Der Markt für pultrudierte Verbundwerkstoffe wächst laut EPTA

Pultrudierte Verbundwerkstoffe, die auf der EPTA-Konferenz 2018 im März diskutiert wurden, diskutierten Verbundbewehrungsstäbe als potenzielles Wachstumsgebiet.

Die European Pultrusion Technology Association (EPTA, Frankfurt, Deutschland) hat einen ausführlichen Bericht über ihre sehr erfolgreiche Konferenz 2018 veröffentlicht, die am 1. und 2. März 2018 eine Rekordzahl von Composite-Experten aus der ganzen Welt nach Wien lockte -Seitendokument, World Pultrusion Conference 2018:Attraktive langfristige Perspektiven für pultrudierte Verbundwerkstoffe , kann von der EPTA-Website heruntergeladen werden. „Dies war die 14. World Pultrusion Conference der EPTA und die größte Veranstaltung aller Zeiten“, sagt Dr. Elmar Witten, EPTA-Sekretär. „Die Rekordzahl von 150 Teilnehmern aus Nord- und Südamerika, Europa, Indien und Südafrika zeigt ein deutliches und wachsendes Interesse an der Pultrusion weltweit. Das hohe Niveau der Technologie- und Anwendungsentwicklungsaktivitäten, die im breitgefächerten Konferenzprogramm präsentiert werden, zeugt von der starken Entschlossenheit, die Wettbewerbsfähigkeit pultrudierter Produkte zu verbessern und Wachstumschancen zu verfolgen.“

Hier einige Highlights aus dem März-Programm, das im ausführlichen Bericht ausführlicher vorgestellt wird. In Europa und Nordamerika, die zwei Drittel des weltweiten Composites-Marktes ausmachen, wird eine langfristig positive Zukunft für die Pultrusion erwartet. Laut Dan Coughlin, VP of Market Development bei der American Composites Manufacturers Association (ACMA, Arlington, VA, USA), macht die Pultrusion 3 % des gesamten nordamerikanischen Endproduktmarktes für Verbundwerkstoffe aus und wurde 2016 auf 790 Millionen US-Dollar geschätzt. Analysten prognostizieren eine CAGR von etwa 5 %, die bis 2020 1060 Millionen US-Dollar erreichen wird, wobei Bau und Infrastruktur die wichtigsten Wachstumssektoren sind. Zu den Wachstumsbereichen der Infrastruktur gehören Verbundbewehrungsstäbe für den Betonbau und eine interessante neue Anwendung, sagt Mikko Lassila, Produktgeschäftsinhaber, Telekommunikation, Exel Composites (Mäntyharju, Finnland). Das Unternehmen entwickelt Infrastruktur und Bauelemente für die kommende 5G-Ära, in der pultrudierte Glasfaserlaminate entworfen werden können, um die Dämpfung der hochfrequenten, kurzwelligen 5G-Signale zu minimieren und gleichzeitig Vorteile bei Installation und Haltbarkeit zu bieten. Das Unternehmen ist Teil der LuxTurrim5G-Initiative für Smart City Digital Ecosystem Creation, die intelligente Lichtmasten entwickelt, die ein Telekommunikationsnetz schaffen sollen, das für die schnell wachsenden städtischen Umgebungen der Welt geeignet ist. Neben energieeffizienter Beleuchtung und anderen Dienstleistungen werden die Verbundmasten integrierte miniaturisierte 5G-Basisstationen enthalten, um ein 5G-Datenübertragungsnetz mit hoher Kapazität zu schaffen. Der Verbundmast fungiert als Mast, architektonisches Gehäuse, Wetterschutz und Radom für die 5G-Antenne.

Im Bereich der Windkraftanlagen ist die Infusion derzeit die dominierende Technologie bei der Herstellung von Holmkappen, sagt Dr. Rakesh Raj von STRUCTeam Ltd. (Cowes, Isle of Wight, UK) mit nur etwa 5 % der Blätter auf Prepreg-Basis und 5 % der Pultrusion -basierend. Die Pultrusion bietet ein Qualitätsniveau und geringere Ausschussraten für den strukturkritischen Holm. Pultrudierte Lösungen bieten auch niedrigere Gesamtkosten für die Schaufel im Vergleich zur Infusion sowie Einsparungen bei den Kapital- und Betriebsausgaben. Das Pullwind-Konsortium – bestehend aus StrucTeam, Olin Corp. (Clayton, MO, USA), CPIC (Chongqing, China) und DNV-GL (Oslo, Norwegen) – wurde gegründet, um die Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Einsatz von Pultrusion in Schaufeln anzugehen. Für ein typisches 80-m-Blatt ermöglicht die Pullwind-Lösung für pultrudierte Holmkappen-Designs Gesamtkosteneinsparungen von 9-12 % und ermöglicht eine Reduzierung des CAPEX um 10 % und eine Gesamtreduzierung des Blattgewichts um 3-7 %, so die Gruppe.

Jeffrey Starcher von Scott Bader (Northamptonshire, Großbritannien) erläuterte, wie Automobilteile für ihre Anwendung kundenspezifisch pultrudiert werden können. Potenzielle Pultrusionsanwendungen umfassen Stoßfängerträger, Dachträger, Frontend-Stützsysteme, Türeingriffsträger, Fahrgestellschienen und Getriebetunnel. Die Urethanacrylate seines Unternehmens bieten Tausende von Kombinationen von Harzen zur Auswahl, eine hohe Dehnung mit hohem Zähigkeitsmodul und einen Tg von fast 300°C. Die Harze binden sich extrem gut an Kohle- und Glasfasern, bieten Schnapphärtungseigenschaften und bestehen die Verarbeitungstemperaturen im Automobilbereich.

Neben Diskussionen über Marktpotenziale stand die Steigerung der Produktivität im Fokus der Konferenz. Es werden neue Pultrusionsharze und Verfahrenstechnologien verfolgt, um die Leistung gegenüber herkömmlichen Harzen wie ungesättigten Polyestern und Vinylester zu verbessern und höhere Liniengeschwindigkeiten zu ermöglichen, ohne die Eigenschaften zu beeinträchtigen. Fortschritte bei hochreaktiven Harzen wie Polyurethanen, Epoxiden und Thermoplasten eröffnen neue Möglichkeiten. Polyurethanharze können die kostengünstigste Lösung für die Pultrusion sein. Im Vergleich zu ungesättigten Polyester-, Vinylester- und Epoxidharzen bietet Polyurethan eine verbesserte Biegefestigkeit und eine höhere interlaminare Scherfestigkeit (ILSS). Gemeinsam mit dem Anlagenspezialisten KraussMaffei entwickelt Covestro (Pittsburgh, PA, USA) neue Polyurethan-Systeme, die pultrudierte Polyurethan-Verbundwerkstoffe ermöglichen sollen. Dr. Paul Heinz, Leiter Aliphatic Composites, Covestro Deutschland, erklärte, dass die Liniengeschwindigkeit und die Beschichtungskosten zwei der größten Einflussfaktoren auf die Kosteneffizienz des Pultrusionsprozesses sind, und hat daher Harzsysteme entwickelt, die eine hohe Liniengeschwindigkeit und die Eliminierung von Beschichtung.

Rudolf Emmerich vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (Pfinztal, Deutschland) stellte ein neues Konzept für die mikrowellenunterstützte Pultrusion vor, das im Rahmen des European Coaline-Projekts entwickelt wurde. Die Aushärtezeit ist ein wichtiger Parameter bei der Pultrusion, abhängig von der Wanddicke des Teils und für Harze mit längeren Aushärtezeiten wie Epoxid und Polyurethan. Mikrowellen bieten eine schnelle, homogene oder selektive Erwärmung von Materialien. Die mikrowellenunterstützte Pultrusion ist Stand der Technik, wird aber in der Industrie vor allem deshalb nicht eingesetzt, weil die Metallmatrize vollständig durch eine mikrowellentransparente Keramikmatrize oder teilweise durch einen mikrowellentransparenten Keramikeinsatz ersetzt werden muss. Es wurde ein Konzept zur Mikrowellenerwärmung ohne größere Modifikationen entwickelt, bei dem die Düsengeometrie zur Übertragung der Mikrowellen genutzt wird und keine Keramikteile notwendig sind. Nachrüstung bestehender Pultrusionswerkzeuge ist möglich, sagt Emmerich.

Es gibt noch viel mehr zu dem Bericht, der hier unter diesem Link verfügbar ist:https://pultruders.org/pdf_news/1_WPC%202018%20report_final.pdf. Obwohl es sich um eine ältere Technologie handelt, hat die Pultrusion aufgrund ihrer Geschwindigkeit und Flexibilität das Potenzial, sich in eine automatisierte Fertigungsumgebung einzufügen.