DE102016208974A1 - Plastic film molding and corresponding manufacturing process - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kunststofffolienformteil, insbesondere ein thermogeformtes Kunststofffolienformteil, und ein entsprechendes Herstellungsverfahren. Das Kunststofffolienformteil umfasst ein Polymer und einen Zuschlagsstoff, wobei das Polymer zwischen 1 bis 20 Volumenprozent des Zuschlagsstoffs basierend auf 100 Volumenprozent des Polymers aufweist und der Zuschlagsstoff zumindest bereichsweise so in dem Polymer verteilt ist, dass ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Kunststofffolienformteils von einem Wärmeausdehnungskoeffizient des Polymers verschieden ist.The invention relates to a plastic film molding, in particular a thermoformed plastic film molding, and a corresponding manufacturing method. The plastic film molding comprises a polymer and an aggregate wherein the polymer has from 1 to 20 volume percent of the additive based on 100 volume percent of the polymer and the aggregate is at least partially dispersed in the polymer such that a coefficient of thermal expansion of the plastic sheet molding is different than a thermal expansion coefficient of the polymer ,

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Kunststofffolienformteil insbesondere zum Einsatz als Vakuumbarriere in Vakuumaufbauten und ein Verfahren zum Herstellen des Kunststofffolienformteils.The invention relates to a plastic film molding in particular for use as a vacuum barrier in vacuum structures and a method for producing the plastic film molding.

Um Abspannungen in einer Folie zu vermeiden, werden typischerweise sehr viele Falten in einen Vakuumaufbau gelegt bevor der Vakuumaufbau in einen Autoklav gelegt, gebracht oder positioniert wird. Eine Alternative dazu stellt ein Einsatz von Kunststofffolienformteilen, sogenannten Blistern, dar, welche eine Innenkontur aufweisen können, die einer späteren Außenkontur eines Bauteils entspricht.In order to avoid strains in a film, many wrinkles are typically placed in a vacuum structure before the vacuum assembly is placed in an autoclave, brought or positioned. An alternative to this is the use of plastic film moldings, so-called blisters, which may have an inner contour which corresponds to a later outer contour of a component.

Zum Herstellen dieser Kunststofffolienformteile wird typischerweise eine Kunststofffolie erwärmt, über ein Werkzeug bzw. Formwerkzeug in eine Geometrie des im Autoklav herzustellenden Bauteils gezogen, tiefgezogen oder geformt und dann abgekühlt, um so einen einseitig offenen Hohlkörper oder einen vorgezogenen Hohlkörper – also das Kunststofffolienformteil – zu erhalten.To produce these plastic film moldings, a plastic film is typically heated, pulled over a tool or mold into a geometry of the component to be produced in the autoclave, deep-drawn or formed and then cooled so as to obtain a one-sided open hollow body or a preferred hollow body - ie the plastic film molding ,

Das Kunststofffolienformteil weist hierbei typischerweise eine geometrische Ausgestaltung auf, die insbesondere eine durch Autoklav hergestellte Form eines kohlenstofffaserverstärkten bzw. glasfaserverstärkten Bauteils entspricht. Hierbei fungiert das Kunststofffolienformteil als Vakuumbarriere bzw. Vakuumfolie des Vakuumaufbaus.The plastic film molding in this case typically has a geometric configuration which corresponds in particular to a shape produced by autoclaving a carbon fiber reinforced or glass fiber reinforced component. Here, the plastic film molding acts as a vacuum barrier or vacuum film of the vacuum structure.

Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung ein Kunststofffolienformteil beispielsweise zum Einsatz als Vakuumbarriere in Vakuumaufbauten und ein Verfahren zum Herstellen des Kunststofffolienformteils weiterzuentwickeln.It is a particular object of the invention to develop a plastic film molding, for example, for use as a vacuum barrier in vacuum structures and a method for producing the plastic film molding.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung schafft ein Kunststofffolienformteil nach Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen des Kunststofffolienformteils nach Anspruch 10.The invention provides a plastic film molding according to claim 1 and a corresponding method for producing the plastic film molding according to claim 10.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.Preferred developments are the subject of the respective subclaims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht insbesondere darin, ein Kunststofffolienformteil bereitzustellen, das insbesondere weitestgehend keine werkstoffspezifischen Maßänderungen eines Polymers bzw. eines Kunststoffes aufweist. Die werkstoffspezifischen Maßänderungen können isotrop und/oder anisotrop sein. Unter werkstoffspezifischer Maßänderung kann insbesondere eine Längenänderung des Kunststofffolienformteils während eines Abkühlens verstanden werden. Mit anderen Worten wird vorliegend eine wärmeausdehnungsoptimierte Kunststofffolie bereitgestellt, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient mittels der Zuschlagsstoffe so angepasst werden kann, dass die werkstoffspezifische Maßänderung des Polymers bei einer Fertigung des Kunststofffolienformteil durch Zugabe bzw. Verteilen des Zuschlagsstoffs verringert wird. Ferner ist das hier beschriebene Kunststofffolienformteil als Vakuumbarriere bzw. Vakuumfolie einsetzbar, wobei wiederum aufgrund des von dem Polymer verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Zuschlagsstoffs werkstoffspezifische Maßänderungen des Polymers verringert werden bzw. weitestgehend ausbleiben.The idea underlying the present invention is, in particular, to provide a plastic film molding which, in particular, has largely no material-specific dimensional changes of a polymer or of a plastic. The material-specific dimensional changes may be isotropic and / or anisotropic. Under material-specific dimensional change can be understood in particular a change in length of the plastic film molding during cooling. In other words, in the present case, a heat expansion-optimized plastic film is provided, wherein the thermal expansion coefficient can be adjusted by means of the additives so that the material-specific dimensional change of the polymer is reduced in a production of the plastic film molding by adding or distributing the aggregate. Furthermore, the plastic film molding described here can be used as a vacuum barrier or vacuum film, wherein in turn material-specific dimensional changes of the polymer are reduced or largely absent due to the thermal expansion coefficient of the additive different from the polymer.

Durch den Einsatz des hier beschriebenen Kunststofffolienformteils können isotrope und/oder anisotrope Maßänderungen, die insbesondere auf einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Polymeren zurückzuführen sind, verringert, gesteuert oder nachhaltig bestimmt werden. Beispielsweise kann auf ein kompliziertes Abstimmen entsprechender Prozessparameter zum Herstellen des Kunststofffolienformteils verzichtet werden. Dies kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kunststofffolienformteils einem Wärmeausdehnungskoeffizient eines zu verwendenden Werkzeugs, insbesondere Umformwerkzeugs oder Tiefziehwerkzeugs, entspricht bzw. durch Zugabe des Zuschlagsstoffs angepasst wurde.By using the plastic film molding described here, isotropic and / or anisotropic dimensional changes, which are particularly attributable to a high coefficient of thermal expansion of polymers, can be reduced, controlled or permanently determined. For example, it is possible to dispense with a complicated tuning of corresponding process parameters for producing the plastic film molding. This can be realized in particular in that the thermal expansion coefficient of the plastic film molding corresponds to a thermal expansion coefficient of a tool to be used, in particular forming tool or thermoforming tool, or has been adjusted by adding the additive.

Gemäß eines Aspektes der Erfindung umfasst das Kunststofffolienformteil ein Polymer und einen Zuschlagsstoff, wobei das Polymer zwischen 1 und 20 Volumenprozent des Zuschlagsstoffs basierend auf 100 Volumenprozent des Polymers aufweist. Insbesondere kann das Kunststofffolienformteil zwischen 2 und 15 Volumenprozent, bevorzugt zwischen 4 und 8 Volumenprozent, besonders bevorzugt zwischen 5 und 6 Volumenprozent des Zuschlagsstoffes basierend auf 100 Volumenprozent des Polymers aufweisen. Der Zuschlagsstoff ist zumindest bereichsweise so in dem Polymer verteilt, dass ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Kunststofffolienformteils von einem Wärmeausdehnungskoeffizient des linearen Polymers verschieden ist. Der Zuschlagsstoff kann insbesondere homogen in dem Polymer verteilt sein und/oder entsprechend einer Geometrie des Kunststofffolienformteils zumindest bereichsweise lokal verstärkt angeordnet sein.In one aspect of the invention, the plastic film molding comprises a polymer and an aggregate wherein the polymer comprises from 1 to 20 volume percent of the additive based on 100 volume percent of the polymer. In particular, the plastic film molding may have between 2 and 15 volume percent, preferably between 4 and 8 volume percent, more preferably between 5 and 6 volume percent of the additive based on 100 volume percent of the polymer. The aggregate is at least partially distributed in the polymer such that a coefficient of thermal expansion of the plastic film molding is different from a thermal expansion coefficient of the linear polymer. The aggregate may in particular be homogeneously distributed in the polymer and / or at least partially locally reinforced in accordance with a geometry of the plastic film molding.

Die Verteilung des Zuschlagsstoffs in dem Polymer kann insbesondere von einer Materialbeschaffenheit und/oder einer Geometrie eines Werkzeugs abhängen.The distribution of the additive in the polymer may in particular depend on a material condition and / or a geometry of a tool.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen des Kunststofffolienformteils einen Schritt A, wobei in dem Schritt A ein Polymer bereitgestellt wird. In einem Schritt B wird ein Zuschlagsstoff bereitgestellt, wobei in dem Polymer zwischen 1 bis 20 Volumenprozent des Zuschlagsstoffs basierend auf 100 Volumenprozent des Polymers verteilt werden. In einem Schritt C wird das Polymer mittels eines Werkzeugs in das Kunststofffolienformteil geformt, tiefgezogen oder gepresst. In einem Schritt D wird das Kunststofffolienformteil abgekühlt, wobei aufgrund des in dem Polymer verteilten Zuschlagsstoffs eine Maßänderung in dem Kunststofffolienformteil minimiert wird. Die hier beschriebene Maßänderung kann auch während einer Verwendung des Kunststofffolienformteils in einem Autoklav minimiert bzw. verringert werden. According to a further aspect of the invention, a method for producing the plastic film molding comprises a step A, wherein in step A a polymer is provided. In a step B, an aggregate is provided wherein in the polymer between 1 to 20 volume percent of the aggregate is distributed based on 100 volume percent of the polymer. In a step C, the polymer is molded, deep-drawn or pressed by means of a tool in the plastic film molding. In a step D, the plastic film molding is cooled, whereby a dimensional change in the plastic film molding is minimized due to the additive distributed in the polymer. The dimensional change described here can also be minimized or reduced during use of the plastic film molding in an autoclave.

Unter „Polymer” wird im vorliegenden Zusammenhang insbesondere eine „Polymerfolie” verstanden.By "polymer" is meant in the present context in particular a "polymer film".

Insbesondere kann das Kunststofffolienformteil einen Wärmeausdehnungskoeffizient von Aluminium aufweisen.In particular, the plastic film molding may have a thermal expansion coefficient of aluminum.

Das hier beschriebene Kunststofffolienformteil kann insbesondere lichtdurchlässig, transparent oder transluzent sein.The plastic film molding described here may in particular be transparent, transparent or translucent.

Insbesondere kann der Zuschlagsstoff einen von dem Polymer abweichenden, insbesondere stark abweichenden Wärmeausdehnungskoeffizient aufweisen, so dass das Kunststofffolienformteil nach Formen, beispielsweise Tiefziehen, oder Abkühlen insbesondere eine verringerte bzw. angepasste isotrope und/oder anisotrope Maßänderung aufweist.In particular, the additive may have a deviating from the polymer, in particular strongly deviating coefficient of thermal expansion, so that the plastic film molding after molding, for example, deep drawing, or cooling in particular has a reduced or adjusted isotropic and / or anisotropic dimensional change.

Mit anderen Worten ist es durch den Zuschlagsstoff möglich, die werkstoffspezifischen Eigenschaften des Polymers derart durch Zugabe des Zuschlagsstoffs zu modifizieren, dass das bereitgestellte Kunststofffolienformteil beispielsweise den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Werkzeugs aufweist. Insbesondere ist denkbar, weitere Zuschlagsstoffe in dem Polymer so zu verteilen, dass das Kunststofffolienformteil zumindest bereichsweise an unterschiedliche Materialien des Werkzeugs, beispielsweise Formwerkzeugs oder Tiefziehwerkzeugs, anpassbar ist.In other words, it is possible by the additive to modify the material-specific properties of the polymer in such a way by adding the aggregate that the provided plastic film molding, for example, has the coefficient of thermal expansion of the tool. In particular, it is conceivable to distribute further additives in the polymer such that the plastic film molding is at least partially adaptable to different materials of the tool, such as mold or thermoforming tool.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Polymer ein lineares Polymer. Die hier beschriebenen Zuschlagsstoffe lassen sich insbesondere in linearen Polymeren, das heißt im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Makromoleküle, besonders homogen verteilen. Hierdurch kann das gesamte Kunststofffolienformteil zumindest bereichsweise auf den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Werkzeugs angepasst werden. Denkbar ist ferner, dass das hier beschriebene Polymer ein thermoplastisches Polymer umfasst.According to a preferred embodiment, the polymer is a linear polymer. The additives described here can be distributed particularly homogeneously, especially in linear polymers, that is to say essentially macromolecules arranged parallel to one another. As a result, the entire plastic film molding can be at least partially adapted to the thermal expansion coefficient of the tool. It is also conceivable that the polymer described here comprises a thermoplastic polymer.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das Polymer Polyamide, Polyethylen oder Polypropylen. Polyamide, Polyethylen oder Polypropylen eignen sich aufgrund ihrer werkstoffspezifischen Eigenschaft besonders zum Einsatz als Vakuumbarriere bzw. Vakuumfolien in Vakuumaufbauten. Ferner lassen sich auf Basis von Polyamide, Polyethylen oder Polypropylen durch konventionelle Tiefziehverfahren einfach Kunststofffolienformteile herstellen.According to a further preferred development, the polymer comprises polyamides, polyethylene or polypropylene. Due to their material-specific properties, polyamides, polyethylene or polypropylene are particularly suitable for use as vacuum barriers or vacuum foils in vacuum structures. Furthermore, can be based on polyamides, polyethylene or polypropylene by conventional deep drawing easy to produce plastic film molded parts.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das Kunststofffolienformteil eine Anzahl von Folienschichten. Mit anderen Worten kann das Kunststofffolienformteil eine Anzahl von Folien umfassen, wobei die Folien zumindest teilweise unterschiedliche Polymere bzw. weitere Polymere aufweisen können. Unter dem Begriff „Anzahl” wird vorliegend eine Folienschicht oder eine Vielzahl von Folienschichten verstanden. So lassen sich insbesondere Kunststofffolienformteile mit komplexer geometrischer Form bereitstellen. Beispielsweise kann das Kunststofffolienformteil eine Dual-Layer Folie aus Polyamide und Polytetrafluorethylen umfassen.According to a further preferred development, the plastic film molding comprises a number of film layers. In other words, the plastic film molding may comprise a number of films, wherein the films may at least partially comprise different polymers or further polymers. The term "number" is understood herein to mean a film layer or a plurality of film layers. In particular, it is possible to provide plastic film moldings with a complex geometric shape. For example, the plastic film molding may comprise a dual-layer film of polyamides and polytetrafluoroethylene.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Kunststofffolienformteil durch Thermoformen eines zweidimensionalen Halbzeugs herstellbar. Denkbar ist ferner, dass das hier beschriebene Polymer ein thermoplastisches Polymer ist. Zum Formen bzw. Formgeben des thermoplastischen Polymers wird das Halbzeug erst auf eine Umformtemperatur des thermoplastischen Polymers gebracht. Das hier beschriebene Kunststofffolienformteil weist nach dem Thermoformen im Wesentlichen keine isotropen und/oder anisotropen Maßänderungen aufgrund des Zuschlagsstoffs auf. Unter „im Wesentlichen” wird vorliegend verstanden, dass die Maßänderung des Kunststofffolienformteils in Dimensionen erfolgt, die einen späteren Einsatz als Vakuumbarriere bzw. Vakuumfolie ermöglicht.According to a further preferred development, the plastic film molding can be produced by thermoforming a two-dimensional semifinished product. It is also conceivable that the polymer described here is a thermoplastic polymer. For molding or shaping of the thermoplastic polymer, the semifinished product is first brought to a forming temperature of the thermoplastic polymer. The plastic film molding described here has after thermoforming substantially no isotropic and / or anisotropic dimensional changes due to the aggregate on. In the present case, "substantially" means that the dimensional change of the plastic film molding takes place in dimensions which enables later use as a vacuum barrier or vacuum film.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst der Zuschlagsstoff Kohlenstofffasern und/oder Kohlenstoffmehl und/oder Glasfasern und/oder Kohlenstoffnanoröhrchen. Beispielsweise kann in dem Polymer eine Mischung der hier beschriebenen Zuschlagsstoffe verteilt sein. Die Zuschlagsstoffe weisen insbesondere einen von dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Polymers abweichenden, insbesondere stark abweichenden, Wärmeausdehnungskoeffizient aus. So lässt sich insbesondere der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kunststofffolienformteils auf null bzw. auf den Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkzeugs, des Formwerkzeugs, des Tiefziehwerkzeugs oder des Umformwerkzeugs einstellen. Mit anderen Worten weist das Kunststofffolienformteil bei entsprechender Temperaturänderung im Wesentlichen keine Maßänderung auf.According to a further preferred development, the aggregate comprises carbon fibers and / or carbon flour and / or glass fibers and / or carbon nanotubes. For example, a mixture of the additives described herein may be dispersed in the polymer. The additives have, in particular, a coefficient of thermal expansion which deviates from the coefficient of thermal expansion of the polymer and in particular deviates greatly. In particular, the thermal expansion coefficient of the plastic film molding can be set to zero or to the coefficient of thermal expansion of the tool, the molding tool, the deep-drawing tool or the forming tool. In other words, that indicates Plastic sheet molding with a corresponding change in temperature substantially no dimensional change.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der Zuschlagsstoff eine Länge von maximal 100 Mikrometer und eine Dicke zwischen 3 bis 10 Mikrometer auf. Bei den hier beschriebenen Abmessungen lässt sich der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kunststofffolienformteils einstellen und gleichzeitig eine Funktionalität als Vakuumfolie realisieren.According to a further preferred development, the aggregate has a maximum length of 100 micrometers and a thickness of between 3 and 10 micrometers. In the dimensions described here, the thermal expansion coefficient of the plastic film molding can be adjusted and simultaneously realize a functionality as a vacuum film.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der Zuschlagsstoff eine Steifigkeit im Bereich zwischen 200 und mindestens 700·109 Pascal und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen –1,3 und 1,0·10–6 pro Kelvin in Faserrichtung auf. Insbesondere weisen Kohlenstofffasern, insbesondere hochmodulige Kohlenstofffasern, diese werkstoffspezifischen Werte, insbesondere negative Wärmeausdehnungskoeffizienten, auf. So lässt sich der Wärmeausdehnungskoeffizient des Polymers durch Beimengen bzw. Verteilen weniger Volumenprozent des Zuschlagsstoffs, beispielsweise in Form von Kohlenstofffasern, um ein bis zwei Größenordnungen reduzieren. Beispielsweise lässt sich mit dem hier beschriebenen Zuschlagsstoff ein Kunststofffolienformteil bereitstellen, welches einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von beispielsweise Aluminium, Eisen oder Bronze aufweist. Alternativ ist ferner denkbar, den Zuschlagsstoff so zu verteilen, dass nahezu keine Wärmeausdehnung in dem Kunststofffolienformteil bei entsprechenden Prozess- oder Fertigungsparametern erfolgt.According to a further preferred development, the aggregate has a stiffness in the range between 200 and at least 700 × 10 9 Pascal and a coefficient of thermal expansion between -1.3 and 1.0 × 10 -6 per Kelvin in the fiber direction. In particular, carbon fibers, in particular high modulus carbon fibers, have these material-specific values, in particular negative thermal expansion coefficients. Thus, the thermal expansion coefficient of the polymer by mixing or distributing less volume percent of the aggregate, for example in the form of carbon fibers, can be reduced by one or two orders of magnitude. For example, can be provided with the additive described here, a plastic film molding, which has a thermal expansion coefficient of, for example, aluminum, iron or bronze. Alternatively, it is also conceivable to distribute the aggregate so that almost no thermal expansion takes place in the plastic film molding at corresponding process or manufacturing parameters.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kunststofffolienformteils im Wesentlichen gleich des beim Herstellen des Kunststofffolienformteils verwendeten Werkzeugs. So lässt sich das Kunststofffolienformteil insbesondere als Vakuumbarriere bzw. Vakuumfolie für Vakuumaufbauten einsetzen. Das Kunststofffolienformteil kann gleichzeitig eine formgebende Funktion aufweisen. Mit anderen Worten kann das Kunststofffolienformteil eine Innenkontur aufweisen, die einer Außenkontur des zu fertigenden Bauteils und einem entsprechenden Werkzeug, beispielsweise in einem Autoklav, entspricht. Beispielsweise kann das verwendete Werkzeug Aluminium umfassen.According to a further preferred development, the thermal expansion coefficient of the plastic film molding is substantially equal to the tool used in the production of the plastic film molding. Thus, the plastic film molding can be used in particular as a vacuum barrier or vacuum film for vacuum structures. The plastic film molding can simultaneously have a shaping function. In other words, the plastic film molding may have an inner contour that corresponds to an outer contour of the component to be manufactured and a corresponding tool, for example in an autoclave. For example, the tool used may comprise aluminum.

Ein Vorteil bei der Verwendung des hier beschriebenen Kunststofffolienformteils, auch als Blister bezeichnet, nach dessen Formen für eine Fertigung eines kohlenstofffaserverstärkten bzw. glasfaserverstärkten Bauteils als insbesondere dichte Vakuumfolie bzw. Vakuumsack ist, dass ein Unterschied hinsichtlich des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Werkzeug und Blister durch das Verteilen bzw. Beimengen des Zuschlagsstoffs in dem Polymer minimiert wird und damit Temperaturschwankungen eine untergeordnete Rolle spielen, wenn es um eine Passgenauigkeit zwischen Werkzeug, Bauteil und Blister geht.An advantage in the use of the plastic film molding described here, also referred to as blisters, according to its shapes for a production of a carbon fiber reinforced or glass fiber reinforced component as a particular dense vacuum film or vacuum bag is that a difference in the coefficient of thermal expansion between the tool and blister by the distribution or In the case of the additive in the polymer is minimized and thus temperature fluctuations play a minor role when it comes to a fit between the tool, component and blister.

Die hier beschriebenen Merkmale für das Kunststofffolienformteil gelten auch für das Verfahren zum Herstellen des Kunststofffolienformteils sowie umgekehrt.The features described here for the plastic film molding also apply to the process for producing the plastic film molding and vice versa.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren erläutert.Further features and advantages of the present invention will be explained below with reference to embodiments with reference to the figures.

Von den Figuren zeigen:From the figures show:

1 eine schematische Querschnittsdarstellung zum Erläutern eines Kunststofffolienformteils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 1 a schematic cross-sectional view for explaining a plastic film molding according to a first embodiment of the present invention; and

2A bis 2D schematische Darstellungen zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen und Einsatzes des Kunststofffolienformteils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2A to 2D schematic representations for explaining a method for producing and using the plastic film molding according to the first embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.In the figures, like reference numerals designate the same or functionally identical elements.

1 illustriert eine schematische Querschnittsdarstellung zum Erläutern eines Kunststofffolienformteils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 11 illustrates a schematic cross-sectional view for explaining a plastic film molding according to a first embodiment of the present invention.

In der 1 bezeichnet Bezugszeichen 100 das Kunststofffolienformteil. Das Kunststofffolienformteil umfasst ein Polymer 10 und einen Zuschlagsstoff 20, wobei das Polymer 10 bzw. die Polymerfolie zwischen 1 bis 20 Volumenprozent des Zuschlagsstoffs 20 basierend auf 100 Volumenprozent des Polymers 10 aufweist. Durch den Zuschlagsstoff 20, der in dem Polymer insbesondere homogen verteilt sein kann, ist ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Kunststofffolienformteils 100 von einem Wärmeausdehnungskoeffizient des Polymers 10 bzw. der Polymerfolie verschieden.In the 1 denotes reference numeral 100 the plastic film molding. The plastic film molding comprises a polymer 10 and an aggregate 20 where the polymer 10 or the polymer film between 1 and 20 percent by volume of the additive 20 based on 100 volume percent of the polymer 10 having. By the additive 20 which in particular can be homogeneously distributed in the polymer is a thermal expansion coefficient of the plastic film molding 100 of a thermal expansion coefficient of the polymer 10 or the polymer film differently.

Das in 1 illustrierte Kunststofffolienformteil 100 umfasst eine Anzahl von Folienschichten 10, 11, 12, 13. Der Zuschlagsstoff 20 kann in Form von Kohlestofffasern vorliegen, wobei die Kohlestofffasern eine Länge von maximal 100 Mikrometer und eine Dicke zwischen 3 bis 10 Mikrometer aufweisen. Insbesondere können die Kohlestofffasern eine Steifigkeit von 250·109 Pascal und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,5·10–6·K–1 haben. So lässt sich der Wärmeausdehnungskoeffizient des Polymers 10 und somit des Kunststofffolienformteils auf etwa 15 bis 25·10–6·K–1 reduzieren.This in 1 illustrated plastic film molding 100 comprises a number of foil layers 10 . 11 . 12 . 13 , The aggregate 20 may be in the form of carbon fibers, with the carbon fibers having a maximum length of 100 micrometers and a thickness of between 3 to 10 micrometers. In particular, the carbon fibers may have a stiffness of 250 x 10 9 Pascals, and a thermal expansion coefficient of 0.5 x 10 -6 · K -1. This allows the coefficient of thermal expansion of the polymer to be determined 10 and thus of the plastic film molding to be reduced to about 15 to 25 x 10 -6 x K -1 .

2A bis 2D illustrieren schematische Darstellungen zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen und Einsatzes des Kunststofffolienformteils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2A to 2D 11 are schematic diagrams for explaining a method of manufacturing and using the plastic film molding according to the first embodiment of the present invention.

Das Verfahren zum Herstellen des Kunststofffolienformteils umfasst Schritte A bis D, welche entsprechend in den 2A bis 2C illustriert sind. Die 2D illustriert einen Einsatz des Kunststofffolienformteils als Vakuumbarriere oder Vakuumfolie in einem Vakuumaufbau.The method for producing the plastic film molding comprises steps A to D, which correspond respectively to FIGS 2A to 2C are illustrated. The 2D illustrates use of the plastic film molding as a vacuum barrier or vacuum film in a vacuum construction.

In der 2A – entsprechend Schritte A und B des Verfahrens – wird ein Polymer 10 und ein Zuschlagsstoff 20 bereitgestellt, wobei in dem Polymer 10 zwischen 1 bis 20 Volumenprozent des Zuschlagsstoffs 20 basierend auf 100 Volumenprozent des Polymers 10 verteilt werden. In der 2B – entsprechend dem Schritt C des Verfahrens – wird das Polymer 10 mittels eines Werkzeugs W1 in das Kunststofffolienformteil 100 geformt, umgeformt, tiefgezogen oder gepresst. In der 2C – entsprechend dem Schritt D des Verfahrens – wird das Kunststofffolienformteil 100 abgekühlt, wobei aufgrund des in dem Polymer 10 verteilten Zuschlagsstoffs 20 eine Maßänderung in dem Kunststofffolienformteil 100 verringert oder minimiert wird.In the 2A - according to steps A and B of the process - becomes a polymer 10 and an aggregate 20 provided, wherein in the polymer 10 between 1 and 20% by volume of the aggregate 20 based on 100 volume percent of the polymer 10 be distributed. In the 2 B - According to step C of the process - the polymer 10 by means of a tool W1 in the plastic film molding 100 shaped, formed, deep-drawn or pressed. In the 2C - According to step D of the process - is the plastic film molding 100 cooled, due to in the polymer 10 distributed aggregate 20 a dimensional change in the plastic film molding 100 is reduced or minimized.

In der 2D wird der Einsatz des Kunststofffolienformteils 100 als Vakuumbarriere bzw. Vakuumfolie in Kombination mit einem für einen Vakuumaufbau erforderlichen weiteren Werkzeug W2 illustriert. Durch den hier beschriebenen Zuschlagsstoff 20 weist das Kunststofffolienformteil 100 eine gewünschte Geometrie bzw. Kontur für ein Bauteil B1 auf. Das Bauteil B1 kann in einem Autoklav mittels eines Vakuumaufbaus umfassend das Kunststofffolienformteil 100 und dem weiteren Werkzeug W2 hergestellt werden, wobei ein Unterschied zwischen einer Geometrie des weiteren Werkzeugs W2 und des Kunststofffolienformteils 100 durch den Zuschlagsstoff 20 minimiert wird.In the 2D becomes the use of the plastic film molding 100 as a vacuum barrier or vacuum film in combination with a required for a vacuum structure further tool W2 illustrated. By the aggregate described here 20 has the plastic film molding 100 a desired geometry or contour for a component B1. The component B1 may be in an autoclave by means of a vacuum assembly comprising the plastic film molding 100 and the other tool W2, wherein a difference between a geometry of the other tool W2 and the plastic film molding 100 through the aggregate 20 is minimized.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt. Insbesondere sind die genannten Materialien und Geometrien nur beispielhaft und nicht auf die erläuterten Beispiele beschränkt.Although the present invention has been described in terms of preferred embodiments, it is not limited thereto. In particular, the stated materials and geometries are only exemplary and not limited to the illustrated examples.

Claims (10)

Kunststofffolienformteil (100), umfassend: ein Polymer (10); und einen Zuschlagsstoff (20), wobei das Polymer (10) zwischen 1 bis 20 Volumenprozent des Zuschlagsstoffs (20) basierend auf 100 Volumenprozent des Polymers (10) aufweist; und der Zuschlagsstoff (20) zumindest bereichsweise so in dem Polymer (10) verteilt ist, dass ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Kunststofffolienformteils (100) von einem Wärmeausdehnungskoeffizient des Polymers (10) verschieden ist.Plastic film molding ( 100 ) comprising: a polymer ( 10 ); and an aggregate ( 20 ), wherein the polymer ( 10 ) between 1 and 20% by volume of the aggregate ( 20 ) based on 100 volume percent of the polymer ( 10 ) having; and the aggregate ( 20 ) at least partially so in the polymer ( 10 ) is distributed such that a thermal expansion coefficient of the plastic film molding ( 100 ) of a thermal expansion coefficient of the polymer ( 10 ) is different. Kunststofffolienformteil (100) nach Anspruch 1, wobei das Polymer (10) ein lineares Polymer ist.Plastic film molding ( 100 ) according to claim 1, wherein the polymer ( 10 ) is a linear polymer. Kunststofffolienformteil (100) nach Anspruch 1, wobei das lineare Polymer (10) Polyamide, Polyethylen oder Polypropylen umfasst.Plastic film molding ( 100 ) according to claim 1, wherein the linear polymer ( 10 ) Polyamides, polyethylene or polypropylene. Kunststofffolienformteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kunststofffolienformteil (100) eine Anzahl von Folienschichten (11, 12, 13) umfasst.Plastic film molding ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the plastic film molding ( 100 ) a number of foil layers ( 11 . 12 . 13 ). Kunststofffolienformteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kunststofffolienformteil (100) durch Thermoformen eines zweidimensionalen Halbzeugs herstellbar ist.Plastic film molding ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the plastic film molding ( 100 ) can be produced by thermoforming a two-dimensional semifinished product. Kunststofffolienformteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zuschlagsstoff (20) Kohlenstofffasern und/oder Kohlenstoffmehl und/oder Glasfasern und/oder Kohlenstoffnanoröhrchen umfasst.Plastic film molding ( 100 ) according to any one of the preceding claims, wherein the aggregate ( 20 ) Comprises carbon fibers and / or carbon meal and / or glass fibers and / or carbon nanotubes. Kunststofffolienformteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zuschlagsstoff (20) eine Länge von maximal 100 Mikrometer und eine Dicke zwischen 3 bis 10 Mikrometer aufweist.Plastic film molding ( 100 ) according to any one of the preceding claims, wherein the aggregate ( 20 ) has a maximum length of 100 microns and a thickness of between 3 to 10 microns. Kunststofffolienformteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zuschlagsstoff eine Steifigkeit im Bereich zwischen 200 und mindestens 700·109 Pascal und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen –1,3 und 1,0·10–6 pro Kelvin aufweist.Plastic film molding ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the aggregate has a stiffness in the range between 200 and at least 700 · 10 9 Pascal and a coefficient of thermal expansion between -1.3 and 1.0 · 10 -6 per Kelvin. Kunststofffolienformteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kunststofffolienformteils (100) im Wesentlichen gleich eines beim Herstellen des Kunststofffolienformteils (100) verwendeten Werkzeugs (W1) ist.Plastic film molding ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the thermal expansion coefficient of the plastic film molding ( 100 ) substantially equal to one in producing the plastic film molding ( 100 ) used tool (W1) is. Verfahren zum Herstellen eines Kunststofffolienformteils (100) mit den Schritten: A) Bereitstellen eines Polymers (10); B) Bereitstellen eines Zuschlagsstoffs (20), wobei in dem Polymer (10) zwischen 1 bis 20 Volumenprozent des Zuschlagsstoffs (20) basierend auf 100 Volumenprozent des Polymers (10) verteilt werden; C) Formen des Polymers (10) mittels eines Werkzeugs (W1) in das Kunststofffolienformteil; und D) Abkühlen des Kunststofffolienformteils (100), wobei aufgrund des in dem Polymer (10) verteilten Zuschlagsstoffs (20) eine Maßänderung in dem Kunststofffolienformteil (100) minimiert wird.Method for producing a plastic film molding ( 100 ) comprising the steps of: A) providing a polymer ( 10 ); B) providing an aggregate ( 20 ), wherein in the polymer ( 10 ) between 1 and 20% by volume of the aggregate ( 20 ) based on 100 volume percent of the polymer ( 10 ) are distributed; C) molding the polymer ( 10 ) by means of a tool (W1) in the plastic film molding; and D) cooling the plastic film molding ( 100 ), due to the presence in the polymer ( 10 ), the aggregate ( 20 ) a dimensional change in the plastic film molding ( 100 ) is minimized.
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