DE102017206452B3

DE102017206452B3 - Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils

Info

Publication number: DE102017206452B3
Application number: DE102017206452.8A
Authority: DE
Inventors: Roland Weiss; Gotthard Nauditt; Thomas Wamser
Original assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Current assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2037-04-14
Also published as: WO2018188960A1; EP3609857A1; US20200102253A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils sowie ein Faserverbundbauteil für Hochtemperaturanwendungen, insbesondere eines Werkstückträgers zum Bereitstellen und Handhaben von Werkstücken in Hochtemperaturöfen zur Hochtemperaturbehandlung oder dergleichen, wobei ein formstabiler Grünkörper (26) des Faserverbundbauteils aus einem mit Fasern verstärkten Matrixmaterial ausgebildet wird, wobei das Faserverbundbauteil mittels einer Wärmebehandlung des Grünkörpers ausgebildet wird, wobei eine Faser (20) zusammen mit einem Schlicker (21) als Matrixmaterial aus einer Düse (19) extrudiert und räumlich angeordnet wird, derart, dass der Grünkörper mittels additiver Fertigung ausgebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils für Hochtemperaturanwendungen, insbesondere eines Werkstückträgers zum Bereitstellen und Handhaben von Werkstücken in Hochtemperaturöfen zur Hochtemperaturbehandlung oder dergleichen, wobei ein formstabiler Grünkörper des Faserverbundbauteils aus einem mit Fasern verstärkten Matrixmaterial ausgebildet wird, wobei das Faserverbundbauteil mittels einer Wärmebehandlung des Grünkörpers ausgebildet wird.
Faserverbundbauteile beziehungsweise Werkstückträger sind hinreichend bekannt und werden regelmäßig zur Aufnahme und zum Transport von Werkstücken im Rahmen von Hochtemperaturbehandlungen verwandt. Unter einer Hochtemperaturbehandlung wird hier eine Werkstückbehandlung in einem Hochtemperaturofen bei einer Temperatur von mehr als 1.000 °C verstanden. Aus Metall, beispielsweise aus Stahl, bestehende Werkstücke werden im Rahmen der Hochtemperaturbehandlung beispielsweise geglüht, um eine Verbesserung der Eigenschaften des betreffenden Werkstücks zu erzielen. Auch kann es vorgesehen sein, Werkstücke im Rahmen einer Hochtemperaturbehandlung zu beschichten. Bei den bekannten Behandlungsverfahren wird stets versucht, eine große Anzahl von Werkstücken auf Werkstückträgern so anzuordnen, dass ein Innenraum des Hochtemperaturofens möglichst dicht mit Werkstücken ausgefüllt ist, um die Kosten des Behandlungsverfahrens gering zu halten. Dabei werden die Werkstücke auf dem Werkstückträger so angeordnet, dass die Werkstücke möglichst allseitig einer Ofenatmosphäre ausgesetzt sind, um eine homogene Erwärmung der jeweiligen Werkstücke zu erzielen.
Die bekannten Werkstückträger sind regelmäßig aus einem plattenförmigen Tragrost gebildet, der auch eine Gitterstruktur ausbilden kann. Zwar ist es auch bekannt den Tragrost aus Metall auszubilden, jedoch kann sich ein metallener Tragrost bei hohen Temperaturen leicht verziehen oder durchbiegen. Aus kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoff (CFC) ausgebildete Werkstückträger beziehungsweise Tragroste sind hingegen auch bei hohen Temperaturen formstabil und ausreichend fest. Wenn bei einer Hochtemperaturbehandlung von Werkstücken der Kohlenstoff des Werkstückträgers das Material der Werkstücke nicht kontaminieren soll, beispielsweise durch eine Aufkohlung von Stahl, kann der Werkstückträger eine keramische Trennschicht zur Auflage von Werkstücken aufweisen oder selbst aus keramischen Materialien ausgebildet sein.
Aus der DE 10 957 906 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils beziehungsweise eines Werkstückträgers bekannt, bei dem Fasern entsprechend einer Gitterstruktur angeordnet und an Kreuzungspunkten miteinander vernäht werden. So kann ein besonders hohes Faservolumen an Kreuzungspunkten der Gitterstruktur erzielt werden. Der derart ausgebildete Faserverbund wird mit einem Harz als ein Matrixmaterial infiltriert und in eine Form eingebracht. Das Harz wird ausgehärtet, sodass ein formstabiler Grünkörper beziehungsweise ein Vorprodukt erhalten wird, welches abschließend mittels einer Wärmebehandlung, insbesondere einer Pyrolyse des Harzes, zu dem Werkstückträger ausgebildet wird. Durch eine strukturierte und entsprechend der Gitterstruktur ausgerichtete Faseranordnung kann ein stabiles Faserverbundbauteil erhalten werden.
Dadurch, dass Werkstückträger zum Bereitstellen und Handhaben von unterschiedlichsten Werkstücken verwendet werden, kann es erforderlich sein, abhängig von einer Größe oder Gestalt der Werkstücke, Werkstückträger mit unterschiedlichsten Gitterstrukturen einzusetzen. Zur individuellen Herstellung derartiger Werkstückträger ist es aber stets erforderlich, ein entsprechend angepasstes Werkzeug beziehungsweise eine Form zu verwenden. Da mit derartigen Formen unter anderem auch ein Pressen der Fasern mit dem Matrixmaterial durchgeführt wird, sind diese Formen nur kostenaufwendig herzustellen. Einer Individualisierung von Werkstückträgern sind daher Grenzen gesetzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Faserverbundbauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen, welches eine kostengünstige Herstellung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils für Hochtemperaturanwendungen, insbesondere eines Werkstückträgers zum Bereitstellen und Handhaben von Werkstücken in Hochtemperaturöfen zur Hochtemperaturbehandlung oder dergleichen, wird ein formstabiler Grünkörper des Faserverbundbauteils aus einem mit Fasern verstärkten Matrixmaterial ausgebildet, wobei das Faserverbundbauteil mittels einer Wärmebehandlung des Grünkörpers ausgebildet wird, wobei eine Faser zusammen mit einem Schlicker als Matrixmaterial aus einer Düse extrudiert und räumlich angeordnet wird, derart, dass der Grünkörper mittels additiver Fertigung ausgebildet wird.
Dadurch, dass die Faser zusammen mit dem Schlicker aus der Düse extrudiert wird, wird eine additive Fertigung des Grünkörpers erst möglich. Der Grünkörper kann dann prinzipiell formlos dadurch ausgebildet werden, dass die Faser zusammen mit dem Schlicker auf der Basis eines Datenmodells einer Gestalt des Grünkörpers von der Düse abgelegt wird. Die Düse wird dann entlang der Gestalt des Grünkörpers während des Extrudierens bewegt, sodass der Grünkörper durch Auftragen der Faser mit dem Schlicker generativ aufgebaut wird. Es wird dann möglich ein Faserverbundbauteil beziehungsweise einen Werkstückträger mit einer nahezu beliebigen Gestalt auszubilden. Die Verwendung einer Form, mit der imprägnierte Fasern verpresst werden könnten, ist dann nicht mehr erforderlich, wodurch die Herstellungskosten der Form eingespart werden und damit das Faserverbundbauteil insgesamt auch kostengünstiger herstellbar wird.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, die Fasern in einem strukturierten Faserverbund anzuordnen. Dadurch wird es möglich ein deutlich erhöhtes Faservolumen des Faserverbundbauteils zu erzielen, was eine Festigkeit des Faserverbundbauteils wesentlich erhöhen kann. Auch kann der Faserverbund dann entsprechend einer Lastrichtung ausgerichtet sein. Insbesondere wenn eine Gitterstruktur ausgebildet werden soll, kann der Faserverbund stets entlang von Streben der Gitterstruktur angeordnet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn der Schlicker nach dem Extrudieren formstabilisiert wird, wobei die Formstabilisierung vorzugsweise mittels Trocknung, Wärmebehandlung oder Aushärten eines Binders erfolgen kann. So kann die Faser zusammen mit dem Schlicker koextrudiert werden, derart, dass die Faser zusammen mit dem Schlicker auf einem Untergrund anhaftet. Der Untergrund kann bereits eine Faser, eine Faserlage oder ein Faserbündel sein, welches eine Gestalt des Faserverbundbauteils zumindest teilweise ausbildet. Der Schlicker kann dann ein Anhaften der Faser an diesem Untergrund einfach ermöglichen. Unmittelbar nach der Extrusion des Schlickers mit der Faser kann eine Formstabilisierung des Schlickers vorgesehen sein, was beispielsweise mittels einer Trocknung des Schlickers, einer Wärmebehandlung, beispielsweise durch Entzug oder Teilentzug eines Dispergiermediums bei vorgegebener Temperatur und Luftfeuchte, oder auch durch das Aushärten eines Binders, welcher im Schlicker enthalten sein kann, möglich ist. Beispielsweise kann ein im Schlicker enthaltener Binder auch mittels UV-Licht ausgehärtet und damit der Schlicker formstabil fixiert werden. Wesentlich ist, dass die Formstabilisierung einen weiteren Auftrag der Faser mit dem Schlicker in benachbarten Reihen und übereinander liegenden Ebenen bzw. Lagen entsprechend der Gestalt des Faserverbundbauteils ermöglicht, ohne dass der Schlicker durch sein Eigengewicht oder ein Eigengewicht des so ausgebildeten Grünkörpers bewegt wird beziehungsweise eine Gestalt des Grünkörpers in Folge eines Fließens des Schlickers verändert wird.
Optional kann der Grünkörper in einem nachfolgenden Verfahrensschritt durch Pressen oder Vakuumformen nachbehandelt werden. So kann nach einem Entzug oder Teilentzug eines Dispersionsmediums dieser zusätzliche Formgebungsschritt durchgeführt werden. Eine abgelegte und infiltrierte Faserstruktur kann dann verdichtet und umgeformt werden, wobei dann abschließend eine endgültige Formstabilisierung erfolgt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der Extrusion die Faser frei abgelegt wird. So kann die Faser zusammen mit dem Schlicker aus der Düse extrudiert beziehungsweise gefördert und ohne Druck auf einen Untergrund beziehungsweise eine darunter liegende Faserlage appliziert werden. Der Schlicker kann dabei innerhalb der Düse bereits die Faser benetzen, sodass der Schlicker an der Faser anhaftet und zusammen mit der Faser abgelegt wird.
Prinzipiell kann der Grünkörper durch Extrusion formlos oder alternativ in einer Form des Grünkörpers ausgebildet werden. Bei einer formlosen Ausbildung des Grünkörpers kann der Grünkörper auf einem ebenen Formtisch oder einem anderen ebenen Untergrund durch kontinuierliche Extrusion der Faser zusammen mit dem Schlicker ausgebildet werden. Die meisten Faserverbundbauteile, insbesondere Werkstückträger, können dann ohne Verwendung einer Form hergestellt werden. Soll eine besonders verlässliche Maßhaltigkeit erzielt werden oder weist das Faserverbundbauteil eine komplexe Gestalt auf, kann es vorteilhaft sein, eine Form zu verwenden, in die die Faser zusammen mit dem Schlicker hinein extrudiert wird. Die Form weist dann eine Öffnung auf, über die die Düse in die Form hinein gelangen beziehungsweise die Faser innerhalb der Form ablegen kann. Als ein Matrixmaterial kann ein anorganisches Matrixmaterial, vorzugsweise ein Matrixmaterial aus Aluminiumoxid, Mullit (MgO), Zirkonoxid, Yttrium-Aluminium-Granat, Siliciumcarbid und/oder Siliziumnitrid, verwendet werden. Der Schlicker weist dann im Wesentlichen einen dieser vorgenannten Stoffe oder auch Mischungen davon auf. Diese Stoffe liegen dann in Form eines Pulvers beziehungsweise von Partikeln vor. So ist es dann auch möglich, ein keramisches Matrixmaterial beziehungsweise einen keramischen Faserverbundwerkstoff im Rahmen einer Wärmebehandlung auszubilden. Wenn ein Werkstückträger aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff ausgebildet ist, ist er aufgrund der Faserverstärkung sehr stabil, das heißt nicht spröde, und gegenüber schnellen Temperaturwechseln beständig. Darüber hinaus kann eine Kontamination von Werkstücken durch Kohlenstoff des Werkstückträgers dadurch verhindert werden, dass der Werkstückträger zumindest an möglichen Kontaktflächen zu Werkstücken keinen Kohlenstoff enthält.
Der Schlicker kann auch ein Dispersionsmedium aufweisen, wobei als Dispersionsmedium vorzugsweise Wasser, Glycerin und/oder Ethanol verwendet werden kann. Das Dispersionsmedium kann dann mit Partikeln des Matrixmaterials in einem Volumenverhältnis gemischt sein, bei dem der Schlicker noch gut durch die Düse extrudierbar ist und gleichzeitig nach einem Austritt aus der Düse nicht zum Fließen neigt.
So ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schlicker thixotrop ist. Der Schlicker kann dann innerhalb der Düse flüssig beziehungsweise viskos sein und nach einem Austritt aus der Düse sich verfestigen. Wenn der Schlicker ein Dispersionsmedium aufweist, welches schnell verdampfen kann, kann mittels einer unmittelbaren Wärmebehandlung beziehungsweise Trocknung des Schlickers bereits ein vergleichsweise formstabiler Grünkörper erhalten werden.
Weiter kann der Schlicker Additive aufweisen, wobei als Additiv ein Bindemittel und/oder ein Entschäumer verwendet werden kann. Der Entschäumer kann eine Verarbeitbarkeit des Schlickers verbessern. Das Bindemittel kann dazu dienen, den Schlicker nach einer Extrusion zu verfestigen oder auch auszuhärten. Beispielsweise kann das Bindemittel ein mit UV-Licht oder Wärme aktivierbares Bindemittel sein.
Der Schlicker kann auch keramische Partikel aufweisen, wobei vorzugsweise 20 Vol.% kleine keramische Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von 0,1 µm und 80 Vol.% große keramische Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von 1 bis 5 µm verwendet werden können. Bei einem derartigen Verhältnis von kleinen keramischen Partikeln zu großen keramischen Partikeln sowie den jeweils ausgewählten mittleren Partikelgrößen wird es möglich den Schlicker mit zumindest teilweise dilatanten beziehungsweise mit partiell thixotropen Verhalten bei einer Extrusion auszubilden. Zudem kann eine Verfestigung durch Sintern mit einem Erhalt einer Porosität ermöglicht werden. Die maximalen Partikelgrößen können so gewählt werden, dass eine vollständige Infiltration eines Faserbündels möglich ist.
Auch kann der Schlicker einen Feststoffgehalt von 35 Vol.% bis 55 Vol.%, bevorzugt von 40 Vol.% aufweisen. Die verbleibenden flüssigen Bestandteile des Schlickers können dann beispielsweise ein Dispersionsmedium sein. Auch wird es möglich, ein Verhalten des Schlickers bei einer Extrusion durch die Düse mit einer Auswahl eines Feststoffgehalts günstig zu beeinflussen.
Als Faser kann eine anorganische Faser, vorzugsweise eine Faser aus Aluminiumoxid, Mullit, Zirkonoxid, Yttrium-Aluminium-Granat, Siliciumcarbid und/oder Siliziumnitrid verwendet werden. Die anorganischen Fasern können dann zusammen mit einer oxidkeramischen Matrix aus einem übereinstimmenden oder auch aus einem unterschiedlichen Matrixmaterial kombiniert werden. Weiter kann vorgesehen sein, anorganische Fasern aus verschiedenen Materialien miteinander zu kombinieren.
Alternativ kann als Faser eine organische Faser verwendet werden. Auch kann eine Faser aus Kohlenstoff verwendet werden. Kohlenstofffasern sind vergleichsweise kostengünstig erhältlich und auch bei hohen Temperaturen formstabil und ausreichend fest. Beispielsweise können die Kohlenstofffasern dann auch mit einem anorganischen Matrixmaterial kombiniert werden. Bei einer derartigen Kombination ist eine thermomechanische und thermodynamische Kompatibilität der Materialien zu beachten.
Die Faser kann einen Durchmesser von 5 µm bis 30 µm, vorzugsweise von 10 µm aufweisen. Fasern mit diesen Durchmessern eignen sich besonders gut für eine Extrusion aus der Düse zusammen mit dem Schlicker.
Die Faser kann eine Endlosfaser sein, die der Düse kontinuierlich zugeführt werden kann. Durch die Verwendung einer Endlosfaser wird es möglich die Faser, wie bei einem Wickeln der Faser, in einer gewünschten Orientierung, entsprechend einer Gestalt des Faserverbundbauteils, ununterbrochen anzuordnen. Eine Festigkeit des Faserverbundbauteils kann so vorteilhaft erhöht werden. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich Kurzschnittfasern zusammen mit dem Schlicker aus der Düse zu extrudieren.
Um den Grünkörper möglichst schnell herstellen zu können, kann auch ein Filamentgarn zusammen mit dem Schlicker aus der Düse extrudiert werden, wobei das Filamentgarn 1.000 den (Denier) bzw. 111,11 tex (Tex) bis 50.000 den bzw. 5555,56 tex, vorzugsweise 20.000 den bzw. 2222,22 tex aufweisen kann. Das Filamentgarn kann dann auch schon mit dem Schlicker innerhalb der Düse getränkt beziehungsweise imprägniert werden. Insbesondere dadurch, dass dann auch eine große Anzahl von Fasern gleichzeitig aus der Düse extrudiert werden kann, wird ein schneller additiver Aufbau des Grünkörpers aus dem Filamentgarn zusammen mit dem Schlicker ermöglicht.
Das Faserverbundbauteil kann vorteilhaft mit einem Faseranteil von 10 Vol.% bis 60 Vol.%, vorzugsweise von bis zu 35 Vol.% ausgebildet werden. Ein hoher Faseranteil begünstigt die Festigkeitseigenschaften des Faserverbundbauteils.
Das Faserverbundbauteil kann als ein Werkstückträger ausgebildet werden, der aus einem Tragrost zur Positionierung von Werkstücken am Werkstückträger ausgebildet wird, wobei der Tragrost dann aus eine Gitterstruktur ausbildenden Tragstreben ausgebildet wird. Dadurch, dass die Faser mittels der Düse verlegt wird, wird es dann auch möglich den Werkstückträger einstückig auszubilden. Der Grünkörper entspricht dann im Wesentlichen einer Preform, die eine Gitterform aufweist.
Dabei können Kreuzungspunkte oder Knotenpunkte der Gitterstruktur mit gleicher Materialstärke und/oder gleichem Faseranteil ausgebildet werden. Eine Dicke beziehungsweise eine Querschnittsfläche der Tragstreben der Gitterstruktur ist dann stets gleichbleibend. Insbesondere kann die Faser so verlegt werden, dass die Kreuzungspunkte oder Knotenpunkte von miteinander verbundenen Tragstreben im Wesentlichen das gleiche Faservolumen im Verhältnis zur Querschnittsfläche wie die Tragstreben aufweisen.
Grundsätzlich kann weiter vorgesehen sein, den Grünkörper durch eine ergänzende Wärmebehandlung auszuhärten beziehungsweise zu stabilisieren, bevor der Grünkörper der abschließenden Wärmebehandlung zur Ausbildung des Faserverbundbauteils zugeführt wird. Bei dieser Wärmebehandlung kann ein Sintern des Matrixmaterials des Grünkörpers erfolgen.
Das Verfahren betrifft weiter eine Verwendung der Düse zur Extrusion der Faser zusammen mit dem Schlicker zur Herstellung des Grünkörpers.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1: einen Werkstückträger in einer Draufsicht;
2: den Werkstückträger in einer Seitenansicht;
3: eine Teilschnittansicht des Werkstückträgers aus 1 entlang einer Linie III - III;
4: eine schematische Darstellung einer Düse zur Herstellung eines Faserverbundbauteils.

Eine Zusammenschau der 1 bis 3 zeigt ein als Werkstückträger 10 ausgebildetes Faserverbundbauteil 11. Der Werkstückträger 10 bildet einen Tragrost 12 mit einer Gitterstruktur 13 aus, wobei die Gitterstruktur 13 aus Tragstreben 14 ausgebildet ist, die in Kreuzungspunkten 15 miteinander verbunden sind.
Wie die Teilschnittdarstellung in 3 zeigt, sind die Tragstreben 14 und die Kreuzungspunkte 15 aus einem strukturierten Faserverbund 16 aus Fasern 17, die ein Matrixmaterial verstärken, ausgebildet. Die Fasern 17 als auch das Matrixmaterial 18 bestehen aus einem anorganischen Material, wie beispielsweise Aluminiumoxid. Die Fasern 17 wurden zusammen mit einem Schlicker aus einer Düse extrudiert und räumlich in der hier dargestellten Anordnung aufeinander und nebeneinander abgelegt. Der Schlicker wurde nach dem Extrudieren formstabilisiert, sodass durch diese Art der additiven Fertigung ein Grünkörper ausgebildet wurde. Der Grünkörper wurde mittels einer Wärmebehandlung zu dem Faserverbundbauteil 11 ausgebildet.
Die 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Düse 19, mit der eine Faser 20 zusammen mit einem Schlicker 21 extrudiert wird. Die Düse 19 weist einen Kanal 22 zur Zuführung der Faser 20 und einen Kanal 23 zur Zuführung des Schlickers 21 auf. An einem Düsenende 24 tritt die Faser 20 zusammen mit dem Schlicker 21 aus der Düse 19 aus und wird strukturiert in beziehungsweise auf Faserlagen 25 ohne Druck abgelegt. Der bei einem Austritt noch flüssige Schlicker 21 verfestigt sich beim Ablegen der Faser 20 auf der Faserlage 25, sodass durch einen Aufbau von Faserlagen 25 ein hier zumindest teilweise dargestellter Grünkörper 26 erhalten wird. Eine Form zur Herstellung des Grünkörpers 26 ist nicht erforderlich, vielmehr ist es ausreichend die Faserlagen 25 auf einem ebenen Untergrund 27 anzuordnen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (11) für Hochtemperaturanwendungen, wobei ein formstabiler Grünkörper (26) des Faserverbundbauteils aus einem mit Fasern (17, 20) verstärkten Matrixmaterial (18) ausgebildet wird, wobei das Faserverbundbauteil mittels einer Wärmebehandlung des Grünkörpers ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Faser zusammen mit einem Schlicker (21) als Matrixmaterial aus einer Düse (19) extrudiert und räumlich angeordnet wird, derart, dass der Grünkörper mittels additiver Fertigung ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Faserverbundbauteil (11) ein Werkstückträger (10) zum Bereitstellen und Handhaben von Werkstücken in Hochtemperaturöfen zur Hochtemperaturbehandlung ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (17, 20) in einem strukturierten Faserverbund (16) angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker (21) nach dem Extrudieren formstabilisiert wird, wobei die Formstabilisierung vorzugsweise mittels Trocknung, Wärmebehandlung oder Aushärten eines Binders erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Extrusion die Faser (17, 20) frei abgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grünkörper (26) in einem nachfolgenden Verfahrensschritt durch Pressen oder Vakuumformen nachbehandelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grünkörper (26) durch Extrusion formlos oder in einer Form des Grünkörpers ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrixmaterial (18) ein anorganisches Matrixmaterial, vorzugsweise ein Matrixmaterial aus Aluminiumoxid, Mullit, Zirkonoxid, Yttrium-Aluminium-Granat, Siliciumcarbid und/oder Siliziumnitrid, verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker (21) ein Dispersionsmedium aufweist, wobei als Dispersionsmedium vorzugsweise Wasser, Glycerin und/oder Ethanol verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker (21) thixotrop ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker (21) Additive aufweist, wobei als Additiv ein Bindemittel und/oder ein Entschäumer verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker (21) keramische Partikel aufweist, wobei vorzugsweise 20 Vol.% kleine keramische Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von 0,1 µm und 80 Vol.% große keramische Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von 1 bis 5 µm verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker (21) einen Feststoffgehalt von 35 Vol.% bis 55 Vol.%, vorzugsweise von 40 Vol.% aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Faser (17, 20) eine anorganische Faser, vorzugsweise eine Faser aus Aluminiumoxid, Mullit, Zirkonoxid, Yttrium-Aluminium-Granat, Siliciumcarbid und/oder Siliziumnitrid, verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Faser (17, 20) eine organische Faser verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Faser (17, 20) eine Faser aus Kohlenstoff verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser (17, 20) einen Durchmesser von 5 µm bis 30 µm, vorzugsweise von 10 µm aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser (17, 20) eine Endlosfaser ist, die der Düse (19) kontinuierlich zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filamentgarn zusammen mit dem Schlicker (21) aus der Düse (19) extrudiert wird, wobei das Filamentgarn 111,11 tex bis 5555,56 tex, vorzugsweise 2222,22 tex aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserverbundbauteil (11) mit einem Faseranteil von 10 Vol.% bis 60 Vol.%, vorzugsweise von bis zu 35 Vol.%, ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserverbundbauteil (11) als ein Werkstückträger (10) ausgebildet wird, der aus einem Tragrost (12) zur Positionierung von Werkstücken am Werkstückträger ausgebildet wird, wobei der Tragrost aus eine Gitterstruktur (13) ausbildenden Tragstreben (14) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass Kreuzungspunkte (15) oder Knotenpunkte der Gitterstruktur (13) mit gleicher Materialstärke und/oder gleichem Faseranteil ausgebildet werden.