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Das Beste kommt noch! Die Pultrusion von Faserverbundprofilen erobert neue Bereiche

Quelle: Fraunhofer IWU 4 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
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Als Pultrusion wird ein kontinuierliches, automatisches Verfahren bezeichnet, mit dem diverse faserverstärkte Profile wirtschaftlich hergestellt werden können. Diese werden laut IWU immer attraktiver ...

Verstärkung von der Rolle! Hier bereiten zwei Experten vom Fraunhofer IWU in Chemnitz einen Pultrusionsprozess vor. Erfahren Sie hier, was sich in letzter Zeit bei diesem wirtschaftlichen Herstellungsverfahren für faserverstärkte Kunststoffprofile so alles getan hat ...(Bild: Fraunhofer IWU)
Verstärkung von der Rolle! Hier bereiten zwei Experten vom Fraunhofer IWU in Chemnitz einen Pultrusionsprozess vor. Erfahren Sie hier, was sich in letzter Zeit bei diesem wirtschaftlichen Herstellungsverfahren für faserverstärkte Kunststoffprofile so alles getan hat ...
(Bild: Fraunhofer IWU)

Die Pultrusion ist ein vollautomatisches Fertigungsverfahren, bei dem Fasern – auch unterschiedlicher Art – durch ein Harzbad geführt und als getränktes Material dann durch eine beheizte Form gezogen werden. Der Prozess ist seit den 1950er-Jahren bekannt. Ausgehärtet liegt dann ein Profil mit besonders hoher mechanischer Festigkeit vor. Das klappt in beliebiger Wandstärke und bei Bedarf auch mit Hohlkammern oder Hinterschneidungen, informieren die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU). Und durch die Kombination verschiedener Fasern und Harzsysteme (Matrix) ließen sich gewünschte Eigenschaften auch noch exakt einstellen. Das mache die so hergestellten Halbzeuge für neue Anwendungsgebiete attraktiv. Das IWU verweist dabei etwa auf Solaranlagen, Rotorblätter oder Komponenten für Elektroautobatterien.

Thermoplastische Pultrusionsprodukte liegen im Trend

Ein Grund für zusätzliche Chancen für die sehr steifen und dabei vergleichsweise leichten Profile ist, dass es nun Alternativen zu den im ausgehärteten Zustand nicht recycelbaren Harzen der Matrix gibt. Denn inzwischen geht der Trend hin zu nachhaltigeren Systemen, wie zum Beispiel zu thermoplastischen Matrixsystemen. Denn diese Profile können an ihrem Lebensende nicht nur vollständig recycelt werden, sondern sie lassen sich nach der Herstellung unter Wärme auch noch nachträglich umformen, wie die Forscher erklären. Damit sind solche Profile auch aus ökologischer Sicht gut dafür geeignet, etwa Unterkonstruktionen von Solaranlagen, bei denen es auf Korrosionsbeständigkeit und auf eine stabile Statik ankommt, zu bilden. Großflächige Paneele bieten nämlich dem Wind viel Angriffsfläche, doch thermoplastische Pultrudate halten das aus, heißt es. Wiederum gewünscht ist der Angriff von Wind bei Rotorblättern von Windkraftanlagen, sodass es auch bei diesen auf einen verwindungssteifen Kern ankommt.

Weitere Anwendungsbeispiele mit Begründung

Automatisierte Herstellverfahren bieten dabei besondere Chancen, wenn Fachkräfte fehlen oder arbeitsintensive Arbeitsschritte entfallen können, sagen die Chemnitzer. Im Tiefbau seien pultrudierte Betonarmierungen (GFK-Rebars) beispielsweise klassischem Baustahl vorzuziehen, weil sie salz- und korrosionsbeständig sind und somit die Lebensdauer von Brücken und Tunneln erheblich erhöhen können. Das Material verrottet ja nicht, ist eben extrem beständig gegen Chemikalien und gegen witterungsbedingte Einflüsse. Und in Batteriegehäusen sowie als Unterbodenschutz sind leichte, crashsichere und elektrisch isolierende Strukturen von großem Vorteil. Was Schienenfahrzeuge anbelangt, so lassen sich Kabelführungen und Elektronik direkt in das pultrudierte Profil komplexer, multifunktionaler Bauteile integrieren, führen die Forscher weiter aus. Deshalb hat man am IWU die Pultrusion stetig verbessert ...

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