Extrusie

Stel je een hydraulische pers voor die met brute kracht een massief blok materiaal door een stalen mal dwingt. Dat is de kern van extrusie. Het resultaat is een eindeloos profiel dat over de gehele lengte exact dezelfde vorm behoudt. In de moderne bouwwereld is dit proces simpelweg onmisbaar voor alles wat strak, recht en repeterend moet zijn. Van de kleinste glaslat tot de meest complexe vliesgevelstijlen die de skyline bepalen. Het proces luistert nauw. De matrijs bepaalt de uiterlijke vorm, maar de beheersing van de temperatuur en de koelsnelheid dicteert de uiteindelijke kwaliteit en de structurele integriteit van het bouwelement. Het is een samenspel tussen kracht en fijngevoeligheid.

De uitvoering van extrusie begint bij de thermische voorbereiding van het basismateriaal, waarbij metalen billets of kunststof granulaat in een oven tot een plastische toestand worden gebracht. De temperatuur moet exact kloppen. Bij aluminium ligt dit punt meestal net onder de smelttemperatuur om de structurele stabiliteit tijdens de vervorming te behouden. Een hydraulische ram voert de druk op. Met een kracht die duizenden tonnen kan bedragen, wordt de verwarmde massa door de nauwe kanalen van een stalen matrijs geperst, waarbij de vorm van deze opening de uiteindelijke geometrie van het profiel onmiddellijk dicteert.

Directe koeling is cruciaal. Zodra het gevormde materiaal de matrijs verlaat, wordt het blootgesteld aan waternevel of geforceerde lucht om de maatvastheid te fixeren en vervorming door restwarmte te voorkomen. Het profiel is op dit punt vaak nog vatbaar voor torsie. Mechanische stretchers oefenen daarom een gecontroleerde trekkracht uit op de uiteinden van de streng om interne spanningen te neutraliseren en een volledige rechtheid over de gehele lengte te waarborgen. De continue materiaalstroom schuift over een koelbed naar de zaagsectie. Hier wordt het eindeloze profiel verdeeld in hanteerbare handelslengtes. Soms volgt een proces van kunstmatige veroudering in een oven om de definitieve mechanische sterkte van het bouwelement te bereiken.

Het onderscheid in extrusieprocessen wordt primair bepaald door de temperatuur van het uitgangsmateriaal. Warme extrusie is de norm voor aluminium profielen in de gevelbouw. Hierbij wordt het metaal verhit tot boven de rekristallatietemperatuur, waardoor het zich zonder scheuren laat kneden door de meest complexe matrijzen. Koude extrusie gebeurt op kamertemperatuur. De benodigde druk is gigantisch. Toch levert dit proces producten op met een superieure oppervlaktegladheid en een hogere mechanische sterkte door de optredende deformatieversteviging.

Soms voldoet één materiaalsoort simpelweg niet aan de technische eisen. In de wereld van kunststof kozijnen is co-extrusie daarom de standaard. Twee verschillende materiaalstromen — bijvoorbeeld een harde, kleurvaste toplaag en een kern van gerecycled pvc — komen in de matrijs samen. Ze versmelten tot één solide profiel. Dit bespaart kosten en optimaliseert de materiaaleigenschappen precies daar waar ze nodig zijn. Een variant hierop is de extrusie met een zachte component, waarbij rubberen afdichtingslippen direct aan het harde profiel worden vastgegoten tijdens het persproces.

Verwar extrusie niet met pultrusie. Hoewel de eindproducten, zoals staven en profielen, optisch op elkaar lijken, is de mechanica fundamenteel anders. Extrusie duwt. Pultrusie trekt. Bij pultrusie worden glasvezels door een bad van hars gehaald en vervolgens door een verwarmde matrijs getrokken, wat resulteert in profielen met een extreem hoge treksterkte in de lengterichting.

Voor kortere, bekervormige onderdelen zoals aluminium kokers voor kit of speciale bevestigingsmiddelen wordt vaak impactextrusie toegepast. Dit is een bliksemsnelle bewerking. Een stempel slaat met enorme snelheid op een koude metaalschijf, waardoor het materiaal als het ware 'terugspat' langs de wanden van de stempel en in één klap de gewenste vorm aanneemt.

In de praktijk maken we ook onderscheid tussen direct en indirect persen:

• Directe extrusie: De ram duwt het materiaal door de matrijs; er is veel wrijving tussen de billet en de wand van de container.
• Indirecte extrusie: De matrijs is bevestigd aan een holle ram en wordt in het stilstaande materiaal gedrukt, wat de wrijving minimaliseert en energie bespaart.

Kijk naar de gemiddelde kantoorgevel. De strakke, geanodiseerde aluminium raamprofielen zijn het schoolvoorbeeld van extrusie. Snij een profiel door en je ziet een complex doolhof aan kamers, sponningen en schroefkanalen. Dit ontwerp is met geen enkele andere techniek zo kostenefficiënt te realiseren. De matrijs zorgt ervoor dat elke millimeter van die meterslange stijl identiek is aan de vorige. Geen afwijking. Pure precisie.

In de installatietechniek kom je het tegen bij de aanleg van vloerverwarming. Die flexibele, rode of witte kunststof buizen. Ze rollen in kilometerslange strengen van de band, waarbij de wanddikte over de gehele lengte exact gelijk blijft om de waterdruk te weerstaan. Geen naden. Geen zwakke punten. Dat is de essentie van een continu extrusieproces. Ook de simpele pvc-elektrabuis in de muur of de grijze afvoerbuis in de kruipruimte zijn producten van deze techniek.

De afwerking binnenshuis? Denk aan overgangsprofielen tussen verschillende vloertypen. Een aluminium T-profiel dat de naad tussen parket en tegels afdekt. Het is licht, kaarsrecht en de vorm is specifiek ontworpen om de werking van het hout op te vangen. Zelfs de rubberen tochtstrip in een kozijn is vaak 'meegeëxtrudeerd'. Een harde basis voor de grip, een zachte lip voor de afdichting. Twee materialen, één handeling. Efficiëntie in de praktijk.

Geen enkel profiel komt zomaar op de bouwplaats terecht. De wetgever kijkt mee. Voor aluminium extrusieprofielen zijn de maattoleranties en mechanische eigenschappen strikt genormeerd in de NEN-EN 755-serie, terwijl voor de fijnmechanische precisieprofielen de NEN-EN 12020-normen het kader vormen waarbinnen elke millimeter telt. Maatafwijkingen? Die mogen er nauwelijks zijn. De wanddikte moet kloppen. De rechtheid ook. Wie afwijkt, riskeert een falende gevelconstructie of lekkende verbindingen.

De Europese Verordening Bouwproducten (CPR) eist een CE-markering voor profielen die een structurele functie vervullen. Zonder Declaration of Performance (DoP) is een geëxtrudeerd bouwelement formeel onbruikbaar in de professionele bouwketen. De fabrikant garandeert hiermee specifieke materiaaleigenschappen zoals de treksterkte en de chemische samenstelling van de legering. Het Besluit Bouwwerken Leefomgeving (BBL) stelt vervolgens de kaders voor de toepassing in het bouwwerk. Hierbij staan veiligheid en de beoogde levensduur centraal.

Milieuwetgeving drukt een steeds zwaardere stempel op het extrusieproces. De REACH-verordening is hierin leidend; het verbiedt het gebruik van schadelijke additieven en zware metalen in kunststofprofielen. Loodstabilisatoren zijn inmiddels volledig uitgefaseerd. In de huidige markt is circulariteit een harde eis geworden. Het BBL en de Milieuprestatie Gebouwen (MPG) sturen aan op een lagere milieu-impact, wat de industrie dwingt tot innovaties. Co-extrusie speelt hier handig op in door gerecycled PVC als kernmateriaal toe te passen onder een dunne laag nieuw materiaal. Zo voldoet het product aan de technische eisen van de norm zonder de milieudoelen uit het oog te verliezen.

Het begon met lood. Joseph Bramah patenteerde in 1797 een handbediende pers voor het vervaardigen van loden pijpen. Een simpel systeem met een zuiger. Toch was de essentie daar: een continu profiel zonder zwakke lasnaden. De grote technische versnelling vond plaats in 1894. Alexander Dick introduceerde toen het warme extrusieproces voor koperlegeringen. Krachtiger persen. Hogere temperaturen. De weg naar complexe industriële vormen lag open.

De twintigste eeuw bracht aluminium in het vizier. Aanvankelijk vooral voor de luchtvaart, maar na de wereldoorlogen werd de bouwsector de grootste afnemer. De introductie van thermoplasten in de jaren vijftig zorgde voor een nieuwe revolutie. PVC-extrusie verving zware gietijzeren rioolbuizen door lichte, corrosiebestendige alternatieven. De techniek bleef niet stilstaan bij ronde buizen. De matrijs evolueerde. Van eenvoudige openingen naar ingenieuze stalen schijven die holle kamers en complexe klikverbindingen creëren.

Vandaag de dag drijft precisie de historie verder. Computer-aided design (CAD) heeft de beperkingen van de matrijsmaker nagenoeg geëlimineerd. Waar men vroeger tevreden was met een massief stripje, persen we nu profielen met geïntegreerde thermische onderbrekingen en co-geëxtrudeerde afdichtingen. Een proces van brute kracht verfijnd tot op de micrometer.

• https://www.dalupo.nl/aluminium-extruderen/
• https://www.boalextrusion.com/nl/aluminium-profielen-op-maat/aluminium-extrusie