DE102017004339B4 - Method for producing a fiber composite component - Google Patents
Method for producing a fiber composite component Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017004339B4 DE102017004339B4 DE102017004339.6A DE102017004339A DE102017004339B4 DE 102017004339 B4 DE102017004339 B4 DE 102017004339B4 DE 102017004339 A DE102017004339 A DE 102017004339A DE 102017004339 B4 DE102017004339 B4 DE 102017004339B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fiber composite
- component
- force
- composite component
- accumulation
- 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
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
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/003—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- 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
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
-
- 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
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C43/361—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with pressing members independently movable of the parts for opening or closing the mould, e.g. movable pistons
-
- 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
- B29C70/461—Rigid movable compressing mould parts acting independently from opening or closing action of the main mould
-
- 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
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
-
- 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
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C43/361—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with pressing members independently movable of the parts for opening or closing the mould, e.g. movable pistons
- B29C2043/3613—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with pressing members independently movable of the parts for opening or closing the mould, e.g. movable pistons applying pressure locally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
- B29K2105/0854—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns in the form of a non-woven mat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
- B29K2105/0872—Prepregs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils (10) für ein Kraftfahrzeug (50), umfassend zumindest die folgenden Schritte:a) Formen des Faserverbundbauteils (10), welches wenigstens eine Faserkomponente (12) und wenigstens eine Matrixkomponente (14) umfasst;b) Kraftausübung (F) auf wenigstens einen, eine Matrixkomponentenansammlung (16) der Matrixkomponente (14) enthaltenden Ansammlungsbereich (18) des Faserverbundbauteils (10) mittels eines Verformungswerkzeugs (30), wobei bei der Kraftausübung (F) in Schritt b) ein Verformungswerkzeug (30) auf den Ansammlungsbereich (18) gedrückt wird, wobei das Verformungswerkzeug (30) während der Kraftausübung (F) in Schritt b) elastisch verformt wird, wobei das Verformungswerkzeug (30) eine Werkzeugspitze (32) aufweist, welche an den Ansammlungsbereich (18) gedrückt wird und welche mit steigendem Kraftbetrag der Kraftausübung (F) zusammengedrückt und dadurch ein Anlagebereich (26) zwischen dem Faserverbundbauteil (10) und dem Verformungswerkzeug (30) vergrößert wird und wobei es bei der Kraftausübung (F) zu Hinterschnitten zwischen dem Verformungswerkzeug (30) und dem Faserverbundbauteil (10) kommt, wobei durch die elastische Ausgestaltung des Verformungswerkzeugs (30) eine Zwangsentformung zwischen dem Verformungswerkzeug (30) und dem Faserverbundbauteil (10) erfolgt.A method for producing a fiber composite component (10) for a motor vehicle (50), comprising at least the following steps: a) shaping the fiber composite component (10), which comprises at least one fiber component (12) and at least one matrix component (14); b) exertion of force ( F) on at least one accumulation area (18) of the fiber composite component (10) containing a matrix component accumulation (16) of the matrix component (14) by means of a deformation tool (30), with a deformation tool (30) during the exertion of force (F) in step b) the accumulation area (18) is pressed, the deformation tool (30) being elastically deformed during the exertion of force (F) in step b), the deformation tool (30) having a tool tip (32) which is pressed against the accumulation area (18) and which are compressed as the amount of force exerted (F) increases, thereby creating a contact area (26) between the fiber composite component (10) and the deformation mechanism tool (30) is enlarged and with the exertion of force (F) to undercuts between the deformation tool (30) and the fiber composite component (10), with the elastic design of the deformation tool (30) a forced demolding between the deformation tool (30) and the fiber composite component (10) takes place.
Description
BESCHREIBUNG:DESCRIPTION:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils für ein Kraftfahrzeug. Faserverbundbauteile gestatten eine richtungsabhängige Einstellung von Werkstoffeigenschaften und weisen in der Regel ein besonders geringes Gewicht auf. Aus diesem Grund können Kraftfahrzeuge mit einem großen Anteil an Faserverbundbauteilen mit besonders geringem Kraftstoffverbrauch betrieben werden.The invention relates to a method for producing a fiber composite component for a motor vehicle. Fiber composite components allow a direction-dependent setting of material properties and are usually particularly light. For this reason, motor vehicles with a large proportion of fiber composite components can be operated with particularly low fuel consumption.
Die
Aus der
Um ein homogenes Materialgefüge bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen zu erzielen, ist es wünschenswert, die Ausbildung so genannter Harznester zu vermeiden. Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Herstellen eines Faserverbundbauteils mit verbesserter Homogenität zu schaffen.The object of the present invention is to create a method of the type mentioned at the beginning for producing a fiber composite component with improved homogeneity.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.This object is achieved by a method with the features of
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
- a) Formen des Faserverbundbauteils, welches wenigstens eine Faserkomponente und wenigstens eine Matrixkomponente umfasst;
- b) Kraftausübung auf wenigstens einen, eine Matrixkomponentenansammlung der Matrixkomponente enthaltenden Ansammlungsbereich des Faserverbundbauteils mittels eines Verformungswerkzeugs,
- a) shaping the fiber composite component which comprises at least one fiber component and at least one matrix component;
- b) exertion of force on at least one accumulation area of the fiber composite component containing a matrix component accumulation of the matrix component by means of a deformation tool,
Der Ansammlungsbereich kann bevorzugt als Verwölbung oder als Kante des Faserverbundbauteils ausgebildet sein. Dies ist von Vorteil, da hierdurch eine besonders genaue Positionierung der Kraftausübung erfolgen kann. So kann beispielsweise durch eine derartige Verwölbung oder Kante ein Anlagebereich zur Anlage eines Verformungswerkzeugs definiert sein, durch welches die Kraftausübung erfolgen kann.The accumulation area can preferably be designed as a curvature or as an edge of the fiber composite component. This is advantageous because it enables the exertion of force to be positioned particularly precisely. For example, such a curvature or edge can define a contact area for contact with a deformation tool, through which the force can be exerted.
Die Faserkomponente kann aus einer Vielzahl an Einzelfasern bestehen. Die Faserkomponente kann dementsprechend beispielsweise als Faserbündel oder als Fasermatte vorliegen, um nur einige Beispiele zu nennen. Diese Einzelfasern können infolge der Kraftausübung an dem Ansammlungsbereich verdichtet werden. Die Einzelfasern können beispielsweise Kohlefasern Glasfasern und zusätzlich oder alternativ Kunststofffasern sein, um nur einige Beispiele zu nennen.The fiber component can consist of a large number of individual fibers. The fiber component can accordingly be present, for example, as a fiber bundle or as a fiber mat, to name just a few examples. These individual fibers can be compressed as a result of the exertion of force on the accumulation area. The individual fibers can, for example, carbon fibers and glass fibers or, alternatively, plastic fibers, to name just a few examples.
Die Matrixkomponente kann aus Harz gebildet sein. Die Matrixkomponente kann auch aus einer Mischung von mehreren verschiedenen Harzen gebildet sein. Die Matrixkomponentenansammlung kann auch als Harznest bezeichnet werden.The matrix component can be formed from resin. The matrix component can also be formed from a mixture of several different resins. The matrix component accumulation can also be referred to as a resin nest.
Bei der Kraftausübung wird eine Druckkraft auf den wenigstens einen Ansammlungsbereich ausgeübt. Besonders bevorzugt kann die Kraftausübung ausschließlich auf den wenigstens einen Ansammlungsbereich erfolgen. Dadurch kann die Kraftausübung lokal auf die Matrixkomponentenansammlung begrenzt und dementsprechend eine besonders aufwandsarme Verteilung der Matrixkomponentenansammlung infolge der Kraftausübung bewirkt werden. Die lokale Begrenzung der Kraftausübung auf die Matrixkomponentenansammlung erleichtert die Verteilung der Matrixkomponentenansammlung im Gegensatz zu einer, über den Ansammlungsbereich hinausgehenden Kraftausübung, bei welcher auch die an den Ansammlungsbereich angrenzenden Bauteilbereiche infolge der Kraftausübung verformt werden.When the force is exerted, a compressive force is exerted on the at least one accumulation area. Particularly preferably, the exertion of force can take place exclusively on the at least one accumulation area. As a result, the exertion of force can be limited locally to the accumulation of matrix components and accordingly a particularly low-effort distribution of the accumulation of matrix components can be brought about as a result of the exertion of force. The local limitation of the force exerted on the accumulation of matrix components facilitates the distribution of the accumulation of matrix components in contrast to an exertion of force extending beyond the accumulation area, in which the component areas adjoining the accumulation area are also deformed as a result of the exertion of force.
Das Verfahren eignet sich für einen sogenannten RTM-Prozess (Resin transfer molding), bei welchem die Faserkomponente zunächst in einem trockenen Zustand bereitgestellt wird und bei der Herstellung des Faserverbundbauteils eine Durchtränkung mit der Matrixkomponente erfolgt. Dementsprechend kann das Formen gemäß Schritt a) das Umformen der Faserkomponente in deren trockenem Zustand und Durchtränken der Faserkomponente mit der Matrixkomponente umfassen. Bei dem RTM-Prozess kann vorteilhafterweise eine besonders freie Komponentenwahl (der Faserkomponente sowie der Matrixkomponente) erfolgen.The method is suitable for a so-called RTM process (resin transfer molding), in which the fiber component is initially provided in a dry state and, during the production of the fiber composite component, it is impregnated with the matrix component. Accordingly, the shaping according to step a) can comprise reshaping the fiber component in its dry state and impregnating the fiber component with the matrix component. In the RTM process, a particularly free choice of components (the fiber component and the matrix component) can advantageously take place.
Des Weiteren eignet sich das Verfahren für einen sogenannten Prepreg-Prozess, bei welchem das Faserverbundbauteil aus einem vorimprägnierten Prepreg-Halbzeug hergestellt werden kann, wobei das vorimprägnierten Prepreg-Halbzeug, die mit der Matrixkomponente bereits durchtränkte Faserkomponente umfassen kann. Mit anderen Worten ist dann die Faserkomponente beim Prepreg-Halbzeug bereits im mit der Matrixkomponente durchtränkten Zustand bereitgestellt. Dementsprechend kann das Faserverbundbauteil in Schritt a) aus einem Prepreg-Halbzeug geformt werden. Wird das Prepreg-Halbzeug verwendet, so kann vorteilhafterweise auf das Injizieren (Durchtränken) der Faserkomponente mit der Matrixkomponente verzichtet werden, zumal das Prepreg-Halbzeug bereits mit der Matrixkomponente durchtränkt ist.Furthermore, the method is suitable for a so-called prepreg process, in which the fiber composite component can be produced from a pre-impregnated prepreg semi-finished product, wherein the pre-impregnated prepreg semi-finished product can comprise the fiber component already impregnated with the matrix component. In other words, in the prepreg semifinished product, the fiber component is already provided in the state soaked with the matrix component. Accordingly, the fiber composite component can be formed from a prepreg semifinished product in step a). If the prepreg semifinished product is used, then the injection (impregnation) of the fiber component with the matrix component can advantageously be dispensed with, especially since the prepreg semifinished product is already impregnated with the matrix component.
Die Kraftausübung kann unabhängig davon erfolgen, ob ein RTM-Prozess oder Prepreg-Prozess herangezogen wurde.The force can be exerted regardless of whether an RTM process or a prepreg process was used.
Während der Durchtränkung kann es vorkommen, dass sich einzelne Fasern der Faserkomponente bereichsweise im Bereich von Krümmungen, also beispielsweise an Kanten oder Radien verschieben, wodurch die Matrixkomponentenansammlung und damit Inhomogenitäten im Faserverbundbauteil entstehen können. Diese Inhomogenitäten können durch das beschriebene Verfahren jedoch zumindest verringert werden.During the impregnation it can happen that individual fibers of the fiber component shift in areas in the area of curvatures, for example at edges or radii, whereby the matrix component accumulation and thus inhomogeneities in the fiber composite component can arise. However, these inhomogeneities can at least be reduced by the method described.
Zudem wird bei der Kraftausübung in Schritt b) das Verformungswerkzeug auf den Ansammlungsbereich gedrückt. Dies ist von Vorteil, da hierdurch beispielsweise ein besonders einfaches Verdrängen von Matrixteilmengen der Matrixkomponentenansammlung in an den Ansammlungsbereich angrenzende Bauteilbereiche erfolgen und dadurch eine Verringerung von Inhomogenitäten im Faserverbundbauteil bewirkt werden kann. Das Verformungswerkzeug kann auch als Formelement oder als Schieber bezeichnet werden und wird zur Kraftausübung auf den Ansammlungsbereich gedrückt.In addition, when the force is exerted in step b), the deformation tool is pressed onto the accumulation area. This is advantageous because this enables, for example, a particularly simple displacement of matrix subsets of the matrix component accumulation into component areas adjoining the accumulation area and thus a reduction in inhomogeneities in the fiber composite component can be brought about. The deformation tool can also be referred to as a form element or a slide and is pressed onto the accumulation area in order to exert force.
Weiterhin wird das Verformungswerkzeug während der Kraftausübung in Schritt b) elastisch verformt. Dies ist von Vorteil, da hierdurch ein Kontaktbereich zwischen dem Faserverbundbauteil und dem Verformungswerkzeug während der Kraftausübung vergrößert wird. Dadurch kann die Matrixkomponentenansammlung auf verbesserte Weise in die Matrixteilmengen aufgeteilt und die Matrixteilmengen unter besonders geringem Aufwand in die, an den Ansammlungsbereich angrenzenden Bauteilbereiche verdrängt werden. Das Verformungswerkzeug wird während der Kraftausübung in Schritt b) elastisch verformt. Dies ermöglicht eine Wiederverwendbarkeit des Verformungswerkzeugs.Furthermore, the deformation tool is elastically deformed during the exertion of force in step b). This is advantageous because it increases a contact area between the fiber composite component and the deformation tool while the force is being exerted. As a result, the matrix component accumulation can be divided into the matrix subsets in an improved manner and the matrix subsets can be displaced into the component areas adjoining the accumulation area with particularly little effort. The deformation tool is elastically deformed during the exertion of force in step b). This enables the deformation tool to be reusable.
Des Weiteren weist das Verformungswerkzeug eine Werkzeugspitze auf, welche an den Ansammlungsbereich gedrückt wird und welche mit steigendem Kraftbetrag der Kraftausübung zusammengedrückt und dadurch ein Anlagebereich zwischen dem Faserverbundbauteil und dem Verformungswerkzeug vergrößert wird. Dies ist von Vorteil, da durch die Werkzeugspitze bei der Kraftausübung zunächst eine Aufteilung der Matrixkomponentenansammlung in die Matrixteilmengen besonders einfach und definiert erfolgen kann. Infolge des steigenden Kraftbetrags der Kraftausübung kann ein besonders aufwandsarmes Verlagern der Matrixteilmengen im Faserverbundbauteil erfolgen.Furthermore, the deformation tool has a tool tip which is pressed against the accumulation area and which is compressed as the amount of force increases, thereby enlarging a contact area between the fiber composite component and the deformation tool. This is advantageous, since the tool tip can initially divide the accumulation of matrix components into the matrix subsets in a particularly simple and defined manner when the force is exerted. As a result of the increasing amount of force exerted by the force, the matrix subsets in the fiber composite component can be shifted with little effort.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Matrixkomponente bei der Kraftausübung in Schritt b) an dem Ansammlungsbereich verformt. Dies ist von Vorteil, da hierdurch eine Volumenveränderung des Ansammlungsbereichs bewirkt und dadurch eine Dichteänderung des Ansammlungsbereichs erzielt werden kann. Hierbei kann bevorzugt eine Verjüngung des Ansammlungsbereichs infolge der Kraftausübung erfolgen. Dementsprechend kann eine Bereichswandstärke des Ansammlungsbereichs infolge der Kraftausübung verkleinert werden.In an advantageous development of the invention, the matrix component is applied to the accumulation area when the force is exerted in step b) deformed. This is advantageous since it causes a change in volume of the accumulation area and thereby a change in density of the accumulation area can be achieved. In this case, the accumulation area can preferably be tapered as a result of the exertion of force. Accordingly, an area wall thickness of the accumulation area can be decreased due to the application of force.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der wenigstens eine Ansammlungsbereich wenigstens eine Krümmung, auf welche die Kraftausübung in Schritt b) erfolgt und die Matrixkomponentenansammlung verteilt wird, indem zumindest ein Teil der Matrixkomponentenansammlung infolge der Kraftausübung in zumindest einen, an die wenigstens eine Krümmung angrenzenden Bauteilbereich des Faserverbundbauteils verdrängt wird. Dies ist von Vorteil, da durch die Kraftausübung auf die Krümmung eine besonders definierte Dichteänderung des Faserverbundbauteils an dem Ansammlungsbereich erfolgen kann. So kann durch die Krümmung beispielsweise ein Zentrieren eines Verformungswerkzeugs besonders einfach erfolgen, wenn die Kraftausübung mittels des Verformungswerkzeugs durchgeführt wird.In a further advantageous development of the invention, the at least one accumulation area comprises at least one curvature on which the force is exerted in step b) and the matrix component accumulation is distributed by at least part of the matrix component accumulation as a result of the exertion of force in at least one bend adjacent to the at least one curvature Component area of the fiber composite component is displaced. This is advantageous because the exertion of force on the curvature can result in a particularly defined change in density of the fiber composite component at the accumulation area. For example, the curvature allows a deformation tool to be centered in a particularly simple manner if the force is exerted by means of the deformation tool.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung umfasst einen weiteren Schritt
- c) Konsolidieren und Aushärten des Faserverbundbauteils. Hierdurch kann dem Faserverbundbauteil in vorteilhafter Weise eine für dessen Einsatz im Kraftfahrzeug benötigte Festigkeit verliehen werden.
- c) Consolidation and curing of the fiber composite component. In this way, the fiber composite component can advantageously be given the strength required for its use in the motor vehicle.
Ein durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestelltes Faserverbundbauteil weist eine verbesserte Homogenität im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verbundbauteilen auf. Durch das Verfahren können richtungsabhängige Werkstoffeigenschaften des Faserverbundbauteils besonders gezielt eingestellt werden..A fiber composite component produced by the method according to the invention has an improved homogeneity compared to composite components known from the prior art. The method enables direction-dependent material properties of the fiber composite component to be set in a particularly targeted manner.
Das Faserverbundbauteil kann fahrzeugbetriebsbedingten Belastungen ausgesetzt werden, ohne dass es zu unerwünschten Deformationen des Faserverbundbauteils kommt.The fiber composite component can be exposed to loads caused by vehicle operation without undesirable deformations of the fiber composite component occurring.
Zum Herstellen eines, wenigstens eine Faserkomponente und wenigstens eine Matrixkomponente umfassenden Faserverbundbauteils für ein Kraftfahrzeug, kann eine Vorrichtung mit einem Verformungswerkzeug zur Kraftausübung auf das Faserverbundbauteil dienen.To produce a fiber composite component comprising at least one fiber component and at least one matrix component for a motor vehicle, a device with a deformation tool for exerting force on the fiber composite component can be used.
Dabei umfasst die Vorrichtung eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, das Verformungswerkzeug derart anzusteuern, dass dieses die Kraftausübung auf wenigstens eine Matrixkomponentenansammlung in wenigstens einem Ansammlungsbereich des Faserverbundbauteils bewirkt, und die Kraftausübung auf von dem wenigstens einen Ansammlungsbereich verschiedene Bauteilbereiche unterbleibt. Durch die Vorrichtung kann dem Faserverbundbauteil eine im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verbundbauteilen verbesserte Homogenität verliehen werden.The device comprises a control device which is designed to control the deformation tool in such a way that it effects the exertion of force on at least one matrix component accumulation in at least one accumulation area of the fiber composite component, and the exertion of force on component areas different from the at least one accumulation area does not occur. The device can give the fiber composite component an improved homogeneity compared to composite components known from the prior art.
Das Verformungswerkzeug ist bei der Kraftausübung auf den Ansammlungsbereich drückbar, wobei das Verformungswerkzeug während der Kraftausübung elastisch verformbar ist, wobei das Verformungswerkzeug eine Werkzeugspitze aufweist, welche an den Ansammlungsbereich drückbar ist und welche mit steigendem Kraftbetrag der Kraftausübung zusammendrückbar und dadurch ein Anlagebereich zwischen dem Faserverbundbauteil und dem Verformungswerkzeug vergrößerbar ist.The deformation tool can be pressed onto the accumulation area when the force is exerted, the deformation tool being elastically deformable during the exertion of force, the deformation tool having a tool tip which can be pressed against the accumulation area and which can be compressed as the amount of force exerted increases, thereby creating a contact area between the fiber composite component and the deformation tool can be enlarged.
Zudem sind bei der Kraftausübung Hinterschnitte zwischen dem Verformungswerkzeug und dem Faserverbundbauteil bildbar, wobei durch die elastische Ausgestaltung des Verformungswerkzeugs eine Zwangsentformung zwischen dem Verformungswerkzeug und dem Faserverbundbauteil durchführbar ist.In addition, when the force is exerted, undercuts can be formed between the deformation tool and the fiber composite component, with the elastic configuration of the deformation tool enabling forced demolding between the deformation tool and the fiber composite component.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
-
1a eine Perspektivansicht auf einen Teilbereich eines Fahrzeugs, welches ein aus dem Stand der Technik bekanntes Faserverbunddach umfasst; -
1 b eine Schnittdarstellung eines Teilbereichs des Faserverbunddachs gemäß einer in1a gezeigten Schnittlinie A-A; -
2a eine schematische Schnittdarstellung eines Faserverbundbauteils, welches eine Matrixkomponentenansammlung an einem Ansammlungsbereich des Faserverbundbauteils aufweist; -
2b eine weitere schematische Schnittdarstellung des Faserverbundbauteils, wobei eine Kraftausübung auf den Ansammlungsbereich mittels eines Verformungswerkzeugs erfolgt; und -
2c eine weitere schematische Schnittdarstellung des Faserverbundbauteils, welches nach der Kraftausübung eine Verjüngung an dem Ansammlungsbereich aufweist und welches in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.
-
1a a perspective view of a partial area of a vehicle which comprises a fiber composite roof known from the prior art; -
1 b a sectional view of a portion of the fiber composite roof according to one in1a section line AA shown; -
2a a schematic sectional view of a fiber composite component which has a matrix component accumulation on an accumulation area of the fiber composite component; -
2 B a further schematic sectional illustration of the fiber composite component, a force being exerted on the accumulation area by means of a deformation tool; and -
2c a further schematic sectional illustration of the fiber composite component which, after the exertion of force, has a tapering at the accumulation area and which is arranged in a motor vehicle.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual, represent features of the invention to be considered independently of one another, which in each case also develop the invention independently of one another and are therefore also to be regarded as part of the invention individually or in a combination other than the one shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference symbols.
Durch das nachfolgend beispielhaft erläuterte Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils
Beim Herstellen des in den
Bei dem Verfahren zum Herstellen des Faserverbundbauteils
- a) Formen des Faserverbundbauteils
10 , welches wenigstens eine Faserkomponente12 und wenigstens eine Matrixkomponente14 umfasst; - b) Kraftausübung F auf wenigstens einen, eine Matrixkomponentenansammlung
16 der Matrixkomponente 14 enthaltenden Ansammlungsbereich18 desFaserverbundbauteils 10 mittels eines Verformungswerkzeugs30 .
- a) Shaping the
fiber composite component 10 , which is at least one fiber component12th and at least one matrix component14th includes; - b) Force F exerted on at least one, a matrix component collection
16 the matrix component14th containing accumulation area18th of thefiber composite component 10 by means of a deformation tool30th .
Um die Matrixkomponentenansammlung
Die an den Ansammlungsbereich
Insgesamt kann die Kraftausübung F vorliegend in Schritt b) ausschließlich auf die Krümmung
Aus der Zusammenschau der
Nach der Kraftausübung F gemäß Schritt b) weist der Ansammlungsbereich
Mittels des Verformungswerkzeugs
Allgemein kann die Kraftausübung F ausschließlich auf den wenigstens einen Ansammlungsbereich
Das Verformungswerkzeug
Nach einem weiteren Schritt c) in welchem ein Konsolidieren und Aushärten des Faserverbundbauteils
Zum Herstellen des Faserverbundbauteils
Das vorliegende Verfahren ermöglicht eine besonders exakte Einstellung von Faservolumengehalten in dem Faserverbundbauteil
Durch das Verfahren können auch mehrere Matrixkomponentenansammlungen
Durch das Verfahren kann das Faserverbundbauteil
Insgesamt können durch die vorliegende Erfindung beispielsweise Harzansammlungen an Kantenbereichen des Faserverbundbauteils
Des Weiteren kann die Ausschusswahrscheinlichkeit bei der Herstellung des Faserverbundbauteils
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017004339.6A DE102017004339B4 (en) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | Method for producing a fiber composite component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017004339.6A DE102017004339B4 (en) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | Method for producing a fiber composite component |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017004339A1 DE102017004339A1 (en) | 2018-11-08 |
DE102017004339B4 true DE102017004339B4 (en) | 2021-05-12 |
Family
ID=63895570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017004339.6A Active DE102017004339B4 (en) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | Method for producing a fiber composite component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017004339B4 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008017381A1 (en) * | 2008-04-05 | 2009-10-08 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for producing e.g. preform, from fiber-reinforced composite in molding tool, involves pressing vacuum foil against fiber scrim by pressure distribution applied by support structure, during evacuation of mold cavity |
DE102011114964A1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Kraussmaffei Technologies Gmbh | Tool for production of moldings from fiber-reinforced composites, has diaphragm expanded by deployment unit, which are adapted and configured, such that fiber web is pressed at predetermined point against lower die half |
DE102012021869A1 (en) * | 2012-11-08 | 2014-05-08 | Frimo Sontra GmbH | Process for the production of a plastic molded part consisting of a fiber composite plastic layer and a surface coating made of plastic |
WO2014123645A1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | The Boeing Company | Laminate compaction using magnetic force |
DE102013222775A1 (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Wheel carrier in fiber composite construction |
DE102014012323A1 (en) * | 2014-08-19 | 2016-02-25 | Vereinigung zur Förderung des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen e.V. | Process for producing fiber-reinforced plastic articles with a sandwich structure |
WO2016084861A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 三菱重工業株式会社 | Bonding device and bonding method |
DE102016005907A1 (en) * | 2016-05-12 | 2016-12-01 | Daimler Ag | Mold and method for consolidating a fiber matrix composite semifinished product |
-
2017
- 2017-05-05 DE DE102017004339.6A patent/DE102017004339B4/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008017381A1 (en) * | 2008-04-05 | 2009-10-08 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for producing e.g. preform, from fiber-reinforced composite in molding tool, involves pressing vacuum foil against fiber scrim by pressure distribution applied by support structure, during evacuation of mold cavity |
DE102011114964A1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Kraussmaffei Technologies Gmbh | Tool for production of moldings from fiber-reinforced composites, has diaphragm expanded by deployment unit, which are adapted and configured, such that fiber web is pressed at predetermined point against lower die half |
DE102012021869A1 (en) * | 2012-11-08 | 2014-05-08 | Frimo Sontra GmbH | Process for the production of a plastic molded part consisting of a fiber composite plastic layer and a surface coating made of plastic |
WO2014123645A1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | The Boeing Company | Laminate compaction using magnetic force |
DE102013222775A1 (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Wheel carrier in fiber composite construction |
DE102014012323A1 (en) * | 2014-08-19 | 2016-02-25 | Vereinigung zur Förderung des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen e.V. | Process for producing fiber-reinforced plastic articles with a sandwich structure |
WO2016084861A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 三菱重工業株式会社 | Bonding device and bonding method |
DE102016005907A1 (en) * | 2016-05-12 | 2016-12-01 | Daimler Ag | Mold and method for consolidating a fiber matrix composite semifinished product |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102017004339A1 (en) | 2018-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69911994T2 (en) | METHOD FOR MOLDING REINFORCED PARTS | |
DE102006035939B4 (en) | Process for the production of fiber composite components and fiber composite component | |
DE102019001831B4 (en) | COMPOSITE BLADE AND PROCESS FOR PRODUCING A COMPOSITE BLADE | |
EP2938478B1 (en) | Method and device for producing three-dimensional laid fibre scrims and component preforms made of fibres in two steps | |
DE102008032834B4 (en) | Omega Stringer for stiffening a planar component and method for producing a fiber composite component for shell segments | |
DE102016123352B4 (en) | Impact absorbing unit, manufacturing method of impact absorbing unit and impact absorbing reinforcement | |
EP1473131A2 (en) | Method for making textile preforms from textile half-products | |
DE102017004339B4 (en) | Method for producing a fiber composite component | |
EP2719521A1 (en) | Elastomer gusset | |
DE102021124064A1 (en) | Process for manufacturing a fiber-reinforced component | |
DE102012206020A1 (en) | Method and device for producing a textile preform | |
EP3224031B1 (en) | Method for producing a structural subassembly and structural subassembly | |
DE102014218226A1 (en) | Component made of a fiber composite material, vehicle with such a component and method for producing the component | |
DE102015010745A1 (en) | Leaf spring for a motor vehicle and method for producing a leaf spring | |
DE102019123127A1 (en) | Semi-finished product, fiber composite component and process for its production | |
DE102013222425A1 (en) | Manufacturing process CFRP steel hybrid components and CFRP hybrid component / tool | |
DE10320791B4 (en) | Process for producing textile preforms from textile semi-finished products | |
DE102017204961A1 (en) | Press tool, method of manufacturing a press tool, and method of making fiber composite components | |
DE102012021738A1 (en) | Producing preform, comprises providing fiber semifinished product formed as fiber mat comprising two layers, clamping fiber mat, in which individual layers of fiber mat are separately clamped, and forming fiber mat using forming device | |
DE102022115944A1 (en) | Method for producing a fiber composite component | |
DE102006045634B4 (en) | A method of bonding a profiled first structural component to a second structural component | |
DE102019111812A1 (en) | Device and method for producing a fiber composite material | |
DE102014209400A1 (en) | mold | |
DE102015206653A1 (en) | Foam and method for producing a component of a motor vehicle | |
DE102022104348A1 (en) | ADDITIVE MANUFACTURED COMPOSITE PARTS WITH CAVITY FOR WEIGHT REDUCTION |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B29C0070480000 Ipc: B29C0070540000 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |