DE102015122376B4 - Method for producing a fiber composite component - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils mittels eines Injektionsverfahrens, bei dem ein Matrixmaterial (14) in ein Fasermaterial injiziert und das injizierte Matrixmaterial (14) ausgehärtet wird, mit den Schritten:
a) Einbringen eines Fasermaterials in einen Injektionsbereich (12) eines Formwerkzeuges (11) und Bereitstellen eines Matrixmaterials (14) außerhalb des Injektionsbereiches (12) in einem mit dem Injektionsbereich (12) kommunizierend verbundenen Vorratsbehälter, und
b) Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen dem Matrixmaterial (14) und dem Injektionsbereich (12), sodass ein Injektionsdruck auf das Matrixmaterial (14) wirkt und das Matrixmaterial (14) von dem Vorratsbehälter in das in den Injektionsbereich (12) eingebrachte Fasermaterial injiziert wird, gekennzeichnet durch
c) Messen des Werkzeuginnendruckes innerhalb des Injektionsbereiches (12) durch einen oder mehrere Drucksensoren (S1 bis S8) während und/oder nach dem Injizieren des Matrixmaterials (14), sodass für jeden Drucksensor (S1 bis S8) eine Vielzahl von Messwerten ermittelt werden,
d) Bilden von Zeit-Druck-Verläufen des Werkzeuginnendruckes für jeden Drucksensor (S1 bis S8) in Abhängigkeit von den Messwerten des jeweiligen Drucksensors (S1 bis S8) durch eine Auswerteeinheit (16), und
e) Erkennen mindestens einer charakteristischen Abweichung in wenigstens einem gebildeten Zeit-Druck-Verlauf und Feststellen einer Porenbewegung einer oder mehrerer Poren innerhalb des Matrixmaterials in Abhängigkeit von einer erkannten Abweichung in wenigstens einem gebildeten Zeit-Druck-Verlauf durch die Auswerteeinheit.
Method for producing a fiber composite component by means of an injection method, in which a matrix material (14) is injected into a fiber material and the injected matrix material (14) is cured, with the steps:
a) introducing a fiber material into an injection region (12) of a molding tool (11) and providing a matrix material (14) outside of the injection region (12) in a reservoir communicating with the injection region (12), and
b) generating a pressure difference between the matrix material (14) and the injection region (12) so that an injection pressure acts on the matrix material (14) and the matrix material (14) is injected from the reservoir into the fiber material introduced into the injection region (12), marked by
c) measuring the cavity pressure within the injection area (12) by one or more pressure sensors (S 1 to S 8 ) during and / or after the injection of the matrix material (14), so that for each pressure sensor (S 1 to S 8 ) a plurality of Measured values are determined
d) forming time-pressure curves of the cavity pressure for each pressure sensor (S 1 to S 8 ) as a function of the measured values of the respective pressure sensor (S 1 to S 8 ) by an evaluation unit (16), and
e) detecting at least one characteristic deviation in at least one formed time-pressure curve and determining a pore movement of one or more pores within the matrix material as a function of a detected deviation in at least one formed time-pressure curve by the evaluation unit.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils mittels eines Injektionsverfahrens, bei dem ein Matrixmaterial in ein Fasermaterial injiziert und das injizierte Matrixmaterial ausgehärtet wird, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for producing a fiber composite component by means of an injection method, in which a matrix material is injected into a fiber material and the injected matrix material is cured, according to the preamble of patent claim 1.
Faserverbundwerkstoffe sind aus der Luft- und Raumfahrt heutzutage kaum mehr wegzudenken. Aber auch im Automobilbereich findet die Verwendung derartiger Werkstoffe immer mehr Zuspruch, was nicht zuletzt auch darin begründet liegt, dass aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellte Faserverbundbauteile eine sehr hohe gewichtsspezifische Festigkeit und Steifigkeit aufweisen. Dabei wird vermehrt auch dazu übergegangen, strukturkritische Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen herzustellen.Fiber composite materials are an indispensable part of the aerospace industry today. But also in the automotive sector, the use of such materials is becoming more and more popular, which is not least due to the fact that fiber composite components produced from a fiber composite material have a very high weight-specific strength and rigidity. In the process, it is increasingly being used to produce structure-critical components made of fiber composite materials.
Allerdings weisen Faserverbundwerkstoffe gegenüber klassischen Werkstoffen wie bspw. Aluminium insbesondere in der Herstellung einige Nachteile auf. So werden auch heute noch in vielen Bereichen bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen manuelle Arbeitsschritte und Prozessüberwachungen benötigt, die die Herstellung derartiger Bauteile kostenintensiv macht.However, fiber composites have some disadvantages compared to conventional materials such as aluminum, especially in the production. Thus, even today, in many areas in the production of fiber composite components, manual work steps and process monitoring are required, which makes the production of such components cost-intensive.
Ein wesentliches Qualitätsmerkmal von Faserverbundbauteilen, die mit Hilfe eines Injektionsverfahrens hergestellt wurden, ist die vollständige Tränkung bzw. Infiltration des Matrixmaterials in das Fasermaterial. Bei klassischen Injektionsverfahren wird dabei ein trockenes oder auch leicht vorimprägniertes Fasermaterial verwendet, das in die entsprechende Form gebracht und anschließend unter Verwendung eines entsprechenden Injektionsdruckes mit einem Matrixmaterial infiltriert wird. Das Matrixmaterial, das bspw. ein Duroplast sein kann und nach dem Aushärten eine integrale Einheit mit dem infiltrierten Fasermaterial bildet, wird dabei in der Regel in einem Vorratsbehälter bereitgestellt, der über Injektionsleitungen mit dem Fasermaterial kommunizierend in Verbindung steht.An essential quality feature of fiber composite components produced by means of an injection process is the complete impregnation or infiltration of the matrix material into the fiber material. In classical injection methods, a dry or slightly preimpregnated fiber material is used, which is brought into the appropriate shape and then infiltrated using a corresponding injection pressure with a matrix material. The matrix material, which may be, for example, a thermosetting plastic and forms an integral unit with the infiltrated fiber material after curing, is generally provided in a reservoir, which communicates with the fiber material via injection lines.
Bei der Injektion des Matrixmaterials in das Fasermaterial muss allerdings sichergestellt werden, dass sich in dem Fasermaterial keine Gaseinschlüsse bilden oder der Porengehalt in dem Bauteil zu groß ist, da ein derartiger Qualitätsmangel außerhalb der tolerierbaren Grenze zum Ausschuss des Bauteils führt. Die Ursachen für derartige Gaseinschlüsse, auch Dry-Spots oder trockene Stellen genannt, liegen bspw. in dem Voreilen des Matrixmaterials bzw. Matrixsystems, wodurch es zu Fließfrontzusammenschlüssen kommt, die dann zu den Gaseinschlüssen führen und somit zu Fehlstellen. Auch das schlechte Zusammenspiel verschiedener Angüsse und Entlüftungen oder die Variation der Tränkungseigenschaften des Fasermaterials können ursächlich sein für derartige Gaseinschlüsse.When injecting the matrix material into the fiber material, however, it must be ensured that no gas inclusions form in the fiber material or that the pore content in the component is too large, since such a quality defect leads outside of the tolerable limit to the reject of the component. The causes of such gas pockets, also called dry spots or dry spots, are, for example, in the lead of the matrix material or matrix system, which leads to flow front mergers, which then lead to the gas inclusions and thus to defects. The poor interaction of various sprues and vents or the variation of the impregnation properties of the fiber material can also be the cause of such gas inclusions.
Es besteht daher großes Interesse daran, derartige Gaseinschlüsse zu verhindern. Da dies jedoch in der Regel nicht 100-prozentig sichergestellt werden kann, ist es insbesondere für die Serienfertigung von großem Interesse, derartige Gaseinschlüsse bereits während des Injektionsprozesses feststellen zu können, um so gegebenenfalls rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen zu können oder das Bauteil frühzeitig aus dem Produktionsprozess herausnehmen zu können. Hierdurch können die Herstellungskosten reduziert und die Qualität erhöht werden.There is therefore great interest in preventing such gas inclusions. However, since this can not be ensured as a
Aus der
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren anzugeben, mit dem die Bauteilqualität in Bezug auf Gaseinschlüsse und Porenbildung gesteigert werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide an improved method, with the component quality can be increased with respect to gas inclusions and pore formation.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 erfindungsgemäß gelöst. The object is achieved by the method according to claim 1 according to the invention.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils mittels eines Injektionsverfahrens vorgeschlagen, bei dem ein Matrixmaterial in ein Fasermaterial injiziert und das injizierte Matrixmaterial ausgehärtet wird. Matrixmaterial und Fasermaterial sind dabei Teile eines Faserverbundwerkstoffes zur Herstellung eines Faserverbundbauteils. Das Fasermaterial kann vor der Injektion trocken oder (leicht) vorimprägniert sein.According to claim 1, a method for producing a fiber composite component by means of an injection method is proposed in which a matrix material is injected into a fiber material and the injected matrix material is cured. Matrix material and fiber material are parts of a fiber composite material for producing a fiber composite component. The fiber material may be dry or (lightly) preimpregnated prior to injection.
Gemäß den bekannten Injektionsverfahren wird hierbei das Fasermaterial in einen Injektionsbereich eines Formwerkzeuges eingebracht und das Matrixmaterial außerhalb des Injektionsbereiches in einem mit dem Injektionsbereich kommunizierend verbundenen Vorratsbehälter bereitgestellt. Der Injektionsbereich ist dabei der Teil des Werkzeuges, in dem das Fasermaterial eingebracht und anschließend mit dem Matrixmaterial injiziert wird. Bei dem klassischen Open-Mould-Verfahren ist der Injektionsbereich dabei begrenzt durch eine formgebende Werkzeugoberfläche einerseits und dem Vakuumaufbau andererseits, der insbesondere eine entsprechende Vakuumfolie enthält. Bei dem klassischen Closed-Mould-Verfahren wird der Injektionsbereich durch zwei oder mehrere Formwerkzeughälften umschlossen und meist vakuumdicht verschlossen.According to the known injection method, the fiber material is introduced into an injection area of a molding tool and the matrix material is provided outside the injection area in a reservoir communicating with the injection area. The injection area is the part of the tool in which the fiber material is introduced and subsequently injected with the matrix material. In the classic open-mold process, the injection area is limited by a shaping tool surface on the one hand and the vacuum structure on the other hand, which in particular contains a corresponding vacuum film. In the classic closed-mold process, the injection area is enclosed by two or more mold halves and usually sealed vacuum-tight.
Nach Einbringen des Fasermaterials und Bereitstellen des Matrixmaterials wird nun ein auf das Matrixmaterial wirkender Injektionsdruck erzeugt, sodass das Matrixmaterial von dem Vorratsbehälter über eine entsprechende Injektionsleitung in das in den Injektionsbereich eingebrachte Fasermaterial injiziert wird. Das Erzeugen des Injektionsdruckes kann bspw. dadurch geschehen, dass der Injektionsbereich evakuiert wird, wodurch hier ein Vakuum/Feinvakuum eingestellt wird. Aufgrund des atmosphärischen Außendruckes und der damit einhergehenden Druckdifferenz wird auf das Matrixmaterial, das außerhalb des Injektionsbereiches bereitgestellt wurde, ein Injektionsdruck erzeugt, der in Richtung Injektionsbereich wirkt. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann auch auf das Matrixmaterial, das außerhalb des Injektionsbereiches bereitgestellt wird, ebenfalls ein gegenüber den Druckverhältnissen des Injektionsbereiches höherer Druck auf das Matrixmaterial ausgeübt werden, der bspw. größer ist als der atmosphärische Druck, wodurch alternativ oder zusätzlich ein weiterer Injektionsdruck (oder Anteil davon) erzeugt wird.After introduction of the fiber material and provision of the matrix material, an injection pressure acting on the matrix material is now generated, so that the matrix material is injected from the reservoir via a corresponding injection line into the fiber material introduced into the injection area. The injection pressure can be generated, for example, by evacuating the injection area, whereby a vacuum / fine vacuum is set here. Due to the atmospheric external pressure and the concomitant pressure difference, an injection pressure is generated on the matrix material, which was provided outside the injection area, which acts in the direction of the injection area. As an alternative or in addition to this, it is also possible to exert on the matrix material, which is provided outside the injection area, a higher pressure on the matrix material than the pressure conditions of the injection area, which pressure is, for example, greater than the atmospheric pressure, as a result of which alternatively or additionally a further injection pressure ( or portion thereof) is generated.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass während oder nach dem Injizieren des Matrixmaterials mit Hilfe von innerhalb des Injektionsbereiches angeordneten Drucksensoren der Werkzeuginnendruck kontinuierlich ermittelt wird, sodass für jeden Drucksensor eine Vielzahl von Messwerten ermittelt wird. Dabei ist bereits ein Drucksensor ausreichend, wenn dieser bspw. in der Nähe des Ventingports angeordnet wird. Unter Ventingport versteht man normalerweise den zuletzt gefüllten Bereich eines Werkzeuges bzw. eine Leitung die in eine Harzfalle vor der Vakuumpumpe führt.According to the invention, it is now provided that the cavity pressure is continuously determined during or after the injection of the matrix material with the aid of pressure sensors arranged within the injection area, so that a large number of measured values are determined for each pressure sensor. In this case, a pressure sensor is already sufficient if it is arranged, for example, in the vicinity of the venting port. Under Ventingport usually means the last filled area of a tool or a line which leads into a resin trap in front of the vacuum pump.
Anschließend werden aus den Messwerten der einzelnen Drucksensoren für jeden Drucksensor entsprechende Zeit-Druck-Verläufe des Werkzeuginnendruckes gebildet, sodass für jeden Drucksensor ein Druckverlauf des Werkzeuginnendruckes an der Position des Drucksensors über die Zeit erzeugt wird. Dies kann bspw. online detektiert werden, wobei ein Zeit-Druck-Verlauf auch aus diskreten Messwerten bestehen kann.Subsequently, from the measured values of the individual pressure sensors, corresponding time-pressure profiles of the cavity pressure are formed for each pressure sensor, so that a pressure curve of the cavity pressure at the position of the pressure sensor is generated over time for each pressure sensor. This can be detected, for example, online, wherein a time-pressure curve can also consist of discrete measured values.
Erfindungsgemäß wird dann vorgeschlagen, dass mindestens eine charakteristische Abweichung in wenigstens einem gebildeten Zeit-Druck-Verlauf erkannt und dann in Abhängigkeit von einer erkannten charakteristischen Abweichung in wenigstens einem gebildeten Zeit-Druck-Verlauf festgestellt wird, ob eine Porenbewegung einer oder mehrerer Poren innerhalb des Matrixmaterials stattfindet. Die Poren bilden sich bspw. bei Auflösung eines im Wesentlichen stationären Gaseinschlusses innerhalb des Matrixmaterials heraus oder gelangen durch Undichtigkeiten am Werkzeug oder im Injektionssystem in das zu tränkende Fasermaterial.According to the invention, it is then proposed that at least one characteristic deviation is detected in at least one formed time-pressure curve and then determined as a function of a recognized characteristic deviation in at least one formed time-pressure curve, whether a pore movement of one or more pores within the Matrix material takes place. The pores are formed, for example, upon dissolution of a substantially stationary gas inclusion within the matrix material or pass through leaks in the tool or in the injection system into the fiber material to be impregnated.
Die Erfinder haben dabei erkannt, dass mithilfe des Werkzeuginnendruckes festgestellt werden kann, ob eine Porenbewegung stattfindet, da sich derartige Porenbewegungen beispielsweise in Form von Schwingungen, Rauschen, Druckminima und/oder Druckmaxima in dem jeweiligen Zeit-Druck-Verlauf eines Sensors niederschlagen. Eine charakteristische Abweichung eines Zeit-Druck-Verlaufes ist immer dann gegeben, wenn sich wesentliche Parameter des Zeit-Druck-Verlaufes, der in der Regel als eine Art Kurve betrachtet werden kann, signifikant ändern, d.h. die Änderungen der Parameter der Zeit-Druck-Kurve größer sind als ein tolerierbarer Grenzwert. Ein Druckminima oder ein Druckmaxima von mehr als 0,1 bar innerhalb weniger Sekunden, beispielsweise innerhalb von weniger als 10 Sekunden, ist beispielsweise eine derartige charakteristische Abweichung, die beispielweise auf den Beginn einer Porenbewegung von Poren innerhalb des Matrixmaterials schließen lässt. Dieser Wert ist allerdings nur beispielhaft zu verstehen und kann von der Bauteilgröße und des verwendeten Injektionsdruckes abhängig sein. Gegebenenfalls müsste experimentell ermittelt werden, welche charakteristischen Abweichungen bei bestehendem Injektionsdruck und Bauteilgeometrie/Bauteilgröße bei künstlich herbeigeführten Gaseinschlüssen und Poren bzw. Porenbewegungen entstehen würden. Unter stationären Gaseinschlüssen im Sinne der vorliegenden Erfindung wird der Einschluss eines gasförmigen Materials, beispielsweise Außenluft oder Ausgasungen der verwendeten Materialien, verstanden, die innerhalb des Fasermaterials durch eine umschlossene Fließfront des Matrixmaterials gebildet werden. Die stationären Gaseinschlüsse sind dabei im Wesentlichen ortsfest, d.h. es findet keine signifikante Veränderung der örtlichen Positionen in Bezug auf die Position des Fasermaterials statt. Derartige Gaseinschlüsse werden auch „Dry-Spots“ oder trockene Stellen genannt.The inventors have recognized that it can be determined by means of the cavity pressure, whether a pore movement takes place, as reflected such pore movements, for example in the form of vibrations, noise, pressure minima and / or pressure maxima in the respective time-pressure curve of a sensor. A characteristic deviation of a time-pressure curve is always present when significant parameters of the time-pressure curve, which as a rule can be regarded as a kind of curve, change significantly, ie the changes in the parameters of the time-pressure curve. Curve are greater than a tolerable limit. A pressure minimum or a maximum pressure of more than 0.1 bar within a few seconds, for example within less than 10 seconds, is, for example, such a characteristic deviation which, for example, suggests the onset of pore movement of pores within the matrix material. However, this value is only to be understood as an example and may depend on the size of the component and the injection pressure used. If necessary, it would be necessary to determine experimentally which characteristic deviations at existing injection pressure and component geometry / Component size would arise in artificially induced gas inclusions and pores or pore movements. Stationary gas inclusions in the sense of the present invention are understood to mean the inclusion of a gaseous material, for example outside air or outgassings of the materials used, which are formed within the fiber material by an enclosed flow front of the matrix material. The stationary gas pockets are essentially stationary, ie there is no significant change in the local positions with respect to the position of the fiber material. Such gas inclusions are also called "dry spots" or dry spots.
Unter einer Pore bzw. Gaspore im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein kleiner Hohlraum innerhalb des Matrixmaterials verstanden, der sich bspw. durch Auflösung eines Gaseinschlusses bildet. Derartige Poren können dabei bei der Auflösung eines stationären Gaseinschlusses in Form von Ausbluten des stationären Gaseinschlusses entstehen, wobei die Poren sich in der Regel in Richtung des druckgradierenden, d.h. entgegengesetzt des Druckanschlusses bzw. der Druckquelle, bewegen. Hierbei ist oft eine schmale Verästelung der Poren zu beobachten. Poren können aber auch durch Werkzeugundichtigkeiten oder Leckagen im Injektionssystem entstehen. Eine Pore ist somit ein im Verhältnis zum Bauteil sehr kleiner Gaseinschluss, der oft eine längliche Struktur aufweist.A pore or gas pore in the sense of the present invention is understood to mean a small hollow space within the matrix material which forms, for example, by dissolution of a gas inclusion. Such pores can arise during the dissolution of a stationary gas inclusion in the form of bleeding of the stationary gas inclusion, wherein the pores are usually in the direction of the pressure-grading, i. opposite to the pressure connection or the pressure source, move. In this case, a narrow ramification of the pores is often observed. However, pores can also be caused by tool leaks or leaks in the injection system. A pore is thus a very small gas inclusion in relation to the component, which often has an elongated structure.
Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Porenbewegung sich in dem Zeit-Druck-Verlauf der an dem Werkzeug angeordneten Sensoren erkennen lässt, da der Zeit-Druck-Verlauf charakteristische Abweichungsmerkmale aufweist, die sich eindeutig mit der Porenbewegung in Verbindung bringen lassen.It has been found that such a pore movement can be detected in the time-pressure curve of the sensors arranged on the tool, since the time-pressure curve has characteristic deviation characteristics which can be clearly associated with the pore movement.
Das Erkennen einer charakteristischen Abweichung kann bspw. auch dadurch entstehen, dass der Zeit-Druck-Verlauf mit einem idealisierten Zeit-Druck-Verlauf verglichen wird, der durch einen Zeit-Druck-Verlauf des jeweiligen Drucksensors ohne Porenbewegung im Matrixmaterial definiert wird. Eine über einem jeweiligen kritischen Grenzwert liegende Abweichung von einem derartigen idealisierten Druckverlauf kann als charakteristische Abweichung erkannt werden, die auf eine Porenbewegung schließen lässt.The recognition of a characteristic deviation can, for example, also arise from the fact that the time-pressure curve is compared with an idealized time-pressure curve which is defined by a time-pressure curve of the respective pressure sensor without pore movement in the matrix material. A deviation from such an idealized pressure curve lying above a respective critical limit value can be recognized as a characteristic deviation which suggests a pore movement.
Vorteilhafterweise wird die charakteristische Abweichung in wenigstens einem gebildeten Zeit-Druck-Verlauf durch Kurvenschwingungen, Kurvenrauschen, Druckminima und/oder Druckmaxima innerhalb des jeweiligen Zeit-Druck-Verlaufes erkannt. Druckminima und/oder Druckmaxima müssten dabei außerhalb eines tolerierbaren Grenzwertes liegen, um als charakteristische Abweichung erkannt zu werden, da kleinere Abweichungen innerhalb des Zeit-Druck-Verlaufes nicht zweifelsfrei auf eine Porenbewegung schließen lassen. Unter Kurvenschwingungen werden dabei insbesondere wechselseitige Amplitudenveränderungen oberhalb eines tolerierbaren Grenzwertes verstanden, wobei die Amplituden hierbei den Druckparameter des Zeit-Druck-Verlaufes abbilden. Unter einem Kurvenrauschen wird dabei insbesondere die Überlagerung vieler harmonischer Kurvenschwingungen verstanden, wobei auch hier die Amplitude den Werkzeuginnendruck darstellt. Mit anderen Worten, bei den Kurvenschwingungen bzw. dem Kurvenrauschen werden Veränderungen des Werkzeuginnendruckes als Amplitude einer Schwingung außerhalb eines tolerierbaren Grenzwertes betrachtet, wobei aufgrund einer wechselseitigen Veränderung des Werkzeuginnendruckes auf eine Porenbewegung innerhalb des Matrixmaterials eindeutig geschlossen werden kann.Advantageously, the characteristic deviation is detected in at least one formed time-pressure curve by curve vibrations, curve noise, pressure minima and / or pressure maxima within the respective time-pressure curve. Pressure minima and / or pressure maxima would have to be outside a tolerable limit value in order to be recognized as a characteristic deviation, since smaller deviations within the time-pressure curve do not undoubtedly indicate pore movement. Curve oscillations are understood as meaning in particular mutual amplitude changes above a tolerable limit value, the amplitudes in this case representing the pressure parameter of the time-pressure curve. Under a curve noise is understood in particular the superposition of many harmonic curve oscillations, in which case the amplitude represents the cavity pressure. In other words, in the case of the curve oscillations or the curve noise, changes in the cavity pressure are regarded as the amplitude of an oscillation outside a tolerable limit value, wherein a pore movement within the matrix material can be clearly concluded due to a mutual change in the cavity pressure.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird ein Ende einer erkannten charakteristischen Abweichung in wenigstens einem gebildeten Zeit-Druck-Verlauf erkannt, in dem sie charakteristische Abweichungen in dem Zeit-Druck-Verlauf nicht mehr feststellbar ist, wobei dann in Abhängigkeit von dem erkannten Ende einer erkannten charakteristischen Abweichung die Beendigung der festgestellten Porenbewegung festgestellt wird. Damit lässt sich Beginn und Ende einer Porenbewegung aus der charakteristischen Abweichung innerhalb des Zeit-Druck-Verlaufes ablesen, wobei die Beendigung einer Porenbewegung auch die Auflösung der einen oder mehreren Poren bedeuten kann.In a further advantageous embodiment, an end of a recognized characteristic deviation is detected in at least one formed time-pressure curve in which it is no longer detectable characteristic deviations in the time-pressure curve, in which case depending on the detected end of a detected characteristic deviation the termination of the detected pore movement is detected. This makes it possible to read off the beginning and end of a pore movement from the characteristic deviation within the time-pressure curve, wherein the termination of a pore movement can also mean the dissolution of the one or more pores.
Vorteilhafterweise werden derartige Informationen für spätere Protokollierungs- und Nachweiszwecke in einem Datenspeicher hinterlegt.Advantageously, such information is stored in a data memory for later logging and detection purposes.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird in Abhängigkeit von der Position der Drucksensoren bezüglich des Fasermaterials und den charakteristischen Abweichungen mehrere Zeit-Druck-Verläufe eine Bewegungsrichtung der Porenbewegung ermittelt, so dass sich nicht nur die Porenbewegung an sich feststellen lässt, sondern auch deren konkrete Richtung. Aufgrund der Tatsache, dass die Drucksensoren innerhalb des Injektionsbereiches beabstandet angeordnet sind, lässt sich eine Information über die Bewegungsrichtung der Porenbewegung ableiten.In a further advantageous embodiment, a direction of movement of the pore movement is determined in dependence on the position of the pressure sensors with respect to the fiber material and the characteristic deviations of a plurality of time-pressure curves, so that not only the pore movement can be determined per se, but also their concrete direction. Due to the fact that the pressure sensors are arranged spaced apart within the injection area, information about the direction of movement of the pore movement can be derived.
Vorteilhafterweise können nun beim Erkennen einer Porenbewegung und ggf. auch bei Beendigung der Porenbewegung die Prozessparameter des Injektionsprozesses eingestellt oder angepasst werden, um so auf die besonderen Gegebenheiten in Bezug auf den Gaseinschluss und die daraus gebildeten Poren reagieren zu können. So ist es bspw. denkbar, dass bei einer erkannten Porenbewegung der Injektionsdruck so lange kontinuierlich angehoben wird, bis die Beendigung der Porenbewegung festgestellt wird, so dass bspw. ein erhöhter Injektionsdruck wieder auf einen voreingestellten Standardwert herabgesenkt wird. Hierdurch lässt sich die Bauteilqualität erhöhen und der Ausschuss reduzieren.Advantageously, the process parameters of the injection process can now be adjusted or adjusted when recognizing a pore movement and possibly also at the end of the pore movement in order to be able to react to the particular conditions with regard to the gas inclusion and the pores formed therefrom. Thus, it is conceivable, for example, that if the pore movement is detected, the injection pressure is continuously raised for so long, until the completion of the pore movement is detected, so that, for example, an increased injection pressure is reduced again to a preset standard value. This can increase the quality of components and reduce waste.
Dadurch wird es erstmalig möglich, eine Porenbewegung detektieren zu können und die Prozessparameter des Injektionsprozesses bei der Herstellung des Faserverbundbauteils in Abhängigkeit hiervon entsprechend einstellen und anpassen zu können, um so die Bauteilqualität zu erhöhen und eine mögliche Serienstreuung zu reduzieren.This makes it possible for the first time to be able to detect a pore movement and to be able to adjust and adjust the process parameters of the injection process in the production of the fiber composite component accordingly, in order to increase the component quality and to reduce a possible production spread.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
2 Diagramm von mehreren Zeit-Druck-Verläufen und deren jeweiligen charakteristischen Abweichungen.
-
1 schematic representation of a plant for carrying out the method according to the invention; -
2 Diagram of several time-pressure curves and their respective characteristic deviations.
In dem Injektionsbereich
Eine Angussöffnung
Die Anlage
Des Weiteren weist die Anlage
Die Auswerteeinheit
Im Ausführungsbeispiel der
Zu erkennen ist, dass zunächst bis ca. 50 Sekunden die Zeit-Druck-Verläufe
Ab ca. 50 Sekunden entstehen jedoch charakteristische Abweichungen
Diese charakteristische Abweichung
Die charakteristischen Abweichungen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Anlageinvestment
- 1111
- WerkzeugTool
- 1212
- Injektionsbereichinjection area
- 1313
- Angussöffnunggate
- 1414
- Matrixmaterialmatrix material
- 1515
- Anlagensteuerungsystem control
- 1616
- Auswerteeinheitevaluation
- 1717
- Ansaugöffnungsuction
- 1818
- Vakuumpumpevacuum pump
- 2020
- charakteristische Abweichungcharacteristic deviation
- S1-S8 S 1 -S 8
- Drucksensorenpressure sensors
- V1 bis V3 V 1 to V 3
- Zeit-Druck-VerläufeTime-pressure curves
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