Neue Materialien eröffnen nachhaltige Anwendungen für viele Branchen:

Pultrusion: Leichtbau mit Zukunft

von Julia Petz
Foto: © Fraunhofer IWU

Pultrusion ist ein vollautomatisches Fertigungsverfahren, bei dem Fasern durch ein Harzbad geführt und als getränktes Material anschließend durch eine beheizte Form gezogen werden. Im ausgehärteten Zustand entsteht ein Profil mit besonders hoher mechanischer Festigkeit. Es kann direkt in die gewünschte Geometrie gezogen und in beliebiger Wandstärke, bei Bedarf auch mit Hohlkammern oder Hinterschneidungen gefertigt werden. Durch die Kombination verschiedener Fasern und Harzsysteme lassen sich gewünschte Eigenschaften exakt einstellen. Hohe Produktionsgeschwindigkeiten, niedrige Herstellkosten und ihre konstante Qualität machen pultrudierte Profile auch für völlig neue Anwendungen attraktiv – etwa in Solaranlagen, Rotorblättern von Windkraftanlagen oder E-Auto-Batterien. In Betonkonstruktionen sind diese Profile korrosionsanfälligem Stahl als Armierungsmaterial weit überlegen.

Erneuerbare Energien, Infrastruktur, E-Mobilität, Transport, Kreislaufwirtschaft
Zu sehen ist ein weitläufiges Solarfeld in einer ländlichen Landschaft. Mehrere Reihen von Photovoltaikmodulen erstrecken sich über eine grüne Wiese mit Blumen und Gräsern. Die Module sind auf geneigten Tragkonstruktionen montiert, die für Stabilität und optimale Sonneneinstrahlung sorgen. Im Hintergrund befinden sich Felder, Bäume und ein bewaldeter Höhenzug unter einem teilweise bewölkten Himmel. Das Bild verdeutlicht den Einsatz moderner Leichtbau- und Materialtechnologien für erneuerbare Energien.

Im Pultrusionsprozess werden kontinuierlich faserverstärkte Kunststoffprofile für den Leichtbau und die Infrastruktur gefertigt. (Bild: Fraunhofer IWU)

Ein Grund für zusätzliche „Karriereaussichten“ der außergewöhnlich steifen und dabei sehr leichten Profile ist, dass es nun Alternativen zu nicht recycelbaren duroplastische Harzen gibt. Denn inzwischen geht der Trend zu nachhaltigen Lösungen wie zum Beispiel der Nutzung von thermoplastischen Matrixsystemen. Diese Profile können nicht nur am Lebensende vollständig recycelt werden, sondern lassen sich nach der Herstellung unter Wärme auch nachträglich noch umformen.

Damit sind solche Profile auch aus ökologischer Sicht bestens geeignet für die Unterkonstruktionen von Solaranlagen, wo es neben einer hohen Korrosionsbeständigkeit auf eine stabile Statik ankommt: Großflächige Paneele bieten dem Wind viel Angriffsfläche. Diese ist bei Rotorblättern von Windkraftanlagen ausdrücklich erwünscht, sodass es auch hier auf einen verwindungssteifen Kern ankommt. Automatisierte Herstellverfahren bieten dabei besondere Chancen, wenn Fachkräfte fehlen oder arbeitsintensive Arbeitsschritte entfallen können. Im Tiefbau sind pultrudierte Betonarmierungen (GFK-Rebars) klassischem Baustahl vorzuziehen, da sie salz- und korrosionsbeständig sind und somit die Lebensdauer von Brücken und Tunneln erheblich erhöhen. Das Material verrottet nicht, ist extrem beständig gegen Chemikalien und gegenüber witterungsbedingten Einflüssen. In Batteriegehäusen und als Unterbodenschutz wiederum sind leichte, crashsichere und elektrisch isolierende Strukturen von großem Vorteil. In Schienenfahrzeugen lassen sich Kabelführungen und Elektronik direkt in das pultrudierte Profil komplexer, multifunktionaler Bauteile integrieren.

Fraunhofer IWU: einzigartige Kompetenzen in der Pultrusion

Am Fraunhofer IWU wurde das Verfahren in den vergangenen zehn Jahren stetig perfektioniert. Zu den Stärken des Instituts zählen komplexe Profilstrukturen im industriellen Maßstab sowie ein breitgefächertes Material- und Anlagenrepertoire – von klassischen Harzbädern über die Verarbeitung hochreaktiver 2K-Systeme bis hin zur thermoplastischen Pultrusion (reaktiv und schmelzebasiert). Es ist die weltweit einzige Forschungseinrichtung, die gekrümmte Pultrusionsprofile herstellen kann. Die Forschenden beherrschen die gesamte Wertschöpfungskette von der Auslegung mit modernsten Simulationsansätzen über die Fertigung bis hin zur Analytik. Das Materialspektrum umfasst inzwischen auch hochreaktive Harzsysteme, Thermoplaste sowie Kohlenstoff- & Naturfasern. Das Fraunhofer IWU arbeitet an querschnittsveränderlichen Profilen ebenso wie an gradierten Strukturen, um den Aushärtegrad für eine bessere Verbundhaftung an definierten Stellen des Bauteils besser einstellen zu können. Auch Metalle oder Sensoren können bei Bedarf integriert und Begleitprozesse wie Imprägnierung, Aushärtung und Verzug simuliert werden.

„Leichtbau ein Profil geben“: Symposium mit besonderen Highlights

Die sechste Ausgabe des Symposiums am 16. und 17. Juni 2026 ist gleichzeitig die Jubiläumsausgabe zu zehn Jahren Pultrusion am Fraunhofer IWU. Im Mittelpunkt der Veranstaltung stehen neben dem Austausch mit Expertinnen und Experten:

  • Live Pultrusion mit einem ProxximaTM Harz-System zur Herstellung einer völlig neuartigen Klasse von duroplastischen Polyolefinen (die Polymerketten werden chemisch vernetzt und bilden ein nicht schmelzbares Netzwerk, das außerordentlich formstabil, temperaturbeständig und mechanisch steif ist). Das System basiert auf einer mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Katalysatortechnologie und weist im Vergleich zu herkömmlichen Duroplasten einen deutlich geringeren CO₂-Fußabdruck auf. Extrem niedrige Viskosität und einstellbare Reaktivität kann die Wirtschaftlichkeit noch einmal erheblich steigern.
  • Hybride Profile – vorgestellt werden die Ergebnisse aus einem Jahrzehnt Forschung und Entwicklung zur Inline-Herstellung von hybriden Pultrusionsprofilen. In mehreren öffentlichen Großprojekten gelang der Nachweis, dass solche Profile in Fahrzeugen im Crashfall sehr viel Energie aufnehmen können und mit klassischen Fügelösungen wie dem Schweißen kompatibel sind, nicht zuletzt dank modifizierter und mittlerweile patentierter Verfahrensvariationen in der Pultrusion.

Nähere Informationen zum Symposium und Anmeldung: Symposium „Leichtbau ein Profil geben“ am Fraunhofer IWU

Moderne Brücke über einen Fluss mit hellen Betonpfeilern; im Detailausschnitt ist die Bewehrung aus faserverstärkten Kunststoffstäben im Beton sichtbar.

Eine innovative Brückenkonstruktion mit korrosionsbeständiger Bewehrung aus faserverstärktem Kunststoff ermöglicht langlebige und ressourcenschonende Infrastruktur. (Bild: Fraunhofer IWU)

Kurz und kompakt: Pultrusion

Pultrusion ist ein kontinuierliches Herstellungsverfahren für faserverstärkte Kunststoffe, bei dem Fasern durch ein Harzsystem gezogen und anschließend durch ein beheiztes Werkzeug geführt werden, wo sie aushärten und ein Profil mit konstantem Querschnitt bilden. Der Begriff setzt sich aus den englischen Wörtern „pull“ (ziehen) und „extrusion“ (Strangpressen) zusammen und beschreibt damit anschaulich das Prinzip des Ziehens statt Drückens. Im Unterschied zur Extrusion wird das Material also nicht durch eine Form gepresst, sondern kontinuierlich hindurchgezogen. So entstehen lange, leichte und zugleich hochfeste Faserverbundprofile. Erste industrielle Anwendungen der Verfahrens reichen in die 1950er-Jahre zurück.

Quelle: Fraunhofer IWU

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