Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen erforscht die Verfahrenskombination von Pultrusion und Extrusion zur Herstellung von Profilen aus faserverstärktem Kunststoff (FVK).
"Pultrudierte Profile weisen aufgrund ihres hohen Anteils an Verstärkungsfasern hervorragende mechanische Eigenschaften und lassen sich vergleichsweise wirtschaftlich produzieren", heißt es. Allerdings müssten bei der Pultrusion aufwendige interne Trennmittel eingesetzt werden. Gleichzeitig lasse die Oberflächenqualität oft zu wünschen übrig. Des Weiteren könnten im kontinuierlichen Prozess metallische Elemente zur werkstoffgerechten Krafteinleitung nur unter hohem Aufwand eingebracht werden.
Das IKV untersucht daher die Verknüpfung des Pultrusionsverfahrens für faserverstärkte Duroplaste mit dem ebenfalls kontinuierlichen Profilextrusionsverfahren für unverstärkte Thermoplaste. Ziel des Forschungsprojekts ist es, ein pultrudiertes FVK-Profil inline mit einer thermoplastischen Deckschicht zu ummanteln und somit zu funktionalisieren. Dabei sollen interne Trennmittel eingespart, die Oberflächenqualität verbessert und ein nachträgliches Anschweißen von Krafteinleitungselemente ermöglicht werden.
Die Verknüpfung von Pultrusion und Extrusion erfordert eine besondere Werkzeugtechnik. Diese muss in der Lage sein, das duroplastische FVK-Profil zunächst vorzuhärten, sodass beim Aufbringen der Thermoplastschmelze ein dimensionsstabiles, jedoch noch reaktives Pultrudat vorliegt. Dieses Pultrudat wird in einem Extrusionswerkzeug, das einem Ummantelungswerkzeug ähnelt, mit einem thermoplastischen Mantel überzogen. Hierbei muss sichergestellt sein, dass die hoch temperierte Thermoplastschmelze bei der reaktiven Anbindung an das Pultrudat keine thermische Degradation verursacht.
Diese besondere Werkzeugtechnik wurde nun am IKV im Rahmen des Forschungsprojekts InPulSE entwickelt und in Betrieb genommen. "InPulSE" steht für integrierte Pultrusion und simultane Extrusion. Das Projekt wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.