PULTRUSIE

Het pultrusieproces is een continu productieproces waarbij versterkingsvezels of -matten door een verwarmde matrijs worden getrokken en uitgehard. Hier vindt de vormgeving plaats terwijl de hars tegelijkertijd uithardt. Het pultrusieproces zorgt voor maximale flexibiliteit bij het ontwerpen van GFK-profielen. Onderdelen met een breedte tot 1200 mm en een hoogte tot 350 mm zijn mogelijk. Door de continue, eindeloze productie worden de lengtematen alleen beperkt door verzend- of

transportmogelijkheden. De rovinghaspels en de glasmatten zijn op een haspelrek geplaatst. Het roving kan daarbij van binnenuit of van buitenaf worden afgetrokken. Bij afwikkeling van buitenaf via kogelgelagerde spoelhouders met mechanische remvoorzieningen is een nauwkeurige rovinggeleiding met voorspanning gewaarborgd. Bij afwikkeling van binnenuit worden de rovings direct achter het spoelrek geleid via een versprongen, vast staafpaar.

Door wrijving wordt de roving voorgespannen; het breken van de glazuurlaag en het uitwaaieren van de rovings. Als de rovings zonder voorspanning worden afgetrokken, gaan deze in de knoop, wat het impregneren met harsen leidt tot sterkteverlies bij het afgewerkte profiel. Voor de toevoer van vlakke structuren, zoals vlies, matten of weefsel, wordt een extra rek gebruikt. Het nog droge versterkingsmateriaal wordt via meerdere omleidingsunits geleidelijk samengevoerd.

Hiervoor worden de verschillende materialen door achter elkaar geplaatste platen met een gatenpatroon geleid. Deze gatenpatronen komen daarbij steeds dichter in de buurt van de gewenste profielvorm. Zo wordt gewaarborgd dat de verschillende textielconstructies elkaar niet raken. Zodra de verschillende versterkingsmaterialen zich in de juiste volgorde bevinden, doorlopen ze de impregneereenheid. Daarna worden ze in hun definitieve positie samengebracht en in de matrijs geleid.

Er wordt onderscheid gemaakt tussen drie verschillende impregneermethoden: bij de badmethode worden de versterkingsvezels van bovenaf in het harsimpregneerbad ingebracht en eruit getrokken. De eigenlijke impregnering vindt plaats via meerdere omleidingsrollen in het harsbad. Deze methode, die ook bij de wikkeltechniek wordt toegepast, is waarschijnlijk de meest gangbare impregneermethode voor de productie van getrokken profielen, met name voor profielen met eenvoudige dwarsdoorsneden.

De doortrekmethode wordt vooral gebruikt bij de productie van profielen met complexe dwarsdoorsneden. Het versterkingsmateriaal wordt zonder enige omleiding door het harsbad geleid. Daarbij worden aan de in- en uitgangszijde van het bad geperforeerde platen aangebracht die de vorm van het profiel hebben. Via de openingen worden de versterkingsmaterialen het harsbad binnen- en buiten geleid. Het hars dat daarbij wegstroomt, wordt opgevangen in een bak en teruggepompt naar het harsbad.

Bij de injectiemethode worden de rovings en matten zonder omleiding door de impregneermal geleid. Deze mal heeft de vorm van het te vervaardigen profiel en wordt aan de binnenkant breder. In deze holle ruimte wordt de reactiehars vanaf beide zijden met een druk van 2-15 bar ingespoten. Voor een betere verdeling van de hars en om het zogenaamde „infeed“-effect te voorkomen, worden geleidingsplaten gebruikt die de geïmpregneerde vezels en weefsels op een geordende manier naar de mal voeren.

Op deze plaats wordt overtollige hars van de versterkingsmaterialen verwijderd en teruggevoerd naar het harsbad. Na de harsimpregnering van de versterkingsmaterialen worden deze door een verwarmde, vormgevende stalen mal getrokken. In de matrijs zijn meerdere afzonderlijk regelbare verwarmings- en koelzones geïntegreerd. Het met hars doordrenkte materiaal wordt bij de inloop van de matrijs sterk verdicht om het te vormen. De hars komt in koude toestand de matrijs binnen.

Door de temperatuurstijging in de op constante temperatuur gehouden stalen mal wordt de reactie van de hars in gang gezet. Het thermohardende matrixsysteem wordt gelachtig. In deze fase wordt het profiel gevormd, op de eindafmeting gekalibreerd en uitgehard. De energie die bij het uitharden vrijkomt, moet via een koeltraject worden afgevoerd. Kunststoffen zijn zeer slechte warmtegeleiders. Om deze reden moet ervoor worden gezorgd dat, met name bij dikwandige profielen, de temperatuur in het binnenste van het profiel door de exotherme reactie niet onaanvaardbaar hoog wordt en daarmee de mechanische eigenschappen worden aangetast.

De belangrijkste procesparameters in deze fase zijn de treksnelheden en de uithardingstemperatuur. Andere factoren die de kwaliteit van de halffabricaten beïnvloeden, zijn het krimpgedrag van de matrixsystemen, de harsviscositeit en de reactiekinetiek, evenals het vezelgehalte, dat tot 70 massaprocent kan bedragen. De afvoerinrichting heeft als taak het profiel uit de matrijs te trekken. Meestal worden hiervoor grijperparen gebruikt die het profiel afwisselend vastpakken, uittrekken en vervolgens terugkeren naar de uitgangspositie (reciproke afvoer).

De aftrekkrachten die ontstaan bij het door het impregneerbad en de matrijs trekken van het laminaat, kunnen zeer hoog zijn; daarom moeten er voldoende rovings in het laminaat aanwezig zijn. De rovings werken in feite als trekankers. De trekkrachten zijn vooral afhankelijk van de dwarsdoorsnede en de omtrek, het beoogde vezelgehalte, de geometrie, de ligging en de omvang van de gelfase in de matrijs, de treksnelheid en de weerstanden door omleidingen.

Met een synchroon meelopende zaag worden de profielen op de gewenste lengte gezaagd. Hars (geleringstijd) Versterkingsmateriaal