PULTRUSION

Pultrusionsprocessen er en kontinuerlig produktionsmetode, hvor forstærkningsfibre eller -måtter trækkes gennem et opvarmet værktøj og hærdes. Her foregår formningen samtidig med, at harpiksen krydser. Pultrusionsprocessen sikrer maksimal fleksibilitet ved udformningen af GFK-profiler. Der kan fremstilles emner med en bredde på op til 1200 mm og en højde på op til 350 mm. På grund af den kontinuerlige, endeløse produktion er længdemålene kun begrænset af forsendelses- eller

transportmuligheder. Roving-spolerne og glasmatterne er anbragt på et spoleholder. Rovinget kan trækkes ud fra indersiden eller ydersiden. Ved afvikling udefra via kuglelejeholdere med mekaniske bremseanordninger sikres en præcis rovingstyring med forspænding. Ved indvendig afvikling ledes rovingerne umiddelbart bag spoleholderen via et forskudt, fast stangpar.

Gennem friktion forspændes rovinget. Opløsning af appreturen og udbredning af rovingene. Hvis rovingene trækkes ud uden forspænding, vrider de sig, hvilket vanskeliggør harpiks- samt til tab af styrke i det færdige profil. Til tilførsel af flade konstruktioner, såsom f.eks. fiberduge, måtter eller væv, anvendes et yderligere stativ. Det endnu tørre forstærkningsmateriale føres gradvist sammen gennem flere omledningsenheder.

Til dette formål føres de forskellige materialer gennem plader med hulmønster, der er anbragt efter hinanden. Disse hulmønstre tilnærmer sig derved i stigende grad den ønskede profilform. Dette sikrer, at de forskellige tekstilmaterialer føres sammen uden at berøre hinanden. Når de forskellige forstærkningsmaterialer befinder sig i den korrekte rækkefølge, passerer de gennem imprægneringsenheden. Derefter føres de sammen i deres endelige position og ledes ind i værktøjet.

Man skelner mellem tre forskellige metoder til imprægnering: Ved kar-metoden føres forstærkningsfibrene ind i harpiks-imprægneringsbadet ovenfra og trækkes ud igen. Selve imprægneringen foregår via flere omledningsruller i harpiksbadet. Denne metode, der også anvendes ved viklingsteknikken, er sandsynligvis den mest udbredte imprægneringsmetode til fremstilling af trækstøbte profiler, især til dem med enkle tværsnit.

Gennemtrækningsmetoden anvendes især ved fremstilling af profiler med komplicerede tværsnit. Forstærkningsmaterialet føres gennem harpiksbadet uden nogen form for omledning. I den forbindelse monteres der på indgangs- og udgangssiden af badet hulplader, der svarer til profilformen. Gennem åbningerne føres forstærkningsmaterialerne ind i og ud af harpiksbadet. Den harpiks, der løber ud undervejs, opsamles i en beholder og pumpes tilbage til harpiksbadet.

Ved indsprøjtningsmetoden føres rovngene og måtterne uden omledning gennem imprægneringsværktøjet. Dette værktøj har form som det profil, der skal fremstilles, og udvider sig indvendigt. Reaktionsharpiksen sprøjtes ind i dette hulrum fra begge sider med et tryk på 2–15 bar. For at sikre en bedre fordeling af harpiksen og for at undgå den såkaldte »infeed« er der tale om føringsplader, der fører de imprægnerede fibre og væv ordnet ind i værktøjet.

På dette sted fjernes overskydende harpiks fra forstærkningsmaterialerne og føres tilbage til harpiksbadet. Efter harpiksimpregneringen af forstærkningsmaterialerne trækkes disse gennem en opvarmet, formgivende stålform. I værktøjet er der integreret flere separat regulerbare opvarmnings- og kølezoner. Det harpiksgennemblødte materiale komprimeres kraftigt ved værktøjets indløb for at opnå den ønskede form. Harpiksen ledes ind i værktøjet i kold tilstand.

Temperaturstigningen i den stålform, der holdes på en konstant temperatur, sætter harpiksens reaktion i gang. Det duroplastiske matrixsystem bliver gelagtigt. I denne fase formes profilen, kalibreres til slutdimensionen og hærdes. Den energi, der frigøres under hærdningen, skal afledes via et køleafsnit. Plastmaterialer er meget dårlige varmeledere. Af denne grund skal det sikres, at temperaturen inde i profilen – især ved tykvægget profiler – ikke bliver uacceptabelt høj som følge af den eksoterme reaktion, hvilket ville forringe de mekaniske egenskaber.

De vigtigste procesparametre i denne fase er trækhastighederne og hærdningstemperaturen. Andre faktorer, der påvirker halvfabrikataets kvalitet, er matrixsystemernes svindadfærd, harpiksviskositeten og reaktionskinetikken samt fiberindholdet, der kan udgøre op til 70 masseprocent. Trækanordningen har til opgave at trække profilen ud af værktøjet. Til dette formål anvendes der oftest par af gribere, som skiftevis griber fat i profilen, trækker den ud og derefter kører tilbage til udgangspositionen (reciprok udtrækning).

De trækkrafter, der opstår, når laminatet trækkes gennem imprægneringsbadet og værktøjet, kan være meget store, hvorfor der skal være tilstrækkeligt mange rovings i laminatet. Rovingerne fungerer praktisk talt som trækankre. Trækkrafterne afhænger først og fremmest af tværsnitsarealet og omkredsen, det tilsigtede fiberindhold, geometrien, placeringen og udbredelsen af gelfasen i værktøjet, trækhastigheden samt modstanden fra omledninger.

Profilerne skæres til den ønskede længde med en synkront medkørende sav. Harpiks (geleringstid) Forstærkningsmateriale