DE102011108287A1 - Fiber-reinforced plastic (FRP) composite component for fiber matrix semi-finished product used for motor vehicle, has component region with matrix material which is foamed to form deformation region - Google Patents

Fiber-reinforced plastic (FRP) composite component for fiber matrix semi-finished product used for motor vehicle, has component region with matrix material which is foamed to form deformation region Download PDF

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Abstract

The FRP composite component (10) has two component regions (11,12) having different mechanical properties. The component regions are formed with matrix materials respectively. One component region (12) with matrix material is foamed to form a deformation region. A fiber layer is extended over the component regions. Independent claims are included for the following: (1) method for manufacturing FRP composite component; and (2) method for manufacturing fiber matrix semi-finished product.

Description

Die Erfindung betrifft ein faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil und Verfahren zum Herstellen desselben sowie ein Faser-Matrix-Halbzeug und dessen Herstellung.The invention relates to a fiber-reinforced plastic composite component and method for producing the same and a fiber-matrix semifinished product and its production.

Im Zuge der Leichtbauweise, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, werden zunehmend Verbundbauteile aus Verstärkungsfasern in polymerer Matrix, auch in Sandwichbauweise mit einem Kernmaterial von geringer Dichte, eingesetzt.In the course of lightweight construction, especially in the automotive sector, composite components of reinforcing fibers in polymeric matrix, even in sandwich construction with a core material of low density, are increasingly being used.

Aus dem Stand der Technik ist die Herstellung von Verbund-Strukturbauteilen beispielsweise im RTM-Verfahren (Resin Transfer Moulding) bekannt, bei dem Fasern, Faserlagen oder Faserhalbzeuge (sogenannte Prewovens oder Preformen) in einen Formhohlraum des RTM-Werkzeugs eingelegt werden, in die ein aushärtbares polymeres Matrixmaterial eingespritzt wird, bei dem es sich häufig um duroplastische oder elastomere Reaktionsharze handelt, das aber auch eine thermoplastische Kunststoffschmelze sein kann. Dieses Matrixmaterial wird mittels Kolben von einer meist beheizten Vorkammer über Verteilerkanäle in den Formhohlraum eingespritzt, infiltriert das Fasermaterial und härtet je nach Matrixmaterial unter Wärmezu- oder abfuhr und Druck aus. Um Lufteinschlüsse zu vermeiden, kann die Kavität vor dem Einspritzen evakuiert werden.From the prior art, the production of composite structural components, for example in the RTM process (Resin Transfer Molding) is known in which fibers, fiber layers or semi-finished fiber products (so-called Prewovens or preforms) are inserted into a mold cavity of the RTM tool, in a curable polymeric matrix material is injected, which is often thermosetting or elastomeric reaction resins, but which may also be a thermoplastic resin melt. This matrix material is injected by means of pistons from a mostly heated prechamber via distribution channels into the mold cavity, infiltrates the fiber material and hardens depending on the matrix material under heat supply or removal and pressure. To avoid air pockets, the cavity can be evacuated prior to injection.

Alternativ zu dem RTM-Prozess wird für die Herstellung von Verbund-Strukturbauteilen das SMC-Verfahren (Sheet-Moulding-Compound-Verfahren) eingesetzt. Dabei werden die Fertigungskomponenten Verstärkungsfasern und Matrixmaterial, etwa Glasfasern und ein Reaktionsharz, angeteigt und in Form, etwa Platten- oder Folienform, gebracht, um so ein Faser-Matrix-Halbzeug zu schaffen, das dann beispielsweise nach Zuschnitt durch Fließpressen zum fertigen Bauteil weiterverarbeitet werden kann. Entsprechend ergeben sich die Eigenschaften des fertigen Bauteils aus Matrixmaterial und Verstärkungsfaser, wobei gängige Matrixmaterialien duroplastische Reaktionsharze wie Polyester- oder Vinylesterharze sind, die üblicherweise mit Füllstoffen und Additiven versetzt werden. Zum Fließpressen wird das Faser-Matrix-Halbzeug in ein heizbares Presswerkzeug gegeben, um das Matrixmaterial des Faserhalbzeugs fließfähig zu machen, so dass es das Fasermaterial ideal durchdringen kann; ferner erfolgt im Presswerkzeug die Formgebung des mit dem Matrixmaterial imprägnierten Fasermaterials und das geformte Bauteil kann aus dem Presswerkzeug entformt werden, wenn das Matrixmaterial ausgehärtet ist. Das Faser-Matrix-Halbzeug kann als Additiv etwa ein Trennmittel aufweisen, das dazu vorgesehen ist, bei dem genannten Pressprozess in dem heißem Presswerkzeug an die Oberfläche des Halbzeugs zu gelangen, um zu verhindern, dass das Matrixmaterial an den Werkzeugoberflächen der Presse anhaftet.As an alternative to the RTM process, the SMC (sheet-molding-compound) process is used for the production of composite structural components. In this case, the manufacturing components reinforcing fibers and matrix material, such as glass fibers and a reaction resin, angeteigt and in shape, such as plate or foil form brought to create a fiber-matrix semi-finished, which are then further processed, for example, after cutting by extrusion to finished component can. Accordingly, the properties of the finished component of matrix material and reinforcing fiber, wherein common matrix materials thermosetting reaction resins such as polyester or vinyl ester resins, which are usually mixed with fillers and additives. For extrusion, the fiber-matrix semi-finished product is placed in a heatable pressing tool to make the matrix material of the semi-finished fiber flowable, so that it can penetrate the fiber material ideal; Furthermore, the shaping of the fiber material impregnated with the matrix material takes place in the pressing tool and the shaped component can be removed from the pressing tool when the matrix material has hardened. As an additive, the fiber-matrix semifinished product may have, for example, a release agent which is intended to reach the surface of the semifinished product during the said pressing process in the hot pressing tool in order to prevent the matrix material from adhering to the tool surfaces of the press.

Die Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Sandwichbauteilen kann im so genannten RIM-Verfahren (Reaction Injection Moulding) erfolgen. Dazu werden Verstärkungslagen, wie etwa Glasfasermatten und flächige Abstandslagen, z. B. eine Kernschicht, in der vorgesehenen Reihenfolge in ein Formwerkzeug eingelegt, dessen Formhohlraum mit einem Matrixmaterial aufgefüllt wird, so dass nach dem Aushärten dieser eingespritzten Matrix das Sandwichverbundbauteil entformt werden kann.The production of fiber composite sandwich components can be carried out in the so-called RIM process (Reaction Injection Molding). These reinforcing layers, such as glass fiber mats and flat spacer layers, z. B. a core layer, inserted in the intended order in a mold, the mold cavity is filled with a matrix material, so that after curing of this injected matrix sandwich composite component can be removed from the mold.

In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 198 09 272 A1 ein Faserverbundwerkstoff-Sandwichbauteil, insbesondere Kraftfahrzeugkarosserieteil, wobei ein in einer vorgegebenen Gestalt geschäumter Schaumkern oder Schaumkernvorformling vorgesehen ist, um die abstandshaltende Kernschicht der Sandwichkonstruktion zu bilden. Weiterhin sind zwei Fasergelegevorformlinge vorgesehen, die die Verstärkungsstrukturen der beiden Deckschichten des Sandwichaufbaus bilden. Hierfür sind Verstärkungsfaserbündel in jeweils schichtweise unterschiedlicher unidirektionaler Faserorientierung aufeinander gelegt, zu einem multidirektionalen bzw. multiaxialen Fasergelege vernäht und in einem Umformprozess in eine vorgegebene Gestalt formgepresst. Die Fasergelegevorformlinge und der Schaumkern bzw. Schaumkernvorformling sind in eine Reaktionskunststoffmatrix eingebettet, um den Gesamtverbund herzustellen.In this context, the describes DE 198 09 272 A1 a fiber composite sandwich component, in particular a motor vehicle body part, wherein a foamed in a predetermined shape foam core or Schaumkernvorformling is provided to form the spacer core layer of the sandwich construction. Furthermore, two fiber-laid preforms are provided which form the reinforcing structures of the two cover layers of the sandwich construction. For this purpose, reinforcing fiber bundles are superposed in layers of different unidirectional fiber orientation, sewn into a multidirectional or multiaxial fiber fabric and pressed into a predetermined shape in a forming process. The fiber web preforms and the foam core or preform are embedded in a reaction plastic matrix to make the overall composite.

Ferner ist in der DE 10 2006 056 167 A1 ein Leichtbau-Formteil in Sandwichbauweise und ein entsprechendes Herstellungsverfahren offenbart. Das Leichtbau-Formteil umfasst einen Kernbereich aus einem Leichtbau-Verbundwerkstoff, der ein Matrixmaterial und ein leichtes Füllstoffmaterial auf Basis von Metallschaumgranulaten oder Hohl- bzw. Mikrohohlkugeln aufweist; sowie oberflächliche oder oberflächennahe Deckschichten, die mindestens eine Lage aus Fasermaterial und das Matrixmaterial aufweisen. Die Lage (bzw. Lagen) aus Fasermaterial der Deckschichten ist (bzw. sind) in das Matrixmaterial des Kernbereichs integriert und bilden damit einen besonders guten Verbund der Deckschichten mit dem Kernbereich.Furthermore, in the DE 10 2006 056 167 A1 discloses a lightweight molded part in sandwich construction and a corresponding manufacturing method. The lightweight molded part comprises a core region made of a lightweight composite material comprising a matrix material and a lightweight filler material based on metal foam granules or hollow or hollow microspheres; as well as superficial or near-surface cover layers which have at least one layer of fiber material and the matrix material. The layer (or layers) of fiber material of the cover layers is (or are) integrated into the matrix material of the core region and thus forms a particularly good composite of the cover layers with the core region.

Aus der WO 2010/040359 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Polymerverbundbauteils durch Harzinfiltration bekannt, bei dem die Harzeigenschaften für verschiedene Bauteilbereiche modifiziert werden. Bei dem Bauteil handelt es sich insbesondere um eine Windturbinenschaufel, deren Fußende hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften wie Bruchzähigkeit, Rissausbreitungsgeschwindigkeit und Steifigkeit optimiert ist. Das Verfahren umfasst die Anordnung eines Verstärkungsmaterials wie Faserlagen in einem Formhohlraum, der Harzeinlässe für zwei unterschiedliche Harze hat, die unterschiedliche mechanische Eigenschaften nach dem Aushärten aufweisen. Das Verfahren umfasst ferner das gleichzeitige Zuführen beider Harze in unterschiedliche Bereiche des Formhohlraums über die jeweiligen Einlässe und das Überführen der Harze in das Verstärkungsmaterial, so dass sich die Harze zumindest teilweise in einem dritten Bereich des Formhohlraums mischen. Die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften werden durch Zusätze hervorgerufen, die einem der Harze zugesetzt werden und bei denen es sich um Siliziumdioxid, Titandioxid, Bariumsulfat und Carbon-Nanoröhren handeln kann.From the WO 2010/040359 A1 For example, a method of making a polymer composite by resin infiltration is known in which the resin properties are modified for different device areas. The component is in particular a wind turbine blade whose foot end is optimized with respect to its mechanical properties such as fracture toughness, crack propagation speed and rigidity. The method includes the placement of a reinforcing material such as fiber layers in a mold cavity having resin inlets for two different resins having different mechanical properties after curing. The method further comprises simultaneously feeding both resins into different regions of the mold cavity via the respective inlets and transferring the resins to the reinforcing material such that the resins at least partially mix in a third region of the mold cavity. The different mechanical properties are caused by additives added to one of the resins, which may be silica, titania, barium sulfate, and carbon nanotubes.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil, insbesondere ein faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil für ein Kraftfahrzeug, zu schaffen, das zum einen besonders leicht ist und zum anderen Bereiche zur Aufnahme von Verformungsenergie bereitstellt.Based on this prior art, it is the object of the present invention to provide a fiber-reinforced plastic composite component, in particular a fiber-reinforced plastic composite component for a motor vehicle, which on the one hand is particularly light and on the other hand provides areas for receiving deformation energy.

Diese Aufgabe wird durch ein faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a fiber-reinforced plastic composite component with the features of claim 1.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Herstellung eines solchen Kunststoffverbundbauteils zu ermöglichen.Another object is to enable the production of such a plastic composite component.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 5.

Weiterbildungen des Kunststoffverbundbauteils und des Herstellungsverfahrens sind in den Unteransprüchen ausgeführt.Further developments of the plastic composite component and the manufacturing method are set forth in the subclaims.

Ferner wird ein Faser-Matrix-Halbzeug zum Herstellen des faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 8, ein Verfahren zur Herstellung des Faser-Matrix-Halbzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein Verfahren zur Herstellung des faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 10 offenbart.Furthermore, a fiber-matrix semifinished product for producing the fiber-reinforced plastic composite component having the features of claim 8, a method for producing the fiber-matrix semifinished product having the features of claim 9 and a method for producing the fiber-reinforced plastic composite component having the features of claim 10 disclosed.

Eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils weist zumindest zwei Bauteilbereiche auf, die mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften ausgestattet sind. Dabei erstrecken sich eine oder mehrere Faserlagen, die in einem Verbund mit zumindest einem Matrixmaterial vorliegen, kontinuierlich über die Bauteilbereiche des gesamten Kunststoffverbundbauteils. Unter einer kontinuierlichen, also zusammenhängenden Faserlage, sind auch Anordnungen zu verstehen, bei welchen sich die Faserlagen im Wesentlichen durch das gesamte Kraftfahrzeugbauteil erstrecken aber einzelne kleinere Bereiche faserfrei bleiben, beispielsweise weil sich hier Einlegeteile, Ausnehmungen oder dergleichen befinden. Erfindungsgemäß weist das Kunststoffverbundbauteil einen oder mehrere Bauteilbereiche auf, in denen das Matrixmaterial geschäumt vorliegt. Hierdurch werden insbesondere Deformationsbereiche ausgebildet. Durch das Aufschäumen des Matrixmaterials in bestimmten Bereichen des Bauteils können dessen Eigenschaften gezielt gesteuert werden. Das faserverstärkte Kunststoffverbundbauteil ist durch die geschäumten Bereiche vorteilhaft nicht nur besonders leichtgewichtig, was vor allem im Kraftfahrzeugbau zur Senkung des Energieverbrauchs wichtig ist, sondern ist in diesem geschäumten Bereich deformierbar (daher Deformationsbereich), so dass das Kunststoffverbundbauteil besonders geeignet im Kraftfahrzeugbau eingesetzt werden kann, da es mit dem oder den Deformationsbereichen Bauteilbereiche aufweist, der im Falle eines Crashs die Stoßenergie durch Verformung absorbieren kann.A first embodiment of a fiber-reinforced plastic composite component according to the invention has at least two component regions that are equipped with different mechanical properties. In this case, one or more fiber layers, which are present in a composite with at least one matrix material, extend continuously over the component regions of the entire plastic composite component. Under a continuous, ie contiguous fiber layer, arrangements are to be understood in which the fiber layers extend substantially through the entire motor vehicle component but individual smaller areas remain fiber-free, for example, because there are inserts, recesses or the like. According to the invention, the plastic composite component has one or more component regions in which the matrix material is foamed. As a result, deformation regions are formed in particular. By foaming the matrix material in certain areas of the component, its properties can be selectively controlled. The fiber-reinforced plastic composite component is not only particularly lightweight due to the foamed areas, which is particularly important in motor vehicle construction to reduce energy consumption, but is deformable in this foamed area (hence deformation area), so that the plastic composite component can be used particularly suitable in motor vehicle construction, since it has component regions with the deformation region or zones, which in the event of a crash can absorb the impact energy by deformation.

Zur Ausbildung der Deformationsbereiche und der Bauteilbereiche mit ungeschäumter Matrix können Matrixmaterialien eingesetzt werden, deren Zusammensetzungen sich unterscheiden. Allerdings kann das Matrixmaterial des Deformationsbereichs, wenn es mechanisch oder physikalisch geschäumt ist, eine Zusammensetzung aufweisen, die der des Matrixmaterials des ungeschäumten Bauteilbereichs entspricht, da hierbei das Aufschäumen lediglich durch ein eingebrachtes oder nach Zugabe verdampftes Treibmittelgas bewirkt wird. Wird ein chemisch geschäumtes Matrixmaterial im Deformationsbereich eingesetzt, so wird sich dessen Zusammensetzung zumindest hinsichtlich einer Aufschäumkomponente unterscheiden, die nach Aktivierung ein Gas zum Aufschäumen abspaltet. Insofern werden sich die Matrixmaterialien des Kunststoffverbundbauteils, dessen Deformationsbereich chemisch geschäumt ist, zumindest hinsichtlich des nach der Gasabspaltung verbleibenden Rests der Aufschäumkomponente unterscheiden.To form the deformation regions and the component regions with unfoamed matrix, it is possible to use matrix materials whose compositions differ. However, the matrix material of the deformation region, if it is mechanically or physically foamed, may have a composition which corresponds to that of the matrix material of the unfoamed component region, since in this case the foaming is effected only by an introduced or after addition of propellant gas vaporized. If a chemically foamed matrix material is used in the deformation region, then its composition will differ, at least with regard to a foaming component which, after activation, splits off a gas for foaming. In this respect, the matrix materials of the plastic composite component, the deformation region of which is chemically foamed, will differ, at least with respect to the remainder of the foaming component remaining after the gas separation.

Selbstverständlich können sich die Zusammensetzungen der Matrixmaterialien auch in anderen Komponenten unterscheiden. Auch bei einem Bauteil mit mechanisch oder physikalisch aufgeschäumtem Deformationsbereich können sich unterscheidende Matrixmaterialien eingesetzt werden. Werden unterschiedliche Matrixmaterialien verwendet, sollten diese zumindest teilweise miteinander mischbar sein, so dass sich im Übergang zwischen den Bauteilbereichen eine Grenzzone aus einem Gemisch der zumindest zwei Matrixmaterialien bildet, so dass insgesamt eine stetige Matrix im Bauteil ohne scharfe Grenzen zwischen den unterschiedlichen Matrixmaterialien vorliegt.Of course, the compositions of the matrix materials may also differ in other components. Even with a component with a mechanically or physically foamed deformation region, it is possible to use different matrix materials. If different matrix materials are used, they should at least partially be miscible with each other so that a boundary zone of a mixture of the at least two matrix materials forms in the transition between the component regions, so that overall there is a continuous matrix in the component without sharp boundaries between the different matrix materials.

Bei der chemisch zur Abspaltung eines Treibgases aktivierbaren Aufschäumkomponente kann es sich um eine Vernetzungskomponente des Matrixmaterials selbst handeln, das Matrixmaterial kann aber auch ein Aufschäumadditiv umfassen, das gegebenenfalls auch aus mehreren Inhaltsstoffen besteht.In the chemically activatable for the elimination of a propellant foaming it can may be a crosslinking component of the matrix material itself, but the matrix material may also include a foaming additive, which optionally also consists of several ingredients.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform des faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils weist einen Sandwichaufbau auf, wobei der Deformationsbereich mit dem geschäumten Matrixmaterial eine Kernschicht mit geringer Dichte des Sandwichs bildet, die zwischen zwei die Deckschichten des Sandwichs bildenden Bauteilbereichen mit ungeschäumtem Matrixmaterial angeordnet ist.An embodiment according to the invention of the fiber-reinforced plastic composite component has a sandwich construction, wherein the deformation region with the foamed matrix material forms a core layer with low density of the sandwich, which is arranged between two component regions forming the cover layers of the sandwich with unfoamed matrix material.

Alternativ zu dem Sandwich kann ein Aufbau des Kunststoffverbundbauteils die Anordnung des Deformationsbereichs mit dem geschäumten Matrixmaterial entlang dem Kunststoffverbundbauteil neben zumindest einem Bauteilbereich mit ungeschäumtem Matrixmaterial umfassen. Hierbei bietet sich insbesondere an, dass Bauteilbereiche mit ungeschäumtem Matrixmaterial aufgrund deren höheren Festigkeit als Verbindungs- und/oder Randbereiche des Kunststoffverbundbauteils ausgebildet sind, zwischen denen der oder die Deformationsbereiche vorgesehen sind.As an alternative to the sandwich, a structure of the plastic composite component may comprise the arrangement of the deformation region with the foamed matrix material along the plastic composite component in addition to at least one component region with unfoamed matrix material. In this case, it is particularly appropriate for component regions with unfoamed matrix material to be formed as connection and / or edge regions of the plastic composite component due to their higher strength, between which the deformation region or regions are provided.

Denkbar ist allerdings auch eine Kombination der beiden vorgenannten Varianten, wobei in einem Kunststoffverbundbauteil, das generell einen Sandwichaufbau mit ungeschäumten Deckschichten und geschäumter Kernschicht aufweist, im Bereich der ansonsten geschäumten Kernschicht ungeschäumte Bauteilbereiche etwa an Verbindungs- und/oder Randbereichen vorgesehen sind.It is also conceivable, however, a combination of the two aforementioned variants, wherein in a plastic composite component, which generally has a sandwich structure with unfoamed cover layers and foamed core layer, in the region of the otherwise foamed core layer unfoamed component areas are provided approximately at connection and / or edge regions.

Um das erfindungsgemäße faserverstärkte Kunststoffverbundbauteil gemäß einer Verfahrensvariante in einem RTM-Prozess herzustellen, wird ein Formwerkzeug verwendet, das einen der Form des Kunststoffverbundbauteils entsprechenden Formhohlraum aufweist, in den die Faserlage(n) eingelegt wird/werden. in den Formhohlraum wird an zumindest einer Stelle, vorzugsweise jedoch an mehreren Stellen, zumindest ein ungehärtetes Matrixmaterial injiziert, das die Faserlage(n) imprägniert. Das ungehärtete Matrixmaterial wird dann in dem oder den zur Ausbildung des Deformationsbereichs vorgesehenen Abschnitten geschäumt, so dass durch das aushärten Lassen des oder der Matrixmaterialien das Kunststoffverbundbauteil mit dem zumindest einen Deformationsbereich erhalten wird, der durch den Bauteilbereich mit dem ausgehärteten geschäumten Matrixmaterial gebildet ist.In order to produce the fiber-reinforced plastic composite component according to the invention in a process variant in an RTM process, a molding tool is used which has a mold cavity corresponding to the shape of the plastic composite component into which the fiber layer (s) is / are inserted. at least one uncured matrix material which impregnates the fiber layer (s) is injected into the mold cavity at at least one point, but preferably at several points. The uncured matrix material is then foamed in the section or regions provided for forming the deformation region, so that the curing of the matrix material (s) results in the plastic composite component having the at least one deformation region formed by the component region with the cured foamed matrix material.

Das Schäumen des ungehärteten Matrixmaterials kann durch alternative Maßnahmen durchgeführt werden. In einer Ausführungsform kann das Matrixmaterial in dem oder den zur Ausbildung von Deformationsbereichen vorgesehenen Abschnitten der imprägnierten Faserlagen im Werkzeug einfach mechanisch geschäumt werden, wenn etwa ein Treibgas wie Luft durch geeignete Injektionsmittel in das die Faserlagen durchdringende Matrixmaterial eingebracht wird. Das zu schäumende Matrixmaterial kann hierbei eine Zusammensetzung aufweisen, die der des Matrixmaterials des ungeschäumten Bauteilbereichs entspricht oder sich davon hinsichtlich zumindest einer Komponente unterscheidet.The foaming of the uncured matrix material can be carried out by alternative means. In one embodiment, the matrix material may be simply mechanically foamed in the tool or sections of the impregnated fiber layers provided in the tool for forming deformation regions, for example when a propellant gas such as air is introduced by suitable injection means into the matrix material penetrating the fiber layers. The matrix material to be foamed may in this case have a composition which corresponds to that of the matrix material of the unfoamed component region or differs therefrom with regard to at least one component.

Um bessere und gleichmäßigere Schaumstrukturen zu erhalten werden insbesondere bei Verwendung von unterschiedlichen ungehärteten Matrixmaterialien die Matrixmaterialien zur Ausbildung von geschäumten und ungeschäumten Bauteilbereichen bevorzugt an zumindest zwei Stellen in den Formhohlraum injiziert. Dabei wird mit einem an einer ersten Stelle in den Formhohlraum injizierten Matrixmaterial die Faserlage(n) in einem der Bauteilbereiche imprägniert und mit dem anderen, an einer zweiten Stelle in den Formhohlraum injizierten Matrixmaterial die Faserlage(n) in dem oder den anderen Bauteilbereichen imprägniert. Das ungehärtete Matrixmaterial, das durch Aufschäumen zur Ausbildung des oder der Deformationsbereiche vorgesehen ist, wird dabei selbstredend an einer Stelle in den Formhohlraum injiziert, die der vorgesehenen Lage des Deformationsbereichs entspricht. Die an den verschiedenen Stellen zur Ausbildung der unterschiedlichen Bauteilbereiche injizierten Matrixmaterialien durchtränken die Faserlagen und Fließen in der Grenzzone zwischen den Bauteilbereichen zu einem Gemisch ineinander.In order to obtain better and more uniform foam structures, in particular when using different uncured matrix materials, the matrix materials for forming foamed and unfoamed component regions are preferably injected into the mold cavity at at least two locations. In this case, the fiber layer (s) in one of the component regions is impregnated with a matrix material injected at a first location into the mold cavity and the fiber layer (s) impregnated in the other or the other component regions with the other matrix material injected into the mold cavity at a second location. The uncured matrix material, which is provided by foaming to form the deformation region or zones, is of course injected into the mold cavity at a location corresponding to the intended position of the deformation region. The matrix materials injected at the various points to form the different component regions saturate the fiber layers and flow in the boundary zone between the component regions into a mixture.

Das an einer zur Ausbildung eines Deformationsbereichs zu injizierende ungehärtete Matrixmaterial kann vorab durch den Eintrag eines Treibgases, insbesondere Luft, mechanisch geschäumt werden. Alternativ kann dem ungehärteten Matrixmaterial vor der Injektion ein physikalisches Treibmittel zugegeben werden, das bei einer gewünschten Temperatur verdampft und damit das Aufschäumen des Matrixmaterials nach der Injektion durch Steuerung der Temperatur im Werkzeug gestattet. Hierbei kann das zu schäumende Matrixmaterial bis auf das Treibmittel eine Zusammensetzung aufweisen, die der des Matrixmaterials des ungeschäumten Bauteilbereichs entspricht oder sich davon hinsichtlich zumindest einer Komponente unterscheidet. Ebenfalls durch Temperatursteuerung kann eine aktivierbare Aufschäumkomponente chemisches Schäumen des Matrixmaterials in dem vorgesehenen Bereich bewirken. Allerdings sind hier auch weitere Möglichkeiten der Aktivierung denkbar, beispielsweise durch elektromagnetische Wellen, etwa Mikrowellen, etc. Im Falle des chemischen Aufschäumens unterscheidet sich die Zusammensetzung des zu schäumenden Matrixmaterials auf jeden Fall zumindest hinsichtlich der Aufschäumkomponente von der des nicht zu schäumenden Matrixmaterials.The non-hardened matrix material to be injected on a deformation area to form a deformation area can be mechanically foamed in advance by the introduction of a propellant gas, in particular air. Alternatively, prior to injection, a physical blowing agent may be added to the uncured matrix material which vaporizes at a desired temperature to allow frothing of the matrix material after injection by controlling the temperature in the tool. In this case, the matrix material to be foamed, apart from the blowing agent, may have a composition which corresponds to that of the matrix material of the unfoamed component region or differs therefrom with regard to at least one component. Also by temperature control, an activatable frothing component can cause chemical foaming of the matrix material in the intended area. However, further possibilities of activation are also conceivable here, for example by electromagnetic waves, such as microwaves, etc. In the case of chemical foaming, the composition of the matrix material to be foamed differs at least in terms of the foaming component from that of the matrix material which is not to be foamed.

Ein erfindungsgemäßes Faser-Matrix-Halbzeug, das zum Herstellen eines erfindungsgemäßen faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils verwendbar ist, besteht aus zumindest einer Faserlage und zumindest einem aushärtbaren Matrixmaterial. Zur Ausbildung der zumindest zwei Bauteilbereiche mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften weist das Faser-Matrix-Halbzeug zumindest zwei Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitte auf, von denen einer, der zur Ausbildung des Deformationsbereichs vorgesehen ist, ein Matrixmaterial aufweist, dem ein physikalisches Treibmittel zugegeben ist oder das eine chemische Aufschäumkomponente umfasst. A fiber-matrix semi-finished product according to the invention which can be used for producing a fiber-reinforced plastic composite component according to the invention consists of at least one fiber layer and at least one curable matrix material. To form the at least two component regions with different mechanical properties, the fiber-matrix semifinished product has at least two fiber-matrix semifinished product sections, one of which is provided for forming the deformation region comprising a matrix material to which a physical blowing agent has been added or comprising a chemical foaming component.

Ein solches Halbzeug kann erzeugt werden, indem zunächst zumindest zwei Teige aus Verstärkungsfasern und jeweils einem Matrixmaterial hergestellt werden, wobei sich die zwei Teige hinsichtlich des Treibmittels bzw. der Aufschäumkomponente unterscheiden. Diese Teige werden aneinander angrenzend oder schichtweise aufeinander angeordnet, wobei eine Schicht aus dem Teig, der das Treibmittel/die Aufschäumkomponente enthält zwischen zwei Schichten aus dem Teig ohne Treibmittel/Aufschäumkomponente gesandwicht wird, um die Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitte auszubilden. Das Faser-Matrix-Halbzeug wird durch Pressformen der angrenzend oder schichtweise angeordneten Teige erhalten.Such a semifinished product can be produced by first producing at least two doughs of reinforcing fibers and in each case one matrix material, the two doughs differing with regard to the blowing agent or the foaming component. These doughs are placed adjacent to each other or in layers, with a layer of dough containing the propellant / frothing component being sandwiched between two layers of dough without propellant / frothing component to form the fiber-matrix semifinished sections. The fiber-matrix semifinished product is obtained by compression molding the adjacent or layered doughs.

Die Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils aus dem Faser-Matrix-Halbzeug umfasst dann das Zuschneiden des Faser-Matrix-Halbzeugs und Einlegen in ein Fliesspresswerkzeug, in dem das Halbzeug in Bauteilform gebracht wird, wobei gleichzeitig das physikalische Treibmittel verdampft, respektive die chemische Aufschäumkomponente aktiviert wird, so dass das Matrixmaterial in dem zur Ausbildung des Deformationsbereichs vorgesehenen Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitt geschäumt wird. Nach dem aushärten Lassen der Matrixmaterialien bildet der Bauteilbereich mit dem ausgehärteten geschäumten Matrixmaterial den Deformationsbereichs des Kunststoffverbundbauteils.The production of a fiber-reinforced plastic composite component from the fiber-matrix semifinished product then comprises cutting the fiber-matrix semifinished product and inserting it into a flow molding tool in which the semifinished product is brought into component form, at the same time evaporating the physical blowing agent or activating the chemical foaming component such that the matrix material is foamed in the fiber-matrix semifinished product section provided for forming the deformation region. After the matrix materials have hardened, the component region with the hardened foamed matrix material forms the deformation region of the plastic composite component.

Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.These and other advantages are set forth by the following description with reference to the accompanying figures. The reference to the figures in the description is to aid in the description and understanding of the subject matter. Articles or parts of objects which are substantially the same or similar may be given the same reference numerals. The figures are merely a schematic representation of an embodiment of the invention.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine schematische Seitenschnittansicht eines RTM-Werkzeugs zur Herstellung des erfindungsgemäßen faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils, 1 FIG. 2 a schematic side sectional view of an RTM tool for producing the fiber-reinforced plastic composite component according to the invention, FIG.

2a eine schematische Seitenschnittansicht eines erfindungsgemäßen faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils, 2a FIG. 2 a schematic side sectional view of a fiber-reinforced plastic composite component according to the invention, FIG.

2b eine schematische Seitenschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils, 2 B FIG. 2 a schematic side sectional view of a further fiber-reinforced plastic composite component according to the invention, FIG.

2c eine schematische Draufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil, 2c a schematic plan view of another inventive fiber-reinforced plastic composite component,

3 eine schematische Draufsicht auf ein Faser-Matrix-Halbzeug mit unterschiedlichen Abschnitten. 3 a schematic plan view of a fiber-matrix semifinished product with different sections.

Bei dem erfindungsgemäßen faserverstärkten Kunststoffverbundbauteil sind die Bauteileigenschaften in verschiedenen Bauteilbereichen innerhalb des Kunststoffverbundbauteils gezielt modifiziert, so dass das Bauteil bedarfsgerecht und Lastfall orientiert ausgelegt ist. Um gezielt unterschiedliche Eigenschaften innerhalb des Bauteils zu erhalten, wie etwa elastische Bereiche, kann beispielsweise ein Injektionsverfahren mit mehreren Angüssen verwendet werden, in welche unterschiedliche Matrixwerkstoffe injiziert werden, die so ausgelegt sind, dass sie sich im Zusammenfluss über einen gewissen Bereich vermischen können und sich verbinden.In the case of the fiber-reinforced plastic composite component according to the invention, the component properties in various component regions within the plastic composite component are specifically modified, so that the component is designed as required and load-oriented. For example, in order to selectively obtain different properties within the component, such as elastic regions, a multi-gate injection method can be used, into which different matrix materials are injected, which are designed to mix in a confluence over a certain range connect.

Ein erfindungsgemäßes Kunststoffverbundbauteil 10, wie in 2a–2c dargestellt, zeichnet sich durch zumindest zwei Bauteilbereiche 11, 12 mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften aus, wobei sich eine oder mehrere Faserlagen 10' (als Fasereinleger 10' in 1 zu sehen) über sämtliche Bauteilbereiche 11, 12 erstreckt. Die Faserlage 10' liegt im fertigen Kunststoffverbundbauteil im Verbund mit dem oder den Matrixmaterialien 7, 8 vor. Erfindungsgemäß weist das Kunststoffverbundbauteil 10 wenigstens einen Bauteilbereich 12 auf, der dadurch, dass dort das Matrixmaterial 8 geschäumt vorliegt, einen besonders leichten Bauteilbereich 12 bildet, der deformierbar ist und dadurch einen Deformationsbereich oder auch Energieabsorptionsbereich 12 des Kunststoffverbundbauteils 10 bildet, der im Falle eines Aufpralls durch Deformation die Stoßenergie aufnehmen kann, was insbesondere für ein Kraftfahrzeugbauteil von Vorteil ist. Anders als im Stand der Technik erstreckt sich im erfindungsgemäßen Kunststoffverbundbauteil 10 die Faserverstärkung über das gesamte Bauteil 10, also gerade auch im Bereich 12 mit der geschäumten Matrix. Das Bauteil 10 kann, wie in 2b im Schnitt dargestellt, als Sandwich aufgebaut sein, bei dem die Bauteilbereiche 11 mit nichtgeschäumter Matrix die Decklagen bilden, während der Bauteilbereich 12 mit der geschäumten Matrix die Kernlage bildet, die dem gesamten Bauteil 10 durch ihre geringe Dichte ein besonders niedriges Gewicht verleiht.An inventive plastic composite component 10 , as in 2a - 2c shown, characterized by at least two component areas 11 . 12 having different mechanical properties, wherein one or more fiber layers 10 ' (as a fiber investor 10 ' in 1 to see) over all component areas 11 . 12 extends. The fiber layer 10 ' lies in the finished plastic composite component in conjunction with the matrix material (s) 7 . 8th in front. According to the invention, the plastic composite component 10 at least one component area 12 on, by the fact that there the matrix material 8th foamed, a particularly lightweight component area 12 forms, which is deformable and thereby a deformation area or energy absorption area 12 of the plastic composite component 10 forms, which can absorb the impact energy in the event of an impact by deformation, which is particularly advantageous for a motor vehicle component. Unlike in the prior art extends in the plastic composite component according to the invention 10 the fiber reinforcement over the entire component 10 , so also in the area 12 with the foamed matrix. The component 10 can, as in 2 B shown in section, be constructed as a sandwich, in which the component areas 11 form the cover layers with non-foamed matrix, while the component area 12 with the Foamed matrix forms the core layer, which is the entire component 10 gives a particularly low weight due to its low density.

Alternativ zu einem als Sandwich konzipierten Bauteil, können die Bauteilbereiche 11, 12 mit geschäumter und nicht geschäumter Matrix auch nebeneinander liegen, siehe 2a, 2c. Hierbei kann es sich bei den Bauteilbereichen 11 mit ungeschäumter Matrix um Verbindungsbereiche des Bauteils 10 beispielsweise mit einer Fahrzeugkarosserie handeln. Die durch die Bauteilbereichen 11 mit ungeschäumter Matrix gebildeten Verbindungsbereiche sind dabei hochfest, während über die Länge, bzw. Fläche des Bauteils 10 im mittleren Bereich der Deformationsbereich 12 angeordnet ist, um insbesondere, wenn es sich um Kraftfahrzeugbauteile 10 handelt, hier die Verformungsenergie im Crash-Fall aufnehmen zu können. Bauteile wie Träger, Säulen etc. können erfindungsgemäß ausgeführt werden.Alternatively to a designed as a sandwich component, the component areas 11 . 12 with foamed and not foamed matrix also next to each other, see 2a . 2c , This may be the component areas 11 with unfoamed matrix around connecting areas of the component 10 For example, act with a vehicle body. The through the component areas 11 Bonding areas formed with unfoamed matrix are in this case of high strength, while over the length or area of the component 10 in the middle area of the deformation area 12 is arranged, in particular, when it comes to automotive components 10 acts to be able to absorb the deformation energy in the event of a crash here. Components such as supports, columns, etc. can be carried out according to the invention.

Als Faserlage(n) 10' kommen Faseranordnungen wie Fasermatten, Gewebe, Geflechte, Gestricke oder Vliese, die aus Einzelfasern, Rovings oder Faserbändern bestehen, in Frage. Dabei kann es sich auch um Hybridfasern oder Hybridfaseranordnungen aus verschiedenen Fasermaterialien handeln. Bei den Fasermaterialien kann es sich um die üblichen Verstärkungsfasern aus Glas, Carbon und Polymer, beispielsweise Thermoplasten wie Polyamid, insbesondere Aramid handeln, aber auch Basalt-, Keramik-, Metall- oder Naturfasern kommen in Frage. Die Fasern können beispielsweise unidirektional oder wechselseitig gewinkelt angeordnet sein.As fiber layer (s) 10 ' For example, fiber arrangements such as fiber mats, woven fabrics, braids, knits or nonwovens consisting of individual fibers, rovings or fiber ribbons are suitable. These may also be hybrid fibers or hybrid fiber arrangements of different fiber materials. The fiber materials may be the usual reinforcing fibers of glass, carbon and polymer, for example thermoplastics such as polyamide, in particular aramid, but also basalt, ceramic, metal or natural fibers are suitable. The fibers may for example be arranged unidirectionally or mutually angled.

Zur Ausbildung der Matrix in dem Bauteil 10 können für die Bauteilbereiche 11, 12 unterschiedliche Matrixmaterialien verwendet werden, die den gebildeten Bereichen 11, 12 die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften verleihen. In diesem Fall können sich die unterschiedlichen Matrixmaterialien in den Grenzzonen 13 zwischen den Bauteilbereichen 11, 12 miteinander vermischen, so dass dort ein Gemisch aus den Matrixmaterialien der angrenzenden Bauteilbereiche 11, 12 vorliegt.To form the matrix in the component 10 can for the component areas 11 . 12 different matrix materials are used, which are the formed areas 11 . 12 give the different mechanical properties. In this case, the different matrix materials may be in the border zones 13 between the component areas 11 . 12 mix together so that there is a mixture of the matrix materials of the adjacent component areas 11 . 12 is present.

So kann zur Ausbildung des Bauteilbereichs 12 mit der geschäumten Matrix ein ungehärtetes Matrixmaterial 8 mit einer Zusammensetzung gewählt werden, die eine aktivierbare Aufschäumkomponente aufweist, die ein chemisches Aufschäumen des Matrixmaterials 8 bereitstellt. Beispielsweise durch Wärmezufuhr spaltet sich ein flüchtiger Bestandteil des Treibmittels ab, was zum Aufschäumen der Matrix führt. Andere Aktivierungsmethoden umfassen beispielsweise Mikrowellen oder andere elektromagnetische Strahlung. Das Matrixmaterial 7 der ungeschäumten Bauteilbereiche 11 kann gegebenenfalls bis auf die aktivierbare Aufschäumkomponente dem Matrixmaterial 8 entsprechen, insbesondere, wenn es sich bei der aktivierbaren Aufschäumkomponente um ein schäumbares Additiv handelt, das eventuell auch mehrere Inhaltsstoffe umfassen kann.Thus, for the formation of the component area 12 with the foamed matrix an uncured matrix material 8th be selected with a composition having an activatable frothing component, which is a chemical foaming of the matrix material 8th provides. For example, by supplying heat, a volatile constituent of the propellant separates, which leads to foaming of the matrix. Other activation methods include, for example, microwaves or other electromagnetic radiation. The matrix material 7 the unfoamed component areas 11 may optionally be up to the activatable foaming the matrix material 8th correspond, in particular, if the activatable frothing component is a foamable additive, which may possibly also comprise a plurality of ingredients.

Eine andere Variante der aktivierbaren Aufschäumkomponente liegt darin, dass eine Vernetzungskomponente des Matrixmaterials 8 selbst bei Aktivierung ein Treibmittel abspaltet und damit die Aufschäumkomponente darstellt. Das andere Matrixmaterial 7, das nicht aufschäumen soll, muss dann selbstverständlich eine andere Vernetzungskomponente aufweisen. Dieses Matrixmaterial 7 ist dann vorteilhaft mit dem Matrixmaterial 8, dessen Vernetzungskomponente die Aufschäumkomponente darstellt, mischbar, um die Grenzzone 13 auszubilden und einen stetigen Übergang der Matrix zwischen den Bauteilbereichen 11, 12 zu gestatten.Another variant of the activatable foaming component is that a crosslinking component of the matrix material 8th even when activated splits off a blowing agent and thus represents the foaming. The other matrix material 7 , which should not foam, must then of course have a different networking component. This matrix material 7 is then advantageous with the matrix material 8th , whose crosslinking component is the foaming component, miscible to the boundary zone 13 form and a steady transition of the matrix between the component areas 11 . 12 to allow.

Ist ein physikalisches Schäumen des Matrixmaterials 8 in dem dazu vorgesehenen Bauteilbereich 12 geplant, wobei ein zu dem Matrixmaterial 8 zugegebenes Treibmittel beispielsweise durch Erhitzen verdampft und dadurch das Aufschäumen bewirkt, kann für die Bauteilbereiche 11, 12 das gleiche Matrixmaterial verwendet werden. Dem Anteil des Matrixmaterials, das den Bauteilbereich 12 bildet, wird das Treibmittel zugemischt, das sich nach dem Aufschäumen verflüchtigt hat, so dass sich die Zusammensetzungen der Matrixmaterialien nach dem Aufschäumen und Aushärten nicht mehr unterscheiden. Selbstverständlich spricht auch hier nichts dagegen, unterschiedliche Matrixmaterialien, die zur Bildung der Übergangszone 13 mischbar sind, für die Bauteilbereiche 11, 12 einzusetzen.Is a physical foaming of the matrix material 8th in the component area provided for this purpose 12 planned, with one to the matrix material 8th added propellant, for example, evaporated by heating, thereby causing the foaming, can for the component areas 11 . 12 the same matrix material can be used. The proportion of the matrix material that makes up the component area 12 forms the blowing agent is added, which has volatilized after foaming, so that the compositions of the matrix materials after foaming and curing no longer differ. Of course, nothing speaks against it here too, different matrix materials that form the transition zone 13 miscible, for the component areas 11 . 12 use.

In einer Ausführungsform kann auch lediglich ein mechanisches Aufschäumen, beispielsweise durch Eintrag von Luft in das ungehärtete Matrixmaterial 8 im Deformationsbereich 12, erfolgen. Dabei kann das Matrixmaterial 8 im Deformationsbereich 12 das gleiche sein wie das Matrixmaterial 7 im ungeschäumten Bauteilbereich 11, oder es kann sich davon unterscheiden.In one embodiment, only a mechanical foaming, for example, by introducing air into the uncured matrix material 8th in the deformation area 12 , respectively. In this case, the matrix material 8th in the deformation area 12 the same as the matrix material 7 in the non-foamed component area 11 or it may be different.

In den Figuren sind Bauteile beispielhaft jeweils mit einem Deformationsbereich zwischen ungeschäumten Bereichen dargestellt, letztendlich können in einem Bauteil jedoch auch mehrere Deformationsbereiche vorgesehen sein, die durch ungeschäumte Bereiche getrennt sind. Dabei können auch mehr als zwei Matrixmaterialien eingesetzt werden. Werden drei oder mehr verschiedene Matrixmaterialien eingesetzt, ist dann auch eine Grenzzone denkbar, die nicht zwischen zwei Bereichen liegt, sondern auch an dem Zusammentreffen dreier Bereiche entstehen kann. Hier weist dann die Grenzzone ein Gemisch aller drei Matrixmaterialien auf.In the figures, components are shown by way of example, each with a deformation region between non-foamed regions, but ultimately also a plurality of deformation regions can be provided in one component, which are separated by non-foamed regions. In this case, more than two matrix materials can be used. If three or more different matrix materials are used, then a border zone is also conceivable which does not lie between two areas but can also arise at the meeting of three areas. Here then the boundary zone has a mixture of all three matrix materials.

Die Herstellung eines solchen Bauteils 10 lässt sich mit einem RTM-Werkzeug 20 mit mehreren Angüssen bewerkstelligen, wie es in 1 skizziert ist. In den zwischen der schließseitigen und angusseitigen Werkzeughälfte 21, 22 vorliegenden Formhohlraum 24 münden daher die Injektionsvorrichtungen 23 für die unterschiedlichen Matrixmaterialien 7, 8 an den Stellen 23a, 23b. Die Injektionsstellen 23a, 23b liegen jeweils innerhalb eines Abschnitts des Formhohlraums 24, der jeweils zur Ausbildung der entsprechenden Bauteilbereiche 11, 12 vorgesehen ist. Nachdem der Fasereinleger 10' in den Formhohlraum 24 des RTM-Werkzeugs 20 eingelegt wurde, werden dann das nicht schäumbare Matrixmaterial 7, das zur Ausbildung der Bauteilbereiche 11 ausgewählt ist, von den Injektionsvorrichtungen 23 an den bestimmten Stellen 23a in den Formhohlraum 24 eingespritzt und gleichzeitig das zu schäumende Matrixmaterial 8, das zur Ausbildung des Deformationsbereichs 12 ausgewählt ist, von der Injektionsvorrichtung 23 an der bestimmten Stellen 23b injiziert. Der Fasereinleger 10' wird in den Bauteilbereichen 11, 12 mit dem jeweiligen Matrixmaterial 7, 8 imprägniert, wobei die Matrixmaterialien 7, 8 in den Grenzzonen 13 zwischen den Bauteilbereichen 11, 12 zusammenfließen, sich mischen und miteinander verbinden.The production of such a component 10 settles with an RTM tool 20 with multiple Do the sprues, as in 1 outlined. In the between the closing and angus side mold half 21 . 22 present mold cavity 24 therefore lead the injection devices 23 for the different matrix materials 7 . 8th in the places 23a . 23b , The injection sites 23a . 23b each lie within a portion of the mold cavity 24 , respectively, for the formation of the corresponding component areas 11 . 12 is provided. After the fiber feeder 10 ' into the mold cavity 24 of the RTM tool 20 was inserted, then the non-foamable matrix material 7 which is responsible for the formation of the component areas 11 is selected from the injection devices 23 in the specific places 23a into the mold cavity 24 injected and at the same time to be foamed matrix material 8th that contribute to the formation of the deformation area 12 is selected from the injection device 23 at the specific places 23b injected. The fiber depositor 10 ' becomes in the component areas 11 . 12 with the respective matrix material 7 . 8th impregnated, wherein the matrix materials 7 . 8th in the border zones 13 between the component areas 11 . 12 flow together, mix and connect.

Das Aufschäumen des ungehärteten Matrixmaterials 8, das den zur Bildung des Deformationsbereichs 12 vorgesehenen Abschnitt des Fasereinlegers 10' durchtränkt, kann dann in dem Werkzeug 20 stattfinden, entweder unmittelbar nach Injektion durch die Expansion oder beispielsweise durch eine Temperaturerhöhung. Eine Alternative liegt in der Injektion eines bereits (z. B. mechanisch) geschäumten ungehärteten Matrixmaterials 8, womit dann der zur Bildung des Deformationsbereichs 12 vorgesehene Abschnitt des Fasereinlegers 10' ausgeschäumt wird.The foaming of the uncured matrix material 8th that the formation of the deformation area 12 provided portion of the fiber insert 10 ' soaked, then in the tool 20 take place, either immediately after injection by the expansion or for example by a temperature increase. An alternative lies in the injection of an already (eg mechanically) foamed uncured matrix material 8th , which then the formation of the deformation area 12 provided section of the fiber insert 10 ' is foamed.

Beim Anguss mit den Matrixmaterialien muss innerhalb der Pressform darauf geachtet werden, dass durch die Volumenzunahme beim Aufschäumen die noch flüssige Matrix seitlich in die nicht zu schäumenden Bereiche verdrängt werden kann. Hier könnte beispielsweise auch eine Kaskaden-Injektion an mehreren Injektionsstellen eingesetzt werden, die in Richtung der Fließfront bzw. Aufschäumfront die Injektionsvorrichtungen 23 entsprechend öffnet oder schließt.When casting with the matrix materials, care must be taken within the die that, due to the volume increase during foaming, the still liquid matrix can be displaced laterally into the regions which are not to be foamed. Here, for example, a cascade injection could be used at several injection sites, the injection devices in the direction of the flow front or frothing front 23 opens or closes accordingly.

Alternativ kann bei Verwendung eines entsprechenden Werkzeuges dieses im Schäumbereich um das vorbestimmte Volumen aufgefahren werden.Alternatively, when using a corresponding tool, this can be driven in the foaming area by the predetermined volume.

Nach dem Aushärten der Matrixmaterialien 7, 8 ist das einstückige Verbundbauteil 10 mit dem leichten Deformationsbereich 12 und den ungeschäumten, festeren Bauteilbereichen 11 fertig gestellt. Natürlich können auf die genannte Weise einstückige Bauteile mit noch mehr Bauteilbereichen geschaffen werden.After curing of the matrix materials 7 . 8th is the one-piece composite component 10 with the slight deformation area 12 and the unfoamed, stronger component areas 11 finished. Of course, one-piece components with even more component areas can be created in the aforementioned manner.

Werden als Matrixmaterialien Harzsysteme verwendet, so wird zum Aushärten die Temperatur in dem Formhohlraum 24 erhöht, wozu das Werkzeug 20 eine Heizeinrichtung 26 aufweisen kann, und Druck auf die imprägnierte Faseranordnung 10' ausübt, indem entsprechende, Pressdruck erzeugende, Mittel der schließseitigen Werkzeughälfte 21 aktiviert werden, wobei, wie oben bereits erwähnt, der Volumenzunahme beim Aufschäumen des Matrixmaterials 8 Rechnung getragen werden muss. Die Heizeinrichtung 26 kann auch derart ausgelegt sein, um gezielt in dem zur Ausbildung der Deformationsbereichs 12 vorgesehenen Bereich des Formhohlraums 24 die Temperatur zur Aktivierung der Aufschäumkomponente zu erhöhen.If resin systems are used as matrix materials, then the temperature in the mold cavity becomes for hardening 24 increased, what the tool 20 a heating device 26 and pressure on the impregnated fiber assembly 10 ' exerts by corresponding, pressing pressure generating means of the closing side mold half 21 be activated, wherein, as already mentioned above, the volume increase during foaming of the matrix material 8th Must be taken into account. The heater 26 may also be designed so as to be targeted in the formation of the deformation area 12 provided area of the mold cavity 24 to increase the temperature for activation of the foaming component.

Ferner kann ein Werkzeug zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils 10 Injektionsmittel vorsehen, die sich in den Formhohlraum 24 hinein erstrecken, um in einen dort eingelegten Fasereinleger 10' einzudringen. Diese können etwa zur Injektion des schäumbaren Matrixmaterials 8 in das Innere des Fasereinlegers 10' zur Bildung eines aufgeschäumten Sandwichkerns 12, vgl. 2b, verwendet werden.Furthermore, a tool for producing the component according to the invention 10 Provide injectables that are in the mold cavity 24 extend into it to a fiber insert inserted there 10 ' penetrate. These can be used for injection of the foamable matrix material 8th into the interior of the fiber insert 10 ' to form a foamed sandwich core 12 , see. 2 B , be used.

Generell kann zur Verminderung von ungewollten Lufteinschlüssen, auch abhängig von der gewählten Injektionsart, der Formhohlraum 24 nach dem Einlegen der Faseranordnung 10' und Schließen der Werkzeughälften 21, 22 vor der Injektion der Matrixmaterialien 7, 8 evakuiert werden. Dazu weist das Werkzeug 20 einen Entlüftungskanal 25 aus dem Formhohlraum 24 auf, der zu einer Vakuumpumpe 25a verläuft.In general, to reduce unwanted air pockets, also depending on the selected injection, the mold cavity 24 after inserting the fiber assembly 10 ' and closing the tool halves 21 . 22 before the injection of the matrix materials 7 . 8th be evacuated. This is indicated by the tool 20 a venting channel 25 from the mold cavity 24 on that to a vacuum pump 25a runs.

Die Matrixmaterialien können neben dem vernetzungsfähigen Harz Weichmacher, Füllstoffe, insbesondere mineralische Füllstoffe sowie Reaktionsmittel, Vernetzungsmittel, Additive zur Schwundreduktion, Inhibitoren, inerte Trennmittel, Farbstoffe, Flammschutzmittel, leitende Zusatzstoffe und Stabilisatoren umfassen.The matrix materials may include, in addition to the crosslinkable resin, plasticizers, fillers, especially mineral fillers, and reactants, crosslinking agents, anti-fading additives, inhibitors, inert release agents, dyes, flame retardants, conductive additives, and stabilizers.

Generell werden in RTM-Verfahren Harze bzw. Harzsysteme als zu injizierende Matrixmaterialien verwendet, die eine niedrige Viskosität besitzen, um den Strömungswiderstand beim Durchströmen der Form und der Faseranordnung gering zu halten, so dass kleinere Druckdifferenzen zum Füllen erforderlich sind. Üblicherweise bestehen Reaktionsharze für RTM-Verfahren, die als spezielle Injektionsharze angeboten werden, aus einer Harz- und Härterkomponente. Harzsysteme mit geringer Reaktivität können bereits vor der Injektion gemischt werden. Solche Harzsysteme können eher zum mechanischen und physikalischen Aufschäumen geeignet sein, während ein hochreaktives schnell härtendes Harzsystem, bei Harz und Härter erst unmittelbar in der Injektionsleitung bzw. in der Kavität gemischt werden, gegebenenfalls mittels chemischem Aufschäumen als schäumbares Matrixmaterial verwendet werden kann.In general, in RTM processes, resins or resin systems are used as matrix materials to be injected, which have a low viscosity in order to keep the flow resistance during flow through the mold and the fiber arrangement low, so that smaller pressure differences are required for filling. Typically, reaction resins for RTM processes, which are offered as special injection resins, consist of a resin and hardener component. Low reactivity resin systems can be mixed prior to injection. Such resin systems may be more suitable for mechanical and physical foaming, while a highly reactive fast-curing resin system mixed in resin and hardener only immediately in the injection line or in the cavity can be optionally used by means of chemical foaming as a foamable matrix material.

Zwar werden RTM-Verfahren üblicherweise mit Harzen als Matrixmaterialien durchgeführt, im Sinne der Erfindung sind aber auch thermoplastische Kunststoffe als Matrixmaterialien denkbar, die dann in geschmolzener Form mittels euer Extrudiervorrichtung in die Kavität mit dem Fasereinleger eingespritzt werden. Die Thermoplastschmelze, die die Matrix in dem zur Ausbildung des Deformationsbereichs 12 vorgesehenen Abschnitt bildet, kann beispielsweise mechanisch durch Lufteintrag aufgeschäumt sein. Das Werkzeug kann für einen definierten Erstarrungsvorgang neben Heizeinrichtungen auch Kühleinrichtungen aufweisen. Generell können aber auch Werkzeuge zur Harzinjektion mit Kühleinrichtungen ausgestattet sein.Although RTM processes are usually carried out with resins as matrix materials, in the context of the invention thermoplastic materials are also conceivable as matrix materials, which are then injected in molten form into the cavity with the fiber feeder by means of your extrusion device. The thermoplastic melt containing the matrix in which to form the deformation area 12 provided portion may, for example, be mechanically foamed by air entry. The tool can also have cooling devices for a defined solidification process in addition to heaters. In general, however, tools for resin injection can also be equipped with cooling devices.

Die 3 zeigt ein Faser-Matrix-Halbzeug 5, das aus einer Lage Verstärkungsfasern 10' in aushärtbaren Matrixmaterialien 7, 8 besteht. Bei derartigen als Sheet Molding Compounds (SMC) bezeichnete Faser-Matrix-Halbzeugen 5 handelt es sich um plattenförmige teigartige Pressmassen in Folienform, in denen die mit dem ungehärteten Matrixmaterial vermischten Verstärkungsfasern beispielsweise mittels Heißpressen verarbeitungsfertig vorliegen. Die Verstärkungsfasern liegen hier meist in Matten-, seltener in Gewebeform mit typischen Faserlängen zwischen 25 und 50 mm vor. Beim Pressen des SMCs zu dem fertigen Bauteil können auch Befestigungselemente in die Pressform eingelegt werden, wodurch SMCs besonders wirtschaftlich sind. Füllstoffe in den Matrixmaterialien dienen der Kosten- und der weiteren Gewichtsreduktion.The 3 shows a fiber-matrix semi-finished product 5 made of a layer of reinforcing fibers 10 ' in curable matrix materials 7 . 8th consists. In such as Sheet Molding Compounds (SMC) called fiber-matrix semi-finished products 5 they are plate-shaped dough-like molding compounds in film form, in which the reinforcing fibers mixed with the uncured matrix material are ready for processing, for example by means of hot pressing. The reinforcing fibers are usually present in mat, more rarely in fabric form with typical fiber lengths between 25 and 50 mm. When pressing the SMC to the finished component and fasteners can be inserted into the mold, making SMCs are particularly economical. Fillers in the matrix materials are used for cost and further weight reduction.

Die unterschiedlichen ungehärteten Matrixmaterialien 7, 8 bilden im gezeigten Fall die Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitte 1, 2 aus. An den Grenzen zwischen den Abschnitten 1, 2 wird durch die Gemische 4 der mischbaren Matrixmaterialien 7, 8 jeweils die Grenz- bzw. Übergangszone 13 ausgebildet. Ein Abschnitt 2 des Faser-Matrix-Halbzeugs 5, der zur Ausbildung des Deformationsbereichs 12 des aus dem Halbzeug 5 zu fertigenden Bauteils 10 vorgesehen ist, weist das Matrixmaterial 8 mit dem zugegebenen physikalischen Treibmittel bzw. der umfassten chemischen Aufschäumkomponente auf, so dass das Matrixmaterial 8 in diesem Abschnitt während eines nachfolgenden Fertigungsschritts zu dem Bauteil zu dem Deformationsbereich 12 aufgeschäumt werden kann. Wie bereits erwähnt, kann das Matrixmaterial 7 der nicht zu schäumenden Abschnitte 1 bis auf die Aufschäumkomponente dem Matrixmaterial 8 entsprechen, so dass eine gute Mischbarkeit in der Übergangszone 13 gewährleistet ist.The different uncured matrix materials 7 . 8th in the case shown form the fiber-matrix semifinished product sections 1 . 2 out. At the boundaries between the sections 1 . 2 is through the mixtures 4 of miscible matrix materials 7 . 8th each the border or transition zone 13 educated. A section 2 of the fiber-matrix semifinished product 5 , which contributes to the formation of the deformation area 12 from the semifinished product 5 to be manufactured component 10 is provided has the matrix material 8th with the added physical blowing agent or the included chemical foaming component, so that the matrix material 8th in this section during a subsequent manufacturing step to the component to the deformation area 12 can be foamed. As already mentioned, the matrix material can 7 the non-foaming sections 1 except for the frothing component the matrix material 8th match, allowing good miscibility in the transition zone 13 is guaranteed.

Ein aus dem Faser-Matrix-Halbzeug 5 beispielsweise in einem Fließpresswerkzeug erzeugtes Bauteil 10 kann so mit dem oder den Deformationsbereichen 12 und den festeren Bereichen 11 mit ungeschäumter Matrix bedarfsangepasst gestaltet werden. Auch im fertigen Bauteil 10 liegen dann in den Übergangszonen 13 Gemische 4 aus den Matrixmaterialien 7, 8 in aneinander angrenzenden Bauteilbereichen vor, die den Abschnitten 1, 2 des Faser-Matrix-Halbzeugs 5 entsprechen.One from the fiber matrix semifinished product 5 For example, produced in an extrusion tool component 10 can do so with the deformation zone (s) 12 and the firmer areas 11 be designed to fit needs with unfoamed matrix. Also in the finished component 10 then lie in the transition zones 13 mixtures 4 from the matrix materials 7 . 8th in adjoining component areas in front of the sections 1 . 2 of the fiber-matrix semifinished product 5 correspond.

Es sind auch hier Bauteile denkbar, die aus dem Halbzeug geschaffen werden, bei denen drei oder mehr Bauteilbereiche mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften vorliegen. Dazu können dann auch entsprechend drei verschiedene Matrixharze eingesetzt werden. Auch hier kann dann eine Grenzzone bei dem Zusammentreffen dreier Bereiche entstehen, so dass in dieser Grenzzone ein Gemisch aller drei Matrixharze vorliegt.Here too, components are conceivable that are created from the semifinished product in which there are three or more component regions with different mechanical properties. For this purpose, three different matrix resins can be used accordingly. Here, too, a boundary zone can arise when three areas come together, so that a mixture of all three matrix resins is present in this boundary zone.

Um das erfindungsgemäße Faser-Matrix-Halbzeug 5, das in den Abschnitten 1, 2 Matrixmaterialien 7, 8 vorsieht, die sich zumindest hinsichtlich eines Treibmittels/einer Aufschäumkomponente unterscheiden, herzustellen, werden zwei (oder gegebenenfalls auch mehr) Teige aus Verstärkungsfasern 10' und jeweils einer aus Matrixmaterial 7, 8 hergestellt, so dass sich die zwei Teige zumindest hinsichtlich des Treibmittels/der Aufschäumkomponente, das dem Matrixmaterial 8 zugegeben oder die davon umfasst ist, unterscheiden. Um das Faser-Matrix-Halbzeug 5 als plattenförmige Pressmasse in Folienform zu erhalten, werden die Teige aneinander angrenzend oder schichtweise aufeinander angeordnet. In letzterem Fall wird eine Schicht aus dem treibmittelhaltigen Teig zwischen zwei Schichten aus treibmittelfreiem Teig gesandwicht, so dass ein derartig gestaltetes Halbzeug zur Herstellung eines Sandwich-Bauteils verwendet werden kann. Die entsprechend der gewünschten Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitte 1, 2 angeordneten Teige werden dann zur Ausbildung des Faser-Matrix-Halbzeugs 5 meist in Folienform gepresst. Denkbar ist hier aber auch das Formpressen in eine andere bauteilnahe Form.To the fiber-matrix semi-finished product according to the invention 5 that in the sections 1 . 2 matrix materials 7 . 8th provides, which differ at least with respect to a blowing agent / a foaming, are two (or possibly more) doughs made of reinforcing fibers 10 ' and one each of matrix material 7 . 8th made, so that the two doughs at least with regard to the blowing agent / the frothing component, the matrix material 8th added or included therein. To the fiber matrix semifinished product 5 obtained as a plate-shaped molding compound in sheet form, the doughs are arranged adjacent to each other or in layers on top of each other. In the latter case, a layer of the propellant-containing dough is sandwiched between two layers of propellant-free dough, so that a semi-finished product designed in this way can be used to produce a sandwich component. The corresponding to the desired fiber-matrix semi-finished sections 1 . 2 arranged doughs are then used to form the fiber-matrix semifinished product 5 usually pressed in foil form. Conceivable here is also the compression molding in another component-near form.

Zur Herstellung des faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils 10 aus dem Faser-Matrix-Halbzeug 5 wird dieses zunächst entsprechend zugeschnitten und in ein Fließpresswerkzeug eingelegt. Dort findet dann unter Temperaturbeaufschlagung, um das Matrixmaterial fließfähig zu machen, nicht nur die Formgebung zum Bauteil statt, sondern ebenfalls das Aufschäumen des treibmittelhaltigen Matrixmaterials 8 – eventuell schon bei der Fließtemperatur oder bei einer höheren Temperatur – und das Aushärten zu dem fertigen faserverstärkten Kunststoffverbundbauteil 10. Wird das Matrixmaterial 8 physikalisch aufgeschäumt, erfolgt bei der Siedetemperatur des Treibmittels das Verdampfen desselben und dadurch die gewünschte Schaumporenbildung, beim chemischen Aufschäumen wird die gewählte Aufschäumkomponente beispielsweise thermisch zur Abspaltung eines Gases aktiviert. Der oder die Abschnitte 2 des Halbzeugs 5, die das Matrixmaterial 8 mit der Aufschäumkomponente aufweisen, werden so zu dem oder den Deformationsbereichen 12 des Bauteils 10 aufgeschäumt. Auch hier ist innerhalb der Pressform darauf zu achten, dass durch die Volumenzunahme beim Aufschäumen die noch flüssige Matrix seitlich in die nicht zu schäumenden Bereiche verdrängt werden kann. Alternativ kann bei Verwendung eines entsprechenden Werkzeuges dieses im Schäumbereich um das vorbestimmte Volumen aufgefahren werden.For the production of the fiber-reinforced plastic composite component 10 from the fiber-matrix semifinished product 5 this is first tailored accordingly and placed in an extrusion press tool. There then takes place under temperature so as to make the matrix material flowable, not only the shaping of the component, but also the foaming of the blowing agent-containing matrix material 8th - possibly already at the flow temperature or at a higher temperature - and curing to the finished fiber reinforced plastic composite component 10 , Will be the matrix material 8th foamed physically, the evaporation of the same at the boiling point of the blowing agent and thereby the desired foam pore formation, the chemical Aufschäumen the selected Aufschäumkomponente is activated, for example, thermally to cleave a gas. The section or sections 2 of the semi-finished product 5 that the matrix material 8th having the foaming component, thus become the deformation region (s) 12 of the component 10 frothed. Here, too, care must be taken within the die that, due to the volume increase during foaming, the still liquid matrix can be displaced laterally into the regions which are not to be foamed. Alternatively, when using a corresponding tool, this can be driven in the foaming area by the predetermined volume.

Das in beiden Herstellungsvarianten nach dem aushärten Lassen des oder der Matrixmaterialien 7, 8 erhaltene Kunststoffverbundbauteil 10, das neben den festeren Bauteilbereichen 11 mit ungeschäumter Matrix 8 einen oder mehrere leichte Deformationsbereiche 12 aufweist, stellt damit nicht nur eine Struktur zur Absorption der Stoßenergie im Falle eines Crashs bereit, sondern weist aufgrund der verringerten Dichte im Deformationsbereich 12 auch ein geringeres Gewicht auf.This is the case in both production variants after the curing of the matrix material (s) 7 . 8th obtained plastic composite component 10 , in addition to the firmer component areas 11 with unfoamed matrix 8th one or more slight deformation areas 12 Thus, not only provides a structure for absorbing the impact energy in the event of a crash, but has due to the reduced density in the deformation region 12 also a lower weight.

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Claims (10)

Faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil (10) (FVK) aus zumindest zwei Bauteilbereichen (11, 12) mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften, wobei das Kunststoffverbundbauteil (10) zumindest eine kontinuierliche Faserlage (10') umfasst, die sich über die Bauteilbereiche (11, 12) erstreckt und in einem Verbund mit zumindest einem Matrixmaterial (7, 8) vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Bauteilbereiche (11, 12) durch ein geschäumtes Matrixmaterial (8) als Deformationsbereich (12) des Kunststoffverbundbauteils (10) ausgebildet ist.Fiber-reinforced plastic composite component ( 10 ) (FVK) from at least two component areas ( 11 . 12 ) having different mechanical properties, wherein the plastic composite component ( 10 ) at least one continuous fiber layer ( 10 ' ), which extends over the component areas ( 11 . 12 ) and in a composite with at least one matrix material ( 7 . 8th ), characterized in that at least one of the component regions ( 11 . 12 ) by a foamed matrix material ( 8th ) as a deformation area ( 12 ) of the plastic composite component ( 10 ) is trained. Faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das geschäumte Matrixmaterial (8) des Deformationsbereichs (12) eine Zusammensetzung aufweist, – die einer Zusammensetzung eines Matrixmaterials (7) des ungeschäumten Bauteilbereichs (11) entspricht, oder – die sich von einer Zusammensetzung des Matrixmaterials (7) des ungeschäumten Bauteilbereichs (11) zumindest hinsichtlich einer Aufschäumkomponente unterscheidet, wobei die sich unterscheidenden Matrixmaterialien (7, 8) zumindest teilweise vermischt in einem Übergang zwischen den Bauteilbereichen (11, 12) eine Grenzzone (13) bildend vorliegen.Fiber-reinforced plastic composite component ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the foamed matrix material ( 8th ) of the deformation area ( 12 ) has a composition, - that of a composition of a matrix material ( 7 ) of the unfoamed component area ( 11 ), or - which differs from a composition of the matrix material ( 7 ) of the unfoamed component area ( 11 ) differs at least with respect to a foaming component, wherein the differing matrix materials ( 7 . 8th ) at least partially mixed in a transition between the component regions ( 11 . 12 ) a border zone ( 13 ) forming. Faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschäumkomponente eine Vernetzungskomponente des Matrixmaterials (8) selbst oder ein Aufschäumadditiv ist.Fiber-reinforced plastic composite component ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the foaming component is a crosslinking component of the matrix material ( 8th ) itself or a foaming additive. Faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil (10) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffverbundbauteil (10) einen Sandwichaufbau aufweist, wobei der Deformationsbereich (12) mit dem geschäumten Matrixmaterial (8) eine Kernschicht bildet, die zwischen zwei Deckschichten bildenden Bauteilbereichen (11) mit ungeschäumtem Matrixmaterial (7) angeordnet ist, und/oder dass der Deformationsbereich (12) mit dem geschäumten Matrixmaterial (8) entlang dem Kunststoffverbundbauteil (10) neben zumindest einem Bauteilbereiche (11) mit ungeschäumtem Matrixmaterial (7) angeordnet ist, wobei insbesondere Verbindungs- und/oder Randbereiche des Kunststoffverbundbauteils (10) durch Bauteilbereiche (11) mit ungeschäumtem Matrixmaterial (7) gebildet werden, zwischen denen der Deformationsbereich (12) vorgesehen ist.Fiber-reinforced plastic composite component ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the plastic composite component ( 10 ) has a sandwich construction, wherein the deformation region ( 12 ) with the foamed matrix material ( 8th ) forms a core layer, the between two outer layers forming component areas ( 11 ) with unfoamed matrix material ( 7 ), and / or that the deformation area ( 12 ) with the foamed matrix material ( 8th ) along the plastic composite component ( 10 ) in addition to at least one component areas ( 11 ) with unfoamed matrix material ( 7 ), in particular connecting and / or edge regions of the plastic composite component ( 10 ) by component areas ( 11 ) with unfoamed matrix material ( 7 ) between which the deformation region ( 12 ) is provided. Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils (10) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Formwerkzeugs (20) mit einem Formhohlraum (24) entsprechend einer Form des Kunststoffverbundbauteils (10) und Einlegen der zumindest einen Faserlage (10') in den Formhohlraum (24), – Injizieren zumindest eines ungehärteten Matrixmaterials (7, 8) in den Formhohlraum (4) an zumindest einer Stelle (23a, 23b) und Imprägnieren der Faserlage (10'), – Schäumen des ungehärteten Matrixmaterials (8) in zumindest einem zur Ausbildung eines Deformationsbereichs (12) vorgesehenen Abschnitt der imprägnierten Faserlage (10'), – aushärten Lassen des Matrixmaterials (7, 8) und Erhalten des Kunststoffverbundbauteils (10), wobei der Bauteilbereich (11, 12) mit dem ausgehärteten geschäumten Matrixmaterial (8) den Deformationsbereich (12) bildet.Method for producing a fiber-reinforced plastic composite component ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 4, comprising the steps of: - providing a molding tool ( 20 ) with a mold cavity ( 24 ) according to a form of the plastic composite component ( 10 ) and inserting the at least one fiber layer ( 10 ' ) in the mold cavity ( 24 ), - injecting at least one uncured matrix material ( 7 . 8th ) in the mold cavity ( 4 ) in at least one place ( 23a . 23b ) and impregnating the fiber layer ( 10 ' ), - foaming the uncured matrix material ( 8th ) in at least one for forming a deformation area ( 12 ) provided portion of the impregnated fiber layer ( 10 ' ), - hardening the matrix material ( 7 . 8th ) and obtaining the plastic composite component ( 10 ), wherein the component area ( 11 . 12 ) with the cured foamed matrix material ( 8th ) the deformation area ( 12 ). Verfahren nach Anspruch 5, umfassend die Schritte: – Injizieren des Matrixmaterials (7, 8) an zumindest zwei Stellen (23a, 23b) in den Formhohlraum (24), wobei das zu schäumende ungehärtete Matrixmaterials (8) an zumindest einer Steile (23b) injiziert wird, die in einen Bereich des Formhohlraums (24) mündet, der zur Ausbildung eines Deformationsbereichs (12) vorgesehen ist und das nicht zu schäumende ungehärtete Matrixmaterials (7) an zumindest einer Stelle (23a) injiziert wird, die in einen Bereich des Formhohlraums (24) mündet, der zur Ausbildung eines ungeschäumten Bauteilbereichs (11) vorgesehen ist, – ineinander fließen Lassen der Matrixmaterialien (7, 8) in der Grenzzone (13) zwischen den Bauteilbereichen (11, 12) zu einem Gemisch (4).Method according to claim 5, comprising the steps: - injecting the matrix material ( 7 . 8th ) in at least two places ( 23a . 23b ) in the mold cavity ( 24 ), wherein the uncured matrix material to be foamed ( 8th ) in at least one part ( 23b ) injected into a region of the mold cavity ( 24 ) leading to the formation of a deformation area ( 12 ) and the non-foamed uncured matrix material ( 7 ) in at least one place ( 23a ) injected into a region of the mold cavity ( 24 ), which is used to form a non-foamed component area ( 11 ), - let the matrix materials flow into each other ( 7 . 8th ) in the border zone ( 13 ) between the component areas ( 11 . 12 ) to a mixture ( 4 ). Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schäumen des ungehärteten Matrixmaterials (8) durch – mechanisches Schäumen mittels Zuführen eines Treibgases, insbesondere Luft, erfolgt oder – physikalisches Schäumen mittels Verdampfen eines Treibmittels, das dem ungehärteten Matrixmaterial (8) zuvor zugesetzt worden ist, erfolgt oder – chemisches Schäumen mittels Aktivieren eines Treibmittels erfolgt, das eine Aufschäumkomponente des Matrixmaterials (8) ist, dessen Zusammensetzung sich zumindest hinsichtlich der Aufschäumkomponente von einer Zusammensetzung des Matrixmaterials (7) des ungeschäumten Bauteilbereichs (11) unterscheidet.A method according to claim 5 or 6, characterized in that the foaming of the uncured matrix material ( 8th ) by - mechanical foaming by supplying a propellant gas, in particular air, takes place or - physical foaming by evaporation of a propellant, the uncured matrix material ( 8th ) has been previously added, or - chemical foaming takes place by activating a blowing agent which comprises a foaming component of the matrix material ( 8th ), whose composition is at least as regards the frothing component of a composition of the matrix material ( 7 ) of the unfoamed component area ( 11 ) is different. Faser-Matrix-Halbzeug (5) zum Herstellen eines faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils (10) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Faser-Matrix-Halbzeug (5) aus zumindest einer Faserlage (10') und zumindest einem aushärtbaren Matrixmaterial (7, 8) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Faser-Matrix-Halbzeug (5) zur Ausbildung der zumindest zwei Bauteilbereiche (11, 12) mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften zumindest zwei Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitte (1, 2) aufweist, von denen einer, der zur Ausbildung des Deformationsbereichs (12) vorgesehen ist, ein Matrixmaterial (8) aufweist, dem ein physikalisches Treibmittel zugegeben ist oder das eine chemische Aufschäumkomponente umfasst.Fiber matrix semi-finished products ( 5 ) for producing a fiber-reinforced plastic composite component ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 4, wherein the fiber matrix semifinished product ( 5 ) of at least one fiber layer ( 10 ' ) and at least one curable matrix material ( 7 . 8th ), characterized in that the fiber matrix semifinished product ( 5 ) for forming the at least two component regions ( 11 . 12 ) having different mechanical properties, at least two fiber-matrix semifinished product sections ( 1 . 2 ), one of which is used to form the deformation area ( 12 ), a matrix material ( 8th ) to which a physical blowing agent is added or which comprises a chemical foaming component. Verfahren zum Herstellen eines Faser-Matrix-Halbzeugs (5) nach Anspruch 8, umfassend die Schritte: – Herstellen von zumindest zwei Teigen aus Verstärkungsfasern (10') und jeweils einem Matrixmaterial (7, 8), wobei sich die zwei Teige hinsichtlich des Treibmittels oder der Aufschäumkomponente unterscheiden, – Anordnen der zumindest zwei Teige aneinander angrenzend oder schichtweise aufeinander, wobei eine Schicht aus dem Teig mit dem Treibmittel oder der Aufschäumkomponente zwischen zwei Schichten aus dem Teig ohne Treibmittel oder Aufschäumkomponente gesandwicht wird, zur Ausbildung der zumindest zwei Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitte (1, 2) und Pressformen der angrenzend oder schichtweise angeordneten Teige zu dem Faser-Matrix-Halbzeug (5).Method for producing a fiber-matrix semifinished product ( 5 ) according to claim 8, comprising the steps of: - producing at least two doughs of reinforcing fibers ( 10 ' ) and in each case a matrix material ( 7 . 8th ), wherein the two doughs differ with regard to the propellant or the frothing component, arranging the at least two doughs adjacent to each other or in layers, wherein a layer of the dough with the propellant or the frothing component sandwiched between two layers of the dough without propellant or frothing component to form the at least two fiber-matrix semi-finished sections ( 1 . 2 ) and press forming the adjacent or layered doughs to the fiber-matrix semifinished product ( 5 ). Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Kunststoffverbundbauteils (10) unter Verwendung des Faser-Matrix-Halbzeugs (5) nach Anspruch 8, umfassend die Schritte: – Zuschneiden des Faser-Matrix-Halbzeugs (5) und Einlegen in ein Fliesspresswerkzeug, – Formen des Faser-Matrix-Halbzeugs (5) in dem Fliesspresswerkzeug zu dem Kunststoffverbundbauteil (10), dabei – Schäumen des Matrixmaterials (8) in dem zur Ausbildung des Deformationsbereichs (12) vorgesehenen Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitts (1, 2) durch Verdampfen des physikalischen Treibmittels oder Aktivieren der chemischen Aufschäumkomponente, – aushärten Lassen der Matrixmaterialien (7, 8), wobei der Bauteilbereich (11, 12) mit dem ausgehärteten geschäumten Matrixmaterial (8) den Deformationsbereich (12) des Kunststoffverbundbauteils (10) bildet.Method for producing a fiber-reinforced plastic composite component ( 10 ) using the fiber-matrix semifinished product ( 5 ) according to claim 8, comprising the steps of: - cutting the fiber matrix semifinished product ( 5 ) and inserting into a flow molding tool, - molding the fiber matrix semifinished product ( 5 ) in the extrusion tool to the plastic composite component ( 10 ), thereby - foaming of the matrix material ( 8th ) in which to form the deformation area ( 12 ) provided fiber matrix semifinished product section ( 1 . 2 by evaporation of the physical blowing agent or activation of the chemical foaming component, curing of the matrix materials ( 7 . 8th ), wherein the component area ( 11 . 12 ) with the cured foamed matrix material ( 8th ) the deformation area ( 12 ) of the plastic composite component ( 10 ).
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