DE102016217646B3 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A FIBER COMPOSITE COMPONENT - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A FIBER COMPOSITE COMPONENT Download PDF

Info

Publication number
DE102016217646B3
DE102016217646B3 DE102016217646.3A DE102016217646A DE102016217646B3 DE 102016217646 B3 DE102016217646 B3 DE 102016217646B3 DE 102016217646 A DE102016217646 A DE 102016217646A DE 102016217646 B3 DE102016217646 B3 DE 102016217646B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tool
matrix material
tool surface
cavity
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102016217646.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Benjamin Gajewski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Airbus Defence and Space GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Defence and Space GmbH filed Critical Airbus Defence and Space GmbH
Priority to DE102016217646.3A priority Critical patent/DE102016217646B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102016217646B3 publication Critical patent/DE102016217646B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (100). Es wird eine geschlossene Kavität (30) durch Anordnen eines ersten Werkzeugteils (10) gegenüber einem zweiten Werkzeugteil (20) ausgebildet, wobei das erste Werkzeugteil (10) eine erste Werkzeugoberfläche (10a) aufweist, an der ein Faserformling (1) angeordnet ist. Weiterhin erfolgt ein Verteilen eines magnetisierbaren Matrixmaterials (2) auf einer bei geschlossener Kavität (30) zweiten Werkzeugoberfläche (20a) des zweiten Werkzeugteils (20), wobei das Matrixmaterial (2) mittels eines an der zweiten Werkzeugoberfläche (20a) ausgebildeten Magnetfelds an dieser gehalten wird. Anschließend erfolgt ein Infiltrieren des Faserformlings (1) mit dem Matrixmaterial (2) und ein Härten des Matrixmaterials (2). Ferner ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (100) sowie ein Faserverbundbauteil (100) beschrieben.The present invention describes a method for producing a fiber composite component (100). A closed cavity (30) is formed by arranging a first tool part (10) in relation to a second tool part (20), wherein the first tool part (10) has a first tool surface (10a) on which a fiber preform (1) is arranged. Furthermore, a magnetizable matrix material (2) is distributed on a second tool surface (20a) of the second tool part (20) when the cavity (30) is closed, the matrix material (2) being held there by means of a magnetic field formed on the second tool surface (20a) becomes. This is followed by infiltration of the fiber molding (1) with the matrix material (2) and hardening of the matrix material (2). Furthermore, a device for producing a fiber composite component (100) and a fiber composite component (100) is described.

Figure DE102016217646B3_0001
Figure DE102016217646B3_0001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faserverbundbauteils sowie ein Faserverbundbauteil.The present invention relates to a method and an apparatus for producing a fiber composite component and a fiber composite component.

Insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich finden Faserverbundbauteile vielfältige Anwendung. Beispielsweise werden verschiedene Strukturbauteile für Rumpfstrukturen von Flugzeugen mittlerweile aus Faserverbundbauteilen hergestellt.Especially in the aerospace sector fiber composite components find a variety of applications. For example, various structural components for fuselage structures of aircraft are now made of fiber composite components.

Üblicherweise weisen Faserverbundbauteile eine oder mehrere Schichten aus einem Fasermaterial auf, welche in ein Matrixmaterial eingebettet sind. Zur Herstellung wird das Fasermaterial in der Regel als Faserformling, welcher zumeist bereits die äußere Kontur des herzustellenden Faserverbundbauteils aufweist, bereitgestellt. Der Faserformling wird üblicherweise in einer zwischen zwei Werkzeugteilen ausgebildeten Kavität einer geschlossenen Werkzeugvorrichtung angeordnet, in welche das Matrixmaterial zugeführt wird. Zur Erzielung von akzeptablen Herstellungszeiten bei gleichzeitig hohem Faservolumengehalt, beispielsweise von mehr als 60 Volumenprozent, ist eine zügige und gleichmäßige Verteilung des Matrixmaterials über die Fläche des Faserformlings vorteilhaft.Usually fiber composite components have one or more layers of a fiber material which are embedded in a matrix material. For the production of the fiber material is usually provided as a fiber preform, which usually already has the outer contour of the fiber composite component to be produced. The fiber preform is usually arranged in a cavity formed between two tool parts of a closed tool device, into which the matrix material is supplied. In order to achieve acceptable production times with a high fiber volume content, for example of more than 60% by volume, a rapid and uniform distribution of the matrix material over the surface of the fiber preform is advantageous.

Die DE 101 57 655 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, bei dem ein Faserformling in einer Kavität einer nicht auf Endmaß geschlossen Werkzeugvorrichtung angeordnet ist, wobei zwischen dem Faserformling und den Oberflächen der die Kavität definierenden Werkzeugteile ein kleiner Spalt ausgebildet ist. In diesen Spalt wird Matrixmaterial injiziert und kann sich darin an der Oberfläche des Faserformlings verteilen. Anschließend wird die Kavität auf Endmaß geschlossen, sodass das Matrixmaterial in das Fasermaterial gedrückt wird. Die DE 10 2013 012 005 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Zwischenraum, der zwischen einem Faserformling und einer geschlossenen Werkzeugvorrichtung vorhanden ist, mit einem fließfähigen Hilfsmaterial ausgefüllt wird. Das Hilfsmaterial wird ausgehärtet und anschließend wird ein fließfähiges Harz eingeleitet, wobei das Hilfsmaterial eine Verteilungshilfe für das Harz bildet.The DE 101 57 655 A1 describes a method for producing a fiber composite component, in which a fiber preform is arranged in a cavity of a not closed to final gauge tool device, wherein between the fiber preform and the surfaces of the cavity defining tool parts, a small gap is formed. In this gap, matrix material is injected and can be distributed therein on the surface of the fiber molding. Subsequently, the cavity is closed to final dimensions, so that the matrix material is pressed into the fiber material. The DE 10 2013 012 005 A1 describes a method in which a gap, which is present between a fiber preform and a closed tooling device, filled with a flowable auxiliary material. The auxiliary material is cured and then a flowable resin is introduced, the auxiliary material forming a distribution aid for the resin.

Die DE 10 2014 206 904 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, bei dem eine Faseranordnung auf einen Teilbereich eines Hohlformkerns aufgebracht wird. Der Hohlformkern ist in seinem Inneren mit einer magnetorheologischen Flüssigkeit gefüllt. Vor dem Aufbringen der Faseranordnung auf den Hohlformkern wird dieser in dem entsprechende Teilbereich mit einem Magnetfeld beaufschlagt, sodass sich die magnetorheologische Flüssigkeit verfestigt. In der US 2012/0321835 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eins Sandwichbauteils beschrieben. Hierbei werden Zellen einer Wabenstruktur mit einem Ferrofluid oder einer magnetorheologischen Flüssigkeit gefüllt. Anschließend werden an gegenüberliegende Oberflächen der Wabenstruktur Deckschichten angeordnet und die so gebildete Struktur ausgehärtet. Während des Aushärtens wird ein Magnetfeld angelegt, wodurch das Ferrofluid oder die magnetorheologischen Flüssigkeit verhindert, dass die Deckschichten in die Zellen der Wabenstruktur eingedrückt werden. Die DE 10 2005 030 613 A1 beschreibt eine Formulierung einer magnetorheologischen Flüssigkeit.The DE 10 2014 206 904 A1 describes a method for producing a fiber composite component, in which a fiber arrangement is applied to a partial region of a hollow mandrel. The hollow core is filled in its interior with a magnetorheological fluid. Before applying the fiber arrangement to the hollow core, it is subjected to a magnetic field in the corresponding subarea, so that the magnetorheological fluid solidifies. In the US 2012/0321835 A1 a method for producing a sandwich component will be described. In this case, cells of a honeycomb structure are filled with a ferrofluid or a magnetorheological fluid. Subsequently, cover layers are arranged on opposite surfaces of the honeycomb structure and the structure thus formed is cured. During curing, a magnetic field is applied, whereby the ferrofluid or the magnetorheological fluid prevents the cover layers from being pressed into the cells of the honeycomb structure. The DE 10 2005 030 613 A1 describes a formulation of a magnetorheological fluid.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein hinsichtlich der erzielbaren Bauteilqualität und Effizienz verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung eines Faserverbundbauteils bereitzustellen.It is the object of the present invention to provide a method which is improved with regard to the achievable component quality and efficiency and an improved apparatus for producing a fiber composite component.

Diese Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is achieved in each case by the subject matters of the independent claims.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen in Zusammenhang mit der Beschreibung.Advantageous embodiments and further developments emerge from the subclaims referring back to the independent claims in connection with the description.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgesehen. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:

  • – Ausbilden einer geschlossenen Kavität durch Anordnen eines ersten Werkzeugteils gegenüber einem zweiten Werkzeugteil, wobei das erste Werkzeugteil eine erste Werkzeugoberfläche aufweist, an der ein Faserformling angeordnet ist;
  • – Verteilen eines magnetisierbaren Matrixmaterials auf einer bei geschlossener Kavität der ersten Werkzeugoberfläche zugewandten zweiten Werkzeugoberfläche des zweiten Werkzeugteils, wobei das Matrixmaterial mittels eines an der zweiten Werkzeugoberfläche ausgebildeten Magnetfelds an dieser gehalten wird;
  • – Infiltrieren des Faserformlings mit dem Matrixmaterial; und
  • – Härten des Matrixmaterials durch Einstellen einer Härtungstemperatur in der Kavität.
According to a first aspect of the invention, a method for producing a fiber composite component is provided. The method comprises the following method steps:
  • Forming a closed cavity by disposing a first tool part opposite a second tool part, the first tool part having a first tool surface on which a fiber preform is arranged;
  • Distributing a magnetizable matrix material on a second tool surface of the second tool part facing the first tool surface when the cavity is closed, wherein the matrix material is held thereon by means of a magnetic field formed on the second tool surface;
  • - infiltrating the fiber molding with the matrix material; and
  • - Hardening of the matrix material by adjusting a curing temperature in the cavity.

Erfindungsgemäß erfolgt die Ausbildung einer geschlossenen Kavität durch Anordnung eines ersten Werkzeugteils gegenüber einem zweiten Werkzeugteil. Hierbei ist auf einer ersten Oberfläche des ersten Werkzeugteils ein Faserformling, also eine gegebenenfalls vorgeformte Schicht, welche Fasermaterial aufweist, angeordnet. Die Kavität wird durch das erste und das zweite Werkzeugteil geschlossen und bildet damit einen gegenüber der Umgebung abgeschlossenen Arbeitsraum.According to the invention, a closed cavity is formed by arranging a first tool part in relation to a second tool part. Here, on a first surface of the first tool part, a fiber preform, that is an optionally preformed layer, which comprises fiber material arranged. The cavity is closed by the first and the second tool part and thus forms a closed to the environment working space.

An einer zweiten Werkzeugoberfläche des zweiten Werkzeugteils wird ein Matrixmaterial, welches zur Infiltration des Faserformlings vorgesehen ist, verteilt. Die zweite Werkzeugoberfläche ist in dem Zustand der Werkzeugteile, in welchem diese die geschlossene Kavität bilden, der ersten Werkzeugoberfläche zugewandt. Das Matrixmaterial ist magnetisierbar und wird mittels eines an der zweiten Werkzeugfläche wirkenden Magnetfeldes an der zweiten Werkzeugoberfläche gehalten. Erfindungsgemäß erfolgt somit eine Verteilung des Matrixmaterials an der zweiten Werkzeugoberfläche, wobei das Matrixmaterial durch ein Magnetfeld an dieser gehalten wird. Dies bietet den Vorteil, dass durch das Magnetfeld eine gewünschte flächige verteilte Anordnung des Matrixmaterials auf der Werkzeugfläche auf einfache Weise durch Einstellung des Magnetfelds erzielbar ist. Weiterhin wird ein im Wesentlichen hindernisfreier und damit besonders schnell und gleichmäßig durchführbarer Verteilungsvorgang des Matrixmaterials ermöglicht, da dieses auf der Werkzeugoberfläche und nicht an einer Oberfläche des Fasermaterials verteilt wird. Nach der Verteilung des Matrixmaterials und der Ausbildung der geschlossenen Kavität erfolgt ein Infiltrieren des Faserformlings mit dem Matrixmaterial. Hierbei durchdringt das Matrixmaterial den Faserformling und bettet dadurch die Fasern des Faserformlings ein. Durch die Wirkung des Magnetfeldes liegt das Matrixmaterial bei Einleitung der Infiltration in einer gewünschten flächigen Verteilung vor. Insbesondere wird dadurch eine besonders hohe Oberflächenqualität des Faserverbundbauteils erzielt, da keine physischen Strukturen zur Einstellung der flächigen Verteilung des Matrixmaterials anwesend sind, welche sich auf der Oberfläche abzeichnen könnten. Das Verteilen des Matrixmaterials an der zweiten Werkzeugoberfläche kann sowohl bei geschlossener als auch bei noch nicht geschlossener Kavität erfolgen. On a second tool surface of the second tool part, a matrix material, which is provided for infiltration of the fiber molding, distributed. The second tool surface is in the state of the tool parts, in which they form the closed cavity, facing the first tool surface. The matrix material is magnetizable and is held on the second tool surface by means of a magnetic field acting on the second tool surface. According to the invention, a distribution of the matrix material takes place on the second tool surface, the matrix material being held there by a magnetic field. This offers the advantage that a desired planar distributed arrangement of the matrix material on the tool surface can be achieved in a simple manner by adjusting the magnetic field due to the magnetic field. Furthermore, a substantially obstacle-free and thus particularly quickly and uniformly feasible distribution process of the matrix material is made possible, since this is distributed on the tool surface and not on a surface of the fiber material. After the distribution of the matrix material and the formation of the closed cavity, the fibrous blank is infiltrated with the matrix material. In this case, the matrix material penetrates the fiber molding and thereby embeds the fibers of the fiber molding. Due to the effect of the magnetic field, the matrix material is present at the initiation of infiltration in a desired areal distribution. In particular, this results in a particularly high surface quality of the fiber composite component, since there are no physical structures for adjusting the areal distribution of the matrix material, which could emerge on the surface. The distribution of the matrix material on the second tool surface can take place both with the cavity closed and not yet closed.

Weiterhin erfolgt ein Härten des Matrixmaterials. Hierzu wird eine Härtungstemperatur eingestellt, welche sich je nach Zusammensetzung des Matrixmaterials richtet und insbesondere im Bereich einer Aktivierungstemperatur von in dem Matrixmaterial vorhandenen Reaktionspartnern liegt. Während des Härtens bleibt die Kavität geschlossen. Das Härten kann sowohl ein vollständiges Aushärten des Matrixmaterial über die gesamte Dicke des Faserverbundbauteils als auch ein lediglich teilweises Härten über den Dickenbereich umfassen. Bei dem teilweisen Aushärten erfolgt zumindest ein Aushärten im Bereich der Oberflächen des Faserverbundbauteils.Furthermore, hardening of the matrix material takes place. For this purpose, a curing temperature is set, which depends on the composition of the matrix material and is in particular in the range of an activation temperature of reactants present in the matrix material. During curing, the cavity remains closed. The curing may include both complete curing of the matrix material over the entire thickness of the fiber composite component as well as only partial curing across the thickness range. In the case of partial curing, at least one curing takes place in the region of the surfaces of the fiber composite component.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Volumen der Kavität während des Infiltrierens durch Aufeinander-zu-Bewegen der ersten Werkzeugoberfläche und der zweiten Werkzeugoberfläche verringert wird. Das an der zweiten Werkzeugfläche verteilte Matrixmaterial wird dadurch in einer Dickenrichtung des Faserformlings in diesen hinein gedrückt. Dadurch wird die Infiltrationszeit verkürzt. Durch die Infiltration in Dickenrichtung mittels Volumenverringerung der Kavität kann auf kostenintensive oder aufwendige Hochdrucksysteme zum Einführen des Matrixmaterials in die Kavität verzichtet werden. Vielmehr werden durch die Verwendung von magnetisierbarem Matrixmaterial, welches an der zweiten Werkzeugoberfläche verteilt wird, vorteilhaft einfache Möglichkeiten der Matrixmaterialeinbringung in die Kavität geschaffen.According to a preferred embodiment it is provided that the volume of the cavity during infiltration is reduced by moving the first tool surface and the second tool surface together. The matrix material distributed on the second tool surface is thereby pressed into it in a thickness direction of the fiber molding. This shortens the infiltration time. By infiltration in the thickness direction by means of volume reduction of the cavity can be dispensed with cost-intensive or expensive high-pressure systems for introducing the matrix material into the cavity. Rather, the use of magnetizable matrix material, which is distributed on the second tool surface, advantageously creates simple possibilities of matrix material introduction into the cavity.

Die Verringerung des Volumens kann kontinuierlich oder diskontinuierlich, beispielsweise gestuft erfolgen. Mit einer kontinuierlichen Verringerung des Abstands kann insbesondere Restluft aus dem Faserformling gedrückt werden, was sich günstig auf die mechanische Stabilität des Bauteils auswirkt. Mit einer diskontinuierlichen Volumenverringerung lässt sich vorteilhaft eine besonders gleichmäßige Verteilung des Matrixmaterials erzielen.The reduction of the volume can be continuous or discontinuous, for example stepped. With a continuous reduction of the distance in particular residual air can be pressed out of the fiber preform, which has a favorable effect on the mechanical stability of the component. With a discontinuous reduction in volume, a particularly uniform distribution of the matrix material can advantageously be achieved.

Bevorzugt ist die zweite Werkzeugfläche vor dem Infiltrieren in einem Abstand zu dem Faserformling angeordnet, der groß genug ist, dass bei geschlossener Kavität das an der zweiten Werkzeugfläche verteilte Matrixmaterial noch keinen Kontakt mit dem Faserformling hat bzw. das noch zu verteilende Matrixmaterial während des Verteilens nicht in Kontakt mit dem Faserformling kommen. Die geschlossene Kavität ist hierbei bereits hermetisch gegenüber der Umgebung abgeschlossen.Preferably, the second tool surface is arranged before infiltration at a distance from the fiber preform which is large enough that with the cavity closed, the matrix material distributed on the second tool surface does not yet have any contact with the fiber preform or the matrix material still to be distributed during dispensing come in contact with the fiber molding. The closed cavity is already hermetically sealed against the environment.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Kavität vor dem Infiltrieren evakuiert wird. Insbesondere wird ein Unterdruck gegenüber der Umgebung in der Kavität erzeugt und dadurch Luft und andere Gase aus der Kavität entfernt. Dies bietet den Vorteil, dass in dem Faserformling gegebenenfalls vorhandene Lufteinschlüsse entfernt werden. Dadurch erfolgt eine gleichmäßigere Infiltration und die mechanischen Eigenschaften des hergestellten Faserverbundbauteils werden verbessert.According to an advantageous development of the method, it is provided that the cavity is evacuated prior to infiltration. In particular, a negative pressure relative to the environment in the cavity is generated, thereby removing air and other gases from the cavity. This offers the advantage that possibly existing air pockets are removed in the fiber molding. This results in a more uniform infiltration and the mechanical properties of the fiber composite component produced are improved.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Matrixmaterial vor dem Ausbilden der Kavität auf der zweiten Werkzeugoberfläche verteilt. Dies bietet den Vorteil, dass das Matrixmaterial besonders zügig und auf einfache Weise auf die zweite Werkzeugfläche aufbringbar ist. Auch wird dadurch der Aufbau der Werkzeugteile vereinfacht, da Verteilungsvorrichtungen innerhalb der Werkzeugteile weggelassen werden können. Weiterhin wird verhindert, dass sich das Matrixmaterial in ungewünschter Weise in der Kavität verteilt und nach dem Härten in aufwendiger Weise entfernt werden muss. Dieser Effekt wird durch die magnetische Fixierung des Matrixmaterials an der zweiten Werkzeugoberfläche zusätzlich verstärkt.According to a particularly preferred embodiment, the matrix material is distributed on the second tool surface before the formation of the cavity. This offers the advantage that the matrix material can be applied particularly quickly and in a simple manner to the second tool surface. This also simplifies the construction of the tool parts, since distribution devices can be omitted within the tool parts. Furthermore, it is prevented that the matrix material undesirably distributed in the cavity and must be removed after curing in a complex manner. This effect is further enhanced by the magnetic fixation of the matrix material on the second tool surface.

Vorteilhaft wird das Matrixmaterial als hochviskoses Materialpaket an der zweiten Werkzeugoberfläche angeordnet und vor dem Infiltrieren auf eine Infiltrationstemperatur erwärmt, wobei das Matrixmaterial bei der Infiltrationstemperatur eine gegenüber dem Materialpaket verringerte Viskosität aufweist. Das Matrixmaterial wird demnach bevorzugt in einem festen oder geleeartigen Aggregatszustand an der zweiten Werkzeugoberfläche angeordnet. Durch die magnetisierbare Eigenschaft des Matrixmaterials kann das Matrixmaterialpaket auf einfache Weise an der zweiten Werkzeugoberfläche gehalten werden. Durch das Erwärmen auf Infiltrationstemperatur verringert sich die Viskosität des Matrixmaterials, wobei dieses durch das Magnetfeld weiterhin an der zweiten Werkzeugoberfläche gehalten wird. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich insbesondere der Vorteil, dass das Matrixmaterial sehr einfach handhabbar ist und keine gesonderte Verteilungsvorrichtung notwendig ist. Insbesondere kann das Matrixmaterial als vorkonfektionierte Matte oder dergleichen bereitgestellt werden. Damit wird der Verfahrensablauf erheblich beschleunigt. Advantageously, the matrix material is arranged as a high-viscosity material package on the second tool surface and heated to an infiltration temperature before infiltration, wherein the matrix material has a reduced viscosity compared to the material package at the infiltration temperature. The matrix material is therefore preferably arranged in a solid or jelly-like state on the second tool surface. Due to the magnetizable property of the matrix material, the matrix material package can be held in a simple manner on the second tool surface. Heating to the infiltration temperature lowers the viscosity of the matrix material, which is still held by the magnetic field on the second tool surface. In this embodiment, there is the particular advantage that the matrix material is very easy to handle and no separate distribution device is necessary. In particular, the matrix material may be provided as a prefabricated mat or the like. This considerably speeds up the procedure.

Das Verteilen des Matrixmaterials vor dem Ausbilden der Kavität auf der zweiten Werkzeugoberfläche kann alternativ auch durch Aufsprühen des Matrixmaterials auf die zweite Werkzeugoberfläche oder dergleichen erfolgen. Dies bietet den Vorteil, dass die Verteilung in technisch einfacher und zügiger Weise erfolgt.The distribution of the matrix material before the formation of the cavity on the second tool surface can alternatively also be carried out by spraying the matrix material onto the second tool surface or the like. This offers the advantage that the distribution takes place in a technically simple and rapid manner.

Allgemein wird durch das Magnetfeld an der zweiten Werkzeugoberfläche die Möglichkeit geschaffen, das Matrixmaterial zunächst an der zweiten Werkzeugoberfläche zu verteilen und erst dort auf die Infiltrationstemperatur zu erwärmen. Damit können auch Matrixmaterialen mit hochreaktiven Harzen verwendet werden, was die Gesamtprozesszeit verringert.In general, the possibility is created by the magnetic field on the second tool surface of first distributing the matrix material on the second tool surface and only there to heat to the infiltration temperature. Thus matrix materials with highly reactive resins can also be used, which reduces the overall process time.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Matrixmaterial nach Ausbildung der Kavität über Zufuhrleitungen in die Kavität eingebracht und an der zweiten Werkzeugoberfläche verteilt wird. Dies kann vor oder nach einer Evakuierung der Kavität erfolgen. Durch die direkte Zufuhr des Matrixmaterials in die geschlossene Kavität wird vorteilhaft ein geschlossener Verfahrensablauf gewährleistet.According to a further embodiment, it is provided that the matrix material is introduced after the formation of the cavity via supply lines in the cavity and distributed to the second tool surface. This can be done before or after evacuation of the cavity. The direct feed of the matrix material into the closed cavity advantageously ensures a closed process sequence.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Matrixmaterial als eine ferromagnetische Flüssigkeit ausgebildet, welche mit einem Harzmaterial als Trägerfluid und einem vorbestimmten Anteil an magnetischen oder magnetisierbaren Partikeln von einer Größe im Bereich zwischen 2 und 10 Nanometer ausgebildet wird. Der Anteil an magnetischen oder magnetisierbaren Partikeln liegt bevorzugt zwischen 5 Volumenprozent und 15 Volumenprozent des Matrixmaterials. Die Partikel liegen bevorzugt in diesem dispergierten Zustand vor. Die Partikel können insbesondere Eisen, Magnetid und/oder Cobalt aufweisen. Ferromagnetische Flüssigkeiten als Matrixmaterial bieten den Vorteil, dass diese annähernd gleiche Fließeigenschaften aufweisen wie üblicherweise verwendetes Harzmaterial, jedoch durch das Magnetfeld angezogen werden. Damit kann neben der Fixierung des Matrixmaterials an der zweiten Werkzeugoberfläche auch eine vorteilhafte Beeinflussung der Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit des Matrixmaterials während der Infiltration erfolgen.According to an advantageous embodiment, the matrix material is formed as a ferromagnetic fluid, which is formed with a resin material as the carrier fluid and a predetermined proportion of magnetic or magnetizable particles of a size in the range between 2 and 10 nanometers. The proportion of magnetic or magnetizable particles is preferably between 5 percent by volume and 15 percent by volume of the matrix material. The particles are preferably present in this dispersed state. The particles may in particular comprise iron, magnetite and / or cobalt. Ferromagnetic fluids as matrix material have the advantage that they have approximately the same flow properties as commonly used resin material, but are attracted by the magnetic field. Thus, besides the fixation of the matrix material on the second tool surface, an advantageous influencing of the propagation direction and speed of the matrix material during the infiltration can also take place.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass während des Infiltrierens an der ersten Werkzeugoberfläche ein Magnetfeld erzeugt wird. Damit wird das als ein Ferrofluid ausgebildete Matrixmaterial in Richtung der ersten Werkzeugoberfläche angezogen. Dies beschleunigt die Infiltration. Besonders vorteilhaft wird dabei das Magnetfeld an der zweiten Werkzeugoberfläche abgeschaltet. Die Magnetfelder an der ersten Werkzeugoberfläche und der zweiten Werkzeugoberfläche können jeweils auch lediglich bereichsweise erzeugt bzw. abgeschaltet werden. Damit kann die Ausbreitung des Matrixmaterials während der Infiltration gezielt beeinflusst werden. Beispielsweise kann in Bereichen des Faserformlings mit großer Dicke die Ausbreitung des Matrixmaterials in Richtung der ersten Werkzeugoberfläche durch Erzeugen eines entsprechenden Magnetfelds an der ersten Werkzeugoberfläche beschleunigt werden, während die Ausbreitung in einem dünneren Bereich des Faserformlings durch Erzeugen eines entsprechenden Magnetfelds an der zweiten Werkzeugoberfläche verringert wird. Damit wird eine besonders gleichmäßige Infiltration des Faserformlings erreicht. Insbesondere werden Lufteinschlüsse weitestgehend vermieden. Weiterhin kann hierdurch eine die mechanische Stabilität des Faserverbundbauteils verringernde Faserverschiebung innerhalb des Faserformlings verhindert werden.In particular, it can be provided that a magnetic field is generated during the infiltration on the first tool surface. Thus, the matrix material formed as a ferrofluid is attracted toward the first tool surface. This speeds up infiltration. In this case, the magnetic field on the second tool surface is switched off particularly advantageously. The magnetic fields on the first tool surface and the second tool surface can each be generated or switched off only in regions. Thus, the spread of the matrix material during the infiltration can be specifically influenced. For example, in regions of the fibrous formed body having a large thickness, the spreading of the matrix material toward the first tool surface may be accelerated by generating a corresponding magnetic field at the first tool surface while reducing the spread in a thinner portion of the fiber preform by generating a corresponding magnetic field at the second tool surface , Thus, a particularly uniform infiltration of the fiber molding is achieved. In particular, air pockets are largely avoided. Furthermore, this can prevent the mechanical stability of the fiber composite component reducing fiber displacement within the fiber molding.

Nach einer alternativen Ausführungsform wird das Matrixmaterial als eine magnetorheologische Flüssigkeit ausgebildet, welche ein Harzmaterial als Trägerflüssigkeit und einen vorbestimmten Anteil an magnetischen oder magnetisierbaren Partikeln von einer Größe im Bereich größer 10 Nanometer bis 10 Mikrometer aufweist. Der Anteil an Partikeln in dem Matrixmaterial beträgt insbesondere zwischen 10 Volumenprozent und 40 Volumenprozent. Bevorzugt werden als Partikel Carbonyleisenspäne verwendet. Das als magnetorheologische Flüssigkeit ausgebildete Matrixmaterial verändert seine Viskosität abhängig von der Stärke eines anliegenden Magnetfeldes. Insbesondere wird die Viskosität dieses Matrixmaterials bei einem starken Magnetfeld vergrößert und sinkt bei einer Verringerung der magnetischen Feldstärke. Dies bietet den Vorteil, dass das Matrixmaterial besonders zuverlässig an der zweiten Werkzeugoberfläche gehalten werden kann.According to an alternative embodiment, the matrix material is formed as a magnetorheological fluid which has a resin material as the carrier liquid and a predetermined proportion of magnetic or magnetizable particles of a size in the range greater than 10 nanometers to 10 micrometers. The proportion of particles in the matrix material is in particular between 10% by volume and 40% by volume. Preferably carbonyl iron chips are used as particles. The magnetorheological fluid formed matrix material changes its viscosity depending on the strength of an applied magnetic field. In particular, the viscosity of this matrix material is increased at a strong magnetic field and decreases with a decrease in the magnetic field strength. This offers the advantage that the Matrix material can be held particularly reliable on the second tool surface.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Magnetfeld an der zweiten Werkzeugoberfläche vor oder während des Infiltrierens aufgehoben wird. Bei Verwendung einer magnetorheologischen Flüssigkeit als Matrixmaterial bietet dies den Vorteil, dass die Viskosität des Matrixmaterials im Vergleich zu dessen Viskosität bei eingeschaltetem Magnetfeld verringert wird. Bei Verwendung eines Ferrofluids als Matrixmaterial wird dadurch eine entgegengesetzt zu der Infiltrationsrichtung gerichtete Kraft reduziert. Damit wird jeweils die Geschwindigkeit der Infiltration vergrößert.It is particularly preferred that the magnetic field on the second tool surface is canceled before or during infiltration. When using a magnetorheological fluid as a matrix material, this has the advantage that the viscosity of the matrix material is reduced in comparison to its viscosity when the magnetic field is switched on. When using a ferrofluid as the matrix material, a force directed opposite to the infiltration direction is thereby reduced. This increases the speed of infiltration.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Faserverbundbauteil mit einem mit einem magnetisierbaren Matrixmaterial infiltrierten Faserformling vorgesehen. Das erfindungsgemäße Faserverbundbauteil weist somit eine Schicht aus einem Fasermaterial in Form des Faserformlings auf, wobei das Fasermaterial in ein Matrixmaterial eingebettet ist, welches magnetisch oder magnetisierbar ist. Dies bietet den Vorteil, dass das Faserverbundbauteil besonders effizient und mit hoher Qualität durch ein Verfahren nach einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen herstellbar ist. Durch die magnetischen Eigenschaften des Matrixmaterials kann das Faserverbundbauteil weiterhin besonders vorteilhaft gehandhabt werden. Beispielsweise kann ein Magnetgreifer zur Anordnung des Faserverbundbauteils, z. B. zur Montage desselben, verwendet werden.According to a further aspect of the invention, a fiber composite component is provided with a fibrous molding infiltrated with a magnetizable matrix material. The fiber composite component according to the invention thus has a layer of a fiber material in the form of the fiber molding, wherein the fiber material is embedded in a matrix material which is magnetic or magnetizable. This offers the advantage that the fiber composite component can be produced particularly efficiently and with high quality by a method according to one of the embodiments described above. Due to the magnetic properties of the matrix material, the fiber composite component can continue to be handled particularly advantageously. For example, a magnetic gripper for the arrangement of the fiber composite component, for. B. for the same use.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Faserverbundbauteil mit durch ein Verfahren gemäß einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen hergestellt ist.According to a preferred embodiment, it is provided that the fiber composite component is produced by a method according to one of the embodiments described above.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Werkzeugvorrichtung zur Herstellung eines Faserverbundbauteils. Die Werkzeugvorrichtung eignet sich insbesondere zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens sowie zur Herstellung des oben beschriebenen Faserverbundbauteils. Die im Zusammenhang mit dem Verfahren oder dem Faserverbundbauteil beschriebenen Vorrichtungsmerkmale können daher bei der im Folgenden beschriebenen Werkzeugvorrichtung ebenfalls vorhanden sein.Another aspect of the invention relates to a tool device for producing a fiber composite component. The tool device is particularly suitable for carrying out the method described above and for producing the fiber composite component described above. The device features described in connection with the method or the fiber composite component can therefore also be present in the tool device described below.

Die Werkzeugvorrichtung weist ein erstes Werkzeugteil mit einer ersten Werkzeugoberfläche zur Aufnahme eines Faserformlings und ein zweites Werkzeugteil mit einer zweiten Werkzeugoberfläche und einer dieser zugeordneten Magnetfelderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds an der zweiten Werkzeugoberfläche zum Halten von magnetisierbarem Matrixmaterial an der zweiten Werkzeugoberfläche auf. Das erste und das zweite Werkzeugteil sind relativ zueinander in eine geschlossene Stellung der Werkzeugvorrichtung bewegbar, in welcher die erste Werkzeugoberfläche und die zweite Werkzeugoberfläche einander zugewandt sind und die Werkzeugteile eine geschlossene Kavität ausbilden.The tool device has a first tool part with a first tool surface for receiving a fiber molding and a second tool part with a second tool surface and a magnetic field generating device assigned thereto for generating a magnetic field on the second tool surface for holding magnetizable matrix material on the second tool surface. The first and second tool parts are movable relative to one another into a closed position of the tool device, in which the first tool surface and the second tool surface face each other and the tool parts form a closed cavity.

Demgemäß wird eine Werkzeugvorrichtung mit zwei relativ zueinander bewegbaren Werkzeugteilen geschaffen, welche in eine geschlossene Position zueinander bewegbar sind. In der geschlossenen Position bilden die Werkzeugteile eine geschlossene Kavität aus. Diese ist insbesondere gegenüber der Umgebung abgeschlossen. Das erste Werkzeugteil weist eine erste Werkzeugoberfläche auf, welche zur Aufnahme eines Faserformlings vorgesehen ist. Das zweite Werkzeugteil weist eine zweite Werkzeugoberfläche auf, auf welcher ein Matrixmaterial zur Infiltration des Faserformlings verteilbar ist. Die zweite Werkzeugoberfläche ist in dem geschlossenen Zustand der Werkzeugvorrichtung gegenüberliegend der ersten Werkzeugoberfläche angeordnet. Der zweiten Werkzeugoberfläche ist eine Magnetfelderzeugungseinrichtung zugeordnet. Mit dieser ist ein Magnetfeld an der zweiten Werkzeugoberfläche erzeugbar. Durch das mit der Magnetfelderzeugungseinrichtung erzeugbare Magnetfeld ist es möglich, ein magnetisierbares Matrixmaterial, z. B. in Form eines Ferrofluids oder einer magnetorheologischen Flüssigkeit, an der zweiten Werkzeugoberfläche zu halten. Damit kann das oben beschriebene Verfahren auf einfache Weise mit den beschriebenen Vorteilen durchgeführt werden.Accordingly, a tool device is provided with two relatively movable tool parts, which are movable toward each other in a closed position. In the closed position, the tool parts form a closed cavity. This is completed especially with respect to the environment. The first tool part has a first tool surface, which is provided for receiving a fiber molding. The second tool part has a second tool surface on which a matrix material for infiltration of the fiber molding can be distributed. The second tool surface is disposed in the closed state of the tool device opposite the first tool surface. The second tool surface is associated with a magnetic field generating device. With this a magnetic field can be generated on the second tool surface. By means of the magnetic field that can be generated by the magnetic field generating device, it is possible to use a magnetizable matrix material, for. B. in the form of a ferrofluid or a magnetorheological fluid to hold on the second tool surface. Thus, the method described above can be performed in a simple manner with the advantages described.

Die erste und die zweite Werkzeugoberfläche können insbesondere komplementär zueinander ausgeführt sein. Damit wird eine gleichmäßige Infiltration des Faserformlings vorteilhaft verbessert.The first and second tool surfaces can in particular be designed to be complementary to one another. Thus, a uniform infiltration of the fiber molding is advantageously improved.

Die Magnetfelderzeugungseinrichtung kann insbesondere durch einen innerhalb des zweiten Werkzeugteils angeordneten Elektromagneten ausgebildet sein. Bevorzugt weist der Elektromagnet einen oder mehrere sich in einem vorbestimmten Verlaufsmuster entlang der zweiten Werkzeugoberfläche erstreckenden stromdurchflossenen Leiter auf. Durch den Verlauf kann die flächige Verteilung des Magnetfelds vorteilhaft eingestellt werden. Es ist auch denkbar, dass in verschiedenen Bereichen der zweiten Oberfläche verschiedene magnetische Feldstärken erzeugbar sind und/oder das magnetische Feld in den verschiedenen Bereichen einzeln aufbringbar oder abschaltbar ist. Dies kann beispielsweise durch einen Elektromagneten mit mehreren Spulen oder Leitern, welche sich jeweils in den verschiedenen Bereichen erstrecken, realisiert werden.In particular, the magnetic field generating device can be formed by an electromagnet arranged within the second tool part. The electromagnet preferably has one or more current-carrying conductors extending in a predetermined course pattern along the second tool surface. Due to the course, the areal distribution of the magnetic field can be advantageously set. It is also conceivable that different magnetic field intensities can be generated in different regions of the second surface and / or the magnetic field can be applied or switched off individually in the various regions. This can be realized, for example, by an electromagnet with a plurality of coils or conductors, each extending in the different areas.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Werkzeugvorrichtung weist das erste Werkzeugteil zusätzlich eine der ersten Werkzeugoberfläche zugeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds an der ersten Werkzeugoberfläche auf. Die der ersten Werkzeugoberfläche zugeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtung kann auf dieselbe Weise realisiert werden, wie die oben beschriebene der zweiten Werkzeugoberfläche zugeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtung. Durch die der zweiten Werkzeugoberfläche zugeordneten Magnetfelderzeugungseinrichtung kann die Infiltration des Faserformlings weiter beschleunigt werden. Weiterhin wird vorteilhaft eine Beeinflussung der Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit des Matrixmaterials ermöglicht.According to an advantageous development of the tool device, the first tool part additionally has one of the first tool surface associated magnetic field generating means for generating a magnetic field on the first tool surface. The magnetic field generating device associated with the first tool surface can be realized in the same way as the magnetic field generating device associated with the second tool surface described above. By the second tool surface associated magnetic field generating device, the infiltration of the fiber molding can be further accelerated. Furthermore, advantageously influencing the propagation direction and speed of the matrix material is made possible.

Besonders bevorzugt weist die Werkzeugvorrichtung zusätzlich eine Vakuumeinrichtung auf, mittels derer die Kavität evakuierbar ist. Die Vakuumeinrichtung kann insbesondere durch eine Vakuumpumpe realisiert sein, welche über eine in die Kavität mündende Abfuhrleitung funktional an die Kavität gekoppelt ist.Particularly preferably, the tool device additionally has a vacuum device, by means of which the cavity can be evacuated. The vacuum device can be realized, in particular, by a vacuum pump, which is functionally coupled to the cavity via a discharge line opening into the cavity.

Hierin wird unter einem „Faserwerkstoff”, einem „Fasermaterial”, einem „Faserverbundmaterial” oder einem „Faserverbundwerkstoff” allgemein ein Werkstoff verstanden, der aus einer Vielzahl von insbesondere fadenförmigen oder fadenstückförmigen Verstärkungsfasern, wie beispielsweise Kohle-, Glas-, Keramik-, Aramid-, Bor-, Mineral-, Natur- oder Kunststofffasern oder Mischungen aus diesen gebildet ist.As used herein, a "fibrous material," "fibrous material," "fiber composite," or "fiber composite" is generally understood to be a material comprised of a plurality of particularly filamentary or filamentary reinforcing fibers, such as carbon, glass, ceramic, aramid -, boron, mineral, natural or synthetic fibers or mixtures thereof is formed.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:In the following the invention will be explained with reference to the figures of the drawings. From the figures show:

1 eine schematische Ansicht einer Werkzeugvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung während der Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Faserverbundbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic view of a tooling device according to a preferred embodiment of the present invention during the implementation of a method for producing a fiber composite component according to an embodiment of the present invention;

2 die in der 1 gezeigte Werkzeugvorrichtung am Ende des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 the in the 1 shown tool device at the end of the method according to an embodiment of the present invention;

3 eine schematische Ansicht eines zweiten Werkzeugteils der Werkzeugvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 a schematic view of a second tool part of the tool device according to another embodiment of the present invention;

4 eine schematische Ansicht eines zweiten Werkzeugteils der Werkzeugvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung während der Durchführung des Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 4 a schematic view of a second tool part of the tool device according to another embodiment of the present invention during the implementation of the method according to another embodiment of the present invention;

5 eine schematische Ansicht eines ersten Werkzeugteils der Werkzeugvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 5 a schematic view of a first tool part of the tool device according to another embodiment of the present invention;

6 eine schematische Ansicht der Werkzeugvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung während der Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Faserverbundbauteils gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 6 a schematic view of the tooling device according to another embodiment of the present invention during the implementation of a method for producing a fiber composite component according to another embodiment of the present invention; and

7 eine schematische Ansicht eines zweiten Werkzeugteils der Werkzeugvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung während der Durchführung des Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 7 a schematic view of a second tool part of the tool device according to another embodiment of the present invention during the implementation of the method according to another embodiment of the present invention.

In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical components, unless indicated otherwise.

1 zeigt eine Werkzeugvorrichtung 200 zur Herstellung eines Faserverbundbauteils 100 in einer schematischen Schnittansicht. Die Werkzeugeinrichtung 200 weist ein erstes Werkzeugteil 10 und ein zweites Werkzeugteil 20 auf. Das zweite Werkzeugteil 20 weist weiterhin eine Magnetfelderzeugungseinrichtung 21 auf, wie in 1 schematisch gezeigt ist. Optional kann das zweite Werkzeugteil 20 eine Heizeinrichtung 23 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann auch an dem ersten Werkzeugteil 10 eine Heizeinrichtung 13 vorgesehen sein, wie in 1 schematisch gezeigt ist. 1 zeigt weiterhin, dass die Werkzeugvorrichtung 200 optional eine Steuerungseinrichtung 41 sowie gegebenenfalls eine Vakuumeinrichtung 42 aufweisen kann. 1 shows a tool device 200 for producing a fiber composite component 100 in a schematic sectional view. The tool device 200 has a first tool part 10 and a second tool part 20 on. The second tool part 20 also has a magnetic field generating device 21 on, like in 1 is shown schematically. Optionally, the second tool part 20 a heating device 23 exhibit. Alternatively or in addition thereto, also on the first tool part 10 a heating device 13 be provided as in 1 is shown schematically. 1 further shows that the tool device 200 optionally a control device 41 and optionally a vacuum device 42 can have.

Wie 1 zeigt, weist das erste Werkzeugteil 10 eine erste Werkzeugoberfläche 10a auf. In 1 ist die erste Werkzeugoberfläche 10a beispielhaft als eine ebene Fläche dargestellt, wobei die erste Werkzeugoberfläche 10a insbesondere auch als eine dreidimensional zu beschreibende Oberfläche ausgebildet sein kann. 1 zeigt beispielhaft, dass die erste Werkzeugoberfläche 10a des ersten Werkzeugteils 10 einen Grund einer Ausnehmung 14 bildet, welche durch eine seitliche Wandung 15 des ersten Werkzeugteils 10 definiert ist. Die optional vorgesehene Heizeinrichtung 13 des ersten Werkzeugteils 10 kann insbesondere als ein Heizdraht oder eine Heizmittelleitung realisiert sein, welcher bzw. welche sich entlang der ersten Werkzeugoberfläche 10a erstreckt, wie dies in 1 schematisch dargestellt ist.As 1 shows, points the first tool part 10 a first tool surface 10a on. In 1 is the first tool surface 10a exemplified as a flat surface, wherein the first tool surface 10a in particular can also be designed as a three-dimensional surface to be described. 1 shows by way of example that the first tool surface 10a of the first tool part 10 a reason for a recess 14 forms, which by a lateral wall 15 of the first tool part 10 is defined. The optionally provided heating device 13 of the first tool part 10 may in particular be realized as a heating wire or a heating medium line, which or which along the first tool surface 10a extends, as in 1 is shown schematically.

Wie in 1 gezeigt ist, ist während der Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Faserverbundbauteils 100 ein Faserformlings 1 an der ersten Werkzeugoberfläche 10a angeordnet. Vorzugsweise liegt der Faserformling 1 flächig an der ersten Werkzeugoberfläche 10a an, wie beispielhaft in 1 dargestellt. Der Faserformling 1 kann insbesondere in einem bereits vorgeformten Zustand an der ersten Werkzeugoberfläche 10a angeordnet sein. Alternativ hierzu wird der Faserformling 1 während des Verfahrens verformt werden.As in 1 is shown during the implementation of a method for producing a fiber composite component 100 a fiber molding 1 at the first tool surface 10a arranged. Preferably, the fiber preform lies 1 flat on the first tool surface 10a on, as exemplified in 1 shown. The fiber molding 1 can in particular in an already preformed state on the first tool surface 10a be arranged. Alternatively, the fiber preform 1 be deformed during the process.

Wie in 1 weiterhin gezeigt ist, weist das zweite Werkzeugteil 20 eine zweite Werkzeugoberfläche 20a auf. In 1 ist die zweite Werkzeugoberfläche 20a beispielhaft als eine ebene Fläche dargestellt, wobei die zweite Werkzeugoberfläche 20a insbesondere auch als eine dreidimensional zu beschreibende Oberfläche ausgebildet sein kann. Insbesondere kann die zweite Werkzeugoberfläche 20a komplementär zu der ersten Werkzeugoberfläche 10a geformt sein. Wie 1 schematisch und beispielhaft zeigt, ist der zweiten Werkzeugoberfläche 20a eine Magnetfelderzeugungseinrichtung 21 zugeordnet.As in 1 is further shown, the second tool part 20 a second tool surface 20a on. In 1 is the second tool surface 20a exemplified as a flat surface, wherein the second tool surface 20a in particular can also be designed as a three-dimensional surface to be described. In particular, the second tool surface 20a complementary to the first tool surface 10a be shaped. As 1 schematically and exemplarily shows is the second tool surface 20a a magnetic field generating device 21 assigned.

Die Magnetfelderzeugungseinrichtung 21 kann insbesondere durch einen Elektromagneten realisiert sein, der zumindest einen stromdurchflossenen Leiter aufweist, welcher sich entlang der zweiten Werkzeugoberfläche 20a erstreckt. Das in 1 beispielhaft gezeigte zweite Werkzeugteil 20 weist lediglich eine Magnetfelderzeugungseinrichtung 21 auf, welche sich flächig entlang annähernd der gesamten zweiten Werkzeugoberfläche 20a erstreckt. Die optional vorgesehene Heizeinrichtung 23 des zweiten Werkzeugteils 20 kann insbesondere als ein Heizdraht oder eine Heizmittelleitung realisiert sein, welche sich entlang der zweiten Werkzeugoberfläche 20a erstreckt, wie dies in 1 schematisch gezeigt ist.The magnetic field generating device 21 can be realized in particular by an electromagnet, which has at least one current-carrying conductor, which extends along the second tool surface 20a extends. This in 1 exemplified second tool part 20 only has a magnetic field generating device 21 which extends flat along approximately the entire second tool surface 20a extends. The optionally provided heating device 23 of the second tool part 20 can be realized in particular as a heating wire or a heating medium line, which extends along the second tool surface 20a extends, as in 1 is shown schematically.

Wie 1 schematisch zeigt, ist mittels der Magnetfelderzeugungseinrichtung 21 ein Magnetfeld an der zweiten Werkzeugoberfläche 20a erzeugbar, durch welches ein während des Verfahrens zur Herstellung des Faserverbundbauteils 100 ein magnetisches oder magnetisierbares Matrixmaterial 2 an der zweiten Werkzeugoberfläche 20 gehalten werden kann.As 1 schematically shows is by means of the magnetic field generating device 21 a magnetic field on the second tool surface 20a producible by which a during the process for producing the fiber composite component 100 a magnetic or magnetizable matrix material 2 on the second tool surface 20 can be held.

Das erste Werkzeugteil 10 und das zweite Werkzeugteil 20 sind relativ zueinander bewegbar, beispielsweise mittels einer Bewegungseinrichtung (nicht gezeigt) welche z. B. durch Hydraulikzylinder, einen Manipulator eines Roboters oder dergleichen realisiert sein kann. Mittels der Bewegungseinrichtung ist beispielsweise eine Relativbewegung der Werkzeugteile 10, 20 aufeinander zu und/oder voneinander weg realisierbar. In 1 ist die Werkzeugvorrichtung 200 in einer geschlossenen Stellung gezeigt, in welcher die erste Werkzeugoberfläche 10a und die zweite Werkzeugoberfläche 20a einander zugewandt sind und die Werkzeugteile 10, 20 eine geschlossene Kavität 30 ausbilden. Die Kavität 30 wird gemäß dem vorliegendem Ausführungsbeispiel insbesondere durch das zweite Werkzeugteil 20 geschlossen. Es ist für einen Fachmann offensichtlich, dass alternativ auch ein Schließen mittels einer Bewegung des ersten Werkzeugteils 10 oder beider Werkzeugteile 10, 20 ebenfalls möglich ist Wie in 1 schematisch gezeigt ist, kann ein geschlossener Zustand der Kavität 30 beispielsweise dadurch realisiert sein, dass eine Außenumfangsfläche 20b an einer Innenumfangsfläche 15b der Wandung 15 des ersten Werkzeugteils 10 anliegt. Gegebenenfalls können zusätzliche Dichtungseinrichtungen an der Außenumfangsfläche 20b und/oder der Innenumfangsfläche 15b vorgesehen sein.The first tool part 10 and the second tool part 20 are movable relative to each other, for example by means of a moving device (not shown) which z. B. by hydraulic cylinders, a manipulator of a robot or the like can be realized. By means of the movement device, for example, a relative movement of the tool parts 10 . 20 towards each other and / or away from each other feasible. In 1 is the tool device 200 shown in a closed position, in which the first tool surface 10a and the second tool surface 20a facing each other and the tool parts 10 . 20 a closed cavity 30 form. The cavity 30 is according to the present embodiment, in particular by the second tool part 20 closed. It is obvious to a person skilled in the art that, alternatively, closing by means of a movement of the first tool part 10 or both tool parts 10 . 20 is also possible as in 1 is shown schematically, a closed state of the cavity 30 be realized for example by having an outer peripheral surface 20b on an inner peripheral surface 15b the wall 15 of the first tool part 10 is applied. Optionally, additional sealing means may be provided on the outer peripheral surface 20b and / or the inner peripheral surface 15b be provided.

Die in 1 schematisch gezeigte optionale Vakuumeinrichtung 42 weist eine Pumpe 43 sowie eine in die Kavität 30 einmündende Vakuumleitung 44 auf, durch welche mittels der Pumpe 43 Gase aus der Kavität 30 absaugbar sind. 1 zeigt beispielhaft, dass die Vakuumleitung 44 an der ersten Werkzeugoberfläche 10a in die Kavität 30 einmündet. Selbstverständlich kann die Vakuumleitung auch an anderer Stelle in die Kavität 30 münden, beispielsweise an der Seitenwandung 15.In the 1 schematically shown optional vacuum device 42 has a pump 43 and one in the cavity 30 opening vacuum line 44 on, by means of which the pump 43 Gases from the cavity 30 are sucked. 1 shows by way of example that the vacuum line 44 at the first tool surface 10a into the cavity 30 opens. Of course, the vacuum line can also elsewhere in the cavity 30 open, for example, on the side wall 15 ,

In 1 ist schematisch weiterhin die optionale Steuerungseinrichtung 41 gezeigt. Diese ist funktional mit den weiteren Komponenten der Werkzeugvorrichtung 200 gekoppelt, wie dies durch den Doppelpfeil P41 schematisch dargestellt ist. Die Steuerungseinrichtung 41 weist Funktionen zur Erzeugung von Kommandosignalen auf, aufgrund welcher die einzelnen Komponenten der Werkzeugvorrichtung 200 betätigt werden. Beispielsweise, kann die Magnetfelderzeugungseinrichtung 21 mittels der Steuerungseinrichtung 41 zur Erzeugung eines Magnetfelds eingeschaltet werden.In 1 is also schematically the optional control device 41 shown. This is functional with the other components of the tool device 200 coupled, as shown schematically by the double arrow P41. The control device 41 has functions for generating command signals, due to which the individual components of the tool device 200 be operated. For example, the magnetic field generating device 21 by means of the control device 41 be turned on to generate a magnetic field.

1 zeigt schematisch einen Zustand während des Verfahrens zur Herstellung des Faserverbundbauteils 100. Bei dem in 1 gezeigten Zustand wurde die Kavität 30 durch Anordnen des ersten Werkzeugteils 10 gegenüber dem zweiten Werkzeugteil 20 ausgebildet, wobei an der ersten Werkzeugoberfläche 10a der Faserformling 1 angeordnet ist. Weiterhin wurde das magnetisierbare Matrixmaterial 2 bereits auf der zweiten Werkzeugoberfläche 20a des zweiten Werkzeugteils 20 verteilt und wird dort mittels des an der zweiten Werkzeugoberfläche 20a durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung 21 erzeugten Magnetfelds an dieser gehalten. 1 shows schematically a state during the process for producing the fiber composite component 100 , At the in 1 The condition shown was the cavity 30 by placing the first tool part 10 opposite the second tool part 20 formed, wherein on the first tool surface 10a the fiber molding 1 is arranged. Furthermore, the magnetizable matrix material became 2 already on the second tool surface 20a of the second tool part 20 distributed there and is there by means of the second tool surface 20a through the magnetic field generating device 21 generated magnetic field at this held.

1 zeigt die Werkzeugvorrichtung 200 im geschlossenen Zustand in einer ersten Schließstellung. Hierbei ist das zweite Werkzeugteil 20 derart gegenüber dem ersten Werkzeugteil 10 angeordnet, dass die erste und die zweite Werkzeugoberfläche 10a, 20a einen ersten Abstand d1 zueinander aufweisen. Der erste Abstand d1 ist vorzugsweise groß genug, dass sich ein Spalt S zwischen dem an der zweiten Werkzeugoberfläche 20a angeordneten Matrixmaterial 2 und dem an der ersten Werkzeugoberfläche 10a angeordneten Faserformling 1 bildet. Während des Verfahrens wird bevorzugt vor einem Infiltrieren die erste Schließstellung der Werkzeugvorrichtung 200 eingestellt. 1 shows the tool device 200 in the closed state in a first closed position. Here is the second tool part 20 such opposite the first tool part 10 arranged that the first and the second tool surface 10a . 20a a first distance d1 to each other exhibit. The first distance d1 is preferably large enough that there is a gap S between that at the second tool surface 20a arranged matrix material 2 and at the first tool surface 10a arranged fiber molding 1 forms. During the process, the first closed position of the tool device is preferably before infiltration 200 set.

Vor dem Infiltrieren kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Kavität 30 mit der Vakuumeinrichtung 42 evakuiert wird.Before infiltration can be further provided that the cavity 30 with the vacuum device 42 is evacuated.

2 zeigt eine bevorzugte Durchführungsweise des Infiltrierens des Faserformlings 1 mit dem Matrixmaterial 2. Dabei wird das Volumen der Kavität 30 durch Aufeinander-zu-Bewegen der ersten Werkzeugoberfläche 10a und der zweiten Werkzeugoberfläche 20a verringert wird. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Werkzeugvorrichtung 200 im geschlossenen Zustand in einer zweiten Schließstellung angeordnet. Hierbei ist das zweite Werkzeugteil 20 derart gegenüber dem ersten Werkzeugteil 10 angeordnet, dass die erste und die zweite Werkzeugoberfläche 10a, 20a einen zweiten Abstand d2 zueinander aufweisen, welcher geringer als der erste Abstand d1 ist. Bevorzugt ist der zweite Abstand d2 so gering, dass die zweite Werkzeugoberfläche 20a an einer Oberfläche 1a des Faserformlings 1 anliegt, wie dies beispielhaft in 2 gezeigt ist. Dadurch kann gegebenenfalls auch eine Umformung des Faserformlings 1 in der Werkzeugvorrichtung 200 erfolgen. Durch die Relativbewegung der ersten Werkzeugoberfläche 10a und der zweiten Werkzeugoberfläche 20a aufeinander zu wird das Matrixmaterial 2 in Dickenrichtung D1 des Faserformlings 1 in diesen hineingedrückt. 2 shows a preferred way of carrying out the infiltration of the fiber preform 1 with the matrix material 2 , This will be the volume of the cavity 30 by moving the first tool surface towards each other 10a and the second tool surface 20a is reduced. As in 2 is shown is the tool device 200 arranged in the closed state in a second closed position. Here is the second tool part 20 such opposite the first tool part 10 arranged that the first and the second tool surface 10a . 20a have a second distance d2 to each other, which is smaller than the first distance d1. Preferably, the second distance d2 is so small that the second tool surface 20a on a surface 1a of the fiber molding 1 is present, as exemplified in 2 is shown. As a result, if necessary, also a deformation of the fiber molding 1 in the tooling device 200 respectively. Due to the relative movement of the first tool surface 10a and the second tool surface 20a towards each other becomes the matrix material 2 in the thickness direction D1 of the fiber molding 1 pressed into these.

Anschließend an das Infiltrieren erfolgt ein Härten des Matrixmaterials 2 durch Einstellen einer Härtungstemperatur in der Kavität 30. Dies kann beispielsweise durch die Heizeinrichtung 23 des zweiten Werkzeugteils 20 und/oder die Heizeinrichtung 13 des ersten Werkzeugteils 10 realisiert werden. Auch kann bereits vor dem Infiltrieren ein Heizen mit der Heizeinrichtung 23 des zweiten Werkzeugteils 20 erfolgen, um das Matrixmaterial gegebenenfalls auf eine Infiltrationstemperatur zu erwärmen.Subsequent to the infiltration curing of the matrix material takes place 2 by setting a curing temperature in the cavity 30 , This can be done, for example, by the heater 23 of the second tool part 20 and / or the heater 13 of the first tool part 10 will be realized. Even before infiltration heating with the heater 23 of the second tool part 20 to heat the matrix material to an infiltration temperature, if necessary.

Optional kann vor oder während des Infiltrierens das Magnetfeld an der zweiten Werkzeugoberfläche 20a vor oder während des Infiltrierens aufgehoben werden.Optionally, before or during infiltration, the magnetic field on the second tool surface 20a be lifted before or during infiltration.

In 2 ist beispielhaft und schematisch das Faserverbundbauteil 100 dargestellt. Dieses weist den Faserformling 1 auf, welcher mit dem Matrixmaterial 2 infiltriert ist, wobei das Matrixmaterial 2 magnetisch oder magnetisierbar ist.In 2 is exemplary and schematically the fiber composite component 100 shown. This shows the fiber molding 1 on, which with the matrix material 2 infiltrated, with the matrix material 2 is magnetic or magnetizable.

3 zeigt schematisch eine Gestaltung des zweiten Werkzeugteils 20 mit mehreren Magnetfelderzeugungseinrichtungen 21, welche sich jeweils bereichsweise entlang der zweiten Werkzeugoberfläche 20a erstrecken. In 3 sind beispielhaft drei Magnetfelderzeugungseinrichtungen 21 gezeigt. Während des Verfahrens können die Magnetfelderzeugungseinrichtungen 21 jeweils unabhängig voneinander ein Magnetfeld erzeugen oder aufheben. Dadurch kann die Ausbreitungsgeschwindigkeit und die Ausbreitungsrichtung des Matrixmaterials während des Infiltrierens beeinflusst werden. 3 schematically shows a design of the second tool part 20 with several magnetic field generating devices 21 , which in each case partially along the second tool surface 20a extend. In 3 are exemplary three magnetic field generating devices 21 shown. During the process, the magnetic field generating devices 21 each independently generate or cancel a magnetic field. As a result, the propagation velocity and the propagation direction of the matrix material during the infiltration can be influenced.

4 zeigt schematisch eine weitere Gestaltung des zweiten Werkzeugteils 20 mit lediglich einer einzigen Magnetfelderzeugungseinrichtungen 21, welche sich lediglich in einem Teilbereich entlang der zweiten Werkzeugoberfläche 20a erstreckt. In 4 ist weiterhin schematisch eine Möglichkeit zur Verteilung des Matrixmaterials 2 vor dem Ausbilden der Kavität 30 auf der zweiten Werkzeugoberfläche 20a gezeigt. Wie in 4 beispielhaft gezeigt ist, wird das Matrixmaterial 2 hierzu bevorzugt als hochviskoses Materialpaket 3 an der zweiten Werkzeugoberfläche 20a angeordnet. Durch das mittels der Magnetfelderzeugungseinrichtung 21 erzeugte Magnetfeld wird das Materialpaket 3 an der zweiten Werkzeugoberfläche 20 gehalten. Vor dem Infiltrieren kann das Materialpaket 3 auf Infiltrationstemperatur erwärmt werden. Hierzu kann auch das in 4 gezeigte zweite Werkzeugteils 20 die Heizeinrichtung 21 aufweisen (nicht gezeigt). 4 schematically shows a further design of the second tool part 20 with only a single magnetic field generating devices 21 , which only in a partial area along the second tool surface 20a extends. In 4 is also a schematic possibility of distributing the matrix material 2 before forming the cavity 30 on the second tool surface 20a shown. As in 4 is exemplified, the matrix material 2 this preferably as a highly viscous material package 3 on the second tool surface 20a arranged. By means of the magnetic field generating device 21 generated magnetic field becomes the material package 3 on the second tool surface 20 held. Before infiltration, the material package 3 be heated to infiltration temperature. This can also be done in 4 shown second tool part 20 the heater 21 have (not shown).

Eine weitere Möglichkeit zur Verteilung des Matrixmaterials 2 vor dem Ausbilden der Kavität 30 auf der zweiten Werkzeugoberfläche 20a ist schematisch in 7 gezeigt. Demnach kann das Matrixmaterial 2 beispielsweise auch durch Aufsprühen, insbesondere mittels einer Sprühvorrichtung 60, welche wie durch den Pfeil P60 angedeutet entlang der zweiten Werkzeugoberfläche 20a bewegt wird.Another way to distribute the matrix material 2 before forming the cavity 30 on the second tool surface 20a is schematic in 7 shown. Accordingly, the matrix material 2 for example, by spraying, in particular by means of a spray device 60 which, as indicated by the arrow P60 along the second tool surface 20a is moved.

6 zeigt beispielhaft und schematisch eine Möglichkeit zur Verteilung des Matrixmaterials 2 nach Ausbildung der Kavität 30. Die in 6 gezeigte im geschlossenen Zustand in der ersten Schließstellung gezeigte Werkzeugvorrichtung 200 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Werkzeugvorrichtung 200 dadurch, dass diese zusätzlich eine in die Kavität 30 einmündende Zufuhrleitung 22 aufweist. In 6 ist beispielhaft dargestellt, dass die Zufuhrleitung 22 an der zweiten Werkzeugoberfläche 20a in die Kavität 30 mündet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Zufuhrleitung 22 beispielsweise an einer geeigneten Stelle der Innenumfangsfläche 15b der Wandung 15 des ersten Werkzeugteils 10 in die Kavität 30 mündet. Die Zufuhrleitung 22 ist mit einem Matrixreservoir 45, in welchem Matrixmaterial 2 vorgehalten wird, verbindbar. Über die Zufuhrleitungen 22 kann das Matrixmaterial 2 in die Kavität 30 eingebracht und an der zweiten Werkzeugoberfläche 20a verteilt werden. Zum Durchleiten des Matrixmaterials 2 durch die Zufuhrleitung 22 kann weiterhin eine Pumpeinrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Matrixreservoir 45 bedruckbar ausgeführt sein, sodass das Matrixmaterial 2 aufgrund eines Druckunterschiedes zwischen dem Matrixreservoir 45 und der Kavität 30 durch die Zufuhrleitung 22 der Kavität 30 zugeführt wird. In 6 sind die Heizeinrichtungen 13, 23 nicht dargestellt, können jedoch ebenfalls vorhanden sein. 6 shows by way of example and schematically a possibility for the distribution of the matrix material 2 after formation of the cavity 30 , In the 6 shown in the closed state in the first closed position shown tool device 200 is different from the one in 1 shown tool device 200 in that this additionally one in the cavity 30 opening feed line 22 having. In 6 is exemplified that the supply line 22 on the second tool surface 20a into the cavity 30 empties. However, it is also conceivable that the supply line 22 For example, at a suitable location of the inner peripheral surface 15b the wall 15 of the first tool part 10 into the cavity 30 empties. The supply line 22 is with a matrix reservoir 45 in which matrix material 2 is held, connectable. About the supply lines 22 can the matrix material 2 into the cavity 30 introduced and on the second tool surface 20a be distributed. For passing the matrix material 2 through the supply line 22 Furthermore, a pump device (not shown) may be provided. Alternatively or additionally, the matrix reservoir 45 be made printable, so that the matrix material 2 due to a pressure difference between the matrix reservoir 45 and the cavity 30 through the supply line 22 the cavity 30 is supplied. In 6 are the heaters 13 . 23 not shown, but may also be present.

5 zeigt eine weitere mögliche Gestaltung des ersten Werkzeugteils 200 der Werkzeugvorrichtung 200. Wie in 5 gezeigt ist, kann das erste Werkzeugteil 10 zusätzlich eine der ersten Werkzeugoberfläche 10a zugeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtung 11 aufweisen. Weiterhin kann eine der Seitenwandung 15 zugeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtung 12 vorgesehen sein. Die Magnetfelderzeugungseinrichtung 11 kann insbesondere durch zumindest einen Elektromagneten realisiert sein, der zumindest einen stromdurchflossenen Leiter aufweist, welcher sich entlang der ersten Werkzeugoberfläche 10a erstreckt. Das in 6 beispielhaft gezeigte erste Werkzeugteil 10 weist lediglich eine der ersten Werkzeugoberfläche 10a zugeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtung 11 auf, welche sich flächig entlang annähernd der gesamten ersten Werkzeugoberfläche 10a erstreckt. Es ist selbstverständlich auch denkbar, dass mehrere, sich bereichsweise entlang der ersten Werkzeugoberfläche 10a erstreckende Magnetfelderzeugungseinrichtungen 11 vorgesehen sind. Die der Seitenwandung 15 zugeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtung 12 erstreckt sich vorzugsweise entlang der gesamten Innenumfangsfläche 15b. Alternativ hierzu können auch mehrere der Seitenwandung 15 zugeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtung 12 vorgesehen sein, welche sich bereichsweise entlang der Innenumfangsfläche 15b erstrecken. 5 shows a further possible design of the first tool part 200 the tool device 200 , As in 5 is shown, the first tool part 10 additionally one of the first tool surfaces 10a associated magnetic field generating device 11 exhibit. Furthermore, one of the side wall 15 associated magnetic field generating device 12 be provided. The magnetic field generating device 11 can be realized in particular by at least one electromagnet having at least one current-carrying conductor, which extends along the first tool surface 10a extends. This in 6 exemplified first tool part 10 only has one of the first tool surface 10a associated magnetic field generating device 11 which extends flat along approximately the entire first tool surface 10a extends. It is of course also conceivable that several, partially along the first tool surface 10a extending magnetic field generating devices 11 are provided. The side wall 15 associated magnetic field generating device 12 preferably extends along the entire inner circumferential surface 15b , Alternatively, several of the side wall can 15 associated magnetic field generating device 12 be provided, which partially along the inner peripheral surface 15b extend.

Als Matrixmaterial 2 wird vorzugsweise ein Ferrofluid oder eine magnetorheologische Flüssigkeit verwendet. In beiden Fällen weist das Matrixmaterial 2 ein Harzmaterial als Trägerfluid und magnetische oder magnetisierbare Partikel auf, welche in dem Trägerfluid, insbesondere dispers, verteilt sind.As matrix material 2 For example, a ferrofluid or a magnetorheological fluid is preferably used. In both cases, the matrix material 2 a resin material as a carrier fluid and magnetic or magnetizable particles, which are distributed in the carrier fluid, in particular dispersed.

Bei der Verwendung eines Ferrofluids ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, während des Verfahrens die Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit des Matrixmaterials 2 innerhalb des Faserformlings 1 zu beeinflussen. Hierzu kann während des Infiltrierens an der ersten Werkzeugoberfläche 10a ein Magnetfeld mittels der Magnetfelderzeugungseinrichtung 11 erzeugt werden. Durch Erzeugung eines Magnetfelds mittels der der Seitenwandung 15 zugeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtung 12 wird eine Ausbreitung des Matrixmaterials 2 in die Seiten- und Randbereiche des Faserformlings 2 zusätzlich gefördert.When using a ferrofluid, it is possible in a particularly advantageous manner during the process, the propagation direction and speed of the matrix material 2 inside the fiber molding 1 to influence. For this purpose, during the infiltration on the first tool surface 10a a magnetic field by means of the magnetic field generating device 11 be generated. By generating a magnetic field by means of the side wall 15 associated magnetic field generating device 12 becomes a spreading of the matrix material 2 in the side and edge regions of the fiber molding 2 additionally funded.

Bei Verwendung eines magnetorheologischen Matrixmaterials 2 kann durch Erzeugung eines Magnetfelds mit einer oder mehrerer der Magnetfelderzeugungseinrichtung 11, 12, 21 die Ausbreitungsgeschwindigkeit lokal insbesondere verringert werden, da durch das Magnetfeld die Viskosität des magnetorheologischen Matrixmaterials 2 erhöht wird.When using a magnetorheological matrix material 2 can by generating a magnetic field with one or more of the magnetic field generating device 11 . 12 . 21 The propagation speed can be reduced locally, in particular, since the magnetic field causes the viscosity of the magnetorheological matrix material 2 is increased.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.Although the present invention has been exemplified above by means of embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways. In particular, combinations of the preceding embodiments are conceivable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
FaserformlingFiber molding
22
Matrixmaterialmatrix material
33
Materialpaketmaterial package
1010
erstes Werkzeugteilfirst tool part
10a10a
erste Werkzeugoberflächefirst tool surface
1111
MagnetfelderzeugungseinrichtungMagnetic field generating means
1212
MagnetfelderzeugungseinrichtungMagnetic field generating means
1313
Heizeinrichtung des ersten WerkzeugteilsHeating device of the first tool part
1414
Ausnehmungrecess
2020
zweites Werkzeugteilsecond tool part
2121
MagnetfelderzeugungseinrichtungMagnetic field generating means
2222
Zufuhrleitungensupply lines
2323
Heizeinrichtung des zweiten WerkzeugteilsHeating device of the second tool part
20a20a
zweite Werkzeugoberflächesecond tool surface
3030
Kavitätcavity
4141
Steuerungseinrichtungcontrol device
4242
Vakuumeinrichtungvacuum equipment
4343
Pumpe der VakuumeinrichtungPump of the vacuum device
4444
Vakuumleitungvacuum line
4545
Matrixreservoirmatrix reservoir
100100
FaserverbundbauteilFiber composite component
200200
Werkzeugvorrichtungtooling
D1D1
Dickenrichtung des FaserformlingsThickness direction of the fiber molding
d1d1
erster Abstandfirst distance
P41P41
Pfeilarrow
P60P60
Pfeilarrow
SS
Spaltgap

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (100) mit folgenden Verfahrensschritten: Ausbilden einer geschlossenen Kavität (30) durch Anordnen eines ersten Werkzeugteils (10) gegenüber einem zweiten Werkzeugteil (20), wobei das erste Werkzeugteil (10) eine erste Werkzeugoberfläche (10a) aufweist, an der ein Faserformling (1) angeordnet ist; Verteilen eines magnetisierbaren Matrixmaterials (2) auf einer bei geschlossener Kavität (30) der ersten Werkzeugoberfläche (10a) zugewandten zweiten Werkzeugoberfläche (20a) des zweiten Werkzeugteils (20), wobei das Matrixmaterial (2) mittels eines an der zweiten Werkzeugoberfläche (20a) ausgebildeten Magnetfelds an dieser gehalten wird; Infiltrieren des Faserformlings (1) mit dem Matrixmaterial (2); und Härten des Matrixmaterials (2) durch Einstellen einer Härtungstemperatur in der Kavität (30).Method for producing a fiber composite component ( 100 ) with the following method steps: forming a closed cavity ( 30 ) by arranging a first tool part ( 10 ) relative to a second tool part ( 20 ), wherein the first tool part ( 10 ) a first tool surface ( 10a ), on which a fiber molding ( 1 ) is arranged; Distributing a magnetizable matrix material ( 2 ) on a closed cavity ( 30 ) of the first tool surface ( 10a ) facing the second tool surface ( 20a ) of the second tool part ( 20 ), the matrix material ( 2 ) by means of a on the second tool surface ( 20a ) formed magnetic field is held at this; Infiltrating the fiber molding ( 1 ) with the matrix material ( 2 ); and curing the matrix material ( 2 ) by setting a curing temperature in the cavity ( 30 ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Volumen der Kavität (30) während des Infiltrierens durch Aufeinander-zu-Bewegen der ersten Werkzeugoberfläche (10a) und der zweiten Werkzeugoberfläche (20a) verringert wird.Method according to claim 1, wherein the volume of the cavity ( 30 ) during infiltration by moving the first tool surface ( 10a ) and the second tool surface ( 20a ) is reduced. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kavität (30) vor dem Infiltrieren evakuiert wird.Method according to claim 1 or 2, wherein the cavity ( 30 ) is evacuated before infiltration. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Matrixmaterial (2) vor dem Ausbilden der Kavität (30) auf der zweiten Werkzeugoberfläche (20a) verteilt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the matrix material ( 2 ) before forming the cavity ( 30 ) on the second tool surface ( 20a ) is distributed. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Matrixmaterial (2) als hochviskoses Materialpaket (3) an der zweiten Werkzeugoberfläche (20a) angeordnet wird und vor dem Infiltrieren auf eine Infiltrationstemperatur erwärmt wird, wobei das Matrixmaterial (2) bei der Infiltrationstemperatur eine gegenüber dem Materialpaket (3) verringerte Viskosität aufweist.Method according to claim 4, wherein the matrix material ( 2 ) as a highly viscous material package ( 3 ) on the second tool surface ( 20a ) and heated to an infiltration temperature prior to infiltration, the matrix material ( 2 ) at the infiltration temperature compared to the material package ( 3 ) has reduced viscosity. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Matrixmaterial (2) nach Ausbildung der Kavität (30) über Zufuhrleitungen (22) in die Kavität (30) eingebracht und an der zweiten Werkzeugoberfläche (20a) verteilt wird.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the matrix material ( 2 ) after formation of the cavity ( 30 ) via supply lines ( 22 ) into the cavity ( 30 ) and on the second tool surface ( 20a ) is distributed. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Matrixmaterial (2) als ein Ferrofluid ausgebildet wird, welches mit einem Harzmaterial als Trägerfluid und einem vorbestimmten Anteil, insbesondere zwischen 5 Volumenprozent und 15 Volumenprozent, an magnetischen oder magnetisierbaren Partikeln von einer Größe im Bereich zwischen 2 und 10 Nanometer ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the matrix material ( 2 ) is formed as a ferrofluid, which is formed with a resin material as the carrier fluid and a predetermined proportion, in particular between 5 percent by volume and 15 percent by volume of magnetic or magnetizable particles of a size in the range between 2 and 10 nanometers. Verfahren nach Anspruch 7, wobei während des Infiltrierens an der ersten Werkzeugoberfläche (10a) ein Magnetfeld erzeugt wird.Method according to claim 7, wherein during the infiltration on the first tool surface ( 10a ) a magnetic field is generated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Matrixmaterial (2) als eine magnetorheologische Flüssigkeit ausgebildet wird, welche mit einem Harzmaterial als Trägerflüssigkeit und einen vorbestimmten Anteil, insbesondere zwischen 10 Volumenprozent und 40 Volumenprozent, an magnetischen oder magnetisierbaren Partikeln von einer Größe im Bereich größer 10 Nanometer bis 10 Mikrometer ausgebildet wird.Method according to one of claims 1 to 6, wherein the matrix material ( 2 ) is formed as a magnetorheological fluid, which is formed with a resin material as the carrier liquid and a predetermined proportion, in particular between 10 percent by volume and 40 percent by volume of magnetic or magnetizable particles of a size in the range greater than 10 nanometers to 10 microns. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Magnetfeld an der zweiten Werkzeugoberfläche (20a) vor oder während des Infiltrierens aufgehoben wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the magnetic field at the second tool surface ( 20a ) is suspended before or during infiltration. Faserverbundbauteil (100) mit einem mit einem magnetisierbaren Matrixmaterial (2) infiltrierten Faserformling (1).Fiber composite component ( 100 ) with a magnetizable matrix material ( 2 ) infiltrated fiber molding ( 1 ). Faserverbundbauteil (100) nach Anspruch 11, wobei das Faserverbundbauteil (100) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt ist.Fiber composite component ( 100 ) according to claim 11, wherein the fiber composite component ( 100 ) is produced by a method according to one of claims 1 to 10. Werkzeugvorrichtung (200) zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (100), aufweisend: ein erstes Werkzeugteil (10) mit einer ersten Werkzeugoberfläche (10a) zur Aufnahme eines Faserformlings (1); und ein zweites Werkzeugteil (20) mit einer zweiten Werkzeugoberfläche (20a) und einer dieser zugeordneten Magnetfelderzeugungseinrichtung (21) zur Erzeugung eines Magnetfelds an der zweiten Werkzeugoberfläche (20a) zum Halten von magnetisierbarem Matrixmaterial (2) an der zweiten Werkzeugoberfläche (20a); wobei das erste und das zweite Werkzeugteil (10; 20) relativ zueinander in eine geschlossene Stellung der Werkzeugvorrichtung (200) bewegbar sind, in welcher die erste Werkzeugoberfläche (10a) und die zweite Werkzeugoberfläche (20a) einander zugewandt sind und die Werkzeugteile (10; 20) eine geschlossene Kavität (30) ausbilden.Tool device ( 200 ) for producing a fiber composite component ( 100 ), comprising: a first tool part ( 10 ) with a first tool surface ( 10a ) for receiving a fiber molding ( 1 ); and a second tool part ( 20 ) with a second tool surface ( 20a ) and one of these associated magnetic field generating device ( 21 ) for generating a magnetic field on the second tool surface ( 20a ) for holding magnetizable matrix material ( 2 ) on the second tool surface ( 20a ); wherein the first and second tool parts ( 10 ; 20 ) relative to one another in a closed position of the tool device ( 200 ) are movable in which the first tool surface ( 10a ) and the second tool surface ( 20a ) are facing each other and the tool parts ( 10 ; 20 ) a closed cavity ( 30 ) train. Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 13, wobei das erste Werkzeugteil (10) zusätzlich eine der ersten Werkzeugoberfläche (10a) zugeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtung (11) zur Erzeugung eines Magnetfelds an der ersten Werkzeugoberfläche (10a) aufweist.Tooling device according to claim 13, wherein the first tool part ( 10 ) additionally one of the first tool surfaces ( 10a ) associated magnetic field generating device ( 11 ) for generating a magnetic field at the first tool surface ( 10a ) having. Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, zusätzlich aufweisend: eine Vakuumeinrichtung (42), mittels derer die Kavität (30) evakuierbar ist.The tooling apparatus of claim 13 or 14, further comprising: a vacuum device ( 42 ), by means of which the cavity ( 30 ) is evacuable.
DE102016217646.3A 2016-09-15 2016-09-15 METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A FIBER COMPOSITE COMPONENT Active DE102016217646B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016217646.3A DE102016217646B3 (en) 2016-09-15 2016-09-15 METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A FIBER COMPOSITE COMPONENT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016217646.3A DE102016217646B3 (en) 2016-09-15 2016-09-15 METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A FIBER COMPOSITE COMPONENT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016217646B3 true DE102016217646B3 (en) 2017-12-28

Family

ID=60579428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016217646.3A Active DE102016217646B3 (en) 2016-09-15 2016-09-15 METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A FIBER COMPOSITE COMPONENT

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016217646B3 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10157655A1 (en) * 2001-11-26 2003-06-05 Ver Foerderung Inst Kunststoff Impregnated compound fiber structures are produced using a fiber preform held in a cavity, where the two sections forming the cavity are moved apart to form gaps for resin to flow in with a vacuum
DE102005030613A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Basf Ag Magnetorheological fluid
US20120321835A1 (en) * 2010-02-05 2012-12-20 Bell Helicopter Textron Inc. Method of Making Core-Stiffened Structure
DE102013012005A1 (en) * 2013-07-18 2015-01-22 Technische Universität München Method for producing a component from a fiber composite material
DE102014206904A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and device for producing a fiber-reinforced molded component

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10157655A1 (en) * 2001-11-26 2003-06-05 Ver Foerderung Inst Kunststoff Impregnated compound fiber structures are produced using a fiber preform held in a cavity, where the two sections forming the cavity are moved apart to form gaps for resin to flow in with a vacuum
DE102005030613A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Basf Ag Magnetorheological fluid
US20120321835A1 (en) * 2010-02-05 2012-12-20 Bell Helicopter Textron Inc. Method of Making Core-Stiffened Structure
DE102013012005A1 (en) * 2013-07-18 2015-01-22 Technische Universität München Method for producing a component from a fiber composite material
DE102014206904A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and device for producing a fiber-reinforced molded component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3113791C2 (en)
EP1892078B1 (en) Method and device for preforming carbon fibre semi-finished products for manufacturing fibre composite parts
DE102012110354B4 (en) Molding tool, control means, method and system for producing a, preferably fiber-reinforced, plastic component
EP2938478B1 (en) Method and device for producing three-dimensional laid fibre scrims and component preforms made of fibres in two steps
WO2015011289A1 (en) Method for producing plastic components, which have a high mechanical load-bearing capacity, with a correct final contour
WO2015032982A2 (en) Draping device for producing a three-dimensional preform of fibrous material
DE202012104148U1 (en) Mold, control means and plant for producing a, preferably fiber-reinforced, plastic component
WO2021032430A1 (en) Method and device for producing a component from a fiber composite material
DE102007060739B4 (en) Method and device for producing fiber composite components
DE102012001317A1 (en) Fibrous composite material component, useful in aerospace industry and vehicle bodywork, includes composite material layers, where one of the material layers includes two different matrix materials that are present in defined regions
DE102016217646B3 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A FIBER COMPOSITE COMPONENT
DE102007004314B4 (en) Method for producing a fiber composite component with at least one interspersed region for an aircraft or spacecraft
DE202013104091U1 (en) Draping device for producing a three-dimensional preform made of fiber material
DE102012111950B4 (en) draping
DE102010010876A1 (en) Loose mold core for manufacturing of components of polymer fiber-reinforced composites, is provided partly, particularly locally or in layer, with fiber reinforcement or textile reinforcement
DE102016123344B4 (en) Manufacturing plant and method for manufacturing a component
DE102014106621A1 (en) Method for producing a motor vehicle component and motor vehicle component
DE102016005379A1 (en) Hybrid, textile amplifier multi-material composite and method of making the same
EP2952338B1 (en) Method for producing a component made of fibre-reinforced composite material, preform and manufacturing device
DE102015005492B4 (en) Flow aid for an infusion structure and infusion structure and method for infiltrating a fibrous material
DE102018009379A1 (en) New method for producing a flat component in some areas from a fiber composite material
DE102015007284B4 (en) Process for the production of fiber composite components
WO2019020337A1 (en) Method for producing a component, in particular for a motor vehicle, and component
DE2135181A1 (en) Method and device for the manufacture of a fiber-reinforced work material and workpieces therefrom
AT522574B1 (en) METHOD FOR PRODUCING A FIBER-PLASTIC COMPOSITE

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final