindproduct van dit extrusieproces worden langwerpige korte slierten verkregen die eens ze een bepaalde lengte bereikt hebben, afbreken en in een opvangbank vallen. Eventueel kunnen deze slierten ook mechanisch worden afgesneden.

Deze dunne slierten vormen het basisproduct voor het spheronisatieproces dat de derde fase van het volledige proces vormt. Tijdens de spheronisatie worden de extrudaten op een wrijvingsplaat van de spheronizer rondgedraaid tot pellets. Deze wrijvingsplaat bestaat bijvoorbeeld uit een geruit patroon om de wrijvingen en botsingen zo optimaal mogelijk te laten plaatsvinden. Het is net door deze wrijvingskrachten dat de pellets kunnen gevormd worden.

Het spheroderen van een product duurt meestal 2-10 minuten, en met een rotatiesnelheid tussen 100-3000 rpm is een mooie ronde pellet te verkrijgen. Deze rotatiesnelheid is afhankelijk van de grootte van de spheronisator en van de pellet. Meer nog dan de absolute snelheid, is vooral de snelheid in combinatie met de diameter van de wrijvingsplaat en de diepte van het gekozen patroon op de wrijvingsplaat van belang.

Na dit spheronisatieproces worden de verkregen pellets gedroogd, waarna ze geschikt zijn om bijvoorbeeld in een gelatinecapsule te worden verpakt of verder te worden verwerkt in tablets, of te worden gecoat, enz. Deze pellets kunnen ook een basis vormen voor de rest van een formulering. De actieve bestanddelen worden in dit geval gecoat op de pellets of met de pellets gemixt, waarna ze verder worden verwerkt. Vermits deze pellets kunnen bestaan uit een polymeer kunnen ze ook opnieuw samen met een actief bestanddeel geëxtrudeerd worden.

De extrusiestap is uiteraard van zeer groot belang in het bovengeschreven extrusie-spheronisatieproces. Een probleem dat echter met de extrusiestap gepaard gaat, is dat het granulaat soms door de zeer hoge druk en wrijving sterk wordt opgewarmd in de extruder. Meer specifiek wordt het granulaat zeer sterk opgewarmd vlak voor de extrusiematrijs en in de openingen en kanalen van de extrusiematrijs. Een dergelijke opwarming zal in verschillende industriële sectoren geen probleem vormen, en is in bijvoorbeeld de kunststofindustrie zelfs wenselijk. In de farmaceutische industrie echter, wordt vaak gewerkt met zeer gevoelige farmaceutische of biologisch actieve stoffen, kan een dergelijke hoge opwarming nefast zijn voor de stof in kwestie. De opwarming in de huidige bestaande extrusiematrijzen vormt dan ook een groot probleem in deze sectoren.

Er is bijgevolg behoefte aan een extrusiematrijs waarbij de temperatuur van het te extruderen materiaal beter kan worden gecontroleerd dan in de bestaande extrusiematrijzen.

Dit wordt bereikt met een extrusiematrijs die de technische kenmerken vertoont van het kenmerkend deel van de eerste conclusie.

Daartoe heeft de extrusiematrijs een in hoofdzaak holle structuur, waarbij een holte zich zodanig binnenin de extrusiematrijs uitstrekt dat de holte ten minste een deel van de kanalen omringt en afgesloten is van de kanalen en/of openingen door middel van de eerste zijde, tweede zijde en de kanaalwanden zodat dat de holte zelf niet in direct contact staat met de kanalen of de eerste of tweede openingen, waarbij de holte verder verbonden is met een buitenoppervlak van de extrusiematrijs door middel van één of meerdere instroom-openingen en één of meerdere uitstroom-openingen, zodanig dat een warmte-overdragend fluïdum doorheen de holte van extrusiematrijs kan stromen waarbij genoemd fluïdum de holte instroomt doorheen genoemde instroom-openingen en de holte uitstroomt doorheen genoemde uitstroom-openingen.

Een dergelijke extrusiematrijs kan gedurende het extrusieproces worden afgekoeld door bijvoorbeeld een koelvloeistof, wat een belangrijk voordeel is. Deze koelvloeistof zal via de instroom- en uitstroom-openingen door de holte stromen, en zal op deze manier warmte kunnen uitwisselen met de kanalen waardoor het te extruderen materiaal wordt geperst. Gevoelige farmaceutische stoffen zullen bijgevolg een sterk verminderd risico lopen op thermische beschadiging door de opwarming ten gevolge van de hoge druk.

De extrusiematrijs volgens de huidige uitvinding is eveneens niet beperkt tot afkoeling van de te extruderen materialen. Indien dit wenselijk is kan het te extruderen materiaal ook bijkomend opgewarmd worden door bijvoorbeeld warm water of een ander warm fluïdum door de holte in de matrijs te laten stromen.

Een additioneel voordeel van een dergelijke extrusiematrijs is dat de extrusiesnelheden zullen kunnen verhoogd worden, gezien de geproduceerde hitte nu beter onder controle kan worden gehouden.

De extrusiematrijs volgens de huidige uitvinding is echter geenszins beperkt tot toepassingen in de farmaceutische sector en zal in iedere sector waarin extrusietechnieken gebruikt worden, kunnen worden ingezet.

De wanden van de extrusiematrijs volgens de huidige uitvinding kunnen erg dun worden uitgevoerd. Zo is de wanddikte beperkt tot 0.5 of 1 mm, eventueel zelfs tot 0.3 mm of minder.

In bepaalde voorkeuruitvoeringsvormen van deze uitvinding wordt de holte in de matrijs begrensd wordt door binnenzijden, waarbij de holte verder een rooster omvat dat deze binnenzijden met elkaar verbindt.

Doordat de matrijs volgens deze uitvinding een holte omvat, en dus op bepaalde plaatsen een dubbelwandige structuur verkrijgt, wordt ook de sterkte van de matrijs op deze plaatsen gedeeltelijk aangetast. Om een voldoende stevigheid van de matrijs te garanderen kan ervoor gekozen worden een roosterstructuur in de matrijs aan te brengen, die de binnenzijden van de holte met elkaar verbindt, of met ander woorden de wanden van de dubbelwandige structuur met elkaar verbindt.

Dit rooster kan elk soort rooster zijn gekend door de vakman, en wordt bij voorkeur zodanig uitgevoerd in de matrijs, dat de doorstroming van warmte-overdragende fluïda in de extrusiematrijs op een minimale wijze beïnvloed wordt, dit wil bijvoorbeeld zeggen waarbij de temperatuurscontrole van het te extruderen materiaal door middel van het doorstromen van warmte-verdragende fluïda nog steeds goed kan worden gecontroleerd.

In een voorkeuruitvoeringsvorm van de huidige uitvinding dat de extrusiematrijs de vorm heeft van een koepel, waarbij de eerste zijde een concave zijde is en de tweede zijde een convexe zijde is.

Deze koepel kan de vorm hebben van een sfeer,een dome, een ellips, enz.

In deze uitvoeringsvorm wordt de pasteuze massa van het te extruderen materiaal of het granulaat vanuit de binnenzijde van de koepelvormige extrusiematrijs naar de buitenzijde van deze matrijs geduwd doorheen de verschillende kanalen in de matrijs. Dankzij de koepelvormige structuur zal het te extruderen materiaal bij het einde van het aanvoerapparaat, bijvoorbeeld de schroef, in een radiaal buitenwaardse richting doorheen de kanalen worden geperst. Hierbij wordt een zeer goede drukverdeling verkregen waardoor een efficiëntere extrusie, een verlaagde wrijving en bijgevolg een verlaagde temperatuur, wordt verkregen.

In een verdere voorkeuruitvoeringsvorm van de huidige uitvinding bevinden de hechtingsmiddelen zich tussen de eerste en de tweede zijde.

Op deze manier kan de extrusiematrijs zeer eenvoudig en stevig worden vastgehecht op een extrusiemachine of extruder, zonder dat de hechtingsmiddelen de te extruderen materialen hinderen.

Bij voorkeur is de extrusiematrijs uit een metaal gemaakt.

Hierbij gaat verdere voorkeur uit naar roestvrij staal of titanium.

Een dergelijke extrusiematrijs moet aan zeer hoge drukken kunnen weerstaan, en moet bijgevolg uit een stevig materiaal gemaakt zijn. Metalen voldoen in het algemeen aan alle voorwaarden die benodigd zijn voor het materiaal waaruit een extrusiematrijs wordt gevormd.

Deze uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het produceren van een extrusiematrijs waarbij de extrusiematrijs wordt geproduceerd door middel van een techniek gekozen uit de groep van 3D-printen, laser sinteren, RM-Precies Rapid Manufacturing Lasermelting, Electron Beam Melting (EBM), stereolithogragie, en combinaties hiervan, bij voorkeur wordt de extrusiematrijs geproduceerd door middel van RM-Precies Rapid Manufacturing Lasermelting.

Een complexe structuur zoals de hierboven beschreven extrusiematrijs zal zeer moeilijk kunnen worden geproduceerd met klassieke productietechnieken zoals bijvoorbeeld draaien en frezen. Het feit dat de extrusiematrijs bij voorkeur uit een stevig materiaal zoals een metaal gevormd wordt, bemoeilijkt dit productieproces nog verder.

De hierboven beschreven technieken zijn echter wel in staat om dergelijke complexe structuren te produceren. Door middel van bijvoorbeeld sintertechnieken worden de structuren met een laser laag na laag opgebouwd, waardoor constructies kunnen worden geproduceerd die vroeger moeilijk of niet te maken waren. De lagen die met dergelijke technieken worden opgebouwd hebben bovendien een zeer beperkte laagdikte. Zo kunnen laagdiktes van enkele tienden van een millimeter worden verkregen.

Bovendien kunnen deze technieken vandaag de dag ook worden toegepast op metalen, terwijl deze tot enkele jaren terug enkel op kunststoffen konden worden toegepast. Zo kunnen bijvoorbeeld structuren uit titanium worden geproduceerd.

De materialen die gevormd worden door middel van sinterprocessen zijn bovendien zeer hard doordat de materiaalkorrels tot een temperatuur worden verhit waarop ze net niet smelten. Op deze manier groeien de contactpunten tussen de korrels waardoor zeer harde materialen kunnen worden verkregen. Gesinterd wolfraamcarbide is bijvoorbeeld één van de hardste materialen die momenteel bestaan. Bovendien is het corrosievast en aanvaardbaar voor de Good Manufacturing Practice (GMP) in de farmaceutische industrie.

Zoals hierboven reeds vermeld, is het dus mogelijk met de werkwijze volgens deze uitvinding een extrusiematrijs met een holte te verkrijgen, waardoor de extrusiematrijs op bepaalde plaatsen een dubbelwandige structuur verkrijgt. Het is bovendien mogelijk met de werkwijze volgens de huidige uitvinding, deze extrusiematrijs zodanig te produceren dat de dikte van een enkele metalen wand slechts 0.3 mm of minder bedraagt, waardoor de totale dikte van de extrusiematrijs beperkt kan blijven tot 0.5 tot 2 mm, zelfs op de plaatsen waar de extrusiematrijs een dubbelwandige structuur heeft.

Dit maakt het mogelijk een dubbelwandige extrusiematrijs te produceren, waarbij de temperatuur optimaal gereguleerd kan worden dankzij de doorstroming van een warmte-overdragend fluïdum, waarbij de totale lengte van de kanalen toch beperkt blijft tot 0.5 tot 2 mm, wat een groot voordeel is.

Door de hoge sterkte van de laser-gesmolten materialen bewaart de matrijs bovendien zijn stevigheid en sterkte, ondanks de dun uitgevoerde structuur. Hierdoor zal een dun uitgevoerde dubbelwandige matrijs met holte toch bestand zijn tegen een zeer hoge druk.

Deze uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het produceren van een onderdeel van een extrusiemachine waarbij het onderdeel van een extrusiemachine wordt geproduceerd door middel van een techniek gekozen uit de groep van 3D-printen, laser sinteren, RM-Precies Rapid Manufacturing Lasermelting, Electron Beam Melting (EBM), stereolithogragie, en combinaties hiervan, bijvoorkeur wordt het onderdeel van een extrusiemachine geproduceerd door middel van RM-Precies Rapid Manufacturing Lasermelting.

Deze technieken zijn dezelfde als deze hierboven beschreven en bieden bijgevolg dezelfde voordelen. Het is dan ook voordelig om niet enkel de hierboven beschreven extrusiematrijs door middel van deze technieken te produceren, maar eveneens andere onderdelen van de extrusiemachine, gezien deze ook een complexe vorm of structuur kunnen vertonen, waardoor ze moeilijk met klassieke productiemethoden te produceren zijn.

Zo kan het onderdeel van de extrusielmachine gekozen wordt uit de groep van een schroef, een extrusiematrijs, een koepelvormige extrusiematrijs, een pers, een extrusiebuis, een aanvoertrechter, een hopper, een extrusie-as en hechtingsmiddelen om verschillende onderdelen van een extrusiematrijs aan elkaar te hechten.

Al deze onderdelen hebben vaak een complexe vorm, waardoor het voordelig is ze door bovenstaande technieken te laten produceren. Het dient opgemerkt te worden dat in de hierboven vermelde groep van onderdelen, ook een extrusiematrijs en een koepelvormige extrusiematrijs worden vermeld. Hiermee worden extrusiematrijzen in het algemeen bedoeld en dus niet enkel de hierboven beschreven extrusiematrijs waarin zich een holte uitstrekt. Deze uitvinding heeft met andere woorden ook betrekking op de bovenstaande werkwijze voor het produceren van klassieke extrusiematrijzen zoals deze bijvoorbeeld in de kunststoffensector worden gebruikt, omdat ook deze klassieke matrijzen zeer efficiënt kunnen geproduceerd worden met behulp van bovenbeschreven technieken.

De uitvinding verder betrekking op een werkwijze voor het produceren van een onderdeel van een extrusiemachine waarbij het onderdeel van de extrusiemachine een in hoofdzaak holle structuur heeft, waarbij een holte zich binnenin het onderdeel van de extrusie machine uitstrekt waarbij de holte verbonden is met een buitenoppervlak van het onderdeel van de extrusiemachine door middel van één of meerdere instroom-openingen en één of meerdere uitstroom-openingen, zodanig dat een warmte-overdragend fluïdum doorheen de holte van het onderdeel van de extrusiemachine kan stromen waarbij genoemd fluïdum de holte instroomt doorheen genoemde instroom-openingen en de holte uitstroomt doorheen genoemde uitstroom-openingen.

Op deze manier kan niet enkel een extrusiematrijs met een holle structuur worden geproduceerd, maar kan elk onderdeel van de extrusiemachine van een analoge holte worden voorzien.

Zo wordt het bijvoorbeeld mogelijk een schroef te voorzien van een dergelijke holte, zodat de schroef opgewarmd of afgekoeld kan worden door een warmte-overdragend fluïdum en dit voor, na of gedurende het extrusieproces.

Het wordt op deze manier mogelijk om van ieder onderdeel van een extrusiemachine een variant te ontwerpen en te produceren, waarvan de temperatuur op een veel betere manier kan gereguleerd worden dan in de bestaande versies.

Zo kan bijvoorbeeld op een eenvoudige wijze apparatuur ontwikkeld worden voor bijvoorbeeld meltextrusie. Meltextrusie is een extrusietechniek waarbij het te extruderen materiaal verschillende thermische behandelingen ondergaat gedurende het extrusieproces. Door de extrusiematrijs en eventueel andere onderdelen van de extrusiemachine van een dergelijke holte te voorzien waardoor warmte-overdragende fluiïda kunnen stromen, kan een proces voor meltextrusie worden ontwikkeld waarbij het te extruderen materiaal meerdere thermische behandelingen ondergaat, en waarbij het proces veel beter gecontroleerd kan worden dan bij de bestaande meltextrusietechnieken.

De uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van bijgevoegde figuren.

Figuur 1 toont een dwarsdoorsnede van een extrusiematrijs omvattende een holte die met de werkwijze volgens de huidige uitvinding kan geproduceerd worden.

Figuur 2 toont een bovenste perspectiefaanzicht van de extrusiematrijs uit figuur 1, waarop ook aanvoer- en afvoerslangen te zien zijn.

Figuur 3 toont een bovenste perspectiefaanzicht van de extrusiematrijs uit figuur 1 waarop ook aanvoer- en afvoerslangen te zien zijn.

Figuur 4 toont een tweede uitvoeringsvorm van een extrusiematrijs die met de werkwijze volgens de huidige uitvinding kan geproduceerd worden.

Figuur 5 toont de doorsneden van enkele voorkeuruitvoeringsvorm van de kanalen in de extrusiematrijs volgens de huidige uitvinding.

Figuur 6 toont de doorsneden van enkele voorkeuruitvoeringsvormen van extrusiematrijzen en bijhorende schroeven die met de werkwijze volgens de huidige uitvinding kunnen geproduceerd worden.

Figuur 7 toont de doorsneden van enkele verdere voorkeuruitvoeringsvorm van extrusiematrijzen die met de werkwijze volgens de huidige uitvinding kunnen geproduceerd worden.

Figuur 8 toont enkele detailweergaven van een extrusiematrijs volgens de huidige uitvinding, waarop de holte is weergegeven.

Figuur 9 toont enkele verdere detailweergaven van een extrusiematrijs volgens de huidige uitvinding, waarop de holte is weergegeven.

Fig. 10 toont een doorsnede van een kanaal met een ontluchting-/ontwateringkanaal.

1. Extrusiematrijs 2. Kanaal 3. Eerste opening 4. Tweede opening 5. Eerste zijde 6. Tweede zijde 7. Holte 8. Hechtingsmiddelen 9. Instroom-opening 10. Uitstroom-opening 11. Schroef 12. Ontluchting-/ontwateringkanaal

De extrusiematrijs getoond in figuur 1 is een voorbeeld van een extrusiematrijs die volgens de werkwijzen van de huidige uitvinding kan geproduceerd worden. De extrusiematrijs omvat een holte waardoor een warmte-overdragend fluïdum kan stromen, hechtingsmiddelen om de extrusiematrijs met een extrusiemachine te verbinden, en meerdere kanalen die begrens die elk begrens worden door een kanaalwand, een eerste en een tweede opening.

De holte waardoor het warmte-overdragend fluïdum kan stromen is in deze uitvoeringsvorm van de extrusiematrijs ringvormig en beperkt zich dus tot het omringen van de kanalen die zich het dichts tegen een rand van de extrusiematrijs bevinden. De uitvinding is hier geenszins toe beperkt en in andere uitvoeringsvormen van deze uitvinding strekt de holte zich verder uit binnen de extrusiematrijs, waardoor de holte een groter deel van de kanalen kan omringen.

Een dergelijke uitvoeringsvorm wordt getoond in figuren 8 en 9. In deze figuren is een voorkeuruitvoeringsvorm van een extrusiematrijs volgens de huidige uitvinding te zien. De matrijs heeft een dubbele koepelstructuur waarin een groot aantal verschillende kanalen te zien zijn, die elk begrensd worden door een eerste opening, een tweede opening en kanaalwanden. Deze extrusiematrijs omvat twee koepels omdat de matrijs bedoeld is voor een extruder met twee schroeven. In deze extrusiematrijs strekt de holte zich verder uit binnenin de matrijs. Zo is duidelijk te zien dat de holte de verschillende kanalen omringt. Hierdoor zal een zeer goede warmte-uitwisseling worden bekomen met het te extruderen materiaal dat door deze kanalen wordt geperst.

De extrusiematrijs heeft in de uitvoeringsvorm getoond in figuren 1-3 en in de uitvoeringsvormen getoond in figuren 8 en 9 een koepelvormige structuur. De uitvinding is hiertoe ook geenszins beperkt en iedere andere structuur voor de extrusiematrijs kan vrij bepaald worden door de vakman.

De kanalen getoond in de extrusiematrijs op figuren 1-3 zijn in hoofdzaak lineair, maar ook tot deze vorm van kanalen is de uitvinding geenszins beperkt. Zo kunnen bijvoorbeeld kanalen met een conische structuur of kanalen met een versmalling of verbreding in het centrum, worden gekozen. In figuur 5 worden enkele voorbeelden van voorkeuruitvoeringsvormen van kanalen getoond. De vormen van de kanalen zijn van belang omdat ze gedurende de extrusie effecten zoals relaxatie, callibratie en/of compressie van het te extruderen materiaal kunnen teweegbrengen, wat in specifieke situaties zeer wenselijk kan zijn. In klassieke matrijzen is het soms moeilijk om verschillende dergelijke stappen achtereenvolgens in één matrijs door te voeren, waardoor er bijvoorbeeld verschillende extrusiestappen nodig zijn. Doordat met de werkwijze volgens deze uitvinding gemakkelijk kanalen met een complexe structuur kunnen worden gevormd, is het nu mogelijk deze stappen achtereenvolgens in één matrijs te doorlopen.

Figuur 10 toont een voorbeeld van een dergelijk kanaal waarin eerst een compressie en vervolgens een relaxatie van het te extruderen product wordt verkregen. Tevens wordt op Figuur 10 een ontluchting-/ontwateringkanaal getoond dat op het kanaal is aangesloten.

Volgens de werkwijze van deze uitvinding is het mogelijk een extrusiematrijs te produceren waarin elk kanaal een dergelijk ontluchting-/ontwateringkanaal omvat.

Verder kan de vorm van een doorsnede van een kanaal vrij gevarieerd worden. Zo kunnen vierkante, driehoekige, ovaalvormige, etc, doorsneden van de kanalen worden gekozen, waardoor het de vorm van het extrusieprofiel kan worden gevarieerd.

Op figuur 4 wordt een tweede uitvoeringsvorm van een extrusiematrijs getoond. Deze extrusiematrijs omvat geen holte voor de doorstroming van een warmte-overdragend fluïdum en valt dus niet onder de eerste conclusie, maar is wel een voorbeeld van een extrusiematrijs die volgens de wekwijze van deze uitvinding kan geproduceerd worden. Volgens deze werkwijze kan in principe elk onderdeel van een extrusiemachine worden geproduceerd door middel van een techniek gekozen uit de groep van 3D-printen, laser sinteren, RM-Precies Rapid Manufacturing Lasermelting, Electron Beam Melting (EBM), stereolithogragie, en combinaties hiervan, bijvoorkeur wordt het onderdeel van een extrusiemachine geproduceerd door middel van RM-Precies Rapid Manufacturing Lasermelting.

De extrusiematrijs getoond in figuur 4 is een goed voorbeeld van een onderdeel dat met behulp van bovenstaande technieken kan geproduceerd worden, omdat het een vrij complexe structuur heeft. Een dergelijke structuur zal via de bestaande productiemethoden zoals draaien, frezen, etc. zeer moeilijk geproduceerd kunnen worden.

Verdere voorbeelden van complexe extrusiematrijzen die met de werkwijze volgens de huidige uitvinding kunnen geproduceerd worden, worden getoond in figuren 6 en 7. In figuren 6 wordt bij twee voorkeuruitvoeringsvorm van een extrusiematrijs tevens een bijhorende schroef getoond waarvan de vorm complementair is aan de extrusiematrijs. Dergelijke complexe vormen van een complementaire extrusiematrijs en schroef kunnen eveneens moeilijk worden bereikt met de klassieke productiemethoden, maar vormen geen enkel probleem voor de werkwijze die beschreven staat in de huidige uitvinding.

In de extrusiematrijzen weergegeven in figuren 6 en 7 is tevens de richting weergeven waarin de granulaten of het te extruderen materiaal zal worden geëxtrudeerd. Naargelang de positie van de Kanalen in de extrusiematrijs aan te passen kunnen deze richtingen naar wens aangepast en gevarieerd worden.

Claims (9)

1. Extrusiematrijs (1) omvattende een eerste zijde (5) en een tweede zijde (6), een veelheid aan eerste openingen (3) die zich in de genoemde eerste zijde (5) bevinden en een veelheid aan overeenkomstige tweede openingen (4) die zich in de genoemde tweede zijde (6) bevinden, waarbij iedere eerste opening (3) met een overeenkomstige tweede opening (4) verbonden is door middel van een kanaal (2) begrensd door kanaalwanden die de eerste (5) en de tweede zijde (6) verbinden, waarbij een te extruderen materiaal door genoemde kanalen (2) van de eerste zijde (5) naar de tweede zijde (6) van de extrusiematrijs (1) kan worden geduwd, waarbij de extrusiematrijs (1) verder hechtingsmiddelen (8) omvat om genoemde extrusiematrijs (1) met een extrusiemachine te verbinden, waarbij de extrusiematrijs (1 ) een in hoofdzaak holle structuur heeft, waarbij een holte (7) zich zodanig binnenin de extrusiematrijs (1) uitstrekt dat de holte (7) ten minste een deel van de kanalen (2) omringt en afgesloten is van de kanalen (2) en/of openingen (3,4) door middel van de eerste zijde (5), tweede zijde (6) en de kanaalwanden, waarbij de holte (7) verder verbonden is met een buitenoppervlak van de extrusiematrijs (1) door middel van één of meerdere instroom-openingen (9) en één of meerdere uitstroom-openingen (10), zodanig dat een warmte-overdragend fluïdum doorheen de holte (7) van extrusiematrijs (1) kan stromen waarbij genoemd fluïdum de holte (7) instroomt doorheen genoemde instroom-openingen (9) en de holte uitstroomt doorheen genoemde uitstroom-openingen (10), met het kenmerk dat de wanddikte beperkt is tot 1 mm.

2. Extrusiematrijs (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de holte (7) in de matrijs begrensd wordt door binnenzijden, waarbij de holte (7) verder een rooster omvat dat deze binnenzijden met elkaar verbindt.

3. Extrusiematrijs (1) volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat de extrusiematrijs (1) de vorm heeft van een koepel, waarbij de eerste zijde (5) een concave zijde is en de tweede zijde (6) een convexe zijde is.

4. Extrusiematrijs (1) volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk dat de hechtingsmiddelen (8) zicht tussen de eerste (5) en de tweede zijde (6) bevinden.

5. Extrusiematrijs (1) volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk dat de extrusiematrijs (1) uit een metaal gemaakt is.

6. Extrusiematrijs (1) volgens één der conclusies 1 - 5, met het kenmerk dat de totale lengte van de kanalen beperkt blijft tot 2 mm.

7. Werkwijze voor het produceren van een extrusiematrijs (1) volgens één der conclusies 1-6, met het kenmerk dat de extrusiematrijs (1 ) wordt geproduceerd door middel van een techniek gekozen uit de groep van 3D-printen, laser sinteren, RM-Precies Rapid Manufacturing Lasermelting, Electron Beam Melting (EBM), stereolithogragie, en combinaties hiervan.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de extrusiematrijs (1) geproduceerd door middel van RM-Precies Rapid Manufacturing Lasermelting.

9. Gebruik van de extrusiematrijs volgens één van de conclusies 1 - 6 voor extrusie van vervormbaar materiaal.