Leichtbau ein Profil geben

Melanie Steinbeck,

Pultrusion: Ein Verfahren, das Fasern unter Spannung formt

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 Eigenschaften gezielt einstellen.

Verwittert nicht, hält den Windlasten stand: Unterkonstruktion von Solaranlagen aus pultrudierten Profilen. © Fraunhofer IWU | KI-generiert

Die Vorteile liegen dabei nicht nur in der Materialperformance, sondern auch im Prozess selbst: hohe Produktionsgeschwindigkeiten, niedrige Herstellkosten und eine konstante Qualität machen pultrudierte Profile zunehmend attraktiv – auch für Anwendungen, die bislang anderen Werkstoffen vorbehalten waren. Dazu zählen Solaranlagen, Rotorblätter von Windkraftanlagen oder Komponenten in E-Auto-Batterien. In Betonkonstruktionen wiederum gelten die Profile klassischen Stahlarmierungen bereits als überlegen, da sie nicht korrodieren.

Leicht, lang, hochfest und vielseitig einsetzbar

Pultrudierte Profile zeichnen sich durch eine ungewöhnliche Kombination aus geringem Gewicht und hoher Steifigkeit aus. Gerade diese Materialeigenschaften eröffnen neue Einsatzfelder in der Energie- und Verkehrsinfrastruktur, aber auch in der Industrieproduktion selbst.

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Bereits heute werden sie etwa in Unterkonstruktionen von Solaranlagen eingesetzt. Dort müssen großflächige Paneele nicht nur getragen, sondern auch dauerhaft gegen Windlasten stabilisiert werden. Ähnliche Anforderungen gelten für Rotorblätter von Windkraftanlagen, bei denen gezielt auf verwindungssteife Strukturen gesetzt wird.

Alternative zur Stahlarmierung: Pultrudierte Armierungen halten Streusalz dauerhaft stand. © Fraunhofer IWU / KI generiert

Auch im Tiefbau und in der Bauwerksinstandhaltung rücken die Profile zunehmend in den Fokus. Pultrudierte Betonarmierungen (GFK-Rebars) sind Stahl in bestimmten Anwendungen überlegen, da sie salz- und korrosionsbeständig sind und die Lebensdauer von Brücken und Tunneln erheblich verlängern können. Das Material verrottet nicht, ist chemisch äußerst resistent und unempfindlich gegenüber Witterungseinflüssen.

In Batteriegehäusen und Unterbodenschutzsystemen von Elektrofahrzeugen kommen zudem leichte, crashsichere und elektrisch isolierende Strukturen zum Einsatz. In Schienenfahrzeugen wiederum lassen sich Kabelführungen und elektronische Komponenten direkt in das pultrudierte Profil integrieren – ein Ansatz, der auf multifunktionale Bauteile zielt, statt auf nachträglich montierte Einzellösungen.

Nachhaltigkeit als Treiber: der Wandel der Harzsysteme

Ein wesentlicher Grund für die aktuellen „Karriereaussichten“ der Profile liegt in der Weiterentwicklung der eingesetzten Harzsysteme. Denn lange Zeit basierte Pultrusion überwiegend auf duroplastischen Systemen, die nach der Aushärtung nicht recycelbar sind.

Inzwischen verschiebt sich der Fokus jedoch zunehmend in Richtung nachhaltiger Alternativen. Besonders thermoplastische Matrixsysteme gelten als Schlüsseltechnologie. Sie ermöglichen nicht nur eine vollständige Wiederverwertung am Ende des Lebenszyklus, sondern auch eine nachträgliche Umformbarkeit unter Wärmeeinwirkung.

Damit werden pultrudierte Profile auch aus ökologischer Perspektive interessant für Anwendungen mit hohen Lebensdaueranforderungen und gleichzeitig steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen – etwa in der Energieinfrastruktur oder im Verkehrswesen.

Komplexe Profilgeometrien im industriellen Maßstab

Am Fraunhofer IWU wurde das Pultrusionsverfahren in den vergangenen zehn Jahren kontinuierlich weiterentwickelt und technisch ausdifferenziert. Das Institut zählt heute zu den wenigen Einrichtungen, die komplexe Profilgeometrien im industriellen Maßstab realisieren können.

Zum Portfolio gehören dabei klassische Harzbadprozesse ebenso wie hochreaktive 2K-Systeme und thermoplastische Pultrusionen – sowohl reaktiv als auch schmelzebasiert. Besonders hervorgehoben wird zudem die Fähigkeit, gekrümmte Pultrusionsprofile herzustellen; nach Angaben des Instituts ist es weltweit die einzige Forschungseinrichtung mit dieser Möglichkeit.

Die wissenschaftliche Arbeit umfasst die gesamte Wertschöpfungskette: von der Bauteilauslegung über simulationsgestützte Prozessentwicklung bis hin zur Fertigung und Analytik. Das eingesetzte Materialspektrum reicht von hochreaktiven Harzsystemen über Thermoplaste bis hin zu Kohlenstoff- und Naturfasern.

Darüber hinaus arbeitet das Fraunhofer IWU an querschnittsveränderlichen Profilen und gradierten Strukturen. Ziel ist es, den Aushärtegrad lokal gezielt zu steuern, um die Verbundhaftung innerhalb eines Bauteils zu optimieren. Auch die Integration von Metallen oder Sensoren ist möglich. Prozessschritte wie Imprägnierung, Aushärtung und Verzug werden dabei nicht nur begleitet, sondern ebenfalls simuliert.

„Leichtbau ein Profil geben“: Forschung trifft Industrie

Im Juni findet ein Symposium zum Thema statt. Die sechste Ausgabe des Symposiums am 16. und 17. Juni 2026 markiert zugleich ein Jubiläum: zehn Jahre Pultrusion am Fraunhofer IWU. Unter dem Motto „Leichtbau ein Profil geben“ steht der Austausch zwischen Forschung und Industrie im Mittelpunkt.

Es wird eine Live-Pultrusion mit einem 'ProxximaTM' Harz-System zur Herstellung einer neuen Klasse duroplastischer Polyolefine gezeigt. Dabei werden Polymerketten chemisch vernetzt, sodass ein nicht schmelzbares, besonders formstabiles und temperaturbeständiges Netzwerk entsteht. Das System basiert auf einer mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Katalysatortechnologie und weist im Vergleich zu klassischen Duroplasten einen deutlich geringeren CO₂-Fußabdruck auf. Hinzu kommen eine extrem niedrige Viskosität und eine einstellbare Reaktivität, die die Wirtschaftlichkeit der Prozesse weiter erhöhen sollen.

Ein zweiter Schwerpunkt sind hybride Profile, deren Entwicklung das Institut über ein Jahrzehnt hinweg in mehreren öffentlich geförderten Projekten vorangetrieben hat. Gezeigt werden Ergebnisse zur Inline-Herstellung solcher Strukturen, die im Fahrzeugbau insbesondere im Crashfall hohe Energiemengen absorbieren können. Gleichzeitig sind sie mit klassischen Fügeverfahren wie dem Schweißen kompatibel – ein Ergebnis modifizierter, inzwischen patentierter Pultrusionsprozesse.

Ein Werkstoffsystem zwischen Effizienz und Transformation

Pultrudierte Profile bewegen sich damit zunehmend an der Schnittstelle zwischen klassischem Leichtbau und materialtechnischer Transformation. Ihre industrielle Relevanz wächst dort, wo hohe mechanische Belastbarkeit, geringe Masse und wirtschaftliche Fertigung zusammenkommen müssen – und zugleich neue Anforderungen an Nachhaltigkeit und Funktionsintegration entstehen.

Das Verfahren selbst, lange vor allem als Nischentechnologie betrachtet, entwickelt sich damit zu einem Baustein künftiger industrieller Materialsysteme.

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