Hoch holzgefüllte Composites werden in den USA und in Fernost in großem Umfang (USA -Markt: 500.000 t/a) zur Herstellung von Bauteilen für die Bereiche Decking (Fassadenverkleidungen), Siding (Beplankungen, Dielen), Fencing (Zaunelemente) eingesetzt. Der Markt in Europa ist erst im Entstehen. Zur Zeit werden ca. 40.000 t Bauteile, vorzugsweise Profile für Innenanwendungen, hergestellt.
Von besonderer Bedeutung sind die Dosieranlagen für die Faserstoffe. Ihre Prozessfähigkeit entscheidet wesentlich über erreichbare Durchsätze und damit über die Ökonomie und über stabile Bedingungen bei der Profilextrusion. Fast alle Betreiber von derartigen Anlagen mussten eigene Erfahrungen zur Dosiertechnik sammeln.
Die LEHMANN Maschinenbau GmbH und das Fraunhofer Institut für Werkzeugmechanik Halle entwickelten gemeinsam in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziell unterstützten FE Projekt Lösungswege und Verfahren zur Herstellung von hoch holzgefüllten Composites unter Verwendung eigens dafür entwickelter Holzfaserstoffe als Verstärkungspotenzial.
Holzfasern bilden die Grundlage für die hoch holzgefüllten Composites. Die LEHMANN Maschinenbau GmbH entwickelt und baut bereits seit vielen Jahren erfolgreich Maschinen und Anlagen für die Verarbeitung von nachwachsenden Rohstoffen (NAWARO), insbesondere von Holz und halmgutartigen Stoffen in Kombination mit Kunststoffen. Das FE Projekt wurde auf Basis der Nutzung und Weiterentwicklung spezieller Anlagen- und Verfahrenstechnik auf dem Gebiet des thermomechanischen Aufschlusses von NAWARO, insbesondere der Doppelschneckenextrudertechnik und der Anlagentechnik zur Verarbeitung von Kunststoffen durchgeführt.
Im Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik wurden Lösungen zur Verarbeitung dieses Faserstoffes – bezogen auf die Dosierbarkeit für die Extrusionstechnik und alle stofflich relevanten Parameter der künftigen Composites – entwickelt. Mit dem LMB HFS FS 1-4 mm (Werksbezeichnung) gelang es, einen speziellen Fein-Faserstoff zu herzustellen, der dem Composite hervorragende physikalische Eigenschaften verleiht.
So wurden beispielsweise bei einem Füllgrad von 60% LMB HSF FS 1-4 mm gemeinsam mit Haftvermittler und Polypropylen folgende mechanische Eigenschaften erzielt:
Biege- E Modul 5.367 [N/mm2]
Biegefestigkeit 72,31 [N/mm2]
Charpy 11,40 [kJ/m2]
Zug-E-Modul 5.098 [N/mm2]
Zugfestigkeit 40,35 [N/mm2]
Von diesen “echten” Fasern, die deutlich über 1 mm sind, wurde im Vergleich zu Holzspänen und –partikeln erwartet, dass sie ein deutlich höheres Verstärkungspotenzial im Composite vermitteln. Diese Erwartung wurde bestätigt.
Neben den physikalisch besseren Eigenschaften gegenüber z.B. Propylen sind auch niedrige Kosten in der Werkstoffbeschaffung ein wichtiges Argument, diesen neuen Massenwerkstoff für die Extrusion und zum Kunststoffspritzen einzusetzen.
Das Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik und die LEHMANN Maschinenbau GmbH werden ihre weiteren Aktivitäten auf die umfassende Bewertung und Optimierung von Materialsystemen, technologischen Ausrüstungen und Bedingungen für die Bauteilkonstruktionen konzentrieren.
Für Rückfragen steht Ihnen Herr Gläser unter der Rufnummer 037439/744-55 zur Verfügung oder Frau Beate Lehmann unter der Rufnummer 037439/744-82 E-Mail: bl@lehmann-jocketa.de.
(Vgl. Meldung vom 2004-05-14.)
Source
Fachbeitrag der LEHMANN Maschinenbau GmbH vom 2004-07-22.
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