Benutzer:KaiKemmann/Moving-Mould-Pultrusion

Die Moving-Mould-Pultrusion ist ein kontinuierliches Fertigungsverfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffprofilen, das im Gegensatz zur Pultrusion mit stationärer Form die Herstellung gekrümmter Profile erlaubt, aber auch viele andere Nachteile der "klassischen" Pultrusion vermeidet. Es wurde zunächst gezielt zur Herstellung gekrümmter Profile entwickelt und ist daher auch unter der Bezeichnung "Radius-Pultrusion" bekannt.

Geschichte

Die Moving-Mould-Pultrusion wurde im Jahr 2008 durch die Thomas GmbH + Co. Technik + Innovation KG in Bremervörde entwickelt, um das Problem der Herstellung von gekrümmten Faserverbundprofilen in großen Serien zu lösen. In der ersten Ausführung konnten nur zweidimensional gekrümmte Profile mit konstantem Radius hergestellt werden. Vor diesem Hintergrund entstand die Bezeichnung "Radius-Pultrusion".

Im Jahr 2009 wurde das Verfahren auf dreidimensional gekrümmte Profile (u. a. schraubenförmige Profile) ausgeweitet. Seitdem lassen sich alle Profile herstellen, die sich als Überlagerung von konstanten Radien darstellen lassen.

Im Zuge der Entwicklung zeigte sich, dass das Prinzip der bewegten Form (= Moving-Mould) das Potential besitzt, sehr viele grundlegende Probleme des konventionellen Pultrusionsverfahrens deutlich zu verringern oder zu lösen. Aus diesem Grund wurde auch die Bezeichnung von "Radius-Pultrusion" auf "Moving-Mould-Pultrusion" geändert.

Verfahren

Während im konventionellen Pultrusionsverfahren bedingt durch Prozessablauf, bei dem das Profil durch eine stationäre Form gezogen wird, ausschließlich gerade Profile hergestellt werden können, wird durch eine Umkehrung des Verfahrens dieses Problem gelöst.

Im Gegensatz zum konventionellen Pultrusionsverfahren wird bei diesem Verfahren die Form, deren Kavität der Krümmung des gewünschten Profils entspricht, schrittweise entlang des gekrümmten Profils bewegt. Um das Verfahren genauer zu beschreiben, ist es erforderlich, die Bewegungsrichtung der Form eindeutig zu definieren. Definiert man die Bewegung der Form in Richtung der Fasern als Vorwärtsbewegung und in Richtung des entstehenden Profils als Rückwärtsbewegung, kann man das Verfahren wie folgt beschreiben:

Bewegt sich die Form in diesem Sinne "vorwärts", so hält ein in diesem Verfahren nur einfach vorhandener Greifer das bereits hergestellte Profil direkt hinter der Form fest. Damit tritt das ausgehärtete Profil aus der Form aus, während die Form am vorderen Ende die getränkten, noch nicht ausgehärteten Fasern aufnimmt. Bewegt sich die Form rückwärts, bewegt sich das Profil innerhalb der Form nicht und die Form zieht neue Fasern aus dem Faserregal heraus. Je nachdem, wie gut die Fasern in der Form "kleben", ist es erforderlich, den Greifer ebenfalls zu bewegen und für das Herausziehen zu nutzen. Diese Situation ist in der Abbildung in den Prozessschritten 1–4 dargestellt.

Dreidimensional gekrümmtes Profil

Der entscheidende Unterschied zum konventionellen Pultrusionsverfahren ist, dass die Bewegung der Eintrittsöffnung der Form dem späteren Verlauf der Fasern im Profil entspricht, sodass die Fasern bereits im nicht ausgehärteten Zustand in die Position und Länge im späteren Profil gebracht werden. Dies gilt natürlich auch entlang des gesamten Weges der Aushärtung. Damit ermöglicht es diese neue Technologie, auch in linearen Verfahren anspruchsvolle Lagenaufbauten zu realisieren.

Bei der Prozessgeschwindigkeit gelten für die Moving-Mould-Pultrusion die gleichen Randbedingungen wie bei der konventionellen Pultrusion, d. h. die Prozessgeschwindigkeit wird durch die Polymerisationsgeschwindigkeit des Harzes und die Länge der Form bestimmt. Für die Auslegung einer Maschine bedeutet dies, dass wegen des Schrittverfahrens die maximalen Geschwindigkeiten mindestens das Doppelte der Prozessgeschwindigkeit betragen.

Ausblick

Rohrherstellung

Prinzipiell ist es mit Abwandlungen der Moving-Mould-Pultrusion auch möglich, z. B. endlose Rohre mit großen Wandstärken oder Profile mit variablen Radien abzubilden. Diese Abwandlungen des Verfahrens sind Gegenstand laufender und zukünftiger Entwicklungen.

Kategorie:Faserverbundtechnik Kategorie:Kunststoffverarbeitung