DE19617699A1 - Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus langfaserverstärkten Kunststoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus langfaserverstärkten KunststoffenInfo
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Description
Die Herstellung von Halbzeugen und Formteilen aus langfaserverstärkten Kunststoffen ist
bekannt und erfolgt auf folgende Weisen:
- - Imprägnieren von Verstärkungsfasern mit Kunststoffmatrix. Hierfür sind mehrere Möglichkeiten bekannt.
- - Konsolidieren von Prepregs zu plattenförmigen Halbzeugen
- - Verformung der plattenförmigen Halbzeuge zu Formteilen
Das Imprägnieren und Konsolidieren erfolgt konventionell auf Doppelband- oder
Etagenpressen.
Nach beiden Verfahrensweisen entstehen Halbzeuge in Analogie zu Blechen der
Metallverarbeitung, die dann kundenbezogen weiterverarbeitet werden.
Dies ist mit folgenden Nachteilen verbunden:
Es ist eine erneute Erwärmung des konsolidierten Halbzeuges, verbunden mit doppelten Energieeinsatz, erforderlich. Dabei kann es zur thermischen Schädigung des Matrixwerkstoffes kommen.
Es ist eine erneute Erwärmung des konsolidierten Halbzeuges, verbunden mit doppelten Energieeinsatz, erforderlich. Dabei kann es zur thermischen Schädigung des Matrixwerkstoffes kommen.
Weiterhin ist auf Doppelbandpressen eine bauteilgerechte Faserplatzierung nur näherungsweise
realisierbar.
Für die Verformung der plattenförmigen Halbzeuge zu Formteilen
sind eine Reihe von Verfahren bekannt, als naheliegendes Verfahren wird in der
DE 37 27 926 A1 ein Verfahren vorgestellt, mit dem zur Realisierung des Arbeitsschrittes
Umformung ein vorkonsolidierter Halbzeugzuschnitt über eine Hilfsfolie, bestehend aus
Aluminium, Gummi oder Kunststoff und unter Verwendung eines gasförmigen oder flüssigen
Druckmediums in eine einteilige Form gedrückt wird.
Das Konsolidieren des Zuschnittes erfolgt außerhalb des Werkzeuges.
Dies ist vor allem bei der Verarbeitung von Matrixwerkstoffen, die einen engen
Temperaturbereich für die Umformung aufweisen, nachteilig.
Der Prepregstapel kühlt während des Transfers von der Wärmequelle in das Umformwerkzeug
und noch stärker bei Berührung an Werkzeugpartien schlagartig unter die
Verarbeitungstemperatur ab, so daß eine faltenfreie Umformung nicht mehr möglich wird. Ein
anderes Verfahren (WO 89/10253) führt aus diesem Grund im Umformwerkzeug nochmals
Wärme nach. Nachteilig dabei ist die erforderliche längere Zykluszeit.
Erfindungsgemäß erfolgen Konsolidierung und Umformung auf einem Werkzeug, entweder
durch einseitige oder durch doppelseitige Beaufschlagung eines Prepregstapels mit einem
gasförmigen, flüssigen o.a. Medium. Dabei sind die einzelnen Prepregs außerhalb des
Werkzeuges bis auf ein Temperaturniveau unterhalb der Verarbeitungstemperatur bereits
erwärmt.
Erfolgt die Konsolidierung des Prepregstapels durch einseitige Beaufschlagung mit erhitztem
Medium, vornehmlich mit erhitzter Druckluft, wird als Gegenform eine ebenfalls beheizte
Platte verwendet (Fig. 1). In ein geöffnetes Werkzeug wird der Prepregstapel (1), eingebettet
in zwei umformtüchtige temperaturbeständige Trennfolien (2) eingelegt.
Das Werkzeugoberteil (5) ist mit einer Kühlung (10) versehen und über eine Dämmschicht (7)
mit einem Heizring (6) verbunden. Das Werkzeugunterteil (4) ist über (9) heizbar ausgeführt.
Durch das einströmende erhitzte Medium (3) sowie Wärmefluß aus dem Werkzeugunterteil (9)
erfolgt das Aufschmelzen des Matrixwerkstoffes und Verschweißen der Einzellagen (1)
miteinander unter dem anstehenden Mediendruck. Nach Erreichen der für den Umformvorgang
erforderlichen Viskosität im Matrixwerkstoff erfolgt Beaufschlagung mit erhitztem Medium
(3) aus der unteren Werkzeugplatte (4), wobei vorher der Druck aus der Werkzeugkavität des
Oberteiles (5) auf Normaldruck oder durch Anlegen von Vakuum auf einen niedrigeren Druck
gesenkt wird. Bei Anlage des Prepregstapels (1, 2) an die kalte Werkzeugwand des
Werkzeugoberteiles (5) werden konsolidierungsseitig bedingte Unebenheiten des
Prepregstapels geglättet, unmittelbar danach erstarrt dieser im oberflächennahen Bereich
sofort, eine weitere Erstarrung aus dem inneren wird erzielt durch Einleitung kalter Spülluft,
dabei muß das Werkzeugoberteil (5) angelüftet werden.
Erfolgt die Konsolidierung des Prepregstapels durch beidseitige Beaufschlagung mit erhitztem
Medium, vornehmlich mit erhitzter Druckluft, ergibt sich die Möglichkeit, unter Verwendung
nur eines Formwerkzeuges nacheinander zwei verschiedene Bauteile zu fertigen, indem nach
Beendigung des Konsolidierungsvorganges die Druckbeaufschlagung entweder in die eine oder
andere Richtung erfolgt (Fig. 2).
Der Werkzeugaufbau für Ober- und Unterteil (4, 5) entspricht sinngemäß der Darstellung nach
Fig. 1, wobei sich die Werkzeugkavitäten gleichen oder unterscheiden können.
Nach dem Anlegen des konsolidierten Materials an die gekühlte Werkzeugoberfläche erstarrt
das Material zunächst wiederum oberflächennah. In der Folge wird an Stelle erhitzer, kalte
Druckluft eingeblasen, wobei das Werkzeug in der Größenordnung 0,1-0,2 mm öffnet, und auf
diese Weise einen Spülvorgang erlaubt. Nach ausreichender Erstarrung des Formteiles erfolgt
dessen Entformung auf bekannte Weise.
Auf eine dritte Weise können in einem Arbeitsgang zwei aufeinanderliegende und nur durch
Trennfolien voneinander getrennte Prepregstapel zu zwei verschiedenen oder gleichen
Formteilen gleichzeitig umgeformt werden, indem nach Abschluß des
Konsolidierungsvorganges das Druckmedium zwischen die beiden konsolidierten Stapel
eingeleitet wird (Fig. 3).
Das Werkzeug entspricht im Aufbau der Fig. 2. Nach Erzielung einer für die Verformung
hinreichenden Viskosität erfolgt wiederum Druckentlastung in beiden Werkzeugkavitäten und
in der Folge Eintrag des Druckmediums über die Lanze (11), dabei wirken die beiden
innenliegenden Trennfolien (2) als Abdichtung auch im Bereich der eintauchenden Lanze.
Weiterhin können mehrere aufeinanderliegende, nur durch Trennfolien getrennte Prepregstapel
durch einseitige oder beiderseitige Beaufschlagung mit einem o.g. Druckmedium konsolidiert
werden (Fig. 4).
Auf diese Weise ist unter Verwendung einfacher Betriebsmittel die Konsolidierung von
Prepregstapeln möglich, da weder eine Doppelband- oder sonstige Presse benötigt wird. Über
(8) erfolgt der Verschluß des Werkzeuges.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus faserverstärkten Thermoplasten, bei dem ein
Stapel von Thermoplastlangfaserprepregs, eingebettet zwischen zwei Hilfsfolien, durch eine
Konsolidierungsplatte sowie ein gasförmiges, flüssiges oder festes erwärmtes Medium
miteinander verschweißt wird und unmittelbar anschließend durch das gleiche Medium zu
einem Formteil umgeformt wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus faserverstärkten Thermoplasten, bei dem ein
Stapel von Thermoplastlangfaserprepregs, eingebettet zwischen zwei Hilfsfolien durch ein
gasförmiges, flüssiges oder festes erwärmtes Medium miteinander verschweißt wird und
unmittelbar anschließend durch das gleiche Medium zu einem Formteil umgeformt wird.
3. Verfahren zur gleichzeitigen Konsolidierung mehrerer Prepregstapel durch ein gasförmiges,
flüssiges oder festes erwärmtes Medium durch Anordnung von Trennfolien zwischen den
einzelnen Prepregstapeln.
4. Verfahren zur gleichzeitigen Konsolidierung zweier, durch Trennfolien getrennte
Prepregstapel, durch ein gasförmiges, flüssiges oder festes erwärmtes Medium und
unmittelbar daran anschließende gleichzeitige Umformung zu zwei verschiedenen
Formteilen durch Einleitung des erwärmten Druckmediums zwischen beide Stapel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19617699A DE19617699A1 (de) | 1996-05-03 | 1996-05-03 | Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus langfaserverstärkten Kunststoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19617699A DE19617699A1 (de) | 1996-05-03 | 1996-05-03 | Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus langfaserverstärkten Kunststoffen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19617699A1 true DE19617699A1 (de) | 1997-11-06 |
Family
ID=7793178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19617699A Withdrawn DE19617699A1 (de) | 1996-05-03 | 1996-05-03 | Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus langfaserverstärkten Kunststoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19617699A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7097731B2 (en) * | 2001-04-06 | 2006-08-29 | General Dynamics Armament And Technical Products, Inc | Method of manufacturing a hollow section, grid stiffened panel |
US7981241B2 (en) | 2006-11-22 | 2011-07-19 | Airbus Operations Limited | Method for forming a feature in a piece of composite material |
WO2014032638A1 (de) * | 2012-08-27 | 2014-03-06 | Ifc Composite Gmbh | Verfahren zur gleichzeitigen herstellung von mehreren blattfedern aus einem faserverbundwerkstoff |
US9746046B2 (en) | 2010-02-26 | 2017-08-29 | Ifc Composite Gmbh | Leaf spring made of a fiber composite material having integrated bearing eyes and method of producing said leaf spring |
EP3812139A1 (de) * | 2019-10-24 | 2021-04-28 | Arrival Limited | Herstellung von verbundteilen |
WO2021079116A1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | Arrival Limited | Composite panels and parts |
-
1996
- 1996-05-03 DE DE19617699A patent/DE19617699A1/de not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7097731B2 (en) * | 2001-04-06 | 2006-08-29 | General Dynamics Armament And Technical Products, Inc | Method of manufacturing a hollow section, grid stiffened panel |
US7981241B2 (en) | 2006-11-22 | 2011-07-19 | Airbus Operations Limited | Method for forming a feature in a piece of composite material |
US9746046B2 (en) | 2010-02-26 | 2017-08-29 | Ifc Composite Gmbh | Leaf spring made of a fiber composite material having integrated bearing eyes and method of producing said leaf spring |
WO2014032638A1 (de) * | 2012-08-27 | 2014-03-06 | Ifc Composite Gmbh | Verfahren zur gleichzeitigen herstellung von mehreren blattfedern aus einem faserverbundwerkstoff |
AT516616B1 (de) * | 2012-08-27 | 2016-07-15 | Ifc Composite Gmbh | Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von mehreren Blattfedern aus einem Faserverbundwerkstoff |
AT516616A5 (de) * | 2012-08-27 | 2016-07-15 | Ifc Composite Gmbh | Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von mehreren Blattfedern aus einem Faserverbundwerkstoff |
EP3812139A1 (de) * | 2019-10-24 | 2021-04-28 | Arrival Limited | Herstellung von verbundteilen |
WO2021079116A1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | Arrival Limited | Composite panels and parts |
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