Kunststoff-Bauteile aus der Mikrowelle

Im Schiffsbau, der Bauindustrie und in Windkraftanlagen werden große Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen benötigt. Um diese herzustellen, wird der Kunststoff entweder in Formen gegossen oder manuell Schicht um Schicht aufgestrichen. Beide Verfahren haben Tücken: Füllt sich die Gussform nicht vollständig, muss das Bauteil ausgemustert werden. Beim Handlaminieren wird Styrol, ein flüchtiger und gesundheitsschädlicher Kohlenwasserstoff, frei.

Außerdem werden die Polyesterharze, die mit Härter und Beschleuniger vermischt sind, je nach Umgebungstemperatur mal schneller und mal langsamer fest. „Aufgrund der wechselhaften Außentemperatur bei der Fertigung ist der chemische Prozess bisher nicht präzise reproduzierbar“, erläutert Dr. Rudolf Emmerich, Fachgruppenleiter am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal.

Unter seiner Leitung will ein Team von Forschungsinstituten und Unternehmen aus Deutschland, Slowenien und Spanien die Herstellung großer Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen revolutionieren. Eine Million Euro und damit rund 50 Prozent der Kosten investiert die Europäische Union in das Forschungsprojekt. Das Ziel: verbesserte Arbeitsbedingungen, geringere Umweltbelastung und höhere Qualität.

Die Polyesterharzmischung soll künftig so niedrigviskos, also wenig zäh, sein, dass sie bei normaler Umgebungstemperatur nicht aushärtet. Mit diesem Harz lassen sich die Fasern – Glasfaser oder Schaumgewebe – gut einbetten und man hat Zeit zum Nachbessern. Erst wenn die Bestandteile fix und fertig in der Form liegen, wird das Bauteil gehärtet – und zwar mit Mikrowellen.

Voraussetzung ist, „dass wir die Bauteile, unabhängig von ihrer Geometrie, gleichmäßig erwärmen und damit härten“, erläutert Rudolf Emmerich die Anforderung an die ICT-Forscher. Bewegliche Antennen sollen die Mikrowellen aussenden und die Energie nach Bedarf verteilen. Bereits geklärt ist der technische Aufbau, die Intensität der Mikrowellenstrahlung und die neue chemische Zusammensetzung der Polyesterharze. Derzeit wird das Verfahren fit gemacht für den großtechnischen Einsatz. Der Prototyp einer Anlage ist bereits fertig.