DE102015007922A1 - Method for producing a sandwich component and sandwich component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sandwichbauteils (10), mit den Schritten: Herstellen eines Sandwichhalbzeugs (32), indem an einer Schaumstoffkernschicht (12) oberseitig eine erste Deckschicht (14) und unterseitig eine zweite Deckschicht (16) angeordnet wird; Erwärmen des Sandwichhalbzeugs (32) und Umformen des erwärmten Sandwichhalbzeugs (32) mittels eines Umformwerkzeugs (30) zu dem Sandwichbauteil (10), wobei zumindest ein Teilbereich (20) der Schaumstoffkernschicht (12) mit einer höheren mechanischen Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht (12) hergestellt wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Sandwichbauteil (10) mit einer Schaumstoffkernschicht (12), an welcher oberseitig eine erste Deckschicht (14) und unterseitig eine zweite Deckschicht (16) angeordnet ist, wobei zumindest ein Teilbereich (20) der Schaumstoffkernschicht (12) eine höhere mechanische Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht (12) aufweist.The invention relates to a method for producing a sandwich component (10), comprising the steps of: producing a sandwich semi-finished product (32) by placing a first cover layer (14) on top of a foam core layer (12) and a second cover layer (16) on the underside; Heating the sandwich semi-finished product (32) and forming the heated sandwich semi-finished product (32) by means of a forming tool (30) to the sandwich component (10), wherein at least a portion (20) of the foam core layer (12) with a higher mechanical strength than the remaining foam core layer (12 ) will be produced. The invention further relates to a sandwich component (10) having a foam core layer (12) on which a first cover layer (14) is arranged on the upper side and a second cover layer (16) on the underside, wherein at least one partial region (20) of the foam core layer (12) has a has higher mechanical strength than the remaining foam core layer (12).

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Figure DE102015007922A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sandwichbauteils und ein Sandwichbauteil der in den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche angegebenen Art.The invention relates to a method for producing a sandwich component and a sandwich component of the type specified in the preambles of the independent claims.

Die DE 10 2006 058 257 A1 zeigt ein gattungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Sandwichbauteils, bei welchem ein Sandwichhalbzeug hergestellt wird, indem an einer Schaumstoffkernschicht oberseitig eine erste Deckschicht und unterseitig eine zweite Deckschicht angeordnet wird. Das hergestellte Sandwichhalbzeug wird danach erwärmt und mittels eines Umformwerkzeugs zu einem Sandwichbauteil umgeformt.The DE 10 2006 058 257 A1 shows a generic method for producing a sandwich component in which a sandwich semi-finished product is prepared by a top layer on a foam side and a first cover layer on the underside of a second cover layer is arranged. The sandwich semi-finished product produced is then heated and formed by means of a forming tool to form a sandwich component.

Ein derartiges Sandwichbauteil bzw. ein derartiger Sandwichverbund ist häufig lokal unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt, jedoch in seiner Dicke üblicherweise homogen ausgebildet und auf die Größe der maximalen lokalen Belastung ausgelegt, was zu einem erhöhten Gewicht und zu einem vergrößerten Bauraumerfordernis führt. Mit anderen Worten müssen Sandwichverbund-Bauteile wie die meisten anderen Bauteile oft sehr unterschiedlichen Belastungen an unterschiedlichen Bereichen genügen. Da generell Sandwichbauteile aus flächigen Ausgangsmaterialien, wie einer Kernlage und Deckschichten, hergestellt werden, liegt üblicherweise an jedem Bauteilquerschnitt dasselbe Material vor. Infolgedessen ist die Optimierung eines Sandwichbauteils für unterschiedliche Belastungen sehr schwierig. So muss beispielsweise das Kernmaterial gemäß der höchsten zu erwartenden Druckbelastung ausgelegt werden, selbst wenn diese Belastung nur in wenigen Bereichen oder nur an einem Bereich des Bauteils wirken sollte. Diese Belastungen können sowohl in der späteren Anwendung des hergestellten Sandwichbauteils als auch im Fertigungsprozess lokal auf das Sandwichbauteil einwirken. Wird beispielsweise ein Sandwichbauteil durch Spritzguss mit angespritzten Bereichen versehen, müssen lediglich in diesen Bereichen hohe Belastungen aufgrund des Spritzgusses ertragen werden.Such a sandwich component or such a sandwich composite is often exposed to locally different loads, but usually formed in its thickness homogeneous and designed for the size of the maximum local load, resulting in an increased weight and an increased space requirement. In other words, sandwich composite components, like most other components, often have to meet very different loads in different areas. Since sandwich components are generally produced from planar starting materials, such as a core layer and cover layers, the same material is usually present at each component cross section. As a result, optimizing a sandwich component for different loads is very difficult. Thus, for example, the core material must be designed according to the highest expected pressure load, even if this load should only be effective in a few areas or only at one area of the component. These loads can act locally on the sandwich component both in the later application of the sandwich component produced and in the manufacturing process. If, for example, a sandwich component is provided with injection-molded areas by injection molding, high loads due to the injection molding process must be borne only in these areas.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Sandwichbauteils sowie ein Sandwichbauteil bereitzustellen, mittels welchen lokal unterschiedliche Belastungen am Sandwichbauteil auf verbesserte Weise Rechnung getragen werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide a method for producing a sandwich component and a sandwich component, by means of which locally different loads on the sandwich component can be accommodated in an improved manner.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Sandwichbauteils sowie durch ein Sandwichbauteil mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method for producing a sandwich component and by a sandwich component having the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Sandwichbauteils wird zunächst ein Sandwichhalbzeug hergestellt, indem an einer Schaumstoffkernschicht oberseitig eine erste Deckschicht und unterseitig eine zweite Deckschicht angeordnet wird. Das hergestellte Sandwichhalbzeug wird erwärmt und mittels eines Umformwerkzeugs zu dem Sandwichbauteil umgeformt. Um ein Sandwichbauteil herstellen zu können, das bei einem möglichst geringen Gewicht auf lokale mechanische Beanspruchungen abgestimmt ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Teilbereich der Schaumstoffkernschicht mit einer höheren mechanischen Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht hergestellt wird.In the method according to the invention for producing a sandwich component, first of all a semifinished semifinished product is produced by arranging on a foam core layer on the top side a first cover layer and on the underside a second cover layer. The sandwich semi-finished product produced is heated and formed by means of a forming tool to the sandwich component. In order to be able to produce a sandwich component which is matched to local mechanical stresses with the lowest possible weight, it is provided according to the invention that at least one subregion of the foam core layer is produced with a higher mechanical strength than the remaining foam core layer.

Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schaumstoffkernschicht in zumindest einem Teilbereich eine lokale Modifikation während der Herstellung des Sandwichbauteils erfährt, sodass die Materialeigenschaften des fertig hergestellten Sandwichbauteils in diesem Teilbereich eine höhere mechanische Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht aufweist. Hierdurch kann in diesem zumindest einen Teilbereich zum Beispiel eine erhöhte Druckfestigkeit des Sandwichbauteils erreicht werden, ohne dass der gesamte Sandwichverbund auf die erhöhten Anforderungen an den Teilbereich dimensioniert werden muss. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es also möglich, ein Sandwichbauteil herzustellen, das außerhalb eines oder mehrerer mechanisch besonders beanspruchter Bereiche in seiner Dimensionierung unverändert bleibt, sodass ohne wesentliche Gewichtszunahme ein auf äußere Beanspruchungen maßgeschneidertes Sandwichbauteil geschaffen wird. Vorzugsweise erfolgt dabei die lokale Modifikation der Schaumstoffkernschicht noch vor der Sandwichhalbzeugherstellung oder während der Sandwichhalbzeugherstellung, sodass ein auf äußere Beanspruchungen maßgeschneidertes Sandwichhalbzeug und damit nach Umformung des Sandwichhalbzeugs ein entsprechend funktionell angepasstes Sandwichbauteil hergestellt wird.In other words, it is provided according to the invention that the foam core layer undergoes a local modification during the production of the sandwich component in at least one subarea, so that the material properties of the finished sandwich component in this subarea has a higher mechanical strength than the remaining foam core layer. As a result, in this at least one subarea, for example, an increased compressive strength of the sandwich component can be achieved without the entire sandwich composite having to be dimensioned to the increased requirements of the subarea. By means of the method according to the invention, it is thus possible to produce a sandwich component which remains unchanged in its dimensioning outside of one or more mechanically stressed areas, so that a sandwich component tailored to external stresses is created without substantial increase in weight. Preferably, the local modification of the foam core layer takes place before the semifinished semifinished product or during the sandwich semifinished product, so that a tailored to external stresses sandwich semifinished product and thus after forming the sandwich semi-finished a correspondingly functionally adapted sandwich component is made.

Es kann somit ein besonders vielseitiges Sandwichbauteil ohne größeren zusätzlichen Material- und Kostenaufwand hergestellt werden, da insbesondere die Druckfestigkeit in dem zumindest einen Teilbereich lokal erhöht werden kann. Die Oberflächengüte, speziell an kleinen Radien, kann dadurch deutlich verbessert werden, beispielsweise indem im Bereich von Bohrungen entsprechende Verstärkungen vorgesehen werden. Darüber hinaus sind auch im Wesentlichen beliebige Kantenformen an dem Sandwichbauteil darstellbar. Es kann zudem auch eine verbesserte Oberflächengüte an dem Sandwichbauteil erzielt werden. Insbesondere kann ein Eindrücken des Sandwichbauteils durch Außeneinflüsse verhindert werden. Vorzugsweise kann darüber hinaus ein geschlossener Sandwichverbund hergestellt werden, sodass insbesondere im Bereich einer Schnittkante die Resistenz gegen Umwelteinflüsse erheblich verbessert werden kann. Darüber hinaus ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch beispielsweise möglich, Durchbrüche innerhalb des Sandwichbauteils zu verstärken und die Oberflächenqualität beim Anspritzen von Spritzgussbereichen zu verbessern. Neben der Druckfestigkeit ist es darüber hinaus auch beispielsweise möglich, die Schub- und/oder Zugeigenschaften des Sandwichbauteils in dem zumindest einen Teilbereich zu verbessern, ohne dass der gesamte Sandwichverbund auf die lokal erhöhten Anforderungen dimensioniert werden muss.Thus, it is possible to produce a particularly versatile sandwich component without major additional material and expense since, in particular, the compressive strength in the at least one partial region can be increased locally. The surface quality, especially at small radii, can thereby be significantly improved, for example by providing corresponding reinforcements in the area of bores. In addition, essentially any desired edge shapes can also be displayed on the sandwich component. In addition, it is also possible to achieve an improved surface quality on the sandwich component. In particular, an impressions of the sandwich component can be prevented by external influences. Preferably, about it In addition, a closed sandwich composite are produced, so that in particular in the area of a cutting edge, the resistance to environmental influences can be significantly improved. Moreover, by means of the method according to the invention, it is also possible, for example, to reinforce breakthroughs within the sandwich component and to improve the surface quality during injection molding of injection-molded areas. In addition to the compressive strength, it is also possible, for example, to improve the shear and / or tensile properties of the sandwich component in the at least one sub-area, without the entire sandwich composite having to be dimensioned to the locally increased requirements.

Als Kunststoff der Deckschicht wird ein Thermoplast verwendet, welcher insbesondere Polypropylen (PP) sein kann. Ferner hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der thermoplastische Kunststoffschaum aus Polyethylenterephtelat (PET) gebildet ist, so dass die Kernschicht als PET-Schaumkern ausgebildet ist. PET ist bei Temperaturen über 140°C in einem erweichten Zustand und kann damit plastisch verformt werden. Erst bei Erreichen des Schmelzpunktes über 250°C beginnt das Aufschmelzen. PP schmilzt bereits bei 160°C. Diese Materialkombination ist damit besonders vorteilhaft, da zwischen 160°C und 250°C der Thermoplast der Deckschicht geschmolzen ist und der Kern plastisch verformbar ist, ohne dass die Schaumstruktur zerstört wird. Damit ergibt sich für den Herstellprozess ein großer nutzbarer Temperaturbereich.As the plastic of the cover layer, a thermoplastic is used, which may be in particular polypropylene (PP). Furthermore, it has been shown to be particularly advantageous if the thermoplastic resin foam is formed of polyethylene terephthalate (PET), so that the core layer is formed as a PET foam core. PET is in a softened state at temperatures above 140 ° C and can thus be plastically deformed. Only when reaching the melting point above 250 ° C, the melting begins. PP melts at 160 ° C. This combination of materials is thus particularly advantageous because between 160 ° C and 250 ° C, the thermoplastic of the cover layer is melted and the core is plastically deformable without the foam structure is destroyed. This results in a large usable temperature range for the manufacturing process.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei der Herstellung der Schaumstoffkernschicht an zumindest einer Stelle ein Abschnitt der Schaumstoffkernschicht entfernt, insbesondere ausgestanzt, und danach an der Stelle ein Verstärkungselement eingesetzt wird, welches eine höhere mechanische Belastbarkeit als der entfernte Abschnitt aufweist. Mit anderen Worten entspricht das eingesetzte Verstärkungselement dem zumindest einen Teilbereich der Schaumstoffkernschicht, welcher eine höhere mechanische Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht aufweist. Dadurch, dass in die entfernte, vorzugsweise gestanzte, Freistelle zumindest ein Verstärkungselement eingefügt wird, kann auf besonders einfache Weise die Schaumstoffkernschicht und somit das gesamte Sandwichbauteil lokal verstärkt werden. Das Verstärkungselement kann je nach Beanspruchung des Sandwichbauteils beispielsweise ein Festkörper aus Kunststoff oder Metall sein. Ferner ist es auch möglich, dass ein Schaum aus einem anderen Material als die restliche Schaumstoffkernschicht mit einer höheren Dichte und/oder Druckfestigkeit ausgewählt wird. Die derart modifizierte Schaumstoffkernschicht kann anschließend zur Herstellung des Sandwichhalbzeugs eingesetzt werden, indem an der modifizierten Schaumstoffkernschicht oberseitig die erste Deckschicht und unterseitig die zweite Deckschicht angeordnet wird. Die Schaumstoffkernschicht kann dabei beispielsweise ober- und unterseitig mit einer Bindeschicht zur verbesserten Anbindung zwischen den jeweiligen Deckschichten und der Schaumstoffkernschicht versehen werden. Anschließend wird das derart ausgebildete Sandwichhalbzeug erhitzt und zu dem fertigen Sandwichbauteil umgeformt bzw. verpresst.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that in the production of the foam core layer at least one point, a portion of the foam core layer removed, in particular punched out, and then at the point a reinforcing element is used, which has a higher mechanical load capacity than the removed portion. In other words, the reinforcing element used corresponds to the at least one subregion of the foam core layer, which has a higher mechanical strength than the remaining foam core layer. The fact that at least one reinforcing element is inserted into the removed, preferably punched, cut-out, the foam core layer and thus the entire sandwich component can be locally reinforced in a particularly simple manner. Depending on the stress of the sandwich component, the reinforcing element can be, for example, a solid body made of plastic or metal. Further, it is also possible that a foam of a different material than the remaining foam core layer with a higher density and / or compressive strength is selected. The foam core layer modified in this way can subsequently be used to produce the sandwich semifinished product by arranging on the modified foam core layer on the top side the first cover layer and on the underside the second cover layer. The foam core layer can be provided, for example, on the upper and lower sides with a bonding layer for improved bonding between the respective outer layers and the foam core layer. Subsequently, the sandwich semi-finished product thus formed is heated and formed or pressed into the finished sandwich component.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schaumstoffkernschicht aus einer Schaumbahn hergestellt wird, aus welcher der Abschnitt entfernt und in welche das Verstärkungselement eingesetzt wird, wonach die Schaumstoffkernschicht aus der Schaumbahn abgetrennt wird. Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass die Schaumstoffkernschicht aus einer Art Endlosmaterial in Form der Schaumbahn hergestellt wird, wobei vorzugsweise bereits aus dieser Schaumbahn der Abschnitt entfernt und an dieser Stelle das besagte Verstärkungselement eingesetzt wird. Dabei kann es vorgesehen sein, dass bereits an der Schaumbahn oberseitig und unterseitig die Deckschichten mittels einer Bindeschicht angebracht werden, nachdem der Abschnitt entfernt und das Verstärkungselement eingesetzt worden ist. Die mit den Deckschichten versehene Schaumbahn kann anschließend konfektioniert, erhitzt und so verpresst werden, dass die Deckschichten mit der Schaumbahn verbunden werden. Insbesondere ist es möglich, aus der als Endlosmaterial zugeführten Schaumbahn mehrere der Schaumstoffkernschichten herzustellen, indem an jeweils vorbestimmten Stellen jeweilige Abschnitte entfernt und die betreffenden Verstärkungselemente eingesetzt werden. Dadurch ist es auf einfache und besonders schnelle Weise möglich, eine Vielzahl der mit den Verstärkungselementen versehenen Schaumstoffkernschichten herzustellen.According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the foam core layer is produced from a foam web from which the portion is removed and into which the reinforcing element is inserted, after which the foam core layer is separated from the foam web. In other words, it can be provided that the foam core layer is made of a kind of continuous material in the form of the foam web, preferably already removed from this foam sheet of the section and at this point said reinforcing element is used. It may be provided that the cover layers are already attached to the foam sheet on the top and bottom sides by means of a bonding layer, after the section has been removed and the reinforcing element has been used. The foam sheet provided with the cover layers can then be made up, heated and pressed so that the cover layers are connected to the foam sheet. In particular, it is possible to produce a plurality of the foam core layers from the foam web fed as endless material by removing respective sections at respectively predetermined locations and using the relevant reinforcing elements. This makes it possible in a simple and particularly fast way to produce a variety of provided with the reinforcing elements foam core layers.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Teilbereich aus einem anderen Material als die restliche Schaumstoffkernschicht hergestellt und mit der restlichen Schaumstoffkernschicht verbunden, insbesondere verklebt, wird. Mit anderen Worten ist es also bereits bei der Schaumblockherstellung, also bei der Herstellung der Schaumstoffkernschicht, möglich, dass beispielsweise unterschiedliche Schaumstoffblöcke miteinander verklebt werden, wobei die unterschiedlichen Schaumstoffblöcke auf die jeweils auftretenden Belastungen an der Schaumstoffkernschicht bzw. an dem fertigen Sandwichbauteil hin optimiert sind. Dadurch ist es ebenfalls auf besonders einfache Weise möglich, eine lokale Modifikation der Schaumstoffkernschicht zu ermöglichen, sodass die Materialeigenschaften der Schaumstoffkernschicht und somit auch des Sandwichbauteils lokal angepasst werden können. Alternativ ist es auch möglich, den Teilbereich aus demselben Kunststoff, jedoch mit einer anderen Dichte als die restliche Schaumstoffkernschicht herzustellen. Bei höheren Festigkeitsbeanspruchungen sollte die Dichte höher sein als die restliche Schaumkernschicht.A further advantageous embodiment of the invention provides that the portion made of a different material than the remaining foam core layer and connected to the remaining foam core layer, in particular glued, is. In other words, it is already possible in foam block production, that is to say in the production of the foam core layer, for example, that different foam blocks are glued to one another, the different foam blocks being optimized for the respectively occurring loads on the foam core layer or on the finished sandwich component. As a result, it is also possible in a particularly simple manner to allow a local modification of the foam core layer, so that the material properties of the foam core layer and thus also of the sandwich component are adapted locally can be. Alternatively, it is also possible to make the portion of the same plastic, but with a different density than the remaining foam core layer. For higher strength loads, the density should be higher than the remaining foam core layer.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Teilbereich aus demselben Material wie die restliche Schaumstoffkernschicht hergestellt wird, wobei während der Herstellung die restliche Schaumstoffkernschicht stärker als der Teilbereich aufgeschäumt wird. Mit anderen Worten ist es also möglich, während der Herstellung der Schaumstoffkernschicht durch eine Variation der Schaumextrusion Bereiche mit unterschiedlichen Materialeigenschaften zu erzielen. Dadurch, dass die restliche Schaumstoffkernschicht stärker als der zumindest eine Teilbereich aufgeschäumt wird, weist die restliche Schaumstoffkernschicht eine geringere Dichte als der weniger stark aufgeschäumte Teilbereich auf. Infolgedessen weist der Teilbereich eine höhere mechanische Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht auf. Durch das unterschiedlich starke Aufschäumen der Schaumstoffkernschicht kann auf einfache und schnelle Weise ebenfalls eine lokale Modifikation der Materialeigenschaften der Schaumstoffkernschicht und somit des gesamten Sandwichbauteils erzielt werden.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the portion is made of the same material as the remaining foam core layer, wherein during production, the remaining foam core layer is foamed more than the portion. In other words, it is thus possible to achieve regions with different material properties during the production of the foam core layer by a variation of the foam extrusion. Because the remaining foam core layer is foamed more strongly than the at least one partial area, the remaining foam core layer has a lower density than the less strongly foamed partial area. As a result, the portion has a higher mechanical strength than the remaining foam core layer. Due to the different degrees of foaming of the foam core layer, a local modification of the material properties of the foam core layer and thus of the entire sandwich component can likewise be achieved in a simple and rapid manner.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Schaumstoffkernschicht aus einem ersten Schaumstoffelement und aus einem zweiten Schaumstoffelement hergestellt wird, welches an dem ersten Schaumstoffelement angeordnet und beim Umformen des erwärmten Sandwichhalbzeugs unter Ausbildung des Teilbereichs in das erste Schaumstoffelement hineingepresst wird. Es kann also durch ein lokales Auflegen des zweiten Schaumstoffelements auf dem ersten Schaumstoffelement und durch anschließendes Verpressen des zweiten Schaumstoffelements mit dem ersten Schaumstoffelement auf einfache Weise der zumindest eine Teilbereich ausgebildet werden, welcher eine höhere mechanische Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht aufweist. Vorzugsweise wird dabei zwischen dem ersten Schaumstoffelement und dem zweiten Schaumstoffelement eine dazwischen liegende Klebeschicht angeordnet, sodass eine verbesserte Anhaftung des zweiten Schaumstoffelements an dem ersten Schaumstoffelement sichergestellt werden kann. Vorzugsweise werden das erste und das zweite Schaumstoffelement aus einem Material, insbesondere aus demselben Material, hergestellt, dessen Glasübergangstemperatur deutlich unterhalb von der Schmelztemperatur, vorzugsweise 135°C bis 150°C darunter, liegt. Denn dadurch ist es möglich, dass das zweite Schaumstoffelement, welches auf das erste Schaumstoffelement aufgelegt wird, in das erste Schaumstoffelement hineingepresst bzw. hineingestaucht wird, ohne dass die zellulare Struktur der beiden Schaumstoffelemente beschädigt wird. Aufgrund dieser Stauchung wird die Dichte bei den beiden Schaumstoffelementen lokal erhöht und die Druckfestigkeit gleichermaßen verbessert. Insbesondere wenn zwischen den beiden Schaumstoffelementen eine Bindeschicht, vorzugsweise eine thermoplastische Schmelzschicht oder eine Klebeschicht, angeordnet wird, kann eine verbesserte stoffschlüssige und formschlüssige Verbindung zwischen den üblicherweise randseitig offenporigen Schaumstoffelementen erzielt werden.A further advantageous embodiment of the invention provides that the foam core layer is made of a first foam element and a second foam element, which is arranged on the first foam element and pressed into the first foam element during forming of the heated sandwich semi-finished to form the portion. It can thus be formed by a local placement of the second foam element on the first foam element and then pressing the second foam element with the first foam element in a simple manner, the at least one portion having a higher mechanical strength than the remaining foam core layer. Preferably, an intermediate adhesive layer is arranged between the first foam element and the second foam element, so that an improved adhesion of the second foam element to the first foam element can be ensured. Preferably, the first and the second foam element are made of a material, in particular of the same material, whose glass transition temperature is well below the melting temperature, preferably 135 ° C to 150 ° C below. Because of this, it is possible that the second foam element, which is placed on the first foam element, is pressed into or pressed into the first foam element, without the cellular structure of the two foam elements is damaged. Due to this compression, the density of the two foam elements is locally increased and the compressive strength improved equally. In particular, when a bonding layer, preferably a thermoplastic melt layer or an adhesive layer, is arranged between the two foam elements, an improved cohesive and positive connection can be achieved between the foam material elements, which are usually open at the edge.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schaumstoffkernschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyethylenterephthalat, hergestellt wird. Vorzugsweise werden die Deckschichten aus einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polypropylen, hergestellt. Dadurch, dass vorzugsweise ein thermoplastischer Kunststoff bei der Schaumstoffkernschicht und den Deckschichten eingesetzt wird, können die Schaumstoffkernschicht und die Deckschichten auf besonders einfache Weise erhitzt und aufgeschmolzen werden, sodass das Sandwichhalbzeug auf besonders einfache Weise aus der Schaumstoffkernschicht und den Deckschichten hergestellt werden kann. Die Steigerung der mechanischen Druckeigenschaften der thermoplastischen Schaumstoffkernschicht ist unter anderem darin begründet, dass die Verpressung im heißen Zustand während der Bauteilherstellung erfolgt. Hierbei wird die Schaumstoffkernschicht nahezu auf die Verarbeitungstemperatur der thermoplastischen Matrix der Deckschichten erwärmt. Bei dieser Temperatur, welche bei PP im Bereich von circa 160°C bis 250°C liegt, lässt sich nämlich die Schaumstoffkernschicht aus PET stauchen, ohne dass die Zellwände der Schaumstoffkernschicht brechen oder aufschmelzen. Die plastisch gestauchte Schaumstruktur kann durch Materialverdichtung höhere Kräfte aufnehmen, wodurch die Druckeigenschaften der Schaumstoffkernschicht lokal gesteigert werden können. Hierdurch kann in diesem Bereich eine erhöhte mechanische Belastbarkeit, beispielsweise hinsichtlich der Druck-, Schub- oder Zugeigenschaften, des Sandwichverbunds erreicht werden, ohne dass der gesamte Sandwichverbund auf die erhöhten Anforderungen an bestimmten Stellen des Sandwichbauteils dimensioniert werden muss.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the foam core layer of a thermoplastic material, in particular polyethylene terephthalate, is produced. Preferably, the cover layers are made of a fiber-reinforced thermoplastic, in particular polypropylene. Characterized in that preferably a thermoplastic material is used in the foam core layer and the cover layers, the foam core layer and the cover layers can be heated and melted in a particularly simple manner, so that the semi-finished sandwich can be made in a particularly simple manner from the foam core layer and the cover layers. One of the reasons for the increase in the mechanical pressure properties of the thermoplastic foam core layer is that the hot pressing takes place during component production. In this case, the foam core layer is heated to almost the processing temperature of the thermoplastic matrix of the outer layers. At this temperature, which is in the range of about 160 ° C. to 250 ° C. in the case of PP, the foam core layer of PET can be compressed without the cell walls of the foam core layer breaking or melting. The plastically compressed foam structure can absorb higher forces by material compression, whereby the pressure properties of the foam core layer can be increased locally. As a result, an increased mechanical load-bearing capacity, for example with regard to the compressive, shear or tensile properties of the sandwich composite, can be achieved in this area without the entire sandwich composite having to be dimensioned to the increased requirements at specific locations of the sandwich component.

Das erfindungsgemäße Sandwichbauteil umfasst eine Schaumstoffkernschicht, an welcher oberseitig eine erste Deckschicht und unterseitig eine zweite Deckschicht angeordnet ist, wobei sich das erfindungsgemäße Sandwichbauteil dadurch auszeichnet, dass zumindest ein Teilbereich der Schaumstoffkernschicht eine höhere mechanische Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Sandwichbauteils anzusehen.The sandwich component according to the invention comprises a foam core layer on which a first cover layer is arranged on the upper side and a second cover layer on the underside, wherein the sandwich component according to the invention is characterized in that at least a portion of the foam core layer has a higher mechanical strength than the remaining foam core layer having. Advantageous embodiments of the method according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the sandwich component according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. Show it:

1 eine schematische Seitenschnittansicht eines Sandwichbauteils, welches eine Schaumstoffkernschicht aufweist, an welcher oberseitig eine erste Deckschicht und unterseitig eine zweite Deckschicht angeordnet ist, wobei ein Teilbereich der Schaumstoffkernschicht eine höhere mechanische Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht aufweist; 1 a schematic side sectional view of a sandwich component, which has a foam core layer on which the upper side a first cover layer and the underside, a second cover layer is arranged, wherein a portion of the foam core layer has a higher mechanical strength than the remaining foam core layer;

2 eine schematische Darstellung eines Herstellvorgangs eines Sandwichhalbzeugs, wobei aus einer als Endlosmaterial bereitgestellten Schaumbahn einzelne Abschnitt entfernt und dafür Verstärkungselemente eingesetzt werden; 2 a schematic representation of a manufacturing process of a sandwich semi-finished product, wherein removed from a provided as an endless material foam web individual section and for reinforcing elements are used;

3 eine schematische Darstellung eines Umformvorgangs, bei welchem mittels eines Umformwerkzeugs das Sandwichbauteil hergestellt wird; und 3 a schematic representation of a forming process in which by means of a forming tool, the sandwich component is produced; and

4 eine weitere schematische Darstellung eines alternativen Herstellverfahrens des Sandwichbauteils, wobei in einem Bereich zwei Schaumstoffelemente übereinander angeordnet und anschließend miteinander verpresst werden. 4 a further schematic representation of an alternative manufacturing method of the sandwich component, wherein two foam elements are arranged one above the other in one area and then pressed together.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

Ein Sandwichbauteil 10 ist in einer schematischen Seitenschnittansicht in 1 gezeigt. Das Sandwichhalbzeug 10 umfasst eine Schaumstoffkernschicht 12, wobei oberseitig eine erste Deckschicht 14 und unterseitig eine zweite Deckschicht 16 an der Schaumstoffkernschicht 12 angeordnet sind. Die Schaumstoffkernschicht 10 ist dabei aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat, kurz als PET bezeichnet, hergestellt. Die Deckschichten 14, 16 sind aus einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polypropylen, kurz als PP bezeichnet, hergestellt. Als Verstärkungsfasern können beispielsweise Glasfasern, Aramidfasern, Naturfasern oder Kohlestofffasern vorgesehen werden.A sandwich component 10 is a schematic side sectional view in 1 shown. The sandwich semifinished product 10 includes a foam core layer 12 , wherein on the upper side a first cover layer 14 and a second outer layer on the underside 16 at the foam core layer 12 are arranged. The foam core layer 10 is made of a thermoplastic material, preferably polyethylene terephthalate, abbreviated PET. The cover layers 14 . 16 are made of a fiber-reinforced thermoplastic, in particular polypropylene, referred to as PP for short. As reinforcing fibers, for example, glass fibers, aramid fibers, natural fibers or carbon fibers may be provided.

Zur besseren Anbindung der Deckschichten 14, 16 an die Schaumstoffkernschicht 12 ist zwischen den Deckschichten 14, 16 und der Schaumstoffkernschicht eine jeweilige thermoplastische Bindeschicht 18 angeordnet. Bei der Bindeschicht 18 kann es sich beispielsweise um eine thermoplastische Schmelzschicht oder eine Klebeschicht handeln. Durch das Vorsehen der thermoplastischen Bindeschichten 18 wird eine verbesserte Verbindung zwischen der Schaumstoffkernschicht 12 und den Deckschichten 14, 16 ermöglicht. Die Verbindung kann stoffschlüssig, formschlüssig oder durch Adhäsion erfolgen.For better connection of the outer layers 14 . 16 to the foam core layer 12 is between the cover layers 14 . 16 and the foam core layer has a respective thermoplastic bonding layer 18 arranged. At the binding layer 18 it may be, for example, a thermoplastic melt layer or an adhesive layer. By providing the thermoplastic tie layers 18 becomes an improved connection between the foam core layer 12 and the cover layers 14 . 16 allows. The connection can be cohesive, positive or by adhesion.

Zumindest ein Teilbereich 20 der Schaumstoffkernschicht 12 weist dabei eine höhere mechanische Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht 12 auf. Der Teilbereich 20 mit der erhöhten mechanischen Belastbarkeit wird dabei in dem Bereich des Sandwichbauteils 12 hergestellt, wo besonders hohe Beanspruchungen während des Einsatzes oder während der Herstellung des Sandwichbauteils 10 wirken. Nachfolgend werden anhand der 2 bis 4 unterschiedliche Herstellverfahren erläutert, mittels welchen der Teilbereich 20 mit der erhöhten mechanischen Belastbarkeit hergestellt werden kann.At least one subarea 20 the foam core layer 12 has a higher mechanical load capacity than the remaining foam core layer 12 on. The subarea 20 with the increased mechanical load capacity is in the area of the sandwich component 12 produced where particularly high stresses during use or during the production of the sandwich component 10 Act. The following are based on the 2 to 4 different manufacturing processes explained, by means of which the sub-area 20 can be produced with the increased mechanical strength.

In 2 ist in einer schematischen Darstellung die Herstellung der Schaumstoffkernschicht 12 dargestellt. Die Schaumstoffkernschicht 12 wird aus einer Schaumbahn 22 hergestellt, welche in Form eines Endlosmaterials bereitgestellt wird. Mittels eines Stanzwerkzeugs 24 werden aus der Schaumbahn 20 jeweilige Abschnitte 26 ausgestanzt. An den Stellen, an welchen die Abschnitte 26 aus der Schaumbahn 22 ausgestanzt worden sind, werden jeweils Verstärkungselemente 28 eingesetzt und mit der restlichen Schaumbahn 22 verbunden, insbesondere verklebt. Bei den Verstärkungselementen 28 kann es sich je nach Beanspruchungshöhe um einen Festkörper aus Kunststoff oder Metall handeln. Alternativ ist es auch möglich, dass als die Verstärkungselemente 28 ein Schaumstoff gewählt wird, welcher eine höhere Dichte und Druckfestigkeit als die Schaumbahn 22 aufweist. Die mit den Verstärkungselementen 28 versehene Schaumbahn 22 wird nun mit den Deckschichten 14, 16 versehen, wobei zwischen den Deckschichten 14, 16 und der Schaumbahn 22 zur verbesserten Anbindung die vorzugsweise thermoplastischen Bindeschichten 18 vorgesehen werden. Hiernach wird die mit den Deckschichten 14, 16 versehene Schaumbahn 22 konfektioniert, erhitzt und verpresst, sodass jeweilige Sandwichhalbzeuge 32 bereitgestellt werden, welche die Verstärkungselemente 28 aufweisen. Es ist denkbar, den warmen Zustand des Halbzeugs 32 zu nutzen, um es, da es noch relativ flexibel ist, einer Weiterverarbeitung zukommen zu lassen.In 2 is a schematic representation of the production of the foam core layer 12 shown. The foam core layer 12 gets out of a foam train 22 made, which is provided in the form of a continuous material. By means of a punching tool 24 be out of the foam train 20 respective sections 26 punched out. In the places where the sections 26 from the foam railway 22 have been punched out, each reinforcing elements 28 used and with the remaining foam sheet 22 connected, in particular glued. At the reinforcing elements 28 Depending on the level of stress, it may be a plastic or metal solid. Alternatively, it is also possible that as the reinforcing elements 28 a foam is chosen which has a higher density and compressive strength than the foam web 22 having. The with the reinforcing elements 28 provided foam sheet 22 Now with the cover layers 14 . 16 provided, wherein between the cover layers 14 . 16 and the foam web 22 for improved bonding, preferably thermoplastic binder layers 18 be provided. After that, the one with the outer layers 14 . 16 provided foam sheet 22 assembled, heated and pressed, so that respective semi-finished sandwich products 32 be provided, which the reinforcing elements 28 exhibit. It is conceivable, the warm state of the semi-finished product 32 to use it, since it is still relatively flexible to send it to a further processing.

Zumeist wird das Halbzeug 32 jedoch erst einmal gelagert und bei Bedarf zur Bearbeitung hervorgeholt. Das Halbzeug 32 wird dabei zuerst in einem Presswerkzeug, insbesondere einer Plattenpresse einem Aufheizvorgang unterzogen, so dass der Thermoplast weich und plastisch für eine weitere Verarbeitung verformbar wird. In 3 ist ein schematischer Umformvorgang mittels eines Umformwerkzeugs 30 gezeigt, mittels welchem aus dem besagten heißen Sandwichhalbzeug 32 das fertige Sandwichbauteil 10 hergestellt wird. Jeweilige, aus der Schaumbahn 22 und den Deckschichten 14, 16 hergestellte Sandwichhalbzeuge 32, die die Verstärkungselemente 28 aufweisen, werden zwischen jeweiligen Werkzeughälften 34 des Umformwerkzeugs 30 angeordnet und zunächst erhitzt. Hierbei wird die Schaumstoffkernschicht 12 auf die Verarbeitungstemperatur der thermoplastischen Anteile der Deckschichten 14, 16 erwärmt. Bei dieser Temperatur von circa 160°C bis 250°C lässt sich die Schaumstoffkernschicht 12 stauchen, ohne dass die Zellwände der Schaumstoffkernschicht 12 brechen oder aufschmelzen. Durch Schließen der Werkzeughälften 34 wird das erwärmte Sandwichhalbzeug 32 zu dem Sandwichbauteil 10 umgeformt und kann anschließend aus dem geöffneten Umformwerkzeug 30 entnommen werden.In most cases, the semi-finished product 32 but once stored and brought out for processing if necessary. The semi-finished product 32 is first subjected to a heating in a pressing tool, in particular a platen press, so that the thermoplastic is soft and plastic deformable for further processing. In 3 is a schematic forming process by means of a forming tool 30 shown, by means of which from said hot sandwich semifinished product 32 the finished sandwich component 10 will be produced. Respectively, from the foam web 22 and the cover layers 14 . 16 produced semi-finished sandwiches 32 containing the reinforcing elements 28 have, between each tool halves 34 of the forming tool 30 arranged and heated first. This is the foam core layer 12 on the processing temperature of the thermoplastic components of the outer layers 14 . 16 heated. At this temperature of about 160 ° C to 250 ° C, the foam core layer can be 12 compress without the cell walls of the foam core layer 12 break or melt. By closing the tool halves 34 becomes the heated sandwich semi-finished product 32 to the sandwich component 10 reshaped and can then be removed from the open forming tool 30 be removed.

Anstatt wie in 2 gezeigt jeweilige Abschnitte 26 aus der Schaumbahn 22 zu entfernen und durch Verstärkungselemente 28 zu ersetzen, ist es auch möglich, auf alternative Weisen den Teilbereich 20 mit der erhöhten mechanischen Festigkeit herzustellen. Beispielsweise ist es möglich, dass der Teilbereich 20 aus demselben Material wie die restliche Schaumstoffkernschicht 12 hergestellt wird, wobei während der Herstellung die restliche Schaumstoffkernschicht 12 stärker als der Teilbereich 20 aufgeschäumt wird. Mit anderen Worten kann also die Schaumextrusion der Schaumstoffkernschicht 12 derart erfolgen, dass der Teilbereich 20 weniger stark aufgeschäumt wird als der restliche Bereich der Schaumstoffkernschicht 12. Der Teilbereich 20 weist dadurch eine höhere Dichte als die restliche Schaumstoffkernschicht 12 auf. Infolgedessen weist der Teilbereich 20 auch eine höhere mechanische Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht 12 auf.Instead of as in 2 shown respective sections 26 from the foam railway 22 to remove and by reinforcing elements 28 It is also possible, in alternative ways, to replace the subarea 20 to produce with the increased mechanical strength. For example, it is possible that the subarea 20 made of the same material as the remaining foam core layer 12 during manufacture, the remaining foam core layer 12 stronger than the subarea 20 is foamed. In other words, therefore, the foam extrusion of the foam core layer 12 be done such that the sub-area 20 foamed less than the remaining area of the foam core layer 12 , The subarea 20 thereby has a higher density than the remaining foam core layer 12 on. As a result, the subarea points 20 also a higher mechanical load capacity than the remaining foam core layer 12 on.

Alternativ ist es auch möglich, dass der Teilbereich 20 aus einem anderen Material als die restliche Schaumstoffkernschicht 12 hergestellt und mit der restlichen Schaumstoffkernschicht 12 verbunden, insbesondere verklebt, wird. Beispielsweise können unterschiedliche Schaumstoffblöcke miteinander verklebt werden, um bereits bei der Herstellung der Schaumstoffkernschicht 12 den Teilbereich 20 mit der erhöhten mechanischen Belastbarkeit auszubilden.Alternatively, it is also possible that the subarea 20 made of a different material than the remaining foam core layer 12 made and with the remaining foam core layer 12 connected, in particular glued, is. For example, different foam blocks can be glued together to already in the manufacture of the foam core layer 12 the subarea 20 form with the increased mechanical strength.

Eine weitere Alternative zur Herstellung der Teilbereichs 20 mit der erhöhten mechanischen Belastbarkeit ist in 4 gezeigt, in welcher schematisch die Herstellung des Sandwichbauteils 10 aus einer alternativen Ausgestaltung des heißen Sandwichhalbzeugs 32 schematisch dargestellt ist. Im vorliegend gezeigten Fall wird die Schaumstoffkernschicht 12 aus einem ersten Schaumstoffelement 36 und aus einem zweiten Schaumstoffelement 38 hergestellt, welches an dem ersten Schaumstoffelement 36 angeordnet wird. Zur besseren Anbindung der beiden Schaumstoffelemente 36, 38 wird zwischen diesen eine weitere, vorzugsweise thermoplastische Bindeschicht 18 vorgesehen. Vorzugsweise werden das erste und das zweite Schaumstoffelement 36, 38 aus demselben Material, vorzugsweise Polyethylenterephthalat (PET), hergestellt.Another alternative for the production of the subarea 20 with the increased mechanical load capacity is in 4 shown, in which schematically the production of the sandwich component 10 from an alternative embodiment of the hot sandwich semi-finished product 32 is shown schematically. In the case shown here, the foam core layer becomes 12 from a first foam element 36 and a second foam element 38 made, which on the first foam element 36 is arranged. For better connection of the two foam elements 36 . 38 between these a further, preferably thermoplastic bonding layer 18 intended. Preferably, the first and the second foam element 36 . 38 made of the same material, preferably polyethylene terephthalate (PET).

Der Vorteil dabei ist, dass die Glasübergangstemperatur der Schaumstoffelemente 36, 38 dabei deutlich unterhalb der Schmelztemperatur der Deckschichten 14, 16 liegt. Das in das Umformwerkzeug 30 eingelegte Sandwichhalbzeug 32 wird auf eine Temperatur von circa 160°C bis 250°C erhitzt. Dadurch werden die Schaumstoffelemente 36, 38 nahezu auf die Verarbeitungstemperatur der thermoplastischen Anteile der Deckschichten 14, 16 erwärmt. Nach dem Erhitzen des Sandwichhalbzeugs 32 werden die Werkzeughälften 34 geschlossen, sodass das zweite Schaumstoffelement 38 beim Umformen des erwärmten Sandwichhalbzeugs 32 unter Ausbildung des Teilbereichs 20 in das erste Schaumstoffelement 36 hineingepresst wird.The advantage here is that the glass transition temperature of the foam elements 36 . 38 well below the melting temperature of the outer layers 14 . 16 lies. The in the forming tool 30 sandwiched semifinished product 32 is heated to a temperature of about 160 ° C to 250 ° C. This will make the foam elements 36 . 38 almost to the processing temperature of the thermoplastic components of the outer layers 14 . 16 heated. After heating the sandwich semifinished product 32 become the tool halves 34 closed so that the second foam element 38 during forming of the heated sandwich semifinished product 32 under formation of the subarea 20 in the first foam element 36 is pressed into it.

Dadurch, dass die Schaumstoffelemente 36, 38 auf die besagte Verarbeitungstemperatur der thermoplastischen Anteile der Deckschichten 14, 16 erhitzt worden sind, lassen sich die jeweiligen Schaumstoffelemente 36, 38 stauchen, ohne dass die Zellwände der Schaumstoffelemente 36, 38 brechen oder aufschmelzen. Beim Verpressen des Sandwichhalbzeugs 32 werden die beiden Schaumstoffelemente 36, 38 plastisch gestaucht und bilden dadurch den Teilbereich 20 mit der erhöhten mechanischen Belastbarkeit aus. Durch die Materialverdichtung kann der Teilbereich 20 höhere Kräfte aufnehmen, wodurch insbesondere die Druckeigenschaften des Sandwichbauteils 10 in dem Teilbereich 20 lokal gesteigert werden. Hierdurch wird in dem Teilbereich 20 eine erhöhte mechanische Belastbarkeit, beispielsweise hinsichtlich der Druck-, Schub- und/oder Zugeigenschaften, des Sandwichverbunds erreicht, ohne dass der gesamte Sandwichverbund auf die erhöhten Anforderungen des Sandwichbauteils 10 dimensioniert werden muss. Gleichzeitig mit der Verpressung der beiden Schaumstoffelemente 36, 38 wird das Sandwichhalbzeug 32 zum Sandwichbauteil 10 bedarfsgerecht umgeformt.Because of the foam elements 36 . 38 to the said processing temperature of the thermoplastic components of the outer layers 14 . 16 have been heated, the respective foam elements can be 36 . 38 compress without affecting the cell walls of the foam elements 36 . 38 break or melt. When pressing the sandwich semi-finished product 32 become the two foam elements 36 . 38 plastically compressed and thereby form the subarea 20 with the increased mechanical strength. Due to the material compression of the sub-area 20 absorb higher forces, which in particular the pressure characteristics of the sandwich component 10 in the subarea 20 locally increased. This will be in the subarea 20 an increased mechanical strength, for example, in terms of pressure, shear and / or tensile properties of the sandwich composite achieved without the entire sandwich composite on the increased requirements of the sandwich component 10 must be dimensioned. Simultaneously with the compression of the two foam elements 36 . 38 becomes the sandwich semifinished product 32 to the sandwich component 10 transformed as needed.

Obwohl gemäß den Figuren das Verpressen der Schaumstoffelemente 36, 38 im Umformwerkzeug 30 erfolgt, kann dies genauso gut in einer Heizpresse durchgeführt werden, die dazu da ist, das Halbzeug 32 zur erhitzen und für die anschließende Umformung im Umformwerkzeug leichter formbar zu machen. Die Temperaturgestaltung ist die gleiche wie oben erwähnt. Die Aufheizung ist im Übrigen auch konvektiv oder durch Wärmestrahlung möglich.Although according to the figures, the compression of the foam elements 36 . 38 in the forming tool 30 This can be done just as well in a hot press, which is there, the semi-finished product 32 for heating and for the subsequent forming in the forming tool to make easier malleable. The temperature design is the same as mentioned above. Incidentally, the heating is also convective or possible by thermal radiation.

Durch die erläuterten Verfahrensweisen ist es also möglich, in bestimmten Bereichen eine erhöhte mechanische Belastbarkeit, insbesondere Festigkeit und/oder Steifigkeit, des Sandwichverbunds zu erzielen, wobei der Materialcharakter des Sandwichverbunds über das gesamte Bauteil gesehen erhalten bleibt. Dadurch können besonders vielseitig einsetzbare Sandwichbauteile 10 ohne großen zusätzlichen Material- und Kostenaufwand hergestellt werden, da die Druckfestigkeit und weitere mechanische Eigenschaften auf einfache Weise lokal erhöht werden können. Insbesondere wird ein unerwünschtes Eindrücken des Sandwichverbunds durch Außeneinflüsse verhindert. Darüber hinaus ist es möglich, insbesondere in dem Teilbereich 20 mit der erhöhten mechanischen Belastbarkeit weitere Komponenten durch ein Spritzgussverfahren an das Sandwichbauteil 10 anzuspritzen ohne das Sandwichbauteil 10 dadurch zu beschädigen.By means of the described procedures, it is thus possible to achieve an increased mechanical load-bearing capacity, in particular strength and / or rigidity, of the sandwich composite in certain areas, the material character of the sandwich composite being retained over the entire component. This allows particularly versatile sandwich components 10 be made without much additional material and cost, since the compressive strength and other mechanical properties can be increased locally in a simple manner. In particular, unwanted impressions of the sandwich composite is prevented by external influences. Moreover, it is possible, especially in the subarea 20 with the increased mechanical load capacity of other components by an injection molding process to the sandwich component 10 to spray without the sandwich component 10 to damage it.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006058257 A1 [0002] DE 102006058257 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren zum Herstellen eines Sandwichbauteils (10), mit den Schritten: – Herstellen eines Sandwichhalbzeugs (32), indem an einer Schaumstoffkernschicht (12) oberseitig eine erste Deckschicht (14) und unterseitig eine zweite Deckschicht (16) angeordnet wird; – Erwärmen des Sandwichhalbzeugs (32) und Umformen des erwärmten Sandwichhalbzeugs (32) mittels eines Umformwerkzeugs (30) zu dem Sandwichbauteil (10); dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich (20) der Schaumstoffkernschicht (12) mit einer höheren mechanischen Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht (12) hergestellt wird.Method for producing a sandwich component ( 10 ), comprising the steps of: - producing a sandwich semifinished product ( 32 ) by attaching to a foam core layer ( 12 ) on the top side a first cover layer ( 14 ) and on the underside a second cover layer ( 16 ) is arranged; - heating the sandwich semi-finished product ( 32 ) and forming the heated sandwich semi-finished product ( 32 ) by means of a forming tool ( 30 ) to the sandwich component ( 10 ); characterized in that at least a portion ( 20 ) of the foam core layer ( 12 ) with a higher mechanical load capacity than the remaining foam core layer ( 12 ) will be produced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der Schaumstoffkernschicht (12) an zumindest einer Stelle ein Abschnitt (26) der Schaumstoffkernschicht (12) entfernt, insbesondere ausgestanzt, und danach an der Stelle ein Verstärkungselement (28) eingesetzt wird, welches eine höhere mechanische Belastbarkeit als der entfernte Abschnitt (26) aufweist.A method according to claim 1, characterized in that in the production of the foam core layer ( 12 ) in at least one place a section ( 26 ) of the foam core layer ( 12 ), in particular punched out, and then in place a reinforcing element ( 28 ), which has a higher mechanical load capacity than the removed section ( 26 ) having. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffkernschicht (12) aus einer Schaumbahn (22) hergestellt wird, aus welcher der Abschnitt (26) entfernt und in welcher das Verstärkungselement (28) eingesetzt wird, wonach die Schaumstoffkernschicht (12) aus der Schaumbahn (22) abgetrennt wird.Method according to claim 2, characterized in that the foam core layer ( 12 ) from a foam web ( 22 ) from which the section ( 26 ) and in which the reinforcing element ( 28 ), after which the foam core layer ( 12 ) from the foam web ( 22 ) is separated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich (20) aus einem anderen Material als die restliche Schaumstoffkernschicht (12) oder aus demselben Material jedoch mit einer anderen Dichte als die restliche Schaumstoffkernschicht (12) hergestellt und mit der restlichen Schaumstoffkernschicht (12) verbunden, insbesondere verklebt, wird.Method according to claim 1, characterized in that the subregion ( 20 ) of a different material than the remaining foam core layer ( 12 ) or of the same material but with a different density than the remaining foam core layer ( 12 ) and with the remaining foam core layer ( 12 ), in particular glued, is. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich (20) aus demselben Material wie die restliche Schaumstoffkernschicht (12) hergestellt wird, wobei während der Herstellung die restliche Schaumstoffkernschicht (12) stärker als der Teilbereich (20) aufgeschäumt wird.Method according to claim 1, characterized in that the subregion ( 20 ) of the same material as the remaining foam core layer ( 12 ), wherein during production the remaining foam core layer ( 12 ) stronger than the subregion ( 20 ) is foamed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffkernschicht (12) aus einem ersten Schaumstoffelement (36) und aus einem zweiten Schaumstoffelement (38) hergestellt wird, welches an dem ersten Schaumstoffelement (36) angeordnet und beim Umformen des erwärmten Sandwichhalbzeugs (32) unter Ausbildung des Teilbereichs (20) in das erste Schaumstoffelement (36) hinein gepresst wird.Method according to claim 1, characterized in that the foam core layer ( 12 ) of a first foam element ( 36 ) and a second foam element ( 38 ) which is attached to the first foam element ( 36 ) and during the forming of the heated sandwich semifinished product ( 32 ) with the formation of the subdivision ( 20 ) in the first foam element ( 36 ) is pressed into it. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Schaumstoffelement (36, 38) aus einem Material, insbesondere aus demselben Material, hergestellt werden, dessen Erweichungstemperatur deutlich unterhalb von der Schmelztemperatur der Deckschichten (14,16) und dessen Schmelztemperatur deutlich über der Schmelztemperatur der Deckschichten (14, 16) liegt.A method according to claim 6, characterized in that the first and the second foam element ( 36 . 38 ) are made of a material, in particular of the same material, whose softening temperature is well below the melting temperature of the outer layers ( 14 . 16 ) and its melting temperature significantly above the melting temperature of the outer layers ( 14 . 16 ) lies. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffkernschicht (12) aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyethylenterephthalat, hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the foam core layer ( 12 ) is made of a thermoplastic material, in particular polyethylene terephthalate. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (14, 16) aus einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polypropylen, hergestellt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cover layers ( 14 . 16 ) are made of a fiber-reinforced thermoplastic material, in particular polypropylene. Sandwichbauteil (10), mit einer Schaumstoffkernschicht (12), an welcher oberseitig eine erste Deckschicht (14) und unterseitig eine zweite Deckschicht (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich (20) der Schaumstoffkernschicht (12) eine höhere mechanische Belastbarkeit als die restliche Schaumstoffkernschicht (12) aufweist.Sandwich component ( 10 ), with a foam core layer ( 12 ), on which on the upper side a first cover layer ( 14 ) and on the underside a second cover layer ( 16 ), characterized in that at least one subregion ( 20 ) of the foam core layer ( 12 ) a higher mechanical load capacity than the remaining foam core layer ( 12 ) having.
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