Glasfaser-Composites mit UV-Licht härten und trocknen

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UV-Lichtaushärtung klingt trivial – ist es aber nicht...

Die für das UV-Härten geeigneten 1-Komponenten-Harzsysteme basieren auf Epoxyacrylaten und haben theoretisch eine unbegrenzte Topfzeit. Abhängig von der Anwendung vermindert sich deshalb der Reinigungsaufwand und das Anmischen kann entfallen. Es entstehe auch weniger Produktionsabfall. In ihren mechanischen Kennwerten dagegen sind sie nach dem Konsolidieren mit den bisherigen Harzsystemen mindestens vergleichbar.

Auch wenn das UV-Konsolidieren von GFK zunächst einfach scheine, erfordere das Auslegen des Inline-Prozessschritts viel Erfahrung, denn er müsse stets an das jeweilige Produkt angepasst werden. Zum Anwendungs- und Prozess-Know-how von IST Metz gehören deshalb nicht nur die UV-Lampen sondern auch wie man richtig kühlt, oder eventuell notwendige Explosionsschutz-Maßnahmen umsetzt. Auch das Anlagendesign bei der Installation der UV-Lampen über die gesamte Breite der Prozesslinie respektive Bauteilfläche spielt mit Blick auf die reproduzierbare Qualität der Vernetzung, Härtung und Trocknung eine große Rolle, sagen die Nürtinger.

Auch die UV-Strahlungsspektren sind wichtig

Außer der Temperatur und einer homogenen Bestrahlung der GFK-Teilfläche sind auch die relevanten UV-Licht-Wellenlängen auf das Fasermaterial, das Bauteil und auf den Prozessfortschritt hin abzustimmen. Das reicht von langwelliger UV/Vis-Strahlung für dickere Werkstoffe bis hin zu kurzwelliger UV-C-Strahlung, welche die reine Oberflächenhärtung von Veredelungsschichten auf GFK-Komponenten übernimmt. Auch eine gleichzeitige Bestrahlung von oben und von unten könne mal notwendig sein: beispielsweise wenn es um Sandwich-Materialien geht, oder wenn die Transluzenz der Fasern die Eindringtiefe der Strahlen beeinträchtigten.

Hier noch ein kleines Video, das zeigt, wie der Prozess funktioniert.

Die Vorteile der UV-Härtung von GFK auf einen Blick:

• Schnell – Das Härten mit hochenergetischem Licht dauert nur wenige Minuten;

• Nachhaltig – Das UV-Licht-Härteverfahren läuft mit grünem Strom betrieben CO2-frei;

• Energieeffizient – Die Energiequelle Licht muss nicht vorgeheizt oder auf Betriebszustand gehalten werden, denn sie benötigt nur für den Vorgang des Konsolidierens Energie;

• Günstig – Das Konsolidieren der GFK-Teile erfolgt direkt im Prozess. Den Transport in eine Härtungskammer und das damit verbundene Handling der Teile braucht es nicht;

• Umweltschonend – Das umweltverträglichere 1-K-Harzsystem kommt ohne Styrol oder Lösemittel aus.

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