Faserverbundbau benötigt ausgefeiltere Anlagentechnik

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Ein weiterer wichtiger Qualitätsaspekt ist die Harzkonditionierung. Um Lufteinschlüsse im Bauteil zu vermeiden, fördert und dosiert die Anlage direkt aus dem Vakuum – über Zahnradpumpen, die im Vorratsgefäß unter dem Materialspiegel positioniert sind.

Die Misch- und Dosieranlage aus der Hilger-u.-Kern/Dopag-Gruppe kann mit einem Anschlussmodul ausgerüstet werden, das ein leckagefreies Andocken an die Form ermöglicht. Nach Beendigung der Formfüllung wird der Mischkopf sofort von der Form getrennt. Somit ist ein unterbrechungsfreies, weiteres Befüllen schon vorbereiteter Formen möglich. Der Formenwechsel kann vollautomatisch, aber auch manuell erfolgen.

Statisches Mischen sorgt für Qualität bei wenig technischem Aufwand

Zum Mischen der Harzkomponenten sind statische Mischrohre prädestiniert. Im Vergleich zu anderen Mischeinrichtungen muss für die statische Mischung am wenigsten Aufwand betrieben werden. Dennoch erreicht man damit in der Regel ein optimales Ergebnis. Die Ströme der Einzelkomponenten werden bis zur Einmündung in das Kunststoffmischrohr getrennt geführt und in diesem miteinander vermengt. Geeignete Mischrohrstützen ermöglichen ein problemloses Arbeiten bei höheren Drücken.

Die Mischelemente dieser Rohre gibt es in verschiedenen Konfigurationen. Sie sind fluidmechanisch auf unterschiedliche Materialeigenschaften abgestimmt. Weil RTM-Harze im Allgemeinen sehr niedrige Viskositäten haben und die Viskositätsunterschiede zwischen Harz- und Härterkomponenten dabei nicht groß sind (bis 10 : 1), ist eine rein mechanische Schichtenbildung für eine statische Mischung ausreichend. Man spricht dabei von einem laminaren Mischprozess. Damit lässt sich eine den Prozessanforderungen genügende Mischgüte erzielen. Dies wurde bei vielen Anwendungen durch entsprechende Analytik nachgewiesen.

Werden die Rohstoffkomponenten im statischen Mischrohr unzureichend vermengt, lässt sich dem Gemisch weitere Energie zuführen. Bei den sogenannten Dynastats wird sie ebenfalls über das Kunststoffmischrohr eingebracht. Dazu versetzt eine Antriebswelle die Mischelemente in Rotation. Über die Variation der Drehzahl wird dem Harzgemisch dann zusätzlich Scherenergie zugeführt (Zufuhr von Wellenleistung). Laminare Mischprozesse und Dynastats haben den Vorteil, dass mit kostengünstigen Wegwerfmischern gearbeitet werden kann. Spülvorgänge und die damit verbundenen Kosten für Spül- oder Lösungsmittel und deren Entsorgung können entfallen.

Alternative zu Hochdrucksystemen bei sehr kleinen Ausflussraten

Vergleicht man nun die am Markt angebotenen Misch- und Dosieranlagen, sind Niederdrucksysteme eine sehr gute Alternative zu Hochdrucksystemen. Dies beruht unter anderem darauf, dass Niederdrucksysteme sehr kleine Ausflussraten ermöglichen. Gerade bei sehr langsamen Formfüllgeschwindigkeiten ist das von Vorteil, um eine gute Faserdurchtränkung zu erzielen.

Eine sehr langsame Formfüllgeschwindigkeit ist zum Beispiel bei sehr hoher Faserdichte und komplexen Formgeometrien erforderlich. Trotzdem behält eine Niederdruck-Misch- und -Dosieranlage das breite Spektrum hinsichtlich der Ausflussrate. Grundsätzlich ist jedoch die Auswahl einer geeigneten Anlage anforderungs- und bauteilabhängig.

* Klaus Ehrle ist Technikumsleiter in der Sparte Dosiertechnik der Hilger u. Kern GmbH in 68167 Mannheim

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