DE19854883A1

DE19854883A1 - Fiber reinforced plastic component with a high quality surface finish for automotive bodies has an integrally molded thermoplastic surface film

Info

Publication number: DE19854883A1
Application number: DE19854883A
Authority: DE
Inventors: Torsten Flemming; Wolfram Reuter
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-05-31

Abstract

A surface layer of the component comprises a thermoplastic film which may is applied either as a partially or completely preformed film or is non-preformed. An Independent claim is made for a process for manufacturing the plastic component in which a preformed or non-preformed thermoplastic film is placed in a molding tool together with the fiber reinforcement, the tool is closed and a matrix material injected and hardened and/or cured.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kunststoff-Bauteils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention relates to a plastic component according to the preamble of claim 1 and a method for producing such a plastic component according to the Preamble of claim 9.

Es ist bereits bekannt, bei Kunststoff-Bauteilen, die eine Trägerschicht aus unverstärkten Kunststoffen aufweisen, eine thermoplastische Folie als Oberflächenschicht einzusetzen.It is already known for plastic components that have a carrier layer have unreinforced plastics, a thermoplastic film as Use surface layer.

Ferner sind Kunststoff-Bauteile bekannt, die durch eine hohe Faserverstärkung mit einem Faservolumengehalt von mindestens 30 Prozent entsprechend hohe mechanische Eigenschaften aufweisen. Die Oberfläche eines solchen hochfaserverstärkten Kunststoff-Bauteils erfordert jedoch eine aufwendige Nachbearbeitung, um eine hohe Oberflächenqualität, z. B. Class-A, zu erreichen.Furthermore, plastic components are known which have a high fiber reinforcement correspondingly high fiber volume content of at least 30 percent have mechanical properties. The surface of one high-fiber reinforced plastic component, however, requires a complex Post-processing to ensure a high surface quality, e.g. B. Class-A to achieve.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kunststoff-Bauteil zu schaffen, das hohe mechanische Eigenschaften und eine hohe Oberflächenqualität aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kunststoff- Bauteils anzugeben.The object of the invention is to provide a plastic component that is high has mechanical properties and a high surface quality. Further is it is an object of the invention to provide a method for producing such a plastic Specify component.

Die Aufgabe zur Schaffung eines Kunststoff-Bauteils wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und die Aufgabe zur Angabe eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen Bauteils wird durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.The task of creating a plastic component is characterized by the characteristics of the Claim 1 and the task of specifying a method for producing a such component is solved by the features of claim 9.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau eines Kunststoff-Bauteils ist es möglich, ein Hochleistungs-Verbundbauteil zu schaffen, das eine hohe Oberflächenqualität aufweist, bei dem eine flächige Nachbearbeitung entfällt. Das erfindungsgemäße Kunststoff-Bauteil ist vorteilhaft im Fahrzeugbau für solche Bauteile einsetzbar, die bei hohen mechanischen Eigenschaften eine hohe Oberflächenqualität erfordern. Solche Bauteile sind insbesondere die Frontklappe, das Dach, die Heckklappe, die Fahrzeugtüren, die hintere Seitenwand und der Seitenrahmen. Durch die Verwendung von Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffen für die Trägerschicht des Kunststoff-Bauteils ergibt sich neben den hohen mechanischen Eigenschaften eine hohe Gewichtseinsparung. Durch den Entfall der Nachbearbeitung der Oberfläche vermindern sich die Herstellungskosten und Herstellungszeiten, so daß das erfindungsgemäße Kunststoff-Bauteile wirtschaftlich für die Fahrzeug-Außenhaut bzw. Teile davon eingesetzt werden kann.The construction of a plastic component according to the invention makes it possible to use a To create high-performance composite component that has a high surface quality has, in which a flat post-processing is not necessary. The invention Plastic component is advantageously used in vehicle construction for such components that require high surface quality with high mechanical properties. Such components are in particular the front flap, the roof, the tailgate, the Vehicle doors, the rear side wall and the side frame. Through the Use of high-performance fiber composite materials for the carrier layer of the Plastic component results in addition to the high mechanical properties high weight saving. By eliminating the need to rework the surface the manufacturing costs and manufacturing times decrease, so that Plastic components according to the invention economically for the vehicle outer skin or parts thereof can be used.

Als vorteilhaft hat sich das Injektionsverfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kunststoff-Bauteils herausgestellt, da durch das erfindungsgemäße Injektionsverfahren eine hohe Oberflächenqualität erzielbar ist.The injection method for producing the exposed plastic component according to the invention, because of that injection method according to the invention a high surface quality can be achieved.

Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Bauteils wird nachfolgend beispielshalber beschrieben. In das in der Regel zweiteilige Werkzeug wird je nach Bauteilgeometrie eine thermoplastische Folie unverformt oder vorumgeformt in das entsprechende Werkzeugteil eingelegt. Die Vorumformung der Folie kann beispielsweise in dem Werkzeug bzw. in einem Vorwerkzeug unter Wärmezufuhr erfolgen. Bei der Vorumformung erweicht die Folie nach einer entsprechenden Wärmezufuhr und die Folie paßt sich der durch das Werkzeug vorgegebenen Kontur an. Danach erfolgt eine Abkühlung der Folie, die zu einem Erstarren der Folie führt.The production of a plastic component according to the invention is as follows described as an example. In the usually two-part tool is depending on Component geometry a thermoplastic film undeformed or preformed into the appropriate tool part inserted. The film can be preformed for example in the tool or in a front tool with the supply of heat respectively. During pre-forming, the film softens after a corresponding one Heat supply and the film adapts to that specified by the tool Contour. This is followed by cooling of the film, which leads to a solidification of the Slide leads.

Nach dem Einlegen der Folie oder gleichzeitig mit dem Einlegen der Folie in das Werkzeug kommt das Fasermaterial für die Trägerschicht in das Werkzeug. Das Werkzeug wird geschlossen und das Matrixmaterial injiziert. Das Matrixmaterial kann ein duroplastischer oder ein thermoplastischer Kunststoff oder eine Kombination aus beiden Werkstoffen sein. Die Bauteilseite, die mit der Folie versehen ist, weist nach dem Herstellungsvorgang eine hohe Oberflächenqualität, z. B. Class-A, ohne das Erfordernis einer weiteren Nachbearbeitung auf. After inserting the film or simultaneously with the film in the The fiber material for the carrier layer comes into the tool. The The tool is closed and the matrix material is injected. The matrix material can be a thermosetting or a thermoplastic or Be a combination of both materials. The component side with the foil has a high surface quality after the manufacturing process, e.g. B. Class-A, without the need for further post-processing.

Gegebenenfalls kann die Folie auch gleich als Lackträgerfolie bzw. als Dekorfolie mit einer Lackbeschichtung ausgeführt sein, um den Lackiervorgang einzusparen. Andernfalls wird nachträglich lackiert.If necessary, the film can also be used as a lacquer carrier film or as a decorative film be carried out with a lacquer coating in order to save the painting process. Otherwise it will be painted later.

Claims

1. Kunststoff-Bauteil, mit einer Trägerschicht, die durch Fasern hochverstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberflächenschicht des Kunststoff- Bauteils aus einer thermoplastischen Folie gebildet ist.1. Plastic component, with a carrier layer which is highly reinforced by fibers, characterized in that a surface layer of the plastic component is formed from a thermoplastic film.

2. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zur Bauteilherstellung ganz oder teilweise vorumgeformt oder daß die Folie zur Bauteilherstellung unverformt ist.2. Plastic component according to claim 1, characterized in that the film for component production entirely or partially preformed or that the film for component production is not deformed is.

3. Kunststoff-Bauteil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Lackträgerfolie oder eine Dekorfolie mit Lackbeschichtung ist.3. Plastic component according to claims 1 or 2, characterized in that the film is a paint carrier film or Decorative film with lacquer coating is.

4. Kunststoff-Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Dicke zwischen 0,01 und 0,5 mm aufweist. 4. Plastic component according to one of the preceding claims, characterized in that the film has a thickness between 0.01 and 0.5 mm.

5. Kunststoff-Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht einen Faservolumengehalt von mindestens 30% aufweist und daß die Trägerschicht eine entsprechend der vorherrschenden Belastung ausgerichtete Endlosfaserverstärkung hat.5. Plastic component according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier layer has a fiber volume content of at least 30% and that the carrier layer has a corresponding of the prevailing load has aligned continuous fiber reinforcement.

6. Kunststoff-Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der Trägerschicht aus einem einzigen Fasermaterial oder aus mehreren Fasermaterialien besteht.6. Plastic component according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcement of the carrier layer from a single fiber material or consists of several fiber materials.

7. Kunststoff-Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial Fasern aus Kohlenstoff und/oder Glas und/oder Aramid und/oder Polyester und/oder Polyamid aufweist.7. Plastic component according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber material is carbon fibers and / or glass and / or aramid and / or polyester and / or polyamide having.

8. Kunststoff-Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrixmaterial für die Trägerschicht ein duroplastischer oder ein thermoplastischer Kunststoff oder eine Kombination aus diesen Kunststoffen ist.8. Plastic component according to one of the preceding claims, characterized in that the matrix material for the carrier layer thermosetting or a thermoplastic or a combination is made of these plastics.

9. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Bauteils mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Folie entweder nicht vorumgeformt oder vorumgeformt in ein Werkzeug eingelegt wird, daß gleichzeitig oder danach das Fasermaterial der Trägerschicht in das Werkzeug kommt, daß anschließend das Werkzeug geschlossen wird, daß dann das Matrixmaterial in das Fasermaterial injiziert wird und daß nach dem Erstarren und /oder Aushärten des fertigen Kunststoff-Bauteils das Kunststoff-Bauteil entnommen wird.9. A method for producing a plastic component with the features according to one of claims 1 to 8, characterized in that the thermoplastic film either not preformed or preformed into a tool that at the same time or thereafter the fiber material of the carrier layer in the Tool comes that the tool is then closed that then the matrix material is injected into the fiber material and that after the Solidify and / or harden the finished plastic component Plastic component is removed.