Pultrusion ohne Wanne und Bad

Mehr Tempo bei der Pultrusion: Krauss Maffei zeigt auf der JEC World in Paris ein Strangziehverfahren, welches die direkte Injektion des Matrixmaterials mit der Radius-Pultrusion kombiniert. Das gängige offene Harzbad entfällt. Dies ermöglicht höhere Geschwindigkeiten – auch für gekrümmte Profile.

Mit einem neuen Ansatz will die Krauss Maffei Reaktionstechnik die Pultrusion, das Strangziehverfahren zur kontinuierlichen Herstellung hochgefüllter faserverstärkter Kunststoffbauteile, schneller machen. Im Zentrum der Entwicklung steht eine neue Anlage namens "iPul". Erste Ergebnisse präsentiert Krauss Maffei auf der JEC World in Paris .

Die neuen Pultrusionsanlagen kombinieren die direkte Injektion des Matrixmaterials mit dem Radius-Pultrusionsverfahren. "Die direkte Injektion des Matrixmaterials mit Hilfe einer Dosiermaschine und einer Injektionsbox bietet Vorteile im Vergleich zu den im Markt üblichen Wannen- oder Durchziehverfahren", so Josef Renkl, Leiter Entwicklung Pultrusion bei Krauss Maffei. Die Anlage ist kompakter, die Produktionsgeschwindigkeiten sind höher.

Die neuen Pultrusionsanlagen kombinieren die direkte Injektion des Matrixmaterials mit dem Radius-Pultrusionsverfahren. "Die direkte Injektion des Matrixmaterials mit Hilfe einer Dosiermaschine und einer Injektionsbox bietet Vorteile im Vergleich zu den im Markt üblichen Wannen- oder Durchziehverfahren", so Josef Renkl, Leiter Entwicklung Pultrusion bei Krauss Maffei. Die Anlage ist kompakter, die Produktionsgeschwindigkeiten sind höher.

"Bislang liegen die Geschwindigkeiten in der Regel bei 0,5 bis 1,5 Meter pro Minute. Mit den iPul-Anlagen zielen wir auf eine deutliche Steigerung der Geschwindigkeit auf mehr als 3 Meter pro Minute. Dadurch ergeben sich ganz neue Märkte für die Pultrusion. Unterstützt wird dies durch die Möglichkeit, nicht nur gerade, sondern auch gekrümmte Profile im Radius-Pultrusionsverfahren herzustellen", so Renkl.

Ein wichtiger Bestandteil der neuen Anlage ist die eigens für das Pultrusionsverfahren optimierte Dosiertechnik. Sie injiziert das Matrixmaterial direkt und kontinuierlich in die Injektionsbox. Dadurch lassen sich Matrixsysteme mit erhöhter Reaktivität verarbeiten, welche wiederum gezielt auf die Eigenschaften des Endproduktes abgestimmt werden können. Ein weiterer Vorteil: Das derzeit gängige offene Harzbad entfällt, in welchem die Imprägnierung und Tränkung der trockenen Fasern durch den Einsatz zusätzlicher Führungsblenden stattfinden muss. Darüber hinaus unterstützt die Injektionsbox höhere Geschwindigkeiten in der Produktion und ist flexibler und präziser. So lassen sich die Injektionspunkte produktspezifisch und individuell leicht einstellen.

Im Anschluss an die Injektionsbox gelangen die getränkten Fasern in ein beheiztes Werkzeug. In mehreren individuell auswählbaren Heizzonen erhält das Bauteil die gewünschte Aushärtung. Eine Profil-Zieheinheit fördert das pultrudierte Profil kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit durch die Anlage, bevor dieses dann geschnitten und konfektioniert werden kann.

Ein weiterer Vorteil der neuen iPul-Pultrusionsanlage ist nach Angaben von Krauss Maffei ihre Flexibilität. Sie eignet sich zur Verarbeitung unterschiedlichster Matrixmaterialien, wie Epoxid, Polyurethan oder in Zukunft auch reaktives Polyamid 6. Als Verstärkungsfasern kommen Glas, Carbon, Basalt oder Aramid zum Einsatz. Auch die direkte Einarbeitung von Additiven, wie Mineralfüllstoffen, Pigmenten oder Flammschutzmitteln, ist möglich.

Mit den iPul-Pultrusionsanlagen sind sowohl lineare Profile, Profile mit komplexen Querschnitten als auch 2- und 3-dimensional gekrümmte Profile im Radius-Pultrusionverfahren herstellbar. Krauss Maffei kooperiert hier intensiv mit der Thomas Technik in Bremervörde, dem Entwickler der Radius-Pultrusion.

Hoher Faservolumengehalt und damit eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht charakterisieren pultrudierte Profile und prädestinieren sie damit für den Einsatz in der Bau- und Windkraftindustrie. Am Beispiel drei ausgewählter Anwendungen und in Kooperation mit Partnern aus der Chemie demonstriert Krauss Maffei die Machbarkeit und Vorteile der neuen Pultrusionsanlage erstmals auf der JEC Word in Paris.

PUR-basierte Profile, zum Beispiel für großflächige Fenster und gleichzeitig schmale Rahmen, sind das Thema der Zusammenarbeit mit Covestro. "Pultrudierte PUR-Profile bieten hier deutlich bessere mechanische Kennwerte als Profile aus PVC. Die Isolationseigenschaften sind hervorragend, ihre Herstellung ist kostengünstig, vor allem im Vergleich zu marktüblichen Aluminiumprofilen", ergänzt Wolfgang Hinz, Business Development Pultrusion bei Krauss Maffei.

Das zweite Anwendungsbeispiel mit Epoxy-Matrial und Glasfasern kommt ebenfalls aus dem Bereich Bauindustrie. Partner bei dem Projekt ist Evonik. Die dritte Anwendung stammt aus der Windkraft. Hierbei geht es um die Herstellung pultrudierter Verstärkungselemente für besonders großflächige Rotorblätter in Windkraftanlagen. "Zusammen mit Huntsman treiben wir die Entwicklung neuer Epoxy-Materialien für die Pultrusionstechnik voran", so Hinz. Im Fokus dabei steht der großserientaugliche Einsatz neuer Epoxy-Systeme für pultrudierte carbonfaserverstärkte Bauteile, die den hohen Produktionsvolumen in der Windkraftindustrie perfekt gerecht werden.

Weitere Entwicklungen sowie die iPul-Pultrusion im Live-Betrieb präsentiert Krauss Maffei auf dem Technologietag am 28. Juni 2017 am Standort München.

mg