Koordinator
Prof. Dr.-Ing. habil. Maik Gude
Laufzeit
01.07.2019 - 30.06.2021
Projektvolumen
0,33 Mio. €
Projektpartner
TU Dresden - Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Professur für Systemleichtbau und Mischbauweisen
Projektbeirat
DBF Deutsche Basalt Faser GmbH
EBF Dresden GmbH
Elbe Flugzeugwerke GmbH
Ginkgo Projektentwicklung GmbH
HALFEN GmbH
Hentschke Bau GmbH
RÜHL PUROMER GmbH
SGL Technologies GmbH
Symate GmbH
Bewehrungsstäbe aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) werden bevorzugt mittels Pultrusion gefertigt, da diese eine kontinuierliche Herstellung von FKV-Profilen ermöglicht. Dabei ist jedoch die für den Formschluss im Beton erforderliche Ausbildung einer Profilierung nur durch zusätzliche, nachgelagerte Fertigungsschritte möglich und mit Einschränkungen hinsichtlich Verstärkungswirkung und Materialeffizienz verbunden.
Ziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung eines einstufigen Pultrusions- und Umformprozesses (Helix-Pultrusion) zur wirtschaftlichen Herstellung profilierter FKV Bewehrungsstäbe. Hierzu werden geeignete Matrixsysteme charakterisiert und in Abhängigkeit von der Temperatur und vom Vernetzungsgrad ermittelt, in welchem Zustand das Verbundmaterial schädigungsfrei umgeformt werden kann. Auf Basis der Erkenntnisse wird ein Pultrusionswerkzeug entwickelt und die vorhandene Laboranlage modifiziert. Anschließend erfolgen die Fertigung profilierter FKV-Stäbe sowie deren Charakterisierung hinsichtlich Verbundqualität und mechanischer Eigenschaften. Mit der neuartigen Helix-Pultrusion können eine gesteigerte Material- und Fertigungseffizienz bei gleichzeitig verbesserter Anbindung an den Beton erreicht werden. Die Prozesstechnik zeichnet sich durch geringe Investitionskosten und eine hohe Flexibilität hinsichtlich zu fertigender Strukturen und verarbeitbarer Materialien aus, so dass KMU maßgeschneiderte Lösungen bei verbesserter Wirtschaftlichkeit anbieten können.
Die mittels Helix-Pultrusion herstellbaren Profile sind neben dem Bauwesen auch in anderen Branchen einsetzbar, etwa den Bereichen Energietechnik, Maschinenbau und Transportwesen. Darüber hinaus können die erarbeiteten Kenntnisse auch auf die Herstellung weiterer Strukturen, wie Hohlprofile oder gekrümmte Stäbe, übertragen werden, woraus sich weitere Anwendungsszenarien ergeben. Neben FKV-Verarbeitern profitieren auch KMU in den Branchen Werkzeug- und Formenbau, Automatisierung und Sondermaschinenbau.
Abbildung: Fertigungsprinzip Beispiele und resultierende Faserarchitektur für FKV-Bewehrungsstäbe
