Intervallheißpressen Geschlossene Hutprofile aus FVK kontinuierlich herstellbar

Geschlossene Hutprofile aus thermoplastischen Faserverbundkunststoffen können als Endloshalbzeug kontinuierlich hergestellt werden. Ein Erfolg versprechender Ansatz ist das Intervallheißpressen. In Crashtests wurde die Belastbarkeit der Fügezone von Schließblech und Hutprofil untersucht.

Anbieter zum Thema

Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

GGB Heilbronn GmbH

Treston Deutschland GmbH

Endlosprofile zählen zu den wichtigsten Halbzeugen in einer Vielzahl von Branchen. Sie sind die Basis für Konstruktionen mit hoher Festigkeit und Steifigkeit trotz niedriger Kosten. Werden Endlosprofile aus thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen hergestellt, bieten sie darüber hinaus weitere Vorteile: zum Beispiel hohe Schadenstoleranz, gute chemische Beständigkeit und nahezu unbegrenzte Haltbarkeit. Im Jahr 2009 hat die Institut für Verbundwerkstoffe GmbH (IVW), Kaiserslautern, zum ersten Mal erfolgreich die Herstellung eines faserverstärkten thermoplastischen Hutprofils mit geschlossenem Querschnitt in einer Intervallheißpresse (IHP) durchgeführt [1].

Intervallheißpresse arbeitet nach semikontinuierlichem Prinzip

Die Intervallheißpresse (Anlagenbauer Xperion Aerospace GmbH, Immenstaad am Bodensee) arbeitet nach einem semikontinuierlichen Prinzip: Während der Druckphase wirkt ein konstanter Druck auf das Laminat. Im darauffolgenden Schritt öffnet sich das Presswerkzeug und die Abzugseinheit transportiert das Laminat eine definierte Strecke vorwärts. Anschließend wird das Presswerkzeug wieder geschlossen. Die Dauer jeder Press- und Transportphase kann dabei separat definiert werden.

Ein kompletter Zyklus umfasst die folgenden Schritte: Schließen des Werkzeugs, Applizieren des Verarbeitungsdrucks, Öffnen des Werkzeugs und Transport des Laminats. Das Werkzeug der Intervallheißpresse ist dazu in eine Heiz- und eine Kühlzone unterteilt. Das Imprägnieren und das Konsolidieren erfolgen in der Heizzone im Eingangsbereich des Werkzeugs. Das Abkühlen und Verfestigen des Polymers finden dagegen in der Kühlzone vor dem Auslauf des Werkzeugs statt.

Monomeres CBT wandelt sich während der Verarbeitung zu PBT

In ersten Untersuchungen wurde der Prozess für die einstufige Fertigung eines geschlossenen Hutprofils mit dem reaktiven zyklischen Butylenterephtalat (Hersteller: Cyclics Europe GmbH, Schwarzheide) als Matrixwerkstoff erforscht. Dieses Material reagiert während der Verarbeitung zu thermoplastischem Butylenterephtalat (PBT). Als Verstärkungstextil wurden Glasfaser- und Kohlenstofffasergelege verwendet. Der Vorteil des eingesetzten Matrixmaterials ist eine sehr niedrige Viskosität. Sie ermöglicht, dass die Imprägnierung der Fasern binnen weniger Sekunden abgeschlossen ist. Die Viskosität lässt sich mit derjenigen von duroplastischen Harzsystemen vergleichen.

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