Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus faserverstärktem, aushärtendem Kunststoff mit Hilfe einer Form, wobei auf die Form zuerst eine das Material des Hohlkörpers von der Form trennende Schicht und hierauf das Material des Hohlkörpers aufgebracht wird, ferner betrifft sie einen nach diesem Verfahren hergestellten Hohlkörper.
Für derartige Hohlkörper eignen sich alle anisotropen Materialien, vor allem Harze. die mit Fasern beispielsweise aus Glas, Kohlenstoff oder einer Vorverbindung verstärkt sind. Zur Herstellung der Hohlkörper sind im wesentlichen nvei industrielle Verfahren bekannt: a) Das Schleuderverfahren. Es wird fast ausschliesslich für Rotationsformen und besonders dort angewendet, wo eine hohe Freiheit von Luftblasen verlangt wird. Auf die Innenseite der Hohlform, die zumindest während der Aufbringung des Materials des Hohlkörpers rotiert, wird zuerst eine Trennschicht z. B. aus Wachs, Paraffin oder Silikon und hierauf ein sogenanntes Gelcoat aufgetragen, wofür im allgemeinen ein gefülltes Harz verwendet wird.
Voraussetzung für seine Brauchbarkeit ist, dass das Gelcoat auf der der Form zugekehrten Seite klebfrei aushärtet und auf der anderen Seite klebrig bleibt, so dass es mit dem nach seinem Aushärten aufgebrachten Kunststoff eine dauernde, unlösliche Bindung eingeht. Der Kunststoff und die Fasern werden auf die rotierende Form aufgesprüht oder auf sonstige zweckdienliche Weise aufgebracht. Sobald auch der Kunststoff des Körpers ausgehärtet ist, ist der Herstellungsgang beendet.
Die Nachteile dieses Verfahrens sind verschiedener Art: Die Form muss eine äusserst saubere Oberfläche haben, sie ist also vor jedem Herstellungsgang sehr sorgfältig zu reinigen. - Das Trennmittel, in einer oder auch in mehreren Schichten aufgetragen. muss sehr gleichmässig über die ganze Fläche der Form verteilt werden. weil Unebenheiten oder Ungleichförmigkeiten sich auf der Oberfläche des Hohlkörpers wieder abzeichnen. - Der Kunststoff für den Hohlkörper kann erst aufgebracht werden. wenn das Gelcoat ganz oder doch schon weitgehend ausgehärtet ist.
So ist es verständlich, dass bis zu 24 Stunden für einen einzigen Hohlkörper benötigt ¯verden. - Durch das Aushärten schrumpft der Hohlkörper, trotzdem löst er sich nicht von selbst von der Form; es kommt immer wieder vor, dass er an einer Stelle kleben bleibt und beim Loslösen zerstört wird, was ausserdem eine Mehrarbeit bei der Reinigung der Form ergibt.
bi Das Wickelverfahren. Auf die Aussenseite einer Form wird, ganz ähnlich wie bei dem Verfahren nach a, ein Trennmittel und ein Gelcoat aufgetragen. Auch hier muss das Gelcoat aushärten und auf der'Aussenseite klebrig bleiben. Hierauf werden aus dem Fasermaterial bestehende Rovings kreuz weise über die Form gewickelt und der Kunststoff aufgebracht. doch sind die Rovings üblicherweise schon mit dem Kunststoff getränkt. Es können aber auch die Fasern und der Kunststoff auf das Gelcoat aufgesprüht oder von Hand aus aufgetragen werden.
Die Nachteile dieses Verfahrens sind die gleichen wie bei dem Verfahren nach a. Bei der Aufbringung des Trennmittels und des Gelcoats treten die gleichen Schwierigkeiten auf und die Vorarbeiten müssen sehr sauber ausgeführt werden. zur zusammen mit den Aushärtzeiten des Gelcoats und des Körpers einen hohen Zeitbedarf für jeden Hohlkörper ergibt. Ausserdem sind, besonders wenn das Trennmittel nicht an sämtlichen Berührungsflächen wirksam war, die unter der Schrumpfwirkung stehenden Hohlkörper schwer entformbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für Hohlkörper aus faserverstärktem Kunststoff zu finden. nach welchem die Herstellungszeit wesentlich abgekürzt und eine verlässliche, saubere Trennung zwischen Form und Hohlkörper erreicht wird.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass als Trennschicht ein zumindest teilweise ausgehärtetes Kunststofflaminat verwendet wird, das mit dem Material des Hohlkörpers eine molekulare Verbindung eingeht.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens erläutert. Zwecks Herstellung eines Hohlkörpers wird auf der Form ein Kunststoff-Laminat, das ist eine dünne, biegsame Platte, aufgespannt oder auf sonstige zweckdienliche Weise befestigt, was sowohl auf der Aussenseite als auch auf der Innenseite der Form erfolgen kann. Da solche Laminate handelsüblich in Rollen geliefert werden, haben sie eine gewisse Eigenspannung, was die Befestigung auf der Form erleichtert. Dann wird zuerst über die Stossfuge Material des Hohlkörpers aufgebracht, um die Endkanten zu verbinden.
Man lässt etwas Zeit verstreichen, damit das aufgetragene Material schon teilweise ausgehärtet ist, wenn der Hohlkörper über dem Laminat aufgebaut wird. Das geschieht in bekannter Weise nach dem Schleuder- oder nach dem Wickelverfahren, ebenso ist aber das einfachere Handlaminierverfahren anwendbar.
Das Material des Laminats und jenes des Hohlkörpers müssen so aufeinander abgestimmt sein, dass sie eine molekulare Verbindung eingehen, damit sie verlässlich und unlösbar aufeinander haften. Am zweckmässigsten ist es, ein Laminat zu wählen, das aus dem gleichen Material wie der Hohlkörper besteht.
Um sicher zu sein, dass nichts vom Material des Hohlkörpers durch die Stossfuge dringt und dort ein Ankleben an der Form verursacht, kann die Stossfuge mit einem dünnen Folienstreifen unterlegt werden. Von ihm wird verlangt, dass er bei Berührung mit dem Material des Hohlkörpers weder quillt noch eine Verbindung mit demselben eingeht. Es kann dafür eine beliebige Kunststoffolie verwendet werden; eine solche ist beispielsweise unter dem Handelsnamen Mylar bekannt. Desgleichen sind Metallfolien dafür geeignet.
Normalerweise wird ein handelsübliches, fertig ausgehärtetes Laminat verwendet, doch ist das keine unbedingte Voraussetzung. Es muss nur derart verfestigt sein, dass es mit Sicherheit nicht an der Form klebt, es kann aber noch plastisch verformbar sein, was vor allem dann von Vorteil ist, wenn eine komplizierte Form mit Kanten, Ecken oder Vertiefungen nachzubilden ist.
Die Herstellzeit für einen Hohlkörper nach dem beschriebenen Verfahren ist weitaus kürzer als nach den bisher bekannten Verfahren. Es ist keine Reinigung der Form notwendig, da sie immer sauber bleibt, das sorgfältige Auftragen eines Trennmittels als Grundschicht und eines Gelcoats darüber entfällt, desgleichen die Aushärtezeit des Gelcoats, und so können pro Form, abhängig von der verlangten Wandstärke, täglich bis zu mehreren Hohlkörpern hergestellt werden.
Der ausgehärtete Hohlkörper ist leichter und daher schneller entformbar als bisher und er ist auch formhaltiger. Es ergeben sich generell kürzere Arbeitszeiten, eine erhebliche Produktionssteigerung und eine wesentliche Absenkung des Stückpreises. Hervorzuheben ist auch, dass sich das beschriebene Verfahren für grösste wie für kleine Hohlkörper eignet.
The invention relates to a method for producing a hollow body made of fiber-reinforced, hardening plastic with the aid of a mold, a layer separating the material of the hollow body from the mold and then the material of the hollow body being applied to the mold, furthermore it relates to one according to this method manufactured hollow body.
All anisotropic materials, especially resins, are suitable for such hollow bodies. which are reinforced with fibers made of glass, carbon or a pre-bond, for example. Essentially, industrial processes are known for producing the hollow bodies: a) The centrifugal process. It is used almost exclusively for rotational molding and especially where a high degree of freedom from air bubbles is required. On the inside of the hollow mold, which rotates at least during the application of the material of the hollow body, first a separating layer z. B. made of wax, paraffin or silicone and then applied a so-called gelcoat, for which a filled resin is generally used.
The prerequisite for its usability is that the gelcoat hardens tack-free on the side facing the mold and remains tacky on the other side, so that it forms a permanent, insoluble bond with the plastic applied after it has hardened. The plastic and fibers are sprayed onto the rotating mold or applied in any other appropriate manner. As soon as the plastic of the body has also hardened, the manufacturing process is over.
The disadvantages of this process are of various kinds: The mold must have an extremely clean surface, so it must be cleaned very carefully before each production process. - The release agent, applied in one or more layers. must be distributed very evenly over the entire surface of the mold. because unevenness or irregularities appear again on the surface of the hollow body. - The plastic for the hollow body can only be applied. when the gelcoat is completely or at least largely hardened.
It is understandable that it takes up to 24 hours for a single hollow body. - As a result of the hardening, the hollow body shrinks, but it does not detach itself from the mold; It happens again and again that it sticks in one place and is destroyed when detached, which also results in extra work in cleaning the mold.
bi The winding process. A release agent and a gelcoat are applied to the outside of a mold, very similar to the method according to a. Here too, the gelcoat has to harden and remain sticky on the outside. Then rovings made of the fiber material are wound crosswise over the mold and the plastic is applied. however, the rovings are usually already soaked with the plastic. However, the fibers and the plastic can also be sprayed onto the gelcoat or applied by hand.
The disadvantages of this method are the same as in the method according to a. When applying the release agent and the gelcoat, the same difficulties arise and the preliminary work must be carried out very cleanly. which together with the curing times of the gelcoat and the body results in a high time requirement for each hollow body. In addition, especially if the release agent was not effective on all contact surfaces, the hollow bodies under the shrinkage effect are difficult to remove from the mold.
The invention is based on the object of finding a manufacturing method for hollow bodies made of fiber-reinforced plastic. after which the manufacturing time is significantly shortened and a reliable, clean separation between the mold and the hollow body is achieved.
The solution to this problem according to the invention is that an at least partially cured plastic laminate is used as the separating layer, which forms a molecular bond with the material of the hollow body.
An embodiment of the method is explained below. In order to produce a hollow body, a plastic laminate, that is a thin, flexible plate, is stretched or fastened in some other appropriate way, which can be done on the outside as well as on the inside of the mold. Since such laminates are commercially available in rolls, they have a certain internal tension, which makes it easier to attach them to the mold. Then material of the hollow body is first applied over the butt joint in order to connect the end edges.
A little time is allowed to pass so that the applied material is already partially cured when the hollow body is built up over the laminate. This is done in a known manner using the centrifugal or the winding process, but the simpler manual lamination process can also be used.
The material of the laminate and that of the hollow body must be coordinated with one another in such a way that they form a molecular bond so that they adhere reliably and permanently. It is most practical to choose a laminate that is made of the same material as the hollow body.
In order to be sure that none of the material of the hollow body penetrates through the butt joint and causes it to stick to the form, the butt joint can be underlaid with a thin strip of foil. It is required of it that it neither swells nor forms a connection with the material of the hollow body when it comes into contact with it. Any plastic film can be used for this; one such is known, for example, under the trade name Mylar. Metal foils are also suitable for this.
Usually a commercially available, fully cured laminate is used, but this is not an absolute requirement. It just has to be solidified in such a way that it certainly does not stick to the mold, but it can still be plastically deformable, which is particularly advantageous when a complicated shape with edges, corners or depressions is to be reproduced.
The production time for a hollow body according to the method described is much shorter than according to the previously known methods. The mold does not need to be cleaned, as it always remains clean, there is no need to carefully apply a release agent as a base layer and a gelcoat over it, as well as the gelcoat's hardening time, and depending on the required wall thickness, up to several hollow bodies can be produced per mold per day getting produced.
The cured hollow body is lighter and can therefore be removed from the mold more quickly than before, and it is also more dimensionally stable. This generally results in shorter working hours, a considerable increase in production and a significant reduction in the unit price. It should also be emphasized that the method described is suitable for both large and small hollow bodies.