Das ISBM-Formverfahren (Spritzstreckblasformen) wandelt Rohkunststoff in einer präzise abgestimmten Abfolge von Schritten in einen fertigen Hohlbehälter um. Jeder Schritt erfolgt an einer dedizierten Station auf dem Drehtisch der Maschine, und alle Stationen bearbeiten gleichzeitig unterschiedliche Vorformlinge innerhalb desselben Maschinenzyklus. Für jeden, der ISBM-Anlagen bedient oder spezifiziert, ist es unerlässlich zu verstehen, was in jedem Schritt geschieht und welche Faktoren die Qualität an jedem Punkt steuern.

Überblick: Wie viele Schritte umfasst ISBM?

Eine einstufige ISBM-Maschine führt je nach Stationsanzahl drei bis sechs Schritte durch. Drei-Stationen-Maschinen führen die minimal erforderlichen Schritte aus: Einspritzen, Streckblasen und Auswerfen. Vier-Stationen-Maschinen ergänzen dies um einen separaten Konditionierungsschritt. Sechs-Stationen-Maschinen bieten zusätzlich eine Nachblaskühlung und eine zweite Konditionierungszone. Alle Konfigurationen produzieren den gleichen Behältertyp; die zusätzlichen Stationen ermöglichen eine präzisere Steuerung komplexer Flaschengeometrien und höhere Zyklusgeschwindigkeiten.

4-Stationen-ISBM-Rundtisch – alle vier Schritte werden gleichzeitig an unterschiedlichen Vorformlingen innerhalb jedes Maschinenzyklus durchgeführt.

Schritt 1: Harztrocknung und -vorbereitung

Vor Beginn eines ISBM-Zyklus muss das Harz korrekt vorbereitet werden. PET – das dominierende Harz in der ISBM-Produktion – ist hygroskopisch: Es zieht Feuchtigkeit aus der Luft an. Die Feuchtigkeit im Harz führt während der Verarbeitung zu hydrolytischem Abbau, wodurch die intrinsische Viskosität (IV) sinkt und Acetaldehyd (AA) entsteht, eine Verbindung, die in Lebensmittel- und Getränkebehältern einen unerwünschten Geschmack verursacht.

Standard-PET-Trocknung: Trockenmitteltrockner bei 160–170 °C, mindestens 4–6 Stunden, Zielfeuchte unter 50 ppm. Der Taupunkt des Trockners muss vor Verarbeitungsbeginn bei −40 °C oder darunter liegen. Dieser Schritt erfolgt vorgelagert zur Maschine und ist nicht Teil des eigentlichen Maschinenzyklus, bestimmt aber die Qualität jeder einzelnen Flasche, die die Maschine produziert.

Schritt 2: Spritzgießen – Formen des Vorformlings

Der erste Arbeitsschritt in der Maschine ist das Spritzgießen. Getrocknetes Harz wird aus dem Trichter in einen beheizten Zylinder geleitet, wo es von einer Förderschnecke aufgeschmolzen und transportiert wird. Die Schmelze – bei Standard-PET 270–295 °C – wird unter hohem Druck in den Formhohlraum der Vorform eingespritzt und bildet so das dickwandige Zwischenrohr, die sogenannte Vorform.

In diesem Schritt werden folgende Schlüsselparameter gesteuert:

• Schmelztemperatur — 270–295 °C für PET; zu hohe Temperaturen führen zum Abbau von IV und zur Bildung von AA; zu niedrige Temperaturen verursachen unvollständige Schüsse und Oberflächenfehler
• Einspritzgeschwindigkeit und -druck — bestimmt die Füllzeit und die Nachfüllung; unzureichende Nachfüllung führt zu Angussvertiefungen und Maßungenauigkeiten am Halsabschluss
• Abkühlzeit in der Form — Die Vorform muss vor dem Öffnen der Form auf die Auswurftemperatur (60–75 °C) abgekühlt sein; unzureichende Kühlung führt beim Auswerfen zu Verformungen der Vorform.
• Klemmkraft — Die Form muss gegen den Einspritzdruck geschlossen gehalten werden; unzureichende Klemmung verursacht Grat an der Trennlinie des Vorformlings

Der Injektionsschritt ist der längste Einzelvorgang im ISBM-Zyklus und belegt daher unabhängig von der Gesamtzahl der Stationen eine eigene Station. Bei der EP-HGY-Serie reichen die Injektionsschließkräfte von 50 kN (EP-HGY50-V3-EV) bis 400 kN (EP-HGY650-V4) und decken Behältervolumina von 30 ml bis 10 Liter ab.

Schritt 3: Konditionierung – Anpassung des Temperaturprofils (nur 4-Stationen- und 6-Stationen-Systeme)

Bei 4- und 6-Stationen-Maschinen wird der Vorformling – noch auf dem Dorn – nach dem Auswerfen aus der Vorformlingform zu einer Konditionierungsstation transportiert. Dort wird das axiale Temperaturprofil des Vorformlings mittels Infrarotheizungen angepasst, bevor er die Blasstation erreicht.

PET lässt sich nur innerhalb eines engen Temperaturfensters biaxial orientiert: oberhalb seiner Glasübergangstemperatur (Tg ≈ 75 °C), aber unterhalb seiner Kristallisationsbeginntemperatur (≈ 130–140 °C). Die Konditionierungsstation erwärmt den Vorformling auf 90–115 °C, während der Halsbereich kühl gehalten wird (der Hals darf sich beim Blasen nicht verformen).

Einzelne Infrarotheizzonen lassen sich unabhängig voneinander einstellen, um die Wärme gezielt im Boden-, Schulter- oder Körperbereich zu konzentrieren. So kann der Bediener den Materialfluss während des Blasvorgangs gezielt steuern. Dies ermöglicht komplexe Flaschengeometrien: breite Böden, ausgeprägte Schultern, ergonomisch geformte Griffe und integrierte Henkel.

4-Stationen-ISBM-Prozesssequenz auf dem EP-HGY150-V4-EV – jede Station arbeitet gleichzeitig, sodass die Konditionierungszeit der Einspritzzeit entspricht.

Schritt 4: Dehnung – Axiale Verlängerung durch die Streckstange

An der Blasstation schließt sich die Form um den Vorformling. Ein mechanischer Streckstab senkt sich in den Vorformling ab, berührt dessen Basis und fährt dann axial aus – wobei er die Basis mit kontrollierter Geschwindigkeit (typischerweise 1–2 m/s) nach unten drückt. Dadurch wird der Vorformling auf das 2,5- bis 3,5-Fache seiner Einspritzlänge gedehnt.

Der Streckschritt ist das entscheidende Merkmal, das ISBM vom herkömmlichen Spritzblasformen (IBM) unterscheidet. Beim IBM-Verfahren gibt es weder einen Streckstab noch eine axiale Ausrichtung – die Vorform wird einfach durch Luftdruck aufgeblasen. Beim ISBM-Verfahren hingegen bewirkt der mechanische Streckstab eine axiale Molekülausrichtung, bevor die Luftexpansion beginnt. Dies ist der Hauptgrund, warum ISBM-Flaschen bei gleichem Volumen stabiler, klarer und leichter sind als IBM-Flaschen.

Schritt 5: Ausblasen – Radiale Ausdehnung gegen die Form

Gleichzeitig mit oder unmittelbar nach dem Ausfahren des Streckstabs wird Druckluft (25–40 bar) durch den Streckstab oder einen separaten Blasstift zugeführt. Dieser Luftdruck dehnt den Vorformling radial – nach außen – gegen die Wände der geschlossenen Blasform aus.

Die Kombination aus axialer Streckung (Schritt 4) und radialer Aufblasung (Schritt 5) erzeugt eine biaxiale Molekülorientierung – die Polymerketten sind gleichzeitig in axialer und Umfangsrichtung ausgerichtet. Diese duale Orientierung verleiht ISBM-Flaschen ihre charakteristischen Eigenschaften:

• Zugfestigkeit bis zu 3-mal höher als bei unorientiertem PET bei gleicher Wandstärke
• Optische Klarheit wie Glas, mit einer Lichtdurchlässigkeit von über 901 µm/3T
• Die CO₂-Barriereleistung ist für Anwendungen im Bereich kohlensäurehaltiger Erfrischungsgetränke ausreichend.
• Fallstoßfestigkeit aus 1,5 m Höhe im gefüllten Zustand

Vollständige ISBM-Prozessparameterkarte – von der Harztrocknung über jede Station bis zur fertigen Flasche, mit kritischen Kontrollpunkten in jedem Schritt.

Schritt 6: Abkühlen – Fixierung der Ausrichtung

Nach dem Blasformen wird die Flasche an die Formwand gehalten, während die Form über ihren internen Kühlkreislauf Wärme abführt. Standard-Blasformen verwenden gekühltes Wasser mit einer Temperatur von 8–12 °C. Die Flasche muss unter ihre Entspannungstemperatur – typischerweise unter 60 °C an der Wandoberfläche – abkühlen, bevor sich die Form öffnet, da sie sonst beim Auswerfen schrumpft und sich verformt.

Bei Heißabfüllungen (Säfte, Tee, isotonische Getränke, abgefüllt bei 85–95 °C) wird die Blasform bei 100–120 °C anstatt der üblichen Kalttemperatur betrieben. Diese erhöhte Formtemperatur ermöglicht eine begrenzte Kristallisation des PET an der Flaschenwand während des Blasvorgangs – ein Prozess, der als Wärmefixierung bezeichnet wird – und verleiht der Flasche thermische Stabilität bei Abfülltemperatur.

Schritt 7: Auswurf – Entnahme der leeren Flasche

Die Form öffnet sich und die fertige Flasche wird vom Dorn freigegeben. Bei 3- und 4-Stationen-Maschinen erfolgt der Auswurf an der letzten indexierten Position, bevor der Tisch zurückdreht, um die nächste Gruppe von Vorformlingen einzuspritzen. Bei 6-Stationen-Maschinen ermöglicht eine separate Nachblaskühlstation zwischen Blasvorgang und Auswurf ein früheres Öffnen der Form (kürzere Blashaltezeit), während die Flasche auf dem Dorn abkühlt, bevor sie ausgeworfen wird. Dies ermöglicht schnellere Zykluszeiten ohne Maßabweichungen.

Nach dem Auswurf gelangen die Flaschen auf ein Förderband und einen Sammeltisch und anschließend zu den nachgelagerten Abfüll-, Verschließ-, Etikettier- und Palettierungsanlagen.

Zusammenfassung der Prozessschritte

Die vollständigen Maschinenspezifikationen für jede Stationskonfiguration finden Sie unter EP-HGY 3-, 4- und 6-Stationen-ISBM-MaschinenreiheFür eine Werkzeugkonstruktion, die mit jedem Prozessschritt kompatibel ist, besuchen Sie die Seite für kundenspezifische ISBM-Formen.

Häufig gestellte Fragen