PULTRUSION

Der Pultrusionsprozeß ist ein Dauerproduktionsverfahren, wobei Verstärkungsfasern mit einem oder Matten werden durch ein beheiztes Werkzeug gezogen und gehärtet. Hier erfolgt die Form- gebung bei gleichzeitiger Vernetzung des Harzes. Das Pultrusionsverfahren sorgt für eine maximale Flexibilität beim Entwurf von GFK-Profilen. Teile von bis zu 1200mm Breite und 350mm Höhe sind möglich. Durch die kontinuierliche Endlosfertigung sind Längenabmessungen nur durch Versand- bzw.

Transportmöglichkeiten eingeschränkt. Die Rovingspulen und die Glasmatten sind auf einem Spulengestell angeordnet. Der Roving kann dabei von innen oder außen abgezogen werden. Beim Abzug von außen über kugelgelagerte Spulen- aufnahmen mit mechanischen Bremsvorrichtungen ist eine präzise Rovingführung mit Vorspannung gewährleistet. Bei Innenabzug werden die Rovings sofort hinter dem Spulenregal über ein versetzt angeordnetes festes Stangenpaar geleitet.

durch Reibung wird der Roving vorgespannt Aufbrechen der Schlichte und Auffächern der Rovings Werden die Rovings ohne Vorspannung abgezogen Verdrillen sich diese, was eine Erschwerung der Harz- tränkung sowie Festigkeitseinbußen am fertigen Profil Für die Zuführung von flächigen Gebilden, wie z.B. Vliese, Matten oder Gewebe wird ein weiters Regal Das noch trockene Verstärkungsmaterial wird durch mehrere Umlenkeinheiten allmählich zusammen- geführt.

Dazu werden die verschiedenen Materialien durch hintereinander geschaltete Platten mit Lochmuster geführt. Diese Lochmuster nähern sich dabei immer mehr der gewünschten Profilform an. Damit ist gewährleistet, dass sich die verschiedenen textilen Gebilde ohne Berührung dem Befinden sich die verschiedenen Verstärkungsmaterialien in der richtigen Anordnung, dann durch- laufen sie die Tränkeinheit. Danach werden sie in ihre endgültige Position zusammengeführt und in das Werkzeug eingeleitet.

Man unterscheidet zwischen drei verschiedenen Verfahren zur Impräg- Im Wannenverfahren werden die Verstärkungsfasern von oben in das Harz- tränkbad eingeführt und abgezogen. Die eigentliche Imprägnierung erfolgt durch mehrere Umlenkrollen im Harzbad. Dieses auch bei der Wickeltechnik gebräuchliche Verfahren ist wohl die gängigste Tränkmethode zur Herstellung von stranggezogenen Profilen, ins- besondere für solche mit einfachen Querschnitten.

Das Durchziehverfahren wird vor allem bei der Herstellung von Profilen mit kom- plizierten Querschnitten verwendet. Das Verstärkungsmaterial wird ohne jede Umlenkung durch das Harzbad geführt. Dabei werden an der Ein- und Austritt- seite des Bades Lochplatten, die der Profilform gleichen, angebracht. Durch die Öffnungen werden die Verstärkungsmaterialien in das Harzbad hinein und aus dem Bad herausgeführt. Das dabei ausfließende Harz wird in einer Wanne auf- gefangen und in das Harzbad zurückgepumpt.

Beim Einspritzverfahren werden die Rovngs und Matten ohne Umlenkung durch das Imprägnierwerkzeug geführt. Dieses Werkzeug hat die Form des herzustellenden Profils und weitet sich im Inneren auf. In diesen Hohlraum wird das Reaktionsharz von beiden Seiten mit einem Druck von 2-15 bar einge- spritzt. Zur besseren Verteilung des Harzes und zur Vermeidung des sogenann- Beim Infeed handelt es um Führungsplatten, die die imprägnierten Fasern und Gelege dem Werkzeug geordnet zuführen.

An dieser Stelle wird überschüssiges Harz von den Verstärkungsmaterialien ent- fernt und dem Harzbad wieder zugeführt. Nach der Harzimprägnierung der Verstärkungsmaterialien werden diese durch eine beheitzte formge- bende Stahlform gezogen. In das Werkzeug sind mehrere getrennt regelbare Heiz- und Kühlzonen integriert. Das harzgetränkte Material wird zur Formgebung im Werkzeugeinlauf stark verdichtet. Das Harz tritt in kaltem Zustand in das Werkzeug ein.

Durch den Temperaturanstieg in der auf kon- stanter Temperatur gehaltenen Stahlform wird die Reaktion des Harzes in Gang gesetzt. Das duro- plastische Matrixsystem wird gelartig. In dieser Phase wird das Profil geformt, auf das Endmaß kali- briert und gehärtet. Die bei der Aushärtung freiwerdende Energie muß über eine Kühlstrecke abge- Kunststoffe sind sehr schlechte Wärmeleiter. Aus diesem Grund ist sicherzustellen, dass insbesondere bei dickwandigen Profilen, die Temperatur im Inneren des Profils, durch die exotherme Reaktion, nicht unzulässig hoch wird und damit die mechan- werden.

Die wichtigsten Prozeßparameter in dieser Phase sind die Ziehgeschwindigkeiten und die Härtungstemperatur. Weitere Einflußfaktoren auf die Qualität der Halbzeuge sind das Schwindungs- verhalten der Matrixsysteme, die Harzviskosität und die Reaktionskinetik, sowie der Fasergehalt, der bis zu 70 Masseprozent betragen kann. Die Abzugsvorrichtung hat die Aufgabe, das Profil aus dem Werkzeug heraus abzuziehen. Meist werden dafür Greiferpaare verwendet verwendet, die das Profil alternierend fassen, abziehen und anschließend in die Ausgangsposition zurückfahren (Reziprokabzug).

Die Abzugskräfte, die beim Durchziehen des Laminats durch Tränkbad und Werkzeug entstehen, können sehr hoch sein, des- halb müssen im Laminat genügend viele Rovings vorhanden sein. Die Rovings wirken praktisch wie Zuganker. Die Zugkräfte hängen vor allem von der Querschnittsfläche und dem Umfang, dem ange- strebten Fasergehalt, der Geometrie, der Lage und Ausdehnung der Gelphase im Werkzeug, der Zieh- geschwindigkeit und den Widerständen durch Umlenkungen ab.

Mit einer synchron mitlaufenden Säge werden die Profile auf die gewünschte Länge geschnitten. Harz (Gelierzeit) Vertsärkungsmaterial