PULTRUSION

Pultrusionsprocessen är en kontinuerlig tillverkningsmetod där förstärkningsfibrer eller mattor dras genom ett uppvärmt verktyg och härdas. Här sker formgivningen samtidigt som hartset tvärbinds. Pultrusionsprocessen ger maximal flexibilitet vid utformningen av glasfiberarmerade profiler. Det går att tillverka delar med en bredd på upp till 1200 mm och en höjd på upp till 350 mm. På grund av den kontinuerliga tillverkningen begränsas längdmåtten endast av transport- respektive

transportmöjligheter. Rovingrullarna och glasmattorna är placerade på ett rullställ. Rovinget kan dras av från insidan eller utsidan. Vid avdragning från utsidan via kullagrade spolhållare med mekaniska bromsanordningar garanteras en precis rovingstyrning med förspänning. Vid avdragning från insidan leds rovingarna omedelbart bakom spolstället över ett förskjutet par fasta stänger.

Rovinget förspänns genom friktion. Uppbrytning av appreturen och utfällning av rovingarna. Om rovingarna dras av utan förspänning vrider de sig, vilket försvårarsamt minskad hållfasthet hos det färdiga profilen. För tillförsel av ytformade material, såsom t.ex. fiberdukar, mattor eller vävnader, används ytterligare ett ställ. Det fortfarande torra förstärkningsmaterialet förs gradvis samman genom flera omledningsenheter.

Därför förs de olika materialen genom plattor med hålmönster som är placerade i rad efter varandra. Dessa hålmönster närmar sig därvid alltmer den önskade profilformen. Detta säkerställer att de olika textila materialen, utan att komma i kontakt med varandra, befinner sig i rätt ordning; därefter passerar de genom impregneringsenheten. Därefter sammanförs de till sin slutliga position och matas in i verktyget.

Man skiljer mellan tre olika metoder för impregnering: Vid bassängmetoden förs förstärkningsfibrerna in i hartsimpregneringsbadet uppifrån och dras sedan ut. Själva impregneringen sker genom flera omledningsrullar i hartbadet. Denna metod, som även används inom lindningstekniken, är förmodligen den vanligaste impregneringsmetoden för tillverkning av strängdragna profiler, särskilt för sådana med enkla tvärsnitt.

Genomdragningsmetoden används framför allt vid tillverkning av profiler med komplicerade tvärsnitt. Förstärkningsmaterialet förs genom hartsbadet utan någon omledning alls. Vid badets in- och utgångsida monteras hålplattor som motsvarar profilformen. Genom öppningarna förs förstärkningsmaterialen in i och ut ur hartsbadet. Det harts som rinner ut samlas upp i en behållare och pumpas tillbaka till hartsbadet.

Vid insprutningsmetoden förs rovngarna och mattorna utan omledning genom impregneringsverktyget. Detta verktyg har formen av den profil som ska tillverkas och vidgas inuti. I detta hålrum sprutas reaktionshartset in från båda sidor med ett tryck på 2–15 bar. För att förbättra hartset fördelning och undvika så kallad ”infeed” används styrplattor som på ett ordnat sätt leder de impregnerade fibrerna och vävnaderna till verktyget.

Här avlägsnas överskottsharts från förstärkningsmaterialen och återförs till hartsbadet. Efter hartsimpregneringen av förstärkningsmaterialen dras dessa genom en uppvärmd formande stålform. I verktyget är flera separat reglerbara uppvärmnings- och kylzoner integrerade. Det hartsindränkta materialet komprimeras kraftigt vid verktygets inlopp för formgivning. Hartset tränger in i verktyget i kallt tillstånd.

Genom temperaturökningen i den stålform som hålls vid konstant temperatur sätts hartsets reaktion igång. Det duroplastiska matrissystemet blir geléartat. I denna fas formas profilen, kalibreras till slutmåttet och härdas. Den energi som frigörs vid härdningen måste avledas via en kylsträcka. Plast är en mycket dålig värmeledare. Av denna anledning måste man säkerställa att temperaturen inuti profilen, särskilt vid tjockväggiga profiler, inte blir otillåtet hög på grund av den exoterma reaktionen och därmed påverkar de mekaniska egenskaperna.

De viktigaste processparametrarna i denna fas är draghastigheterna och härdningstemperaturen. Andra faktorer som påverkar halvfabrikatens kvalitet är matrissystemens krympningsbeteende, hartsens viskositet och reaktionskinetiken, samt fiberhalten, som kan uppgå till 70 massprocent. Avdragsanordningen har till uppgift att dra ut profilen ur verktyget. Oftast används därför griparpar som växelvis griper tag i profilen, drar ut den och därefter återgår till utgångsläget (reciprok avdragning).

De avdragningskrafter som uppstår när laminatet dras genom impregneringsbadet och verktyget kan vara mycket stora, varför det måste finnas tillräckligt många rovings i laminatet. Rovingarna fungerar i praktiken som dragankare. Dragkrafterna beror främst på tvärsnittsarean och omkretsen, den eftersträvade fiberhalten, geometrin, läget och utbredningen av gelfasen i verktyget, draghastigheten samt motstånden som uppstår vid omledningar.

Profilerna kapas till önskad längd med en synkroniserad såg. Harts (geleringstid) Förstärkningsmaterial