Fest ummantelt

Werkstoffe

Faserverbundwerkstoffe – Neuartige Hybridlösungen durchUmmantelung von Faserverbundprofilen. Im Vordergrund stehendabei vorteilhafte Materialeigenschaften und optimierte Tribologie.

08. November 2010

Die jüngsten Produkte im Portfolio des innovativen Kunststoffherstellers Faigle, ansässig im österreichischen Hard, sind Faserverbundwerkstoffe. Die ummantelten Kunststoffprofile mit der Markenbezeichnung Igorex bestehen aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Faserverbundkern, auf den durch Extrusion eine Ummantelung aus Kunststoff aufgetragen wird. Dies kann als separater Arbeitsschritt erfolgen oder bei thermoplastischen Faserverbundprofilen auch online mit der Pultrusion der Profile. Anschließend wird die Außengeometrie durch Kalanderwalzen kalibriert. Die Festigkeitseigenschaften des Profils lassen sich durch die Kombination der geeigneten Werkstoffe gezielt für die statischen Anforderungen des jeweiligen Einsatzzwecks auslegen. Beim Innenprofil bewähren sich zum Beispiel endlosfaserverstärktes PP, PET oder auch PA, beim Außenprofil PP, PVC, PA oder weiches, verschleißfestes TPU.

Da der Mantelwerkstoff zu Beginn dieses Verfahrensschrittes noch in einem teigigen Zustand ist, kann der Oberfläche in dieser Phase durch entsprechend gestaltete Kalanderwalzen eine individuelle Struktur eingeprägt werden. Dies kann zum Beispiel ein Firmenlogo sein, das sich je nach Durchmesser der Kalanderwalze in kürzeren oder längeren Abständen auf dem Profil wiederholt. Oder in die Oberflächen können Quer- und Längsstreifen, gekreuzte Rillen oder andere Strukturen eingearbeitet werden, die das Profil funktional aufwerten oder durch die es optisch noch attraktiver wirkt. Durch die Ummantelung kann im Profil eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften integriert werden. Durch die Kombination verschiedener Materialien können die Oberflächen glatt, rau, chemikalienbeständig, pflegeleicht und schmutzabweisend ausgeführt werden. Außerdem kann das Profil bessere tribologische Eigenschaften erhalten, zum Beispiel einen höheren oder niedrigeren Reibwert. Faserverbundwerkstoffe, die oft verschleißanfällig sind, oder durch Freilegung von Fasern bei ihren Reibpartnern einen erhöhten Verschleiß verursachen, werden durch die Ummantelung wirksam gegen Abnützung geschützt. Zudem erhalten sie einen weitgehenden Schutz gegen Schlagbeanspruchung. Besonders beim Einsatz im Freien besteht bei vielen Faserverbundprofilen die Gefahr der Beschädigung einzelner Verstärkungsfasern. Eine Ummantelung bildet dagegen einen dauerhaften Schutz. Mit einem eingefärbten Kunststoff bietet sie auch weitgehende Freiheiten in der Farbgestaltung.

Je nach Einsatzzweck kann die Ummantelung hart oder weich sein. Besitzt die Ummantelung eine entsprechende Haptik, so fühlt sich das Profil angenehm warm oder weich an, oder der Benutzer hat das Gefühl besonders guter Griffigkeit. In öffentlichen Verkehrsmitten oder bei Geländern in Gebäuden oder in Krankenhäusern, wo Profile von vielen Personen als Griff oder Halt genutzt werden, kann eine Ummantelung aus einem mit antimikrobiellen Sterionen ausgerüsteten Kunststoff Schutz sowohl gegen Bakterien als auch gegen Viren oder Pilze bieten. Für den Menschen sind diese Sterione ungefährlich. Sie dienen im Medizin- und Klinikbereich schon seit langer Zeit als dauerhafter Infektionsschutz.

Die Faserverbundprofile können eine thermoplastische oder eine duroplastische Matrix aufweisen. Thermoplastische Profile sind derzeit aus technologischen Gründen auf Vollprofile und einfachere Querschnittsgeometrien eingeschränkt. Auch die Auswahl der verfügbaren Materialien ist hier weniger groß. Allerdings kann bei Thermoplastprofilen eine sehr gute Haftung mit dem Ummantelungswerkstoff erzielt werden, weil sich bei entsprechender Materialwahl der Ummantelungskunststoff regelrecht mit dem faserverstärkten Kern verschweißt. Bei Profilen aus Duroplasten sind wesentlich komplexere Querschnitte und auch Hohlprofile möglich. Auch besteht hier eine wesentlich größere Auswahl an verschiedenen Verstärkungsfasern.

Die Ummantelung bietet aber auch die Möglichkeit mehrere Funktionen in einem Bauteil zu integrieren, zum Beispiel können Dicht- oder Abstreiflippen direkt beim Ummantelungsprozess mit extrudiert werden. Damit erspart sich der Anwender den Aufwand und die Kosten für Befestigungsbohrungen, Schrauben und Klemmleisten. Erfordert es die Funktion, so besteht auch die Möglichkeit, Profile nur teilweise mit einem Kantenschutz zu ummanteln.

Im Prinzip stellt die Ummantelung der Profile eine Hybridlösung aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen dar, die einen hochfesten Kern mit einer funktionalen Oberfläche kombiniert. Aufgrund der Kombination vorteilhafter Eigenschaften bewähren sich derartige Profile zum Beispiel als Tritt-, Griff- oder Dekorleisten, als Abstreif- oder Dichtprofile, als funktionsintegrierende Strukturbauteile oder andere mechanische und statische Bauelemente.csc

Daten & Fakten

Die Firma Faigle aus Hard in Österreich steht mit ihren rund 280 Mitarbeitern für innovative Kunststoffe, Kunststoff-Fertigteile und Kunststoff-Halbfabrikate. Dabei hat das Unternehmen die Entwicklung neuer Kunststoffe sowie neuer Kunststofftechnologien maßgeblich mitgestaltet. Mit zahlreichen eigenen Patenten und vielen erstklassigen anwendungstechnischen Lösungen hat Faigle seine Kompetenz immer wieder unter Beweis gestellt. Der Pioniergeist der Gründerjahre prägt noch heute die hohe Innovationsbereitschaft des Unternehmens.

Erschienen in Ausgabe: 08/2010