MAI Pull

Neue Prozesstechnik steigert Produktivität von CFK-Werkstoffen

Der steigende Einsatz von Faserverbundwerkstoffen in vielen Industriezweigen bedingt immer häufiger die Notwendigkeit, großserienfähige, qualitätsgesicherte und robuste Fertigungsprozessketten bereitzustellen, damit eine ressourceneffiziente und wirtschaftliche Produktion in Deutschland sichergestellt werden kann. Ein potenzialträchtiges kontinuierliches Verfahren zur kostengünstigen Herstellung von endlosfaserverstärkten Kunststoffprofilen ist der sogenannte „Pultrusionprozess“ (Strangzieh-Prozess), welcher in seinen Grundzügen seit den 50er-Jahren angewendet wird.

Die Produktionsgeschwindigkeiten beim Strangziehen liegen derzeit bei 1 ­­­– 4 Meter pro Minute. Diese Geschwindigkeiten sind, um langfristig auf dem deutschen und internationalen Markt wettbewerbsfähig zu sein, deutlich zu gering. Ziel des Projektes MAI Pull ist es daher, einen vollautomatisierten Fertigungsprozess mit höheren Produktionsgeschwindigkeiten und gesteigerter Produktivität zu entwickeln, um endlosfaserverstärkte Kunststoffe, insbesondere CFK-Profile, wirtschaftlich konkurrenzfähig herstellen zu können. Angestrebt wird eine Steigerung der Abzugs- und Produktionsgeschwindigkeiten um 50 %.

Um dieses Ziel zu erreichen, sollen in dem Projekt MAI Pull neue Komponenten entwickelt und in den Herstellprozess integriert werden. Dies beinhaltet die Entwicklung eines speziellen Mikrowellenerwärmungssystems zur Vorwärmung der imprägnierten (getränkten) Faserhalbzeuge, die Entwicklung eines weiteren Mikrowellensystems zur Erwärmung des Formwerkzeugs sowie die Entwicklung eines speziellen Abnehmersystems, mit dem die erzeugten Profile vollautomatisch der Anlage entnommen und in dafür vorgesehenen Fächern abgelegt werden können.

Abbildung: Teile der neuen Pultrusionsanlage schematisch

Die in dem Vorhaben MAI Pull zu erarbeitenden technologischen Lösungsansätze leisten einen essentiellen Beitrag für die zukünftige Bereitstellung von ressourceneffizienten, kosten- und energieeffizienten CFK-Produktionsprozessen und sind somit ein wesentlicher Bestandteil für die Zielsetzung des BMBF-Spitzenclusters MAI Carbon. Hierzu zählen die Reduktion von Produktionskosten und Zykluszeiten, die Materialkostenreduktion und der Aufbau von innovativen CFK-Fertigungstechnologien und -Prozessketten.