用于制造纤维增强塑料的方法与流程

本发明涉及一种用于制造纤维增强塑料的拉挤方法，所述方法的执行通过计算机辅助仿真和合适的基础的热力学模型来改进。
背景技术：
生产率在拉挤过程中鉴于该方法的经济性起着突出的作用。通过提高生产速度，可以实现每时间单位更高的产量，使得生产成本降低。因此，为了优化该过程，绝对有必要理解：如何能够提高生产速度，并为此识别和实现关于化学、技术或过程的相应措施。在拉挤过程中连续地制造具有热固性基质的纤维增强型材。为此，单向纤维束、即所谓的粗纱和有时由玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维制成的附加的增强纺织品、如无序纤维垫（Wirrfasermatten）或织物从辊拉出并且首先被牵拉穿过注射箱或树脂浴，在所述注射箱或树脂浴中所述纤维用未反应的液体反应混合物浸湿。接着，将浸湿的纤维束牵拉穿过被加热的模具，在所述模具中在强制成型（Formzwang）的情况下进行反应混合物的硬化。通过拉出装置来保证纤维束或型材的连续运动。纤维的浸湿已经可以关于生产速度是限制性的。EP0712716A1和EP3466659A1涉及改进纤维的浸湿的拉挤方法。与此不同，在下文中考虑反应混合物在拉挤模具中的硬化和生产速度的影响。拉挤模具通常在整个长度上具有相同的成型横截面，典型地为约1m长，并且在拉挤方向上具有3至6个加热区，在所述加热区中温度可以单独地被调节。加热区例如由板状的电阻加热元件组成，所述电阻加热元件在上方和在下方并且如果需要的话也侧向地被压到模具上。由加热板将热流传递到模具中，并且从那里又传递到被移动的和被浸湿的纤维束中。纤维束中提高的温度加速基质树脂的化学反应。目标是在拉挤模具的末端达到足够高的硬化程度，以便型材是稳定的。不过，随着生产速度升高，纤维束在被加热的模具中的停留时间降低，使得更少的时间可用于反应并且按趋势在模具的末端处达到更低的硬化程度。因此，根据生产速度适配加热板的温度（越快则越热），以补偿较短的停留时间。然而，由于纤维束之内的比较低的热传导和大份额的同样必须被加热的增强纤维，所以温度和因此还有硬化程度在纤维束或塑料型材的横截面中是局部不同的。这尤其在厚壁的型材的情况下明显。纤维束中的温度分布和反应转化分布越不均匀，则出现组件缺陷、如翘曲或裂纹的概率就越大。这种影响由于更高的外部模具温度还被放大。此外，不允许超过基质中的确定温度，以便不分解该基质。此外，对于过程的稳定性而言，例如关于拉出力的水平，所谓的凝胶区的长度以及位置是重要的。这两个标准同样受拉挤速度以及模具温度影响。因此，在一方面生产速度与另一方面产品或过程质量之间存在目标冲突。该目标冲突通常通过如下方式来应付，即在生产试验中的迭代过程中改变拉挤速度和模具温度，直到找到令人满意的过程点。这种处理方式与相当大的时间和材料耗费相关联，并且必须针对每个新化学系统、每个型材几何形状和每个模具配置重新被执行。此外，根据所要求的组件质量找到拉挤速度的上限是困难的。此外，一些组件缺陷在生产之后的一段时间才显示出，使得可能发生提高的废品。技术实现要素：因此，很希望开发一种方法，所述方法能够实现在足够高的组件质量的情况下鉴于尽可能高的生产速度识别最优的模具温度，而没有上面提到的缺点。任务是提供一种拉挤方法，利用该拉挤方法可以以简单的方式在同时保持所制造的产品的良好质量的情况下实现尽可能高的生产速度。令人惊讶地，该任务可以通过仿真辅助方法来实现，其中基于根据拉挤过程的时间和温度对塑料反应系统的反应变化过程的建模，尤其仿真模具中的热传导过程以及针对纤维束内的任意位置所得到的温度和反应状态。借助根据本发明所使用的仿真，可以针对由生产速度和模具温度构成的任意组合预测：是否获得所要求的组件质量、最低转化率、最大温度以及在型材中允许的温度和转化率差。此外，也可以因此检验和优化具有不同的加热板和可能在模具中所需的型芯的模具的热设计，以便在型材中构成空腔。上面提到的迭代过程可以借助计算机仿真已经在模具的构造阶段中执行。通过例如基于自学习算法的现代优化软件，可以因此针对给定的型材-模具配置令人惊讶地找到最优的解决方案和尽可能高的生产速度。利用根据本发明的方法所确定的解决方案可以不复杂地被转用于以后的生产。此外，利用以下所描述的仿真辅助方法可能的是，预先虚拟地确保预期的生产速度的水平，这能够实现对所拉挤的型材的更好的成本估计。本发明的主题是用于基于连续纤维、连续纤维束（粗纱）或纺织半成品以及液体反应树脂混合物（塑料反应系统）制造纤维增强塑料型材的拉挤方法，所述方法包括如下步骤：i）将连续纤维、连续纤维束或纺织半成品牵拉通过注射箱或通过树脂浴，ii）将液体反应树脂混合物提供到注射箱或树脂浴中，以浸湿连续纤维、连续纤维束或纺织半成品，iii）将被浸湿的连续纤维、连续纤维束或纺织半成品从注射箱或树脂浴中牵拉到可调温的模具的腔室中，用于在构成纤维增强型材的情况下硬化反应树脂混合物，，iv)将纤维增强型材从腔室中拉出，其特征在于，a）在至少一个初步试验中，在时刻t0在起始温度T0下混合反应树脂混合物的组分，并且在至少两个其他时刻t1和t2确定在反应树脂混合物中的组分反应期间相应的温度T1和T2以及反应转化率r1和r2，b）在a）下所确定的测量值被用于确定预给定的热力学计算模型的参数，所述热力学计算模型针对所使用的反应树脂混合物描述针对任意起始条件的温度和反应转化率的时间进展，c）利用在b）下所确定的参数和热力学计算模型和塑料型材以及拉挤模具的几何形状数据在有限元方法（FEM）仿真软件（例如ABAQUS®）中仿真在步骤iii）中所描述的硬化过程，d）在迭代方法中利用在c）下所执行的仿真确定在腔室的入口处和在腔室的其他区段中优化的模具温度，所述模具温度能够实现在遵守预给定的质量特征的情况下尽可能高的速度，e）在腔室中在使用优化的模具温度的情况下执行拉挤。预给定的质量特征优选地是-在腔室的末端处在塑料型材中应达到的最低转化率rmin，和/或-在腔室的末端处平均在塑料型材中应存在的平均转化率rmittel，和/或-在腔室中的任何点处在塑料型材中不应被超过的最大温度Tmax，和/或-在腔室的末端处在塑料型材中不允许被超过的最大温度差∆Tmax，和/或-在腔室的末端处在塑料型材中不允许被超过的最大转化率差∆rmax，和/或-模具中的凝胶区的不应被超过的长度Lgel，和/或-模具中的应位于确定的区域中的凝胶区的位置xgel。在下文中详细地描述根据本发明的方法的各个步骤。首先，必须描述所使用的塑料反应系统（反应树脂混合物）的放热反应行为。基于用于描述反应系统的已知方案，在如下微分方程的基础上开发了描述放热塑料反应系统的半经验方案：（1）dr/dt=ktot⋅(1-r)n（2）1/ktot=1/kkin 1/kdiff（3）kkin=k0⋅exp[-Ea/RT] kauto,0⋅exp[-Eauto/RT]⋅rm（4）kdiff=kdiff,0⋅exp[-Ediff/RT]⋅(xdiff (1-xdiff)/(1 (exp[r-rinfl])p))（5）dT/dt=ΔTad⋅dr/dt在此情况下：r意指反应转化率（在步骤a）中被测量和/或计算并在步骤b）中被用于热力学模型中的参数确定以及在步骤c）中被仿真）t意指时间（在步骤a）中被测量并在步骤c）中被预给定）ktot意指总速度常数（在步骤b）和c）中根据方程（2）被计算）n意指反应级数（在步骤b）中所计算的参数）kkin意指动力学速度常数（分别在步骤b）和c）中根据方程（3）被计算），kdiff意指扩散速度常数（分别在步骤b）和c）中根据方程（4）被计算）k0意指动力学指前因子（在步骤b）中所计算的参数）Ea意指动力学活化能量（在步骤b）中所计算的参数）R意指通用气体常数T意指反应树脂混合物的温度（在步骤a）中被测量并在步骤c）中被计算）kauto,0意指自动催化指前因子（在步骤b）中所计算的参数）Eauto意指自动催化活化能量（在步骤b）中所计算的参数）m意指自动催化指数（在步骤b）中所计算的参数）kdiff,0意指扩散指前因子（在步骤b）中所计算的参数）Ediff意指扩散活化能量（在步骤b）中所计算的参数）xdiff意指用于减小扩散速度常数的值（在步骤b）中所计算的参数）rinfl意指凝胶转化率（在步骤b）中所计算的参数）p意指扩散指数（在步骤b）中所计算的参数）∆Tad意指绝热温度提高（优选地在步骤a）中被测量）。作为替代的热力学计算模型也可以使用如下耦合微分方程：（1）dr/dt=ktot⋅(1-r)n（2）1/ktot=1/kkin 1/kdiff（3）kkin=kBT/h⋅exp[-ΔHkin/RT ΔSkin/R] kBT/h⋅exp[-ΔHauto/RT ΔSauto/R]⋅rm（4）kdiff=kBT/h⋅exp[-ΔHdiff/RT ΔSdiff/R]⋅(xdiff (1-xdiff)/(1 (exp[r-rinfl])p))（5）dT/dt=ΔTad⋅dr/dt，其中r意指反应转化率（在步骤a)中被测量和/或计算并在步骤b）中被用于热力学模型中的参数确定并在步骤c）中被仿真）t意指时间（在步骤a）中被测量并在步骤c）中被预给定）ktot意指总速度常数（在步骤b）和c）中根据方程（2）被计算）n意指反应级数（在步骤b）中所计算的参数）kkin意指动力学速度常数（分别在步骤b）和c）中根据方程（3）被计算）kdiff意指扩散速度常数（分别在步骤b）和c）中根据方程（4）被计算）kB意指玻尔兹曼常数h意指普朗克常数ΔHkin意指动力学活化焓（在步骤b）中所计算的参数）ΔSkin意指动力学活化熵（在步骤b）中所计算的参数）R意指通用气体常数T意指反应树脂混合物的温度（在步骤a）中被测量并在步骤c）中被计算）ΔHauto意指自动催化活化焓（在步骤b）中所计算的参数）ΔSauto意指自动催化活化熵（在步骤b）中所计算的参数）m意指自动催化指数（在步骤b）中所计算的参数）ΔHdiff意指扩散活化焓（在步骤b）中所计算的参数）ΔSdiff意指扩散活化熵（在步骤b）中所计算的参数）xdiff意指用于减小扩散速度常数的值（在步骤b）中所计算的参数）rinfl意指凝胶转化率（在步骤b）中所计算的参数）p意指扩散指数（在步骤b）中所计算的参数）∆Tad意指绝热温度提高（优选地在步骤a）中被测量）。在执行步骤b）之前，要计算的参数的值范围必须被限制为物理上有意义的值。这些值范围可以从一般可得到的文献中得悉。在微分方程中使用来自上面提到的值范围的值，并且将这样所计算出的反应转化率和温度与在步骤a）中所测量的值进行比较并一直迭代，直到所计算出的反应转化率和温度与所测量的反应转化率和温度尽可能好地一致。由此，微分方程与在步骤a）中所测量的数据适配。上面提到的参数中的大多数可以在确定的极限内变化，以便使首先通用的模型与例如特定的塑料反应系统适配。这借助在具有不同的起始温度（例如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃）的初步试验中在要描述的塑料反应系统的反应期间多次的温度和转化率测量来进行。经由模型的参数的变化来识别最好地描述所测量的温度和转化率变化过程的那些值。由于存在参数值的几乎无限大数量的可能组合，所以例如可以借助MicrosoftExcel中的所谓的Excel求解器（Solver）来进行最优解决方案的确定。Excel求解器能够实现，通过多个起始值和相关联的梯度方法来找到参数值的组合，所述参数值使模型和测量值之间的偏差在误差平方和的意义上最小化。在近似绝热初步试验中进行针对不同起始温度（不仅材料温度而且环境温度）的温度和转化率变化过程的测量。为此，将反应混合物聚集在一起并且混合，填充到绝热容器中，并在反应期间在容器的中间测量温度。借助在不同时刻的点测，优选地可以跟踪在反应期间的反应转化率的变化（例如在聚氨酯反应系统的情况下通过IR测量来确定NCO含量）用以控制。替代地，例如可以根据方程（5）从温度提高ΔTad确定转化率。如果针对化学系统确定了模型的参数，则所述模型描述在绝热条件下针对任意温度变化过程的纯反应系统的反应进展。不过，实际的拉挤过程复杂许多倍。塑料反应系统与增强纤维混合并被牵拉通过具有不同温度区的被加热的模具，由此边界条件持久地变化，并且发生来自/向模具的传热。为了描述该复杂的过程，在技术上广泛流行的有限元方法（FEM）被用作仿真模型。根据以下的图1示例性地更详细地解释仿真的原理流程。图1作为流程图示出FEM计算的根据本发明的执行。在步骤101中，基于拉挤型材的几何形状，在CAD（computer-aideddesign（计算机辅助设计））软件中构造为此所需的具有不同的加热板和可能所使用的型芯的模具，以便在型材中构成空腔。在步骤102中，根据通常的现有技术从CAD数据生成FEM网络。针对热计算，规定模具、加热板和可能存在的型芯的材料数据（例如热容量、热导率、密度）。附加地，针对所有交换热的面定义相应的边界条件（例如温度、热流、导热系数）。当然，还必须考虑部件彼此间、例如在加热板和模具之间以及在模具和拉挤型材之间的相互的热交换。在步骤103中，进行起始条件、诸如不同的加热板、模具的温度或加热功率和拉挤速度的预给定。如在步骤iii）下所描述的，将半成品从注射箱或树脂浴牵拉到可调温的模具的腔室中，以便在构成纤维增强型材的情况下硬化反应树脂混合物。因此，在步骤105中纤维增强型材通过模具的腔室的材料运输在步骤105中作为通过固定模具的对流质量运输来仿真。质量运输的速度利用在步骤103中拉挤速度的预给定来规定。从加热板将热流传递到模具中并且从那里又传递到被移动的和被浸湿的纤维束中。纤维束中提高的温度加速基质树脂的化学反应，其中所述反应又基于放热释放热量并且导致纤维束中的进一步的温度升高。因此，为了数学描述在步骤104中需要用于塑料反应系统的反应变化过程的热力学模型。在方程（1）至（5）中所示出的半经验方案被证明是特别有利的。在步骤105中，所述方案被集成在商业FEM软件、诸如ABAQUS®中。在ABAQUS®中，所述方程可以在所谓的“用户子程序”中在考虑纤维束的对流质量运输的情况下被建模，其中这些方程仅描述塑料基质的化学反应。纤维本身并不参与反应；但是，纤维根据其在总纤维基质体积中的体积份额以及根据其密度、热容量和热导率来吸收热量。在步骤106中，利用已知的用于描述传热过程和加热过程的物理定律在特别考虑在步骤105中所定义的纤维束通过模具的运动的情况下进行参与的部件（加热板、模具、可能使用的型芯和纤维束）的热交换的实际FEM计算。在仿真之后不仅针对沿模具的纤维束中的确定的点（例如型材中心、型材角点）存在反应转化率r和温度T的变化过程，而且针对在拉挤方向上的确定的位置存在反应转化率r和温度T在型材的横截面中的分布。尤其应注意的是，在生产方向上的确定的位置（例如在纤维束进入腔室之后0.5m）处，并非在整个型材横截面中都存在相同的反应转化率以及相同的温度，而是例如在型材的边缘处与在型材中心相比可以存在更高的温度和更高的反应转化率，反之亦然。从针对纤维束/塑料型材中的温度和反应转化率所计算的值可以确定以下所定义的质量特征，根据所述质量特征可以评定和比较该过程以及所制造的型材的品质。除了在拉挤方向上的确定的位置处的反应转化率以及温度的值之外，所谓的凝胶区的长度和位置也是重要的。在达到胶凝转化率rinfl时，反应混合物从液体转为固态。凝胶区是拉挤模具中的如下区域，在该区域中反应混合物实现胶凝转化。因为在沿着拉挤模具的长度的不同位置处的型材横截面中的不同点处实现凝胶转化，所以凝胶区是三维的被拉长的面。凝胶区的长度说明：所述面在拉挤方向上延伸多远。凝胶区的位置说明：在拉挤模具中所述面位于何处。具有基础材料模型的仿真模型可以如上面所描述的那样被用于优化过程参数。为了优化，定义质量特征，应实现所述质量特征中的至少一个或多个特征。例如，这些特征可以是：-最低转化率rmin，在腔室的末端处在塑料型材中的横截面的所有点中应至少达到所述最低转化率；-平均转化率rmittel，在腔室的末端处在塑料型材中应平均存在所述平均转化率。平均转化率对应于塑料型材的横截面中反应转化率的所有值的平均值；-最大转化率差∆rmax，在腔室的末端处在塑料型材中不允许超过所述最大转化率差。转化率差表示型材横截面中的转化率的最大值与最小值之间的差；-最大温度Tmax，在腔室中的任何点处都不应超过所述最大温度；-最大温度差∆Tmax，在腔室的末端处在塑料型材中不允许超过所述最大温度差。温度差表示型材横截面中的温度的最大值与最小值之间的差；-模具中的凝胶区的不应被超过的长度Lgel。凝胶区的长度说明：三维面在拉挤方向上延伸多远，在该三维面中型材横截面中的每个点实现凝胶转化；和/或-模具中的凝胶区的位置xgel，该凝胶区应位于确定的区域中。凝胶区的位置说明：三维面在拉挤模具中在何处，在该三维面中型材横截面中的每个点都实现凝胶转化。针对各个或所有质量特征，视塑料反应系统而定可以预给定数值，所述数值根据经验导致所要求的组件质量或过程稳定性。这些值形成仿真或优化的目标值。在步骤107中进行在步骤106下存在的结果满足目标值到何种程度的比较。如果未达到目标值，则从步骤103起以尤其加热板的温度的改变的预给定重新执行计算。如果没有所计算出的温度变量导致目标，则最后成功的拉挤速度与沿着加热区的相关温度分布从步骤108转交给步骤109，以便将这些值用于生产的开始。如果在步骤107中存在满足目标值的温度组合，则在步骤108中提高拉挤速度并且从点103起重新经历计算。所描述的优化（根据步骤c）的仿真和根据步骤d）的迭代）可以以至少两种方式进行：i）手动的：为此首先研究各个过程参数的变化（例如区2中的加热板温度的提高）以及多个过程参数的同时变化对仿真结果的影响。这可以针对不同的生产速度进行。根据在步骤107中仿真结果和目标值之间的不断比较，可以有针对性地识别和改变鉴于目标值具有积极影响的那些参数。因此，通过多次迭代找到用于使生产速度最大化的至少一个有利的解决方案。ii）自动化的和软件辅助的：在i）中所描述的手动迭代和优化也可以由商业软件（例如optiSLang）承担。软件自主地执行步骤序列：“预给定过程参数（103）”—“利用仿真模型计算转化率和温度（106）”—“与目标值比较（107）和提高拉挤速度（108）”—“为下一次仿真预给定新的过程参数（103）”。通过例如自学习算法，有些软件能够自己建立过程参数和仿真结果之间的关系并且这样找到最优的解决方案。从FEM仿真还可以获得其他重要的知识，例如加热区的功率、数量和长度是否足够。同样可以借助非平稳计算来估计从在生产开始的启动状态直至达到平稳的生产运行所需的持续时间。因此，可以评定技术措施、诸如提高加热功率、减少模具表面和加热板表面的热损失对缩短该启动阶段的有效性。在上面提到的计算和仿真之后，如下执行拉挤过程以用于制造纤维增强塑料拉挤物（Kunststoffpultrudaten）：连续纤维、连续纤维束或纺织半成品被牵拉通过注射箱或树脂浴。将用于浸湿连续纤维、连续纤维束或纺织半成品的液体反应树脂混合物提供到注射箱或树脂浴中。被浸湿的连续纤维、连续纤维束或纺织半成品从注射箱或树脂浴被牵拉到可调温的模具的腔室中，用于在构成纤维增强型材的情况下硬化反应树脂混合物。在此，在模具的长度上的温度根据所计算出的温度来调节，并调节所计算出的拉出速度。纤维增强型材从腔室中被拉出，并且在冷却之后根据期望的长度被切割。在本申请的意义上，“连续纤维”意指对于本领域技术人员已知的纤维、诸如无机纤维、有机纤维、金属纤维、天然纤维，优选地玻璃纤维和碳纤维，特别优选地玻璃纤维。在此，“连续纤维”被理解为具有至少数米的长度的纤维材料。所述纤维例如从辊或线轴展开。在此，作为纤维材料可以使用单纤维、所谓的纤维粗纱、编织纤维、纤维垫、纤维条（Fasergelege）和纤维织物。尤其，在纤维复合材料、如编织纤维、加捻纤维或纤维织物的情况下，在这些纤维复合材料中所包含的单纤维中也可以包含更短的单纤维。但是，纤维复合材料本身必须作为连续材料存在。在本发明的一种优选的实施方式中，玻璃纤维以纤维粗纱的形式使用。针对塑料型材的制造，优选地使用基于聚氨酯反应混合物或聚异氰脲酸酯混合物的液体反应树脂混合物。这种聚氨酯反应混合物优选地包含：多异氰酸酯组分（A），多元醇组分（B），该多元醇组分由：b1）多元醇b2）必要时增链剂和/或交联剂，b3）必要时催化剂，b4）必要时助剂和/或添加剂构成，和内部脱模剂（C）。聚氨酯拉挤物优选地具有40-80体积％的连续纤维。聚氨酯树脂优选地具有>1.05g/cm3的密度。可用于拉挤方法的聚氨酯反应混合物从文献中充分已知并详细地被描述。可用于拉挤方法的液体聚异氰脲酸酯混合物例如可以是有机脂肪族和/或芳香族聚异氰酸酯。将根据以下的示例更详细地解释本发明。示例：使用了以下聚氨酯反应系统：100重量份的聚醚多元醇混合物，其由28.5重量%的基于环氧丙烷的以甘油起始的聚醚（OHZ235mgKOH/g）、26重量%的基于环氧丙烷的以甘油起始的聚醚（OHZ1050mgKOH/g)、23.8重量%的基于环氧丙烷的以甘油起始的聚醚（OHZ400mgKOH/g）、9.8重量%的基于环氧丙烷的以丙二醇起始的聚醚（OHZ28mgKOH/g）和9.3重量%的基于环氧丙烷的以丙二醇起始的聚醚（OHZ515mgKOH/g）以及2重量%的UOP公司的MOLSIV®L粉末（A型沸石的钾钙铝硅酸钠）和0.67重量％的作为催化剂的2,2'-[(二辛基亚锡)双(硫代)]双乙酸二异辛酯（例如FormrezUL-29）构成。135重量份的混合物，其由单体和聚合二苯甲烷二异氰酸酯（MDI），其具有在20℃下约290mPa*s的粘度、2.9的官能度和31.4%的NCO含量。4重量份的Tech-LubeHB-550-D（内部脱模剂）。作为连续纤维使用了：具有4800tex的细度的单向玻璃纤维粗纱。所仿真的型材的纤维重量含量为80%。如上面所描述的，在初步试验中在起始温度30℃、40℃、50℃、60℃、70℃和80℃下测量了在所使用的聚氨酯系统的化学反应期间温度以及反应转化率的时间进展。借助Excel求解器确定了预先确定的热力学模型的最佳地描述反应树脂混合物中的温度和反应转化率的时间进展的那些参数。用于描述所使用的聚氨酯系统的最优参数是：#参数单位值1r-可变2ts可变3ktot1/s根据方程（2）计算4n-25kkin1/s根据方程（3）计算6kdiff1/s根据方程（4）计算7k01/s20.283878EaJ/mol250009R(kg*m²)/(s²*mol*K)8.314459810TK可变11kauto,01/s3.8568712EautoJ/mol8385.232213m-2.4489214kdiff,01/s3.54*101215EdiffJ/mol98966.0736116xdiff-017rinfl-0.8678918p-10019∆TadK154.16321接着，在FEM仿真软件ABAQUS®中对包括电加热元件的拉挤模具进行建模。该模型包含以下细节：-拉挤模具的长度：1000mm-拉挤模具的高度：90mm-拉挤模具的宽度：220mm-利用拉挤模具制成的型材的几何形状：具有115mm宽度和3mm厚度的矩形型材-各具有75mm长度的12个加热元件，其中分别6个在上方和在下方相对地均匀地分布在拉挤模具的长度上。在生产试验中，处于相同的纵向位置上的加热板的温度被调节为相同的，这导致6个相互独立的加热区温度。利用拉挤模具的FEM仿真模型、所确定的预给定的热力学模型、以及加热板温度、所制造的型材的纤维体积含量以及拉挤速度的预给定，计算了在纤维束通过拉挤模具时温度以及反应转化率的时间或空间变化。为了评估仿真模型，将针对型材中的不同位置所计算的温度的变化过程以及两个不同的拉挤速度与在所执行的过程中的温度的测量值进行比较。该比较显示出仿真和测量之间的小的偏差，使得可以假定：仿真模型足够精确地描述现实。示例性地如上面所描述的那样利用法国DassaultSystèmes公司的FEM软件ABAQUS®R2016xHotFix9以不同的过程参数执行了总共三次仿真。所述参数是：值HT1是位于模具的开端处的加热板的温度，在所述开端处纤维束进入模具的腔室中。HT2是在生产方向上随后的加热板的温度等等。HT6是在模具的末端处的加热板的温度，在所述末端处纤维束从模具的腔室中离开。在仿真#2中，与#1相比提高了生产速度。在仿真#3中，与#2相比提高了加热区温度。目标是实现尽可能高的生产速度，而不负面地影响预给定的质量特征。作为在进入模具的腔室中时纤维束的起始温度，预给定了25℃并且预给定了具有0的最初的反应转化率。作为目标值，预给定了如下值：-出口横截面中的平均转化率rmittel>0.8-在模具中的任何点处的型材横截面中都不应被超过的最大温度，Tmax<200℃。在仿真#1中，在0.5m/min的生产速度的情况下计算出在出口横截面中的rmittel,1=0.9的平均转化率。模具中的最大温度Tmax,1为178.9℃。因此，达到了两个目标值。然而，如果在加热区的相同温度下将生产速度提高到1.5m/min（仿真#2），则仅还达到rmittel,2=0.76的平均转化率。该转化率位于预给定的目标值之下。最大温度为Tmax,2=181.1℃。为了在1.5m/min的生产速度的情况下还是达到预给定的转化率，在仿真#3中提高加热区温度。这导致rmittel,3=0.84的所计算出的转化率并且因此达到预给定的目标值。最大温度为Tmax,3=195.7℃并且因此位于200℃的上限之下。通过根据本发明的处理方式，因此可以针对该模具识别出优化的温度设定，所述温度设定能够实现在遵守目标值的情况下生产速度的提高。拉挤可以利用优化的模具温度成功地执行并获得质量上高级的拉挤物。当前第1页12