Weiterentwicklung des Pultrusionsverfahrens zur kontinuierlichen Herstellung von faserverstärkten Leichtbauprofilen mit Polyurethan-Matrix

Das Ziel Deiner Arbeit ist es, die Optimierung der Pultrusion auf verschiedenen Handlungsfeldern zu unterstützen.

Mögliche Anwendung von pultrudierten Profilen: automobiler Leichtbau | Bild: BMW

Die Pultrusion bzw. das Strangziehverfahren ist seit mehreren Jahrzehnten als Prozess zur kontinuierlichen Herstellung von faserverstärkten Profilen mit duroplastischer Matrix, z.B. mit Polyurethan, etabliert. Im einfachsten Fall werden unidirektionale Rovings von Spulen abgezogen, mit dem Harz imprägniert und anschließend in einem beheizten Werkzeug ausgehärtet.

Die Pultrusion bietet als kontinuierliches Herstellungsverfahren mit hohem realisierbaren Automatisierungsgrad großes Potenzial zur kosteneffizienten Großserienproduktion von Leichtbauteilen mit konstantem Querschnitt. Daher finden sich pultrudierte Profile bereits heutzutage in zahlreichen Anwendungen unter anderem in den Bereichen Bauwesen, Sportgeräte, Transport und Infrastruktur.

Um das Potenzial vollends auszuschöpfen und weitere Anwendungen und Märkte zu erschließen, in denen momentan bevorzugt beispielsweise Aluminiumprofile zum Einsatz kommen, ist es nötig, die Pultrusion auf verschiedenen Handlungsfeldern weiter zu optimieren. Dazu gehören neben der chemischen Entwicklung von schnell härtenden Harzsystemen auch die Steigerung der Pultrusionsgeschwindigkeit sowie der Prozessstabilität, die Automatisierung von Verfahrensschritten und eine größere Funktionalität der Profile.

Dein Beitrag zu diesem Projekt

Je nach Inhalt der Arbeit kann die Aufgabenstellung einen oder mehrere der folgenden Aspekte beinhalten:

  • Systematische Evaluierung von Möglichkeiten zur Optimierung von Anlagenkomponenten (z.B. Faserführung, Injektionseinheit, Werkzeug) sowie von Verfahrensschritten (z.B. Energieeinbringung, Lackierung) und praktischer Nachweis der Machbarkeit im Labormaßstab
  • Konstruktive Neugestaltung von Anlagenkomponenten und/oder Verfahrensschritten und deren Erprobung in der Praxis
  • Experimentelle Parameterstudien zur Analyse von komplexen Zusammenhängen (z.B. Abhängigkeit der Abzugskraft von Abzugsgeschwindigkeit, Fasergehalt und Temperatur) im Pultrusionsprozess
  • Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen entlang der Prozesskette und Benchmarking

Ansprechpartner für Fragen zum Thema

Wenn du Interesse an einer spannenden Forschungsarbeit in einem jungen Team und in einem industrienahen Umfeld hast, dann sprich mich gerne an. Den genauen Inhalt sowie den Zeitplan deiner Arbeit können wir gemeinsam im persönlichen Gespräch diskutieren.

Lorenz Wruck, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-23828
E-Mail: lorenz.wruck@ikv.rwth-aachen.de