25.03.2011

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Tartler: Injektionsanlage zur Verarbeitung von Carbon Nanotubes

Ob Fahrzeugbau, Elektronik oder Architektur: Kohlenstoff-Nanoröhrchen (Carbon Nanotubes) wird eine große Zukunft vorausgesagt, da sie über spektakuläre Eigenschaften verfügen. Ihre Strombelastbarkeit ist 1000 mal höher als jene von Kupfer, ihre Festigkeit 100 mal höher als jene von Stahl, ihr Gewicht aber viel geringer. Hinzu kommt eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit. Die Unternehmen von CarboRoad - einem Projekt der Innovationsallianz Carbon Nanotubes* (Inno.CNT) - haben sich zum Ziel gesetzt, das werkstofftechnische Potenzial der CNT mit der Verarbeitung von Reaktionsharzen zu kombinieren und für die Bauteile-Produktion zu nutzen. Als Mitglied des Projektteams meldet nun Tartler die Entwicklung einer neuen Misch- und Dosieranlage, in der sich das Kunstharz Araldite LY 556 mit verschiedenen CNT-Konzentrationen veredeln lässt. Mit Hilfe des innovativen 2K-Injektionssystems sollen sich Endprodukte wie etwa hochfeste Fahrradsattelstützen oder 1,6 Meter lange Rotorblattsegmente fertigen lassen.

Drastische Viskositätsanstiege
Die Anwendung der CNT ist eine besondere Herausforderung für die Misch- und Dosiertechnik, da schon Gewichtsanteile von unter einem Prozent zu drastischen Viskositätsanstiegen führen. Eine Injektionsanlage muss sich also für die prozesssichere Verarbeitung hochreaktiver, extrem viskoser CNT-Harze eignen. Wie Tartler mitteilt, spielt dabei die exakte Abstimmung der Steuerungstechnik mit den fluidtechnischen und mechanischen Komponenten der Systemlösung eine zentrale Rolle. Tartler habe diese Aufgabe durch die weitreichende Modifikation einer Anlage vom Typ Nodopur VS gelöst, die nun in der Lage sei, sowohl CNT-Konzentrationen von 0,01 und 0,25 als auch von 0,5 Gewichtsprozent zu verarbeiten.

Die CNT-Anlage habe eine Ausrüstung erhalten, die dem Ziel der Prozesssicherheit dient. Dazu gehören unter anderem Drucksensoren für die beheizten 10-Liter-Komponentenbehälter, drehzahlgeregelte Rührwerke (Servoantrieb), automatische Vakuumpumpen mit Vordruckkontrolle sowie eine verschleißfeste Zahnradpumpe für Drücke bis zu 50.000 mPas (A-Komponente) und eine Präzisionsdosierpumpe für ungefüllte, sehr niederviskose Härter (B-Komponente). Weitere besondere Kennzeichen sind die isolierten, beheizten Pumpen, der Volumenstromzähler, eine minimale Rezirkulation der Komponeten sowie der statisch-dynamische Elektro-Mischkopf. Der Ausstoß der Anlage liege bei maximal 0,5 Liter pro Minute und es lassen sich Mischungsverhältnisse von 100:100 bis 100:28 realisieren.

Sämtliche Funktionseinheiten und alle Prozessparameter der CNT-Injektionsanlage werden von einer Siemens S7 mit Touch Screen geregelt und gesteuert. Sie unterstützt sowohl den Datenaustausch mit übergeordneten Steuerungssystemen als auch die Injektionskontrolle mit automatischer Ausstoßregulierung und einen Online-Abgleich der Prozessdaten via Internet.