DE102014013204A1 - Mold and process for the production of fiber reinforced components - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug (10) zum Herstellen von faserverstärkten Bauteilen, umfassend zwei Formteile (12, 14), die gegeneinander zu Öffnen und zu Schließen sind und im geschlossenen Zustand eine Kavität (16) bilden, in die ein Faserhalbzeug einlegbar ist, eine Injektionseinrichtung (18) zum Injizieren einer Harzmasse in die Kavität (16), einen die Kavität (16) umlaufend umfassenden, ein Dichtungsmaterial aufweisender, Dichtungsbereich (20) zum Abdichten der beiden Formteile (12, 14) gegenüber der Umgebung, sowie ein erstes Heizelement (22) zum lokalen Er-wärmen des das Dichtungsmaterial aufweisenden Dichtungsbereichs (20). Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Dichtungsmaterial die zu injizierende Harzmasse ist und dass das erste Heizelement (22) derart ausgebildet ist, das es auf eine Temperatur aufheizbar ist, bei der die im Dichtungsbereich (20) befindliche Harzmasse schneller aushärtet als die in der Kavität (16) befindliche Harzmasse.The invention relates to a molding tool (10) for producing fiber-reinforced components, comprising two mold parts (12, 14) which are openable and closable relative to one another and, in the closed state, form a cavity (16) into which a semifinished fiber product can be inserted Injection device (18) for injecting a resin composition into the cavity (16), a cavity (16) circumferentially comprehensive, a sealing material exhibiting sealing area (20) for sealing the two mold parts (12, 14) from the environment, and a first heating element (22) for locally reheating the sealing material (20) comprising the sealing material. The invention is characterized in that the sealing material is the resin composition to be injected and that the first heating element (22) is designed such that it can be heated to a temperature at which the resin composition in the sealing region (20) hardens faster than in the cavity (16) located resin composition.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen gemäß Patentanspruch 6.The invention relates to a mold for the production of fiber-reinforced components according to the type specified in the preamble of claim 1 and a method for producing fiber-reinforced components according to claim 6.

Moderne Faserverbundwerkstoffe bestehen zum einen aus verstärkten Fasern und zum anderen aus flüssigen, reaktiven Polymersystemen, sogenannten Harzen oder Matrixsystemen, die während der Verarbeitung aushärten.Modern fiber composites consist on the one hand of reinforced fibers and on the other hand of liquid, reactive polymer systems, so-called resins or matrix systems, which harden during processing.

Dazu ist es nötig, dass das Formwerkzeug während des unter Druckeinfluss verlaufenden Injektionsprozesses abgedichtet ist. Konventionelle Dichtungen, die oftmals aus Kautschuk oder Silikon bestehen, verschleißen aber im Serienbetrieb sehr stark. Gründe hierfür sind zum einen hohe mechanische Lasten, bedingt durch die notwendigen Schließkräfte aufgrund hoher Innendrücke. Zum anderen führen chemisch aggressive Medien, meist aminische oder anhydritische Härter, zu einer Degradation der Dichtungen.For this purpose, it is necessary that the mold is sealed during the injection process under pressure. Conventional seals, which often consist of rubber or silicone wear, but in series operation very strong. The reasons for this are on the one hand high mechanical loads, due to the necessary closing forces due to high internal pressures. On the other hand, chemically aggressive media, mostly aminic or anhydritic hardeners, lead to a degradation of the seals.

Als Folge des hohen Verschleißes sind verhältnismäßig kurze Standzeiten auch in der Praxis die Regel, sehr kurze Wartungsintervalle sind die Folge. Die daraus entstehenden Kosten sind wirtschaftlich auf Dauer nicht tragbar.As a consequence of the high wear, relatively short service lives are also the rule in practice, very short maintenance intervals are the result. The resulting costs are economically unsustainable in the long term.

Ein gattungsgemäßes, sämtliche Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 aufweisendes Formwerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen ist in der EP 2 441 556 A2 offenbart. Nach der Lehre der EP 2 441 556 A2 weist das Formwerkzeug zum Abdichten einen Dichtbereich auf, in den eine fließfähige polymere Dichtmasse eingebracht wird, die unter Zuführung von Wärme aushärtbar ist. Da während Herstellung eines faserverstärkten Bauteils zum Abdichten immer die Zuführung der polymeren Dichtmasse erforderlich ist, fallen beim Betrieb des Formwerkzeugs verhältnismäßig hohe Betriebskosten auf. Ein weiterer Nachteil ist, dass das Formwerkzeug neben einer Injektionseinrichtung für das Zuführen der Harzmasse eine weitere Injektionseinrichtung für das Zuführen der Dichtmasse aufweisen muss, sodass das Formwerkzeug einen komplexen Aufbau aufweist.A generic, all features of the preamble of claim 1 exhibiting mold and a method for producing fiber-reinforced components is in the EP 2 441 556 A2 disclosed. After the apprenticeship of EP 2 441 556 A2 For example, the sealing mold has a sealing region into which a flowable polymeric sealant is cured which is heat curable. Since during the manufacture of a fiber-reinforced component for sealing always the supply of the polymeric sealant is required, fall during operation of the mold relatively high operating costs. A further disadvantage is that the molding tool, in addition to an injection device for supplying the resin composition, must have a further injection device for supplying the sealing compound, so that the molding tool has a complex construction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formwerkzeug zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass neben langen Standzeiten und geringen Betriebskosten insbesondere auch ein einfacher Aufbau des Formwerkzeugs gewährleistet ist.The invention has the object of developing a mold for the production of fiber-reinforced components according to the type specified in the preamble of claim 1 such that in addition to long service life and low operating costs in particular a simple design of the mold is guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1 in conjunction with its generic features.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims form advantageous developments of the invention.

In bekannter Art und Weise umfasst das Formwerkzeug zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen zwei Formteile, die gegeneinander zu öffnen und zu schließen sind und im geschlossenen Zustand eine Kavität bilden, in die ein Faserhalbzeug einlegbar ist. Zudem weist das Formwerkzeug eine Injektionseinrichtung zum Injizieren einer Harzmasse in die Kavität auf. Weiterhin umfasst das Formwerkzeug in bekannter Art und Weise einen die Kavität umlaufend umfassenden, ein Dichtungsmaterial aufweisender Dichtungsbereich zum Abdichten der beiden Formteile gegenüber der Umgebung sowie ein erstes Heizelement zum lokalen Erwärmen des das Dichtungsmaterial aufweisenden Dichtungsbereichs.In a known manner, the mold for the production of fiber-reinforced components comprises two molded parts which are to be opened and closed against each other and form a cavity in the closed state, in which a semi-finished fiber can be inserted. In addition, the molding tool has an injection device for injecting a resin composition into the cavity. Furthermore, the mold comprises, in a known manner, a sealing area circumferentially encompassing the cavity, a sealing material for sealing the two moldings from the environment, and a first heating element for locally heating the sealing area comprising the sealing material.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als Dichtungsmaterial die zu injizierende Harzmasse verwendet wird. Hierfür ist das erste Heizelement derart ausgebildet ist, dass auf eine Temperatur aufheizbar ist, bei der die im Dichtungsbereich befindliche Harzmasse schneller aushärtet als die in der Kavität befindliche Harzmasse.According to the invention, it is provided that the resin material to be injected is used as the sealing material. For this purpose, the first heating element is designed such that it can be heated to a temperature at which the resin composition located in the sealing region hardens faster than the resin composition located in the cavity.

Nach der Erfindung wird somit die Reaktionszeit, bei der die Harzmasse vom flüssigen in den festen Zustand übergeht, ausgenutzt. Diese Zeit liegt, je nach System, bei 30 Sekunden bis zu 3 Stunden. Durch eine Erhöhung der Temperatur um 10°C wird diese Zeit jedoch halbiert. Durch eine entsprechende hohe Aufheizung des Heizelements ist es daher folglich möglich, die Reaktionszeit der Harzmasse so weit zu erhöhen, dass diese ”quasi schlagartig” erstarrt.Thus, according to the invention, the reaction time at which the resin composition changes from the liquid to the solid state is utilized. This time is 30 seconds up to 3 hours, depending on the system. By increasing the temperature by 10 ° C, however, this time is halved. By a correspondingly high heating of the heating element, it is therefore possible to increase the reaction time of the resin composition to such an extent that it "solidifies" almost instantaneously.

Da nunmehr das Heizelement derart ausgebildet, dass es innerhalb kurzer Zeit auf eine Temperatur aufheizbar ist, bei der die Harzmasse vom flüssigen Zustand in den festen Zustand übergeht, z. B. eine Temperatur bei der die Harzmasse mit einer Reaktionszeit ≤ 2 Sekunden aushärtet, ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die im Dichtungsbereich befindliche Harzmasse ”schlagartig” aushärtet und damit auch als Dichtmaterial fungiert. Dies hat den Vorteil, dass hohe Standzeiten gewährleistet sind, da die aus dem Stand Technik bekannten, verschleißanfälligen Dichtungen aus Kautschuk oder Silikon nicht mehr erforderlich sind. Da – wie bereits ausgeführt – durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Formwerkzeugs, nunmehr die zu injizierende Harzmasse auch als Dichtmaterial fungiert, ist die nach der Lehre der EP 2 441 556 A2 erforderlichen Zuführung einer polymeren Dichtmasse nicht mehr notwendig, sodass geringere Betriebskosten gewährleistet sind. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Formwerkzeug einen im Vergleich zur EP 2 441 556 A2 einfacheren Aufbau auf, da das erfindungsgemäße Formwerkzeugs eine zusätzliche Injektionseinrichtung für das Zuführen einer separaten Dichtmasse nicht benötigt. Since now the heating element is designed such that it can be heated within a short time to a temperature at which the resin composition passes from the liquid state to the solid state, for. As a temperature at which the resin composition hardens with a reaction time ≤ 2 seconds, it is ensured in an advantageous manner that the resin composition located in the sealing area "ceases" and thus also acts as a sealing material. This has the advantage that long service life is guaranteed because the known from the prior art, wear-prone seals made of rubber or silicone are no longer required. Since - as already stated - by the inventive design of the mold, now the resin to be injected mass also acts as a sealing material, which is according to the teaching of EP 2 441 556 A2 required supply of a polymeric sealant no longer necessary, so that lower operating costs are guaranteed. Furthermore, the inventive mold has a compared to EP 2 441 556 A2 simpler structure, since the mold according to the invention does not require an additional injection device for supplying a separate sealant.

Vorzugsweise ist der Dichtungsbereich derart ausgebildet, dass dieser im Vergleich zur Kavität eine verjüngende Ausgestaltung hat. Dies hat den Vorteil, dass nach Injizieren der Harzmasse in die Kavität und Eindringen der Harzmasse in den Dichtungsbereich, aufgrund der verjüngenden Ausgestaltung die Fließgeschwindigkeit der Harzmasse im Dichtungsbereich reduziert ist.Preferably, the sealing region is formed such that it has a tapered configuration in comparison to the cavity. This has the advantage that, after injecting the resin composition into the cavity and penetrating the resin composition into the sealing region, the flow rate of the resin composition in the sealing region is reduced due to the tapered configuration.

Damit das Heizelement nicht dauerhaft das Formwerkzeug heizt, ist gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung im Dichtungsbereich ein Harzsensor angeordnet. Durch den Harzsensor ist nun vorteilhafter Weise ermöglicht, dass die Aufheizung des Heizelements erst dann erfolgt, wenn im Dichtungsbereich Harzmasse registriert wurde und nach einer definierten Heizzeit, z. B. 10 Sekunden, das Heizelement wieder abgeschaltet wird. Somit werden Energie- und damit Betriebskosten gesenkt, da die Aufheizung des Heizelements bedarfsgereicht erfolgt.So that the heating element does not permanently heat the molding tool, a resin sensor is arranged in the sealing area according to a particularly advantageous embodiment of the invention. By the resin sensor is now advantageously allows the heating of the heating element takes place only when in the sealing area resin composition has been registered and after a defined heating time, for. B. 10 seconds, the heating element is switched off again. Thus, energy and thus operating costs are reduced, since the heating of the heating element is done as needed.

Vorzugsweise ist im Dichtungsbereich beabstandet zum ersten Heizelement ein zweites Heizelement angeordnet. Da nunmehr zwei Heizelemente nebeneinander angeordnet sind, ist eine redundante Dichtung des Formwerkzeugs sichergestellt.Preferably, a second heating element is arranged spaced apart from the first heating element in the sealing region. Since now two heating elements are arranged side by side, a redundant seal of the mold is ensured.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das bzw. sind die Heizelemente in Form von Heizdrähten ausgebildet. Die Verwendung von Heizdrähten als Heizelement hat den Vorteil, dass diese bauraumsparend und ohne großen konstruktiven Aufwand in das Formwerkzeug integrierbar sind.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the or the heating elements are in the form of heating wires. The use of heating wires as a heating element has the advantage that these space-saving and can be integrated into the mold without much design effort.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen anzugeben.The invention is further based on the object of specifying a method for the production of fiber-reinforced components.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patenanspruches 6 gelöst.This object is achieved by the features of claim 6.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens.The dependent claims form advantageous developments of the method.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:

  • • Einlegen eines Faserhalbzeugs in die Kavität des Formwerkzeugs;
  • • Schließen des Formwerkzeugs;
  • • Injizieren der Harzmasse in die Kavität des Formwerkzeugs;
  • • Abdichten des Formwerkzeugs mittels Aufheizen des/der Heizelements(e) im Dichtungsbereich durch Aushärtung der im Dichtungsbereich befindlichen Harzmasse;
  • • Verweilen des mit der Harzmasse getränkten Faserhalbzeugs im Formwerkzeug bei definierten Druck- und/oder Temperaturbedingen;
  • • Entnahme des faserverstärkten Bauteils aus dem Formwerkzeug.
The method according to the invention comprises the method steps:
  • Inserting a semifinished fiber product into the cavity of the molding tool;
  • • closing the mold;
  • Injecting the resin composition into the cavity of the mold;
  • Sealing the mold by heating the heating element (s) in the sealing area by curing the resin mass in the sealing area;
  • • retention of the semi-finished fiber impregnated with the resin composition in the mold at defined pressure and / or temperature conditions;
  • • Removal of the fiber-reinforced component from the mold.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass als Dichtungsmaterial die zu injizierende Harzmasse verwendet wird. D. h. eine zusätzliche u. U. aufwändige Prozesssteuerung zum Einspritzen einer Dichtmasse ist nicht erforderlich.The method according to the invention is characterized in particular in that the resin material to be injected is used as the sealing material. Ie. an additional u. U. complex process control for injecting a sealant is not required.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Aufheizen des/der Heizelements(e) erst dann erfolgt, nachdem durch den Harzsensor Harzmasse im Dichtungsbereich detektiert wurde und/oder dass das/die Heizelement(e) nach einer voreinstellbaren Zeit wieder abgeschaltet werden. Dies hat den Vorteil, dass unnötige Heizzeit vermieden wird, d. h. dass Energie eingespart wird.Preferably, it is provided that the heating of the / the heating element (s) takes place only after resin composition has been detected in the sealing area by the resin sensor and / or that the / the heating element (s) are switched off again after a presettable time. This has the advantage that unnecessary heating time is avoided, i. H. that energy is saved.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiment shown in the drawing.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.In the description, the claims, and the drawing, the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals below are used.

In der Zeichnung bedeutet:In the drawing:

1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Formwerkzeug zum Herstellen von faserverstärkten Bauteilen. 1 a sectional view through an inventive mold for producing fiber-reinforced components.

1 zeigt in einer Schnittdarstellung ein insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnetes Formwerkzeug zum Herstellen von faserverstärkten Bauteilen. 1 shows in a sectional view a total with the reference numeral 10 designated mold for producing fiber-reinforced components.

Das Formwerkzeug 10 umfasst ein erstes Formteil 12 sowie ein zweites Formteil 14. Die beiden Formteile sind gegeneinander zu öffnen und zu schließen und bilden – wie in 1 gezeigt – im geschlossenen Zustand eine Kavität 16. Zudem weist das Formwerkzeug 10 eine Injektionseinrichtung 18 zum Injizieren einer Harzmasse in die Kavität 16 auf.The mold 10 comprises a first molded part 12 and a second molded part 14 , The two moldings are to be opened and closed against each other and form - as in 1 shown - in the closed state, a cavity 16 , In addition, the mold has 10 an injection device 18 for injecting a resin mass into the cavity 16 on.

Weiterhin weist – wie 1 weiter zu entnehmen ist, das Formwerkzeug 10 einen die Kavität 16 umlaufend umfassenden Dichtungsbereich 20 auf. Der Dichtungsbereich 20 ist dabei spaltförmig, im Vergleich zur Kavität 16 verjüngt, ausgebildet.Furthermore, points - like 1 can be seen further, the mold 10 one the cavity 16 circumferentially comprehensive sealing area 20 on. The sealing area 20 is thereby gap-shaped, in comparison to the cavity 16 rejuvenated, trained.

Im Dichtungsbereich 20 sind vorliegend zwei Heizelemente angeordnet, nämlich ein erstes Heizelement 22 und ein in Bezug zum ersten Heizelement 22 weiter von der Kavität 16 beabstandetes zweites Heizelement 24. Die beiden Heizelemente 22, 24 sind vorliegend in Form zweier parallel zueinander angeordneter Heizdrähte ausgebildet.In the sealing area 20 in the present case two heating elements are arranged, namely a first heating element 22 and one with respect to the first heating element 22 further from the cavity 16 spaced second heating element 24 , The two heating elements 22 . 24 are presently designed in the form of two mutually parallel heating wires.

Zudem ist im Dichtungsbereich 20 ein Harzsensor 26 vorgesehen. Ausgehend von der Kavität 16 in Richtung nach außen betrachtet, ist der Harzsensor 26 im Dichtungsbereich 20 zwischen Kavität 16 und ersten Heizelement 22 angeordnet.In addition, in the sealing area 20 a resin sensor 26 intended. Starting from the cavity 16 When viewed in the outward direction, the resin sensor is 26 in the sealing area 20 between cavity 16 and first heating element 22 arranged.

Über eine – hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten – Regel-/Steuereinheit stehen der Harzsensor 26 und die Heizelemente 22, 26 miteinander in Wirkverbindung.About a - not shown here for reasons of clarity - control / control unit are the resin sensor 26 and the heating elements 22 . 26 in operative connection with each other.

Vorliegend wird eine Harzmasse verwendet, die bei einer Temperatur von 110°C eine Reaktionszeit von 5 min = 300 Sek. aufweist, d. h. die in die Kavität eingespritzte Harzmasse benötigt bei einer Temperatur von 110°C eine Zeit von 300 Sekunden um vom flüssigen Zustand in den festen Zustand überzugehen.In the present case, a resin composition is used which has a reaction time of 5 min = 300 sec at a temperature of 110 ° C., ie. H. the resin mass injected into the cavity requires a time of 300 seconds at a temperature of 110 ° C to change from the liquid state to the solid state.

Da sich die Reaktionszeit bekanntlich bei einer Temperaturerhöhung um 10°C ca. halbiert, ergibt sich für die vorliegend verwendete Harzmasse der nachfolgende Zusammenhang zwischen Reaktionszeit und Temperatur: Reaktionszeit in Sekunden Temperatur in °C 300 110 150 120 75 130 38 140 19 150 10 160 5 170 3 180 1,5 190 0,8 200 0,4 210 0,2 220 Since the reaction time is known to be approximately halved with a temperature increase of 10 ° C., the following relationship between reaction time and temperature results for the resin composition used here: Reaction time in seconds Temperature in ° C 300 110 150 120 75 130 38 140 19 150 10 160 5 170 3 180 1.5 190 0.8 200 0.4 210 0.2 220

Die beiden Heizdrähte 22, 24 sind vorliegend so ausgebildet, dass diese innerhalb kürzestes Zeit auf eine Temperatur von 220°C aufheizbar sind.The two heating wires 22 . 24 are presently designed so that they can be heated to a temperature of 220 ° C within a very short time.

Nachfolgend die Funktionsweise des Formwerkzeugs 10:
Nach Einlegen eines Faserhalbzeugs in die Kavität 16 und Schließen des Formwerkzeugs 10 wird über die Injektionseinrichtung 18 die Harzmasse unter hohem Druck in das Formwerkzeug 10 eingebracht.Below is the operation of the mold 10 :
After inserting a semi-finished fiber into the cavity 16 and closing the mold 10 is via the injection device 18 the resin composition under high pressure in the mold 10 brought in.

Nach Eindringen der Harzmasse in den Dichtungsbereich 20 wird diese durch die verjüngende Ausgestaltung des Dichtungsbereiches verlangsamt.After penetration of the resin mass into the sealing area 20 this is slowed down by the tapered design of the sealing area.

Nachdem der Harzsensor 26 die Harzmasse im Dichtungsbereich 20 detektiert hat, erfolgt das Aufheizen der Heizelemente 22, 24 auf eine Temperatur von 220°C.After the resin sensor 26 the resin mass in the sealing area 20 has detected, the heating of the heating elements takes place 22 . 24 to a temperature of 220 ° C.

Trifft nun die Harzmasse auf das erste Heizelement 22 erstarrt die Harzmasse innerhalb von 0,2 Sekunden, d. h. quasi schlagartig und bildet damit eine die Kavität 16 umlaufend umschließende Dichtlinie.Now meets the resin composition on the first heating element 22 The resin mass solidifies within 0.2 seconds, ie virtually abruptly, thus forming the cavity 16 encircling sealing line.

Das zweite Heizelement 24 dient lediglich der Ausfallsicherheit, um z. B. bei Ausfall des ersten Heizelements 22 eine zweite umlaufende Dichtlinie gewährleisten.The second heating element 24 serves only the reliability, z. B. in case of failure of the first heating element 22 ensure a second circumferential sealing line.

Nach einer vorher definierten Zeit, z. B. 10 Sekunden, werden die Heizelement 22, 24 wieder abgeschaltet.After a pre-defined time, z. B. 10 seconds, the heating element 22 . 24 switched off again.

In der Kavität 16 herrscht eine Temperatur von ca. 110°C, sodass das das herzustellende faserverstärkte Bauteil nach einer Verweildauer von ca. 300 Sekunden ausgehärtet ist und aus dem Formwerkzeug 10 entnommen werden kann.In the cavity 16 There is a temperature of about 110 ° C, so that the fiber-reinforced component to be produced is cured after a residence time of about 300 seconds and from the mold 10 can be removed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Formwerkzeugmold
1212
erstes Formteilfirst molding
1414
zweites Formteilsecond molding
1616
Kavitätcavity
1818
Injektionseinrichtunginjection device
2020
Dichtungsbereichsealing area
2222
Heizelementheating element
2424
Heizelementheating element
2626
Harzsensorresin sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2441556 A2 [0005, 0005, 0012, 0012] EP 2441556 A2 [0005, 0005, 0012, 0012]

Claims (8)

Formwerkzeug (10) zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen, umfassend – zwei Formteile (12, 14), die gegeneinander zu Öffnen und zu Schließen sind und im geschlossenen Zustand eine Kavität (16) bilden, in die ein Faserhalbzeug einlegbar ist; –– eine Injektionseinrichtung (18) zum Injizieren einer Harzmasse in die Kavität (16); – einen die Kavität (16) umlaufend umfassenden, ein Dichtungsmaterial aufweisender, Dichtungsbereich (20) zum Abdichten der beiden Formteile (12, 14) gegenüber der Umgebung, sowie – ein erstes Heizelement (22) zum lokalen Erwärmen des das Dichtungsmaterial aufweisenden Dichtungsbereichs (20), dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmaterial die zu injizierende Harzmasse ist und dass das erste Heizelement (22) derart ausgebildet ist, das es auf eine Temperatur aufheizbar ist, bei der die im Dichtungsbereich (20) befindliche Harzmasse schneller aushärtet als die in der Kavität (16) befindliche Harzmasse.Molding tool ( 10 ) for producing fiber-reinforced components, comprising - two molded parts ( 12 . 14 ) which are to be opened and closed against each other and in the closed state, a cavity ( 16 ) form, in which a semi-finished fiber can be inserted; An injection device ( 18 ) for injecting a resin mass into the cavity ( 16 ); - one the cavity ( 16 ) circumferentially comprehensive, a sealing material exhibiting, sealing area ( 20 ) for sealing the two molded parts ( 12 . 14 ) relative to the environment, and - a first heating element ( 22 ) for locally heating the sealing area comprising the sealing material ( 20 ), characterized in that the sealing material is the resin mass to be injected and that the first heating element ( 22 ) is designed such that it can be heated to a temperature at which in the sealing area ( 20 ) hardens faster than that in the cavity ( 16 ) Resin composition. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsbereich (20) im Vergleich zur Kavität (16) verjüngt ausgebildet ist.Mold according to claim 1, characterized in that the sealing area ( 20 ) compared to the cavity ( 16 ) is tapered. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Dichtungsbereich (20) ein Harzsensor angeordnet ist.Mold tool according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the sealing area ( 20 ) A resin sensor is arranged. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Dichtungsbereich (20) beabstandet zum ersten Heizelement (22) ein zweites Heizelement (24) angeordnet ist.Mold tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the sealing area ( 20 ) spaced from the first heating element ( 22 ) a second heating element ( 24 ) is arranged. Formwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement/die Heizelemente (22, 24) als ein Heizdraht ausgebildet ist/sind.Molding tool according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element (s) ( 22 . 24 ) is formed as a heating wire / are. Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffes in einem Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die Verfahrensschritte: – Einlegen eines Faserhalbzeugs in die Kavität des Formwerkzeugs; – Schließen des Formwerkzeugs; – Injizieren der Harzmasse in die Kavität des Formwerkzeugs; – Abdichten des Formwerkzeugs mittels Aufheizen des/der Heizelements(e) im Dichtungsbereich durch Aushärtung der im Dichtungsbereich befindlichen Harzmasse; – Verweilen des mit der Harzmasse getränkten Faserhalbzeugs im Formwerkzeug bei definierten Druck- und/oder Temperaturbedingen; – Entnahme des faserverstärkten Bauteils aus dem Formwerkzeug.Process for producing a fiber composite material in a mold according to one of Claims 1 to 5, comprising the process steps: - Inserting a semi-finished fiber into the cavity of the mold; - closing the mold; - injecting the resin composition into the cavity of the molding tool; - Sealing of the mold by heating the / the heating element (s) in the sealing area by curing the resin composition located in the sealing area; - Lingering of impregnated with the resin composition semifinished fiber in the mold at defined pressure and / or temperature conditions; - Removal of the fiber-reinforced component from the mold. Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffes nach Ansprüche 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheizen des/der Heizelements(e) erst erfolgt, nachdem durch den Harzsensor Harzmasse im Dichtungsbereich detektiert wurde.A method for producing a fiber composite material according to claim 6, characterized in that the heating of the / the heating element (s) takes place only after resin was detected in the sealing area by the resin sensor. Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffes nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Heizelement(e) nach einer voreinstellbaren Zeit wieder abgeschaltet werden.A method of producing a fiber composite material according to claim 6 or 7, characterized in that the / the heating element (s) are switched off again after a presettable time.
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