Unter dem Motto „Flexibilität, Qualität, Nachhaltigkeit: Herausforderungen und Chancen für Prozesse und Produkte“ findet vom 17. bis 19. März 2021 die Duisburger Extrusionstagung als virtueller Event statt.

Sowohl für die Herstellung von Granulaten und Compounds als auch bei der Verarbeitung von Kunststoffen spielen Extrusionsprozesse eine wichtige Rolle

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Extrusion

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Duisburger Extrusionstagung 2021 - Programm steht

Die Fachzeitschrift Kunststoffe und das ipe Institut für Produkt Engineering der Universität Duisburg-Essen veranstalten vom 17. bis 19. März 2021 gemeinsam die 17. Duisburger Extrusionstagung in digitaler Form.

Duisburger Extrusionstagung 2021 als digitaler Event

Für die Pultrusion faserverstärkter Kunststoffe hat das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT , Pfinztal, einen Durchlauferhitzer entwickelt, der Mikrowellen zur kontinuierlichen Vorwärmung des Harzes vor der Injektion in die Pultrusionsdüse nutzt. Die Forschung fand im Rahmen des von der EU-geförderten Projekts Coaline statt. Der vorgeheizte Duroplast-Werkstoff besitzt auf diese Weise eine geringere Viskosität, wodurch er besser in die Faserrovings eindringt, was zu einer verbesserten Benetzung der Filamente und damit zu höheren mechanischen Kennwerten des Verbundwerkstoffes führt. Die höhere Temperatur bewirkt eine beschleunigte Vernetzung des Matrixpolymers und führt damit zu einer Durchsatzsteigerung des Pultrusionsprozesses.

Mit Mikrowellen Harz kontinuierlich vorwärmen 

Harze

Reaktionsharze

Faserverarbeitung

Beschichten, Kaschieren, Laminieren

Pultrusion

Beschleunigter Pultrusionsprozess 

Mit einem neuen Ansatz will die KraussMaffei Reaktionstechnik die Pultrusion, das Strangziehverfahren zur kontinuierlichen Herstellung hochgefüllter faserverstärkter Kunststoffbauteile, auf ein neues Leistungsniveau bringen. Im Mittelpunkt der Entwicklung steht die iPul-Pultrusionsanlage, eine laut Hersteller wirtschaftliche Systemlösung. 

Weiterentwickeltes Strangziehverfahren erschließt Anwendungen in Windkraft und Bau 

Schnellere und flexiblere Pultrusion 

KraussMaffei übernimmt die Pultrex Ltd. Pultrex führt Pultrusionsanlagen, Pullwinding- sowie Filament-Winding-Anlagen im Angebot und ist selbst Hersteller von Pultrusions-Profilen. 

Strategischer Zukauf bei der Pultrusion 

KraussMaffei übernimmt Pultrex 

Der Systemlieferant ProTec Polymer Processing ist mit seinen Pultrusionsanlagen zur Herstellung langfaserverstärkter thermoplastischer (LFT) Compounds in Asien immer erfolgreicher.  

High-Speed-Produktion von LFT-Compounds 

Thermoplaste

Verstärkungsstoffe

Fasern

ProTec mit Pultrusionsanlagen erfolgreich in China 

Die Carbon Truck & Trailer GmbH investierte in eine Pultrusionsanlage der KraussMaffei-Tochter Pultrex. Mit der iPul-Strangziehanlage werden Leichtbauprofile aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) für rund 70 000 Lkw-Chassis jährlich produziert.

Herzstück der iPul-Technologie ist die Injektionsbox. Endlose Faser-Rovings werden darin mit einer Matrix getränkt zu Composite-Profilen geformt. 

Strangziehanlage für Leichtbauprofile

Leichtbau

Lkw-Chassis werden 60 Prozent leichter

Eine simultane Extrusion von Polyvinylchlorid-Profilen mit PS-Schaumkern ist aufgrund der unterschiedlichen Verarbeitungsbedingungen herausfordernd und wurde bisher nicht durchgeführt. Am Kunststoff-Zentrum SKZ wurde nun eine Versuchsanlage zur Erforschung dieses Verfahrens aufgebaut.

Frontalansicht des Extrusionswerkzeugs mit Rahmenheizkörper: Das Werkzeug kombiniert die PVC-Profilextrusion mit der PS-Schaumextrusion 

Verfahren zur kombinierten Extrusion von Fensterprofilen mit Schaumkern

Schaumstoffe und Vorprodukte

Kunststoff Werkstoffe

PVC-Profile

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Schaumstoffe

Polystyrol

Polyvinylchlorid

Dichtungsschäumen

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Extrudieren und Schäumen  in einem Schritt

Vor der Extrusion von Profilen aus Polyvinylchlorid (PVC) ist bisher die aufwendige Herstellung eines Dryblends notwendig. Eine Verbesserung verspricht die Direktextrusion von PVC mittels Planetwalzenextrudern. Neben Weich-PVC lässt sich mit einigen Anpassungen auch Hart-PVC auf diese Art verarbeiten.

Die Direktextrusion von PVC-Profilen auf Planetwalzenextrudern kann Kosten und Energie  einsparen und den Prozess vereinfachen 

Extrusion von Hart-PVC ohne Dryblend-Herstellung

Kunststoff-Profile

Granulat, PVC- (Compound)

Andere Werkstoffe

Werkstoffe für additive Verfahren

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Auf direktem Weg zum PVC-Profil

Immer noch gibt es Vorurteile gegen additiv hergestellte Extrusionsdüsen. Potenzielle Anwender sind von den zum Teil ungewohnten Konstruktionen oder rauen Oberflächen nicht überzeugt. Dabei bietet die Technologie ganz neue Möglichkeiten, die mit konventionell gefertigten Köpfen gar nicht realisierbar sind.

Bild 4. Seitenansicht eines Kopfs mit einer konventionellen massiven Düse und einem Flanschbund sowie einem definierten Spalt zwischen der Düse und dem Kopf zum Begrenzen des Kippwinkels

Die additive Fertigung eröffnet neue verfahrenstechnische Möglichkeiten

Blasfolienextrusion

Additive Fertigung

Die große Vielfalt 3D-gedruckter  Mischschlauchköpfe

Die Kunststoffe-Redaktion zu Besuch in Produktion, Montage und dem – nach eigenen Angaben – größten Faserverbundtechnikum in Europa.

Schröder, Susanne

Spritzgießmaschinen, allgemein

Spritzgießmaschinen

Vor Ort bei KraussMaffei

Spritzgießen, Extrusion und reaktive Verarbeitung: KraussMaffei versteht sich gleich auf drei Technologien. Zu Besuch in Produktion, Montage und dem – nach eigenen Angaben – größten Faserverbundtechnikum in Europa.

Für Sie vor Ort: Martin Würtele, KraussMaffei mit Kunststoffe-Chefredakteurin Susanne Schröder

Die Herstellung und Verarbeitung von Hochleistungsthermoplasten stellt hohe Anforderungen an die Anlagentechnik. Beim Compoundieren oder der Produktion von Rohren, Multifilamenten, Flach- oder Blasfolien werden Temperaturen bis zu 500°C erreicht. Die Strangextrusion für den 3D-Druck hat sich in der Kleinserienfertigung besonders wirtschaftlich gezeigt.

Bild 1. Auf dieser Anlage fertigt das ILK der TU Dresden Rohre aus PEI und PEEK mit einem Durchmesser bis 25 mm und einer Wanddicke von 0,5 mm

Eine Übersicht über die Anlagentechnik für Entwicklung und Kleinserienproduktion

Extrusion von Hochleistungsthermoplasten

Was gibt’s Neues im Bereich der Rohrherstellung und seitens der Verarbeiter? Darum geht es auf der SKZ-Extrusionstagung am 15. und 16. September in Würzburg.

Am 15. und 16. September 2021 findet die SKZ-Extrusionstagung statt

SKZ-Extrusionstagung am 15. und 16. September 2021

Die „Duisburger Extrusionstagung“ findet ab 2022 in einer neuen Kooperation statt. Das Kunststoff-Zentrum SKZ wird ab sofort die Veranstaltung übernehmen und gemeinsam mit Prof. Dr.-Ing. Reinhard Schiffers vom Institut für Produkt Engineering (IPE) an der Universität Duisburg-Essen das Tagungsprogramm gestalten.

SKZ wird neuer Veranstalter der Duisburger Extrusionstagung

Auslegungsrichtlinien für Injektionsboxen

Gewusst wie: Injektionsboxdesign  für die Pultrusion

 Aufgrund der hohen Imprägnierqualität löst die Injektionsbox (I-Box) das seit Jahrzehnten etablierte Harzbadverfahren nach und nach ab. Bisher basierte die Konstruktion der I-Boxen allerdings auf dem Erfahrungsschatz des jeweiligen Anwenders, da Auslegungsrichtlinien fehlten. In einem Forschungsvorhaben entwickelte das IKV praktische Designkriterien.

Die I-Box löst das Harzbad ab: Am IKV wurden praktische Designkriterien für das neue Verfahren entwickelt.

Die Pultrusion ist ein kontinuierlicher Prozess zur Herstellung von endlosfaserverstärkten Kunststoffprofilen. Pultrusionsprofile finden vielfältig Anwendung beim Bau von Windkraftanlagen, sowie in der Bau- und Automobilbranche in Form von Fensterprofilen oder Querträgern [1 - 3]. Das konsolidierte Profil wird mit Greifern durch ein formgebendes Werkzeug gezogen. Dem Werkzeug kommt zusätzlich die Aufgabe zu, die für die Aushärtungsreaktion benötigte Energie zuzuführen. Dem vorgeschaltet ist ein Harzbad oder eine Injektionsbox (I-Box). Beide Verfahrensvarianten stellen die vollständige Imprägnierung der Faserhalbzeuge mit dem flüssigen Matrixmaterial sicher. Das Harzbadverfahren ist das seit Jahrzehnten in der Industrie etablierte Verfahren, wird aber nach und nach von der Injektionsboxtechnologie abgelöst. I-Boxen bieten diverse Vorteile hinsichtlich der Harzverweilzeit, der Emission schädlicher Komponenten und der Imprägnierqualität [4 - 7].

In den vergangenen Jahren wurden verschiedenste Bauformen und Funktionsprinzipien für I-Boxen untersucht [8, 9]. Neben der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Pultrusionsprofile liegt der Fokus der Injektionsboxentwicklung auf der Simulation des Strömungsprofils in der I-Box. Hier konnten für spezifische Anwendungsfälle und Prozesskonfigurationen Modelle entwickelt werden [10 - 12]. Dennoch existieren keine allgemeingültigen Auslegungsrichtlinien für Injektionsboxen, die ein gezieltes Injektionsboxdesign ermöglichen. Die Konstruktion neuer I-Boxen beruht hauptsächlich auf dem Erfahrungswissen des Verarbeiters. Bei neuen Geometrien führt dies häufig zu Nachbearbeitungen der I-Box, damit eine vollständige Imprägnierung des Profils sichergestellt werden kann. Daher werden Designkriterien beziehungsweise Konstruktionsrichtlinien benötigt, um Verarbeitern insbesondere KMU den Einsatz von I-Boxen zu ermöglichen. Dadurch kann das Kostenrisiko durch einen Iterativen Fertigungsprozess der I-Box minimiert werden. Ziel eines kürzlich abgeschlossenen Forschungsvorhabens war es daher, Designkriterien für Injektionsboxen zu erarbeiten.

Entwicklung von Fertigungs- und Designparametern

Am Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen (IKV) wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens „Injektionsbox Design“ Untersuchungen des Strömungsfeldes in I-Boxen mithilfe von Sichtinjektionsboxen, mit einem rechteckigen Profilquerschnitt, aus PMMA und nicht reaktiven Fluiden durchgeführt. Hopmann et al. [13, 14] beschreiben den Einfluss der Prozessparameter-Abzugsgeschwindigkeit, Faservolumengehalt (FVG) und Fluidviskosität auf das Strömungsfeld in der I-Box. In weiterführenden Untersuchungen wurden der horizontale und vertikale Öffnungswinkel variiert und der Einfluss auf das resultierende Strömungsfeld analysiert. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass größere Öffnungswinkel zu einem geringeren und dem finalen Querschnitt näheren Druckaufbau führten. Kleinere Öffnungswinkel verkürzten insbesondere für geringe Abzugsgeschwindigkeiten die mittlere Harzverweilzeit in der I-Box. Bei zu geringen Öffnungswinkeln <1° konnte die vollständige Imprägnierung jedoch nicht sichergestellt werden.

Zur Beschreibung der Injektionsboxkavität ist die Definition der Öffnungswinkel an den äußeren Rändern des finalen Querschnitts eine hinreichende Bedingung. Ausgehend vom finalen Profilquerschnitt und den gewählten Öffnungswinkeln wird die Kavitätsöffnung bestimmt. Eine ebene Unterseite ohne Öffnungswinkel vermeidet einen übermäßigen Abfluss des Fluids entgegen der Abzugsrichtung. Allgemein ist eine möglichst frühe Verteilung des Fluides über den gesamten Querschnitt vorteilhaft. So kann eine Fluidverteilung unter hohem Druck vermieden werden, welche potenziell zu Rovingverschiebungen führt. Die sich verjüngende Injektionsboxkavität führt in Abhängigkeit der Öffnungswinkel und Geometrie zu einer lokal divergierenden Kompression der Halbzeuge. Für eine gleichmäßige Imprägnierung des gesamten Querschnittes, mit einer homogenen Verteilung des lokalen FVG, sollte eine gleichmäßige Kompression der Halbzeuge über dem Querschnitt berücksichtigt werden.

Die anhand eines Rechteckprofils erarbeiteten Auslegungskriterien werden genutzt, um die Injektionsboxgeometrie für ein T-Profil zu bestimmen. Die Übertragung auf komplexe Pultrudate dient der Validierung der gewonnen Erkenntnisse. Bild 1, links zeigt schematisch den Aufbau der I-Box. Es wird der vertikale Öffnungswinkel α = 2,5° für die Oberseite und der horizontale Öffnungswinkel β = 5° für die seitlichen Elemente gewählt. In den durchgeführten Versuchen mit rechteckiger I-Box konnte ein guter Kompromiss zwischen Druckaufbau und mittlerer Harzverweilzeit in der I-Box erzielt werden. Die I-Box wurde mit einem Injektionspunkt konstruiert, um Rückschlüsse auf das resultierende Strömungsfeld ziehen zu können. Aufgrund dieser Konfiguration ist eine ungleichmäßige Füllung der Stegbereiche und dem mittleren Profilbereich zu erwarten, da die Fasern in den Stegen stärker komprimiert werden.

Charakterisierung des Strömungsfeldes und der Imprägnierqualität

Um das Strömungsfeld und die Imprägnierqualität zu untersuchen, wurden für die bestimmte Geometrie eine transparente Sichtinjektionsbox aus PMMA und eine I-Box aus Aluminium gefertigt (Bild 1, rechts). Die Sichtinjektionsbox ermöglicht die Untersuchung des entstehenden Strömungsfeldes. Als Testfluid wurde ein Modellfluid nach Hopmann et al. [13, 14] mit vergleichbarer Viskosität (η ≈ 263 mPas) zu einem für die Pultrusion typischen Polyurethan verwendet. Bild 2 zeigt die I-Box mit dem angeflanschten Werkzeug.

Für alle durchgeführten Versuche wurden die Glasfaserrovings StarRov 090 4.800 tex, der Johns Manville Europe GmbH verwendet. Die Versuche wurden mit 60 % Faservolumengehalt (FVG), einer Abzugsgeschwindigkeit von vAbzug = 0,4 m/min durchgeführt. Für die Herstellung des konsolidierten Profils wurde zur Untersuchung der Imprägnierqualität das Polyurethan (PUR) System Baydur PUL 20PL20, mit Desmodur 10PL02 der Firma Covestro verwendet  (η ≈ 310 mPas). Die Injektion des PUR-Systems erfolgte mit einer Niederdruckdosieranlage des Typs Eldomix 101, der Firma Hilger und Kern GmbH. Für die Faserführung wurde eine gleichmäßige Verteilung der Rovings über den gesamten Querschnitt mit lokal konstanten Faservolumengehalt berücksichtigt.

Das farbige Fluid macht das Strömungsfeld sichtbar

Bild 3 zeigt die Entwicklung des Strömungsfeldes des Modellfluides über der Zeit, nach einem Wechsel der Fluidfarbe von farblos zu blau. Die Imprägnierung kann in die Regionen I bis III unterteilt werden. Es ist zu erkennen, dass zunächst der mittlere Bereich entgegen der Strömungsrichtung gefüllt wird. Nach 15 bis 30 s ist das blau eingefärbte Fluid bis in die Region I der I-Box geflossen (vgl. Bild 3). Hier erfolgt eine Verteilung des Fluids in die äußeren Bereiche des T-Profils. Ausgehend von der Fluidverteilung in der Region I erfolgt eine Rückströmung des Fluids bis in Region II. Nach etwa 60 s bildet sich eine quasistabile Fließfront aus. Es ist deutlich zu erkennen, dass im mittleren Bereich des T-Profils, in den injiziert wird, über die gesamte Zeit eine größere Rückflusslänge erreicht wird. In Region III sind Lücken zwischen den Rovings zu erkennen. In diesem Bereich kann lediglich eine Makroimprägnierung der Rovings stattfinden, da kein ausreichender Druck aufgebaut wird. Insgesamt weist die I-Box das erwartete konstruktiv bedingt ungleichmäßige Strömungsfeld auf. Die stärkere Kompression der Halbzeuge in den Stegbereichen verhindert eine gleichmäßige Fluidverteilung, bis ein ausreichender Druck nahe des finalen Profilquerschnittes aufgebaut wird.

In Region I ist der Kompressionsbereich zu erkennen, in dem eine Differenzierung der einzelnen Rovings nicht möglich ist und der für die vollständige Imprägnierung notwendige Druck aufgebaut wird. Für Region II können die Rovings optisch klar voneinander unterschieden werden. Das Strömungsfeld weist eine Verdrängung der Rovings am Injektionspunkt auf. Diese ist in der Sichtinjektionsbox an dem deutlich dunkleren Fluidbereich in der Profilmitte zu erkennen. Entgegen der Abzugsrichtung sind vermehrt Luftblasen zu erkennen, welche durch den steigenden Druck nahe des finalen Profilquerschnittes aus den Rovings und dem Fluid verdrängt werden. Die Sichtinjektionsbox zeigt, wie die geometrische Kompression zur Verbesserung der Mikroimprägnierung beiträgt.

Für einen qualitativen Vergleich wurde das Material in der I-Box ausgehärtet, dazu wurde zum Abschluss des Versuchs der Abzug und die Matrixzufuhr gestoppt. Das „eingefrorene“ Strömungsprofil weist Ähnlichkeit mit dem in der Sichtinjektionsbox beobachteten Strömungsprofil auf, siehe Bild 4. Der Rückfluss im mittleren Profilbereich überschreitet, wie im nicht reaktiven Versuch, den in den Randbereichen und weist eine ähnliche Verdrängung der Rovings am Injektionspunkt auf. Die Regionen I und II können auch im ausgehärteten Zustand differenziert werden, so ist der Übergang von Region I nach II durch die abgeschlossene Makroimprägnierung gekennzeichnet.

In der Draufsicht und Schnittansicht des hergestellten T-Profils in Bild 5 ist oben zu erkennen, dass die eingesetzte Werkzeugtechnik scharf ausgeformte Kanten und eine vollständige Füllung über dem Querschnitt des Profils ermöglicht. Makroskopisch kann eine vollständige Imprägnierung festgestellt werden. Rundungen und Überstände an den Ecken des Profils sind auf die modulare Werkzeugtechnik zurückzuführen und bei gängigen Werkzeugkonzepten für die Serienfertigung nicht zu erwarten. Zur Analyse der Imprägnierqualität wurden Schnitte aus dem fertigen Profil und aus der I-Box (vgl. Bild 4) entnommen. Bild 5 zeigt unten Mikroskopieaufnahmen des Querschnittes in der I-Box (links) und des fertigen Profils (rechts). In der I-Box sind Reinharzbereiche und Lufteinschlüsse zwischen den Fasern zu erkennen. Die Verteilung von Fasern und Harz ist vergleichsweise inhomogen, wohingegen im Profil eine homogene Verteilung vorliegt. Das fertige Profil weist eine gute Mikroimprägnierung auf. Die in Anzahl und Größe reduzierten Lufteinschlüsse im Profil bestätigen die Beobachtungen an den Sichtinjektionsboxen: Luft wird entgegen der Produktionsrichtung aus dem Fluid verdrängt und nicht als Poren mitgezogen.

Das Injektionsboxdesign weist das im Vergleich zum Rechteckprofil erwartete Strömungsprofil, sowohl für das Modellfluid als auch das reaktive Fluid, auf. Es wurde dargelegt, dass ein funktionales Injektionsboxdesign aus den Untersuchungen mit dem Modellfluid abgeleitet werden kann und eine vollständige Mikroimprägnierung erreicht wird. Aus der Wahl der Öffnungswinkel ergibt sich die Kompression der Rovings und das resultierende Strömungsfeld, so können Verweilzeit und Druckaufbau in der Injektionsbox beeinflusst werden. Außerdem ist eine gleichmäßige Kompression über dem Querschnitt zu berücksichtigen, um eine gleichmäßige Harzverteilung über dem Querschnitt zu realisieren. Darüber hinaus konnte im Rahmen des Forschungsvorhabens ein diversifiziertes Wissen über die Strömungsvorgänge in I-Boxen erarbeitet werden.

[1] Hogger, T; Honickel, E.; Pfitzer, H.: Serial CFRTP structural part for BMW Group body-in-white application, JEC Composites Magazine 147 (2022), S. 40–44

[2] Shakour, E.; Neuhaus, B.: Advancements in Polyurethane Pultrusion for Automotive Applications. Proceedings of the 16th World Pultrusion Conference. Paris, Frankreich, 2022

[3] Witten, E.; Mathes, V.; Fibre Reinforced Plastics /Composites in 2021 Market developments, trends, Challenges and Outlook. AVK, 2022

[4] Blaurock J. Zur Optimierung des Strangziehverfahrens für endlosfaserverstärkte, hochfeste Kunststoffprofile. RWTH Aachen: Dissertation; 1999

[5] Flemming, M.; Ziegmann, G.; Roth, S.: Faserverbundbauweisen. Fertigungsverfahren mit duroplastischer Matrix. Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1999

[6] Luisier, A.; Bourban, P.-E; Mânson, J.-A.E.: Reaction injection pultrusion of PA12 composites: process and modelling. Composites: Part A34 (2003), S. 583–595

[7] Michaeli, W.; Preuß, T.: Pultrusion of Composite Profiles – Polyurethane (PU) as alternative matrix system. Polymers & Polymer Composites 18 (2010) 9, S. 537ff

[8] Krebs, D.: Fundamentals of the Pultrusion Process for Production of FRP Components for the Requirements of Automotive Large-scale Production. Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Dissertation, 2018

[9] Strauss, S.; Senz, A.; Ellinger, J.: Comparison of the Processing of Epoxy Resins in Pultrusion with Open Bath Impregnation and Closed-Injection Pultrusion. Journal of Composite Science 3 (2019) 3

[10] Baran I, Cinar K, Ersoy N, Akkerman R, Hattel JH. A Review on the Mechanical Modeling of Composite Manufacturing Processes. Archives of Computational Methods in Engineering. 24 (2017) 2, S. 365–95

[11] Bezerra RM. Modelling and Simulation of the Closed Injection Pultrusion Process. Karlsruher Institut für Technologie (KIT): Dissertation; 2017

[12] Ding, Xueliang; He, Quanguo; Yang, Qun; Wang, Suwei; Chen, Ke: Numerical Simulation of Impregnation Process of Reactive Injection Pultrusion for Glass Fiber/PA6 Composites; Polymers 14, MDPI, 2022

[13] Hopmann, C.; Wruck, L.; Schneider, D.; Fischer, K “Flow field dynamics in pultrusion injection boxes“, JEC Composites Magazine 141, (2021), S. 22–25

[14] Hopmann, C.; Wruck, L.; Schneider, D.; Fischer, K.: Experimental study of roving configuration’s influence on the flow field in a full-scale transparent pultrusion injection box. Journal of Composite Materials 56 (2022) 17, S. 2695–2712

Institut für Kunststoffverarbeitung IKV in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen

https://www.ikv-aachen.de

Ausgabenartikel KU02-23

Wie aus Fasern Profile werden: Am IKV in Aachen wurden Designkriterien entwickelt, mit denen I-Boxen für einen neuen Anwendungsfall ausgelegt werden können.

Bild 1. Für die Versuche wurden Injektionsboxkavitäten für ein T-Profil aus Aluminium und PMMA gefertigt.

Bild 2. Aufbau des Pultrusionsprozesses mit Injektionsbox 

Bild 3. Strömungsfeldentwicklung in der I-Box: Durch das transparente PMMA und das farbige Fluid sind Strömungen und Füllungen gut nachvollziehbar.

Bild 4. Vergleich der Strömungsfelder in der Sichtinjektionsbox und bei der PUR-Pultrusion 

Bild 5. Aufnahmen vom Stegbereich des hergestellten Profils und Mikroskopieaufnahmen aus der Injektionsbox (links unten) und dem Profil (rechts unten).

Hauptartikel IKV

Gewusst wie: I-Box-Design Pultrusion | Extrusion

Felix Flammer, M. Sc., ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Pultrusion am Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen (IKV); <a href="mailto:felix.flammer@ikv.rwth-aachen.de">felix.flammer@ikv.rwth-aachen.de</a>

Dominik Foerges, M. Sc., ist Leiter der Abteilung Faserverstärkte Kunststoffe und Polyurethane am IKV.

Dr.-Ing. Kai Fischer ist wissenschaftlicher Direktor für den Bereich Leichtbau am IKV

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann ist Leiter des IKV und Inhaber des Lehrstuhls für Kunststoffverarbeitung der Fakultät für Maschinenwesen der RWTH Aachen.

Das IGF-Forschungsvorhaben 21090 N der Forschungsvereinigung Kunststoffverarbeitung wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Allen Institutionen und den Mitgliedern des projektbegleitenden Ausschusses gilt unser Dank.