DE102006057603A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebilden, Fasergebilde und Sammlung von Fasergebilden und Verwendung von Fasergebilden - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebilden, Fasergebilde und Sammlung von Fasergebilden und Verwendung von Fasergebilden Download PDF

Info

Publication number
DE102006057603A1
DE102006057603A1 DE102006057603A DE102006057603A DE102006057603A1 DE 102006057603 A1 DE102006057603 A1 DE 102006057603A1 DE 102006057603 A DE102006057603 A DE 102006057603A DE 102006057603 A DE102006057603 A DE 102006057603A DE 102006057603 A1 DE102006057603 A1 DE 102006057603A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fiber
resin
particles
structures
fiber structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102006057603A
Other languages
English (en)
Inventor
Bernhard Heidenreich
Christian Zuber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE102006057603A priority Critical patent/DE102006057603A1/de
Publication of DE102006057603A1 publication Critical patent/DE102006057603A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/12Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with filaments or yarns secured together by chemical or thermo-activatable bonding agents, e.g. adhesives, applied or incorporated in liquid or solid form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/04Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/12Applying particulate materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0254After-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/504Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] using rollers or pressure bands
    • B29C70/506Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] using rollers or pressure bands and impregnating by melting a solid material, e.g. sheet, powder, fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/002Inorganic yarns or filaments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2256/00Wires or fibres

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebildes, bei dem ein Ausgangs-Fasergebilde elektrostatisch aufgeladen wird und Partikel, welche Harz aufweisende Partikel umfassen, mit entgegengesetztem Ladungsvorzeichen elektrostatisch aufgeladen werden, das aufgeladene Ausgangs-Fasergebilde mit den aufgeladenen Partikeln beaufschlagt wird, und anschließend das Harz thermisch an dem mit Partikeln belegten Fasergebilde fixiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebildes.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Fasergebilde oder eine Sammlung von Fasergebilden.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebilden.
  • Fasergebilde werden beispielsweise in der Form von Rovings (Fasersträngen), Fasergeweben, Fasergewirken, Fasergelegen, Fasergeflechten oder Faservliesen zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen eingesetzt. Beispielsweise werden mit Hilfe von Fasergebilden carbidkeramische Bauteile hergestellt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebildes bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Ausgangs-Fasergebilde elektrostatisch aufgeladen wird und Partikel, welche Harz aufweisende Partikel umfassen, mit entgegengesetztem Ladungsvorzeichen elektrostatisch aufgeladen werden, das aufgeladene Ausgangs-Fasergebilde mit den aufgeladenen Partikeln beaufschlagt wird, und anschließend das Harzmaterial thermisch an dem mit Partikeln belegten Fasergebilde fixiert wird.
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich ein harzbeschichtetes und/oder harzgetränktes Fasergebilde herstellen, welches eine nicht klebende (trockene), im Wesentlichen staubfreie Oberfläche aufweist. Ein entsprechend hergestelltes Fasergebilde lässt sich auf einfache Weise bei Raumtemperatur ohne zu verkleben lagern. Für die Herstellung des Fasergebildes müssen keine Lösungsmittel eingesetzt werden, so dass der Aufwand für Schutzeinrichtungen, für die Lösungsmittelentfernung und für die Lösungsmittelwiederaufbereitung vermieden wird.
  • Zuschnitte können exakt ohne Verkleben hergestellt werden.
  • Durch die Aufladung von Ausgangs-Fasergebilde und Partikeln mit entgegengesetztem Ladungsvorzeichen lässt sich eine homogene Harzverteilung und damit homogene Beschichtung erreichen. Es lassen sich Harznester und nicht mit Harz versehene Bereiche vermeiden. Dadurch lassen sich beispielsweise CFK-Vorkörper mit homogener Matrixverteilung herstellen.
  • Der Harzanteil an den Fasergebilden lässt sich reproduzierbar einstellen.
  • Durch die wirkenden elektrostatischen Kräfte können die harzaufweisenden Partikel in das Ausgangs-Fasergebilde eindringen, das heißt zwischen einzelne Faserfilamente eindringen, und anhaften. Durch die entgegengesetzte Ladung von Partikeln und Ausgangs-Fasergebilde werden die Partikel von dem Ausgangs-Fasergebilde (Faserhalbzeug) angezogen.
  • Weiterhin lässt sich sicherstellen, dass einzelne Fasergebilde beschichtet werden und nicht zusammenhängende Fasergebildepakete (wie beispielsweise zusammenhaftende Rovings) beschichtet werden. Fasergebildepakete können nach dem Schneiden unbeschichteter Fasergebilde durch Zusammenhaften entstehen und beispielsweise bis zu 20 Rovings umfassen. Dies macht eine homogene Harztränkung der einzelnen Rovings durch nachträgliches Mischen mit Harzpulver unmöglich. Durch die erfindungsgemäße Lösung kann dagegen das Schneiden nach der Harzbeschichtung und/oder Harztränkung erfolgen.
  • Die Partikel, welche Harz aufweisende Partikel umfassen, können dabei reine Harzpartikel sein und/oder Partikel, welche nicht vollständig aus Harz bestehen. Solche Partikel können beispielsweise einen Kern aus einem Nichtharz-Material aufweisen, welcher eine Harzschicht trägt. Es ist auch möglich, dass die Partikel zusätzlich zu Harzpartikeln oder harzenthaltenden Partikeln weitere Partikel wie Kunststoffpartikel (wie beispielsweise Thermoplaste) und/oder kohlenstoffhaltige Partikel (wie Holzpartikel) und/oder Additive wie beispielsweise SiC, Borverbindungen oder Graphit umfassen. Die Partikelmischung ist insbesondere angepasst an die spezielle Anwendung.
  • Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass die Partikel positiv aufgeladen werden und das Ausgangs-Fasergebilde negativ aufgeladen wird bzw. die Partikel negativ aufgeladen werden und das Ausgangs-Fasergebilde positiv aufgeladen wird.
  • Die hergestellten Fasergebilde lassen sich an einer Vorrichtung auf effiziente Weise zuschneiden (einschließlich des Zuschnitts über Stanzen), wobei insbesondere auch ein automatischer Zuschnitt möglich ist. Es können Fasergebilde beliebiger Länge hergestellt werden. Es lassen sich beispielsweise Fasern mit einer Länge von beispielsweise 10 mm bis 150 mm beschichten und/oder tränken. Es lassen sich auch Langfasern und Endlosfasern beispielsweise mit einer Länge größer 150 mm beschichten.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren erhält man bessere Resultate als bei bekannten Verfahren wie beispielsweise Pulverstreuen, Nasslaminieren, Mischen von geschnittenen Fasern mit Pulverharz und der Herstellung von Prepreg-Materialien über Flüssigharz.
  • Günstig ist es, wenn das Ausgangs-Fasergebilde durch eine Aufladungsstation geführt wird. Dadurch lässt sich dieses auf definierte Weise elektrostatisch aufladen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Ausgangs-Fasergebilde über mindestens eine Kontaktrolle geführt wird. Dadurch lässt sich dieses gleichmäßig elektrostatisch aufladen. Die Kontaktrolle ist insbesondere geladen und dreht sich mit. Die Verwendung der mindestens einen Kontaktrolle ist vorteilhaft, wenn das Ausgangs-Fasergebilde ein Roving oder ein Gewebe beispielsweise in Form einer Gewebebahn ist.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ausgangs-Fasergebilde mit mindestens einem Metallelement fixiert wird, über welches Ladung auf das Ausgangs-Fasergebilde aufgebracht wird. Das mindestens eine Metallelement ist beispielsweise eine Metallklammer. Auf diese Weise lässt sich ein flächiges Ausgangs-Fasergebilde wie beispielsweise ein Fasergewebe elektrisch laden.
  • Günstig ist es, wenn das Ausgangs-Fasergebilde mit Partikeln in Pulverform beaufschlagt wird. Beispielsweise weisen die Pulverpartikel (insbesondere Harzpartikel) eine Korngröße auf, die zum größten Teil kleiner als 0,1 mm und insbesondere kleiner als 0,05 mm ist. Dadurch lässt sich eine gleichmäßige Partikelbelegung des Ausgangs-Fasergebildes erreichen, wodurch sich wiederum eine gleichmäßige Harzbeschichtung und/oder Harztränkung erreichen lässt. Es kann ein Filter vorgesehen sein, der beispielsweise Partikel mit einer Größe von 0,25 mm oder darüber ausfiltert. Durch die Beaufschlagung in Pulverform ist es ferner noch möglich, einen definierten Beaufschlagungsstrom einzustellen. Damit lässt sich die Harzbelegung definiert einstellen.
  • Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die Korngröße der Partikel (und insbesondere Harzpartikel) kleiner gleich 0,1 mm und insbesondere kleiner als 0,05 mm ist. Insbesondere ist eine Mahlfeinheit von kleiner 20 % bezogen auf Partikel mit einer Korngröße größer 0,05 mm eingestellt, so dass der überwiegende Anteil von Partikeln (und insbesondere Harzpartikeln) eine entsprechende Korngröße kleiner als 0,1 mm bzw. kleiner 0,05 mm aufweist.
  • Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die Harz aufweisenden Partikel Phenolharzpartikel sind. Entsprechende Harzpartikel sind beispielsweise von der Firma Bakelite AG, Iserlohn kommerziell erhältlich.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass das Ausgangs-Fasergebilde mit Partikeln besprüht wird. Dadurch lässt sich eine gleichmäßige Harzbelegung des Ausgangs-Fasergebildes erreichen. Partikel, welche nicht an dem Ausgangs-Fasergebilde haften bleiben, können wiederverwendet werden.
  • Um eine gleichmäßige Harzbelegung zu erreichen, ist es insbesondere im Zusammenhang mit flächigen Ausgangs-Fasergebilden günstig, wenn das Ausgangs-Fasergebilde mindestens zweiseitig mit Partikeln beaufschlagt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass Partikel von unterschiedlichen Seiten her auf das Ausgangs-Fasergebilde aufgebracht werden. Es ist grundsätzlich alternativ oder zusätzlich möglich, dass das Ausgangs-Fasergebilde in seiner Orientierung bei der Beaufschlagung geändert wird.
  • Günstigerweise wird das Ausgangs-Fasergebilde durch eine Beaufschlagungsstation geführt, um dieses mit Partikeln zu belegen.
  • Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn ein definierter Beaufschlagungsstrom an Partikeln einstellbar ist. Dadurch lässt sich die Harzbelegung auf reproduzierbare Weise einstellen. Dadurch wiederum lassen sich Eigenschaften der Harzbeschichtung bzw. Harztränkung wie Harzgehalt einstellen.
  • Ferner ist es günstig, wenn das mit Partikeln beaufschlagte Ausgangs-Fasergebilde durch eine Heizstation geführt wird. Die Heizstation ist beispielsweise durch einen Ofen oder einen Heizstrahler gebildet, durch welchen bzw. an welchem vorbei das mit Harzpartikeln belegte Ausgangs-Fasergebilde geführt wird.
  • Günstig ist es, wenn das Harz auf das Ausgangs-Fasergebilde aufgeschmolzen wird. Das Ausgangs-Fasergebilde ist aufgrund der elektrostatischen Anziehung mit Partikeln belegt, welche Harz aufweisen. An der Heizstation erfolgt eine Aufschmelzung ohne Aushärtung des Harzes, so dass eine Fasergebildebeschichtung und/oder -tränkung mit Harzmaterial hergestellt wird. Die Verfahrensführung erfolgt dabei so, dass das Harz nicht aushärten kann.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das beschichtete Fasergebilde geschnitten wird. Es lässt sich dann angepasst an die vorgesehene Anwendung zuschneiden. Beispielsweise lassen sich Kurzfasern herstellen, welche eine Länge unterhalb von 10 mm aufweisen. Es lassen sich auch Langfasern beispielsweise mit einer Länge von größer 150 mm herstellen. Es können auch Gewebe oder dergleichen zugeschnitten werden. Das Zuschneiden kann auch über Stanzung flächiger Fasergebilde erfolgen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel werden beschichtete Kurzfasern hergestellt. Unter Kurzfaser wird dabei ein kurzer Faserstrang verstanden, welcher selber eine Mehrzahl von Faserfilamenten umfasst.
  • Günstigerweise wird das beschichtete Fasergebilde einer Schneidstation zugeführt, um einen Zuschnitt und insbesondere kontinuierlichen Zuschnitt durchführen zu können.
  • Günstig ist es, wenn das Fasergebilde für das Beschichtungs-/Tränkungsverfahren kontinuierlich geführt wird. Dadurch lässt sich auf zeitsparende und kosteneffektive Weise ein beschichtetes und/oder getränktes Fasergebilde herstellen.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst das Fasergebilde Kohlenstofffaserfilamente oder kohlenstoffhaltige Faserfilamente.
  • Das Fasergebilde ist beispielsweise ein Faserstrang (Roving), welches einzelne Faserfilamente umfasst. Beispielsweise umfasst ein Roving 1000 bis 24000 Faserfilamente.
  • Es ist auch möglich, dass das Fasergebilde ein Fasergewebe oder ein Fasergewirke oder ein Fasergelege oder ein Fasergeflecht oder ein Faservlies ist.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ausgangs-Fasergebilde aufgespleißt wird, um die Umhüllung mit Harzmaterial und/oder Tränkung mit Harzmaterial zur Beschichtung der Einzelfilamente zu verbessern. Die Aufspleißung kann beispielsweise durch einen definiert eingestellten Luftstrom oder elektrostatisch erfolgen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das oder die hergestellten beschichteten Fasergebilde bei Wärmezuführung weiterverarbeitet werden, wobei eine endgültige Harzumhüllung und/oder Harztränkung (mit Umhüllung von Einzelfilamenten) erfolgt. Beispielsweise erfolgt eine Verpressung des hergestellten beschichteten und/oder getränkten Fasergebildes oder sie erfolgt beispielsweise mit dem beschichteten und/oder getränkten Fasergebilde, einem kohlenstoffhaltigen Material wie zellulosehaltiges Pulver und Harz. Es kann auch eine Wicklung eines hergestellten harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebildes (wie eines Rovings oder Bands) auf einem beheizten Kern vorgesehen sein, wobei durch die Wärmezufuhr die Aushärtung erfolgt.
  • Durch die Verpressung bzw. durch Aufheizung auf einem Wickelkern kann flüssiges Harz zwischen Einzelfilamente dringen und auch diese mindestens teilweise umhüllen.
  • Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Fasergebilde oder eine Sammlung von Fasergebilden bereitzustellen, welches bzw. welche auf einfache Weise handhabbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das oder die Fasergebilde, welche Faserfilamente umfassen, mit Harzmaterial beschichtet sind.
  • Durch die Beschichtung mit Harzmaterial ist das Fasergebilde bzw. die Sammlung von Fasergebilden bei Raumtemperatur lagerbar. Ferner ist die Oberfläche des beschichteten Fasergebildes bzw. der Fasergebilde in der Sammlung nicht klebrig. Weiterhin ist das Fasergebilde bzw. die Sammlung von Fasergebilden staubfrei.
  • Beispielsweise ist das Harzmaterial ein Phenolharz.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Faserfilamente Kohlenstofffaserfilamente sind. Es kann sich auch um kohlenstoffhaltige Faserfilamente handeln, wie beispielsweise Faserfilamente aus Baumwolle, Leinen, Flachs oder Aramid. Es können auch PAN-Faserfilamente vorgesehen sein.
  • Günstig ist es, wenn die Harzverteilung auf einem Fasergebilde im Wesentlichen homogen ist. Dadurch lässt sich bei der Verwendung des Fasergebildes oder der Sammlung von Fasergebilden beispielsweise zur Herstellung eines CFK-Vorkörpers für ein carbidkeramisches Bauteil verhindern, dass Harznester oder nicht mit Harz getränkte Bereiche vorliegen.
  • Insbesondere ist ein Fasergebilde trocken beschichtet, wobei diese trockene Beschichtung beispielsweise durch Aufschmelzen von Harzmaterial entstanden ist. Dadurch ist die Oberfläche nicht klebrig und das Fasergebilde oder die Sammlung von Fasergebilden lässt sich auf einfache Weise lagern und auch handhaben.
  • Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn das Fasergebilde oder die Sammlung von Fasergebilden im Wesentlichen frei von Harzstaub ist. Insbesondere ist eine Oberfläche im Wesentlichen frei von Harzstaub. Dadurch lässt sich das Fasergebilde oder die Sammlung von Fasergebilden auf einfache Weise beispielsweise zur Herstellung eines CFK-Bauteils oder eines CFK-Vorkörpers für ein carbidkeramisches Bauteil verwenden.
  • Das Fasergebilde ist insbesondere ein Fasergelege oder Fasergewirke oder Faservlies oder Fasergewebe oder ein Fasergeflecht oder ein Faserstrang (Roving). Die Sammlung von Fasergebilden umfasst entsprechend mindestens eines dieser Elemente.
  • Günstigerweise ist dabei das Fasergebilde oder sind die Fasergebilde einer Sammlung von Fasergebilden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellt.
  • Das erfindungsgemäße Fasergebilde oder die erfindungsgemäße Sammlung von Fasergebilden lässt sich auf vorteilhafte Weise zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs oder zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für ein carbidkeramisches Bauteil verwenden. Beispielsweise wird das Fasergebilde oder die Sammlung von Fasergebilden ohne oder gemeinsam mit einem kohlenstoffhaltigen Material wie zellulosehaltigem Pulver und Harzpulver verpresst, um einen Vorkörper (Grünkörper) herzustellen, welcher pyrolysiert wird. Beispielsweise wird aus dem pyrolysierten Körper durch Carbidbildner-Infiltration ein carbidkeramisches Bauteil hergestellt.
  • Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebilden bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine erste Aufladungsstation zur elektrostatischen Aufladung von Ausgangs-Fasergebilden umfasst, eine zweite Aufladungsstation zur elektrostatischen Aufladung von Partikeln, welche Harz aufweisende Partikel umfassen, umfasst, eine Beaufschlagungsstation zur Beaufschlagung von geladenen Ausgangs-Fasergebilden mit geladenen Partikeln zur Herstellung von mit Partikeln belegten Fasergebilden umfasst, und eine Heizstation von Aufschmelzen von Harzmaterial, welches Fasergebilde belegt, auf die Fasergebilde umfasst.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Vorteile auf.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.
  • Insbesondere ist die Heizstation der Beaufschlagungsstation nachgeordnet. Dadurch ist es möglich, Harz aus harzhaltigen Partikeln, welche das Ausgangs-Fasergebilde belegen, auf das Fasergebilde aufzuschmelzen.
  • Günstigerweise ist eine Transporteinrichtung vorgesehen, mittels welcher Fasergebilde durch die Vorrichtung transportierbar sind und insbesondere kontinuierlich und vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit transportierbar sind. Dadurch lassen sich Fasergebilde auf zeiteffektive und kostengünstige Weise beschichten.
  • Ferner ist es günstig, wenn die erste Aufladungsstation mindestens eine Kontaktrolle und/oder mindestens ein Metallelement zum Halten des Ausgangs-Fasergebildes aufweist. Über die Kontaktrolle lässt sich ein Ausgangs-Fasergebilde führen, wobei es dann gleichmäßig aufladbar ist. Durch das mindestens eine Metallelement lässt sich das Ausgangs-Fasergebilde halten und über dieses lässt sich die Ladung aufbringen. Das Metallelement ist beispielsweise als Klammer ausgebildet. Ein solches Metallelement ist besonders vorteilhaft, wenn das Ausgangs-Fasergebilde ein flächiges Fasergebilde wie ein Fasergewebe ist.
  • Es ist insbesondere günstig, wenn eine Schneidstation vorgesehen ist. Dadurch lässt sich ein beschichtetes Fasergebilde auf einfache Weise kontinuierlich zuschneiden. Es ist dabei möglich, an einer Vorrichtung integral ein zugeschnittenes Fasergebilde herzustellen, so dass ein nachfolgender und insbesondere manueller Zuschneidungsschritt nicht mehr erforderlich ist.
  • Günstigerweise ist die Schneidstation der Heizstation nachgeordnet. Es lassen sich dann Fasergebilde zuschneiden, welche trocken beschichtet sind. Das beschichtete bzw. getränkte Fasergebilde ist trocken. Es lässt sich auf einfache Weise zuschneiden, da keine Verklebung der entsprechenden Schneiden erfolgt. Das Zuschneiden erfolgt beispielsweise über Stanzen. Es ist auch möglich, dass Messerwalzen eingesetzt werden.
  • Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Beaufschlagungsstation so ausgebildet ist, dass Fasergebilde von mindestens zwei Seiten her mit Harzpartikeln beaufschlagbar sind. Dadurch lässt sich eine gleichmäßige Belegung mit Harzpartikeln erreichen.
  • Günstig ist es, wenn die Beaufschlagungsstation mindestens eine Sprühdüse für Harzpartikel umfasst. Über die mindestens eine Sprühdüse lassen sich Harzpartikel auf das Ausgangs-Fasergebilde aufsprühen. Dadurch wiederum lässt sich eine gleichmäßige Belegung erreichen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Beaufschlagungsstation so ausgebildet ist, dass ein Beaufschlagungsstrom einstellbar ist. Insbesondere ist ein definierter Beaufschlagungsstrom zusammen mit einer definierten Vorschubgeschwindigkeit des Fasergebildes einstellbar. Dadurch lässt sich der Harzanteil an einem Fasergebilde auf reproduzierbare Weise einstellen. Beispielsweise lässt sich dadurch die Dicke der Harzbeschichtung bzw. der Harzanteil am Fasergebilde einstellen.
  • Es kann eine Aufwickeleinrichtung für harzbeschichtete und/oder harzgetränkte Fasergebilde vorgesehen sein. Dadurch lassen sich hergestellte Fasergebilde wie Rovings auf einfache Weise lagern. Ferner kann über die Aufwicklung eine Aushärtung erfolgen.
  • Es ist dann insbesondere vorteilhaft, wenn die Aufwickeleinrichtung einen beheizbaren Wickelkern aufweist. Es lassen sich dadurch Wickelteile herstellen, wobei bei der Wicklung eine Aushärtung möglich ist. Es kann zusätzlich auch noch eine Strahlungsheizung zur Unterstützung der Aushärtung vorgesehen sein.
  • Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von beschichteten und/oder getränkten Fasergebilden; und
  • 2 eine schematische Schnittansicht eines Faserstrangs als Beispiel eines Fasergebildes, welcher beschichtet ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebilden, welches in 1 gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst eine Spendestation 12 für Fasergebilde 14.
  • Ein Fasergebilde ist eine Ansammlung von Fasern(filamenten) mit oder ohne Schlichte.
  • Ein Fasergebilde 14 umfasst Fasern(filamente) wie beispielsweise Kohlenstofffasern oder kohlenstoffhaltige Fasern. Die Fasern(filamente) sind dabei zusammengefasst. Ein Beispiel für ein Fasergebilde 14 ist ein Fasergewebe oder Fasergelege oder Fasergewirke oder Fasergeflecht oder Faservlies. Ein weiteres Beispiel für ein Fasergebilde 14 ist ein Faserstrang 15 (Roving), welcher in einer Schnittansicht schematisch in 2 gezeigt ist. Ein Roving ist ein Bündel von gestreckten Faserfilamenten. Die Faserfilamente können unverdreht oder verdreht sein. Sie können endlos sein oder in der Länge begrenzt sein (Stapelfasern).
  • Die Spendestation 12 stellt Ausgangs-Fasergebilde (Fasergebilde-Halbzeug) bereit. Sie umfasst beispielsweise eine Rolle, auf die Ausgangs-Fasergebilde aufwickelbar ist. Es kann vorgesehen sein, dass das Ausgangs-Fasergebilde aufgespleißt wird, um eventuell eine bessere Harzumhülllung und/oder eine bessere Harzeindringbarkeit zur Harztränkung zu erzielen.
  • Die Vorrichtung 10 umfasst eine Transporteinrichtung 16, über welche ein Ausgangs-Fasergebilde durch die Vorrichtung 10 zu dessen Beschichtung führbar ist. Insbesondere ist die Transporteinrichtung 16 so ausgebildet, dass das Ausgangs-Fasergebilde kontinuierlich durch die Vorrichtung 10 führbar ist. Der Transporteinrichtung 16 ist eine Transportrichtung 18 zugeordnet.
  • Der Spendestation 12 ist in der Transportrichtung 18 fakultativ eine Heizstation 20 nachgeordnet. Über die Heizstation lässt sich das Ausgangs-Fasergebilde, wenn gewünscht, thermisch vorbehandeln.
  • Auf die Heizstation 20 folgt in der Transportrichtung 18 eine erste Aufladungsstation 22, an welcher das Ausgangs-Fasergebilde elektrostatisch aufladbar ist. Die erste Aufladungsstation 22 umfasst beispielsweise eine oder mehrere Kontaktrollen 24, über welche die Ausgangs-Fasergebilde führbar und daher elektrostatisch aufladbar sind.
  • Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere Metallelemente beispielsweise in der Form von Metallklammern vorgesehen sind, welche zum Halten des Ausgangs-Fasergebildes dienen, insbesondere wenn dieses flächig ist. Über die Metallelemente lässt sich Ladung auf das Ausgangs-Fasergebilde übertragen, um dieses elektrostatisch aufzuladen.
  • Die erste Aufladungsstation 22 ist so ausgebildet, dass Ausgangs-Fasergebilde beispielsweise negativ aufgeladen werden.
  • Der ersten Aufladungsstation 22 ist in der Transportrichtung 18 folgend eine zweite Aufladungsstation 28 nachgeordnet. Diese zweite Aufladungsstation 28 dient zur elektrostatischen Aufladung von Partikeln, welche Harz aufweisende Partikel umfassen, wobei die Partikel mit entgegengesetzten Ladungsvorzeichen zu dem Ausgangs-Fasergebilde an der ersten Aufladungsstation 22 aufgeladen werden. Beispielsweise werden die Partikel positiv aufgeladen.
  • Die Harz aufweisenden Partikel können reine Harzpartikel sein und/oder Harz enthaltende Partikel. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass zusätzlich zu den Harzpartikeln bzw. Harz enthaltenden Partikeln Nichtharz-Partikel zugemischt sind, wie beispielsweise Kunststoffpartikel oder Kohlenstoffpartikel bzw. kohlenstoffhaltige Partikel. Es können auch weitere Additive wie SiC und Borverbindungen zugemischt sein.
  • Die Vorrichtung 10 umfasst ferner eine Beaufschlagungsstation 30, über welche aufgeladenen Ausgangs-Fasergebilden aufgeladene Partikel zuführbar sind. Dadurch lässt sich dann aufgrund der elektrostatischen Anziehungskräfte ein Ausgangs-Fasergebilde gleichmäßig mit entgegengesetzt geladenen, Harz aufweisenden Partikeln homogen belegen.
  • Die Beaufschlagungsstation 30 umfasst insbesondere eine oder mehrere Sprühdüsen 32, über welche aufgeladene Partikel insbesondere in Pulverform sprühbar sind, um Ausgangs-Fasergebilde mit Partikeln zu belegen.
  • Die zweite Aufladungsstation 28 ist bezüglich der Beaufschlagungsstation 30 so angeordnet, dass Partikel nach der elektrostatischen Aufladung direkt auf ein aufgeladenes Ausgangs-Fasergebilde aufbringbar sind und insbesondere direkt besprühbar sind. Insbesondere sind die zweite Aufladungsstation 28 und die Beaufschlagungsstation 30 in einer kombinierten Aufladungsstation-Beaufschlagungsstation angeordnet.
  • Die Beaufschlagungsstation 30 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass ein aufgeladenes flächiges Ausgangs-Fasergebilde von mindestens zwei Seiten her mit Partikeln beaufschlagbar ist. Dadurch lässt sich eine gleichmäßige Partikelbelegung erreichen. Beispielsweise ist es dazu vorgesehen, dass ein Ausgangs-Fasergebilde von mindestens zwei Seiten her mit aufgeladenen Partikeln besprüht wird.
  • Es ist grundsätzlich auch möglich, dass Ausgangs-Fasergebilde bei der Durchführung durch die Beaufschlagungsstation 30 in ihrer Orientierung bezüglich der Beaufschlagungsstation 30 und insbesondere bezüglich der Sprühdüse 32 verändert werden. Beispielsweise wird ein Ausgangs-Fasergebilde über die Transporteinrichtung 16 oder eine getrennte Einrichtung um 180° gedreht.
  • Der Beaufschlagungsstation 30 ist in der Transportrichtung 18 eine Heizstation 34 nachgeschaltet. Die Heizstation 34 ist beispielsweise über einen Heizstrahler gebildet, an dem ein mit Partikeln belegtes Ausgangs-Fasergebilde vorbeiführbar ist.
  • An der Heizstation 34 wird das Harz aufgeschmolzen. Dadurch wird an einem Ausgangs-Fasergebilde, welches mit Partikeln belegt ist, eine dauerhaft fixierte Harzschicht ausgebildet.
  • Die Beheizung erfolgt dabei so, dass das Harz nur aufgeschmolzen wird aber nicht aushärten kann.
  • Der Heizstation 34 folgt in Transportrichtung 18 eine Schneidstation 36. An der Schneidstation 36 lassen sich beschichtete Fasergebilde schneiden. Beispielsweise werden beschichtete Fasergebilde auf eine bestimmte Länge abgeschnitten, um Kurzfasern herzustellen. Solche Kurzfasern weisen beispielsweise eine Länge unterhalb von 10 mm auf. (Die Kurzfasern enthalten Faserfilamente 38 in einem Bündel 40, wobei das Bündel 40 mindestens teilweise von einer Harzschicht 42 umgeben ist, wie in 2 schematisch gezeigt.) Es ist beispielsweise auch möglich, dass an der Schneidstation 36 Fasergewebe oder Fasergewirke oder Fasergelege oder Fasergeflechte oder Faservliese in bestimmten Abmessungen zugeschnitten werden, beispielsweise durch Stanzung.
  • Das Schneiden kann mechanisch über Schneidemesser erfolgen. Auch thermisches Schneiden über einen Laser ist möglich.
  • Der Schneidstation 36 ist eine Auffangeinrichtung 44 nachgeordnet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert wie folgt:
    Ein Ausgangs-Fasergebilde wird kontinuierlich durch die Vorrichtung 10 geführt. Es wird an der ersten Aufladungsstation 22 elektrostatisch aufgeladen. Harzpartikel, welche insbesondere in Pulverform vorliegen, werden mit entgegengesetzten Ladungsvorzeichen an der zweiten Aufladungsstation 28 elektrostatisch aufgeladen. Diese aufgeladenen Harzpartikel werden auf das aufgeladene Ausgangs-Fasergebilde gesprüht. Die Harzpartikel belegen aufgrund der elektrostatischen Anziehungskraft das Ausgangs-Fasergebilde mit hohem Homogenitätsgrad.
  • Das Harz wird an der Heizstation 34 auf das Fasergebilde aufgeschmolzen und dieses dadurch mit dem Harz beschichtet und mindestens teilweise umhüllt.
  • An der Schneidstation 36 lassen sich Fasergebilde mit bestimmten Abmessungen – nach Abkühlung der Harzbeschichtung – zuschneiden.
  • Als Harzmaterial wird beispielsweise Phenolharz eingesetzt.
  • Ein Beispiel für ein verwendbares Harz ist Phenolnovolak mit Hexa. Ein solches Material, welches von der Bakelite AG, Iserlohn hergestellt wird, ist kommerziell erhältlich.
  • Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Harzpartikel eine Korngröße kleiner 0,05 mm aufweisen, wobei die Mahlfeinheit bezogen auf Körner größer 0,05 mm kleiner 20 % und insbesondere kleiner 15 % ist.
  • Die Vorschubgeschwindigkeit für das Fasergebilde 14 bei der Durchführung durch die Vorrichtung 10 liegt bei einer Ausführungsform bei ca. 4 cm/s.
  • Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens sind beschichtete und/oder harzgetränkte Fasergebilde oder eine Sammlung von beschichteten Fasergebilden (wie beispielsweise eine Sammlung an Kurzfasern). Die Beschichtung ist trocken und nicht klebrig; durch das aufgeschmolzene Harzmaterial hat man keine Nassbeschichtung. Ferner sind die Fasergebilde an ihrer Oberfläche staubfrei bezüglich Pulverpartikeln. Eine Sammlung von Fasergebilden ist dann ebenfalls im Wesentlichen staubfrei.
  • Es lassen sich Harz aufweisende Kurzfasern ("Kurzfaser-Prepregs") herstellen, welche eine Länge kleiner 10 mm aufweisen. Es lassen sich Fasergebilde herstellen, welche eine Länge zwischen beispielsweise 10 und 150 mm aufweisen. Ferner lassen sich Harz aufweisende Langfasern ("Langfaser-Prepregs") herstellen, welche beispielsweise eine Länge größer 150 mm aufweisen. Es lassen sich auch Harz aufweisende Endlosfasergebilde herstellen. (Unter Fasern werden hier Fasergebilde verstanden, welche Faserfilamente umfassen.)
  • Die Harz aufweisenden Fasergebilde ("Fasergebilde-Prepregs") weisen eine homogene Harzverteilung auf. Insbesondere lassen sich dadurch Harznester und nicht mit Harz getränkte Fasern bzw. Fasergebilde bei der Herstellung von Bauteilen vermeiden.
  • Ferner lässt sich durch entsprechende Einstellung der Partikelbeaufschlagung und der Vorschubgeschwindigkeit ein definierter Harzanteil an beschichteten Fasergebilden einstellen. Diese lassen sich insbesondere reproduzierbar einstellen.
  • Die Fasergebilde lassen sich nicht klebend mit weitgehend staubfreier Oberfläche herstellen. Dadurch ist die Herstellung der Fasergebilde-Prepregs vereinfacht und hergestellte Fasergebilde-Prepregs lassen sich einfacher und insbesondere auch bei Raumtemperatur lagern. Weiterhin lassen sich die Harzpartikel mit geringer Ausschussquote verwenden.
  • Bei der Herstellung müssen keine Lösungsmittel verwendet werden, so dass der Aufwand für Schutzeinrichtungen sowie für die Entfernung von überschüssigem Lösungsmittel und für dessen Wiederaufbereitung vermieden ist.
  • Es lassen sich einzelne mit Harz versehene Fasergebilde beispielsweise auf der Basis von einzelnen Rovings herstellen. Es ist die Gefahr vermieden, dass zusammenhängende Faserpakete als Ganzes äußerlich beschichtet werden, wie es beim manuellen Mischen von Fasern mit Pulverharz vorkommen kann.
  • In der gleichen Vorrichtung 10 lässt sich die Beschichtung und/oder Tränkung durchführen und der Zuschnitt über die Schneidestation 36. Es ist insbesondere ein automatischer Zuschnitt möglich.
  • Beispielsweise lässt sich Pressgut herstellen, welches beschichtete und/oder getränkte Fasergebilde (beispielsweise beschichtete Kurzfasern) umfasst. Ferner kann das Pressgut auch zusätzliches Harz und kohlenstoffhaltiges Material umfassen. Das Pressgut wird unter Wärmezuführung verpresst. Bei diesem Vorgang erfolgt die endgültige Harzumhüllung und die vollständige Harztränkung der Faserfilamente der entsprechenden Fasergebilde.
  • Weiterhin wird das Pressgut verdichtet und in eine definierte Form gebracht. Durch die Wärmezufuhr wird das Harz vernetzt und es entsteht ein faserverstärktes Kunststoffbauteil. Dieses Kunststoffbauteil kann als solches verwendet werden oder auch als Vorkörper für ein carbidkeramisches Bauteil verwendet werden.
  • Es ist beispielsweise auch möglich, dass ein beschichteter Roving auf einen geheizten Kern einer Aufwickeleinrichtung gewickelt wird. Durch Beheizung des Wickelkerns lässt sich ein Aufschmelzen des Harzes, ein Tränken des Fasergebildes und das Aushärten des Harzes erreichen.
  • Es wird beispielsweise ein Vorkörper (Grünkörper) hergestellt, welcher anschließend pyrolysiert wird. Nach der Pyrolyse wird beispielsweise eine Carbidbildner-Infiltration durchgeführt, um ein carbidkeramisches Bauteil herzustellen.
  • Es ist beispielsweise auch möglich, dass ein Faserverbundwerkstoff-Körper (CFK-Körper) oder ein C/C-Körper hergestellt wird, welcher entsprechend verwendet bzw. weiterverarbeitet wird.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich weiterhin nicht klebende, trockene, beschichtete Gewebebahnen bzw. Gewebezuschnitte als Fasergebilde herstellen. Diese können anstatt klebriger Prepregs, welche auf der Basis von flüssigen Harzsystemen hergestellt sind, eingesetzt werden. Die Gewebebahnen bzw. Gewebezuschnitte sind bei Raumtemperatur lagerfähig und müssen nicht in Gefrierräumen oder Gefriertruhen gelagert werden. Weiterhin lassen sich die Gewebebahnen und Gewebezuschnitte mit im Wesentlichen homogener Harzverteilung herstellen, wobei der Harzanteil reproduzierbar ist und mit einer geringen Schwankungsbreite einstellbar ist.
  • Die Beaufschlagung von Ausgangs-Fasergebilden an der Beaufschlagungsstation 30 ist in der Menge der Beaufschlagung einstellbar. Beispielsweise wird der Volumenstrom der Beaufschlagung und/oder die Vorschubgeschwindigkeit eingestellt. Dadurch ist die Harzbelegung reproduzierbar.

Claims (42)

  1. Verfahren zur Herstellung eines harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebildes, bei dem ein Ausgangs-Fasergebilde elektrostatisch aufgeladen wird und Partikel, welche Harz aufweisende Partikel umfassen, mit entgegengesetztem Ladungsvorzeichen elektrostatisch aufgeladen werden, das aufgeladene Ausgangs-Fasergebilde mit den aufgeladenen Partikeln beaufschlagt wird, und anschließend das Harz thermisch an dem mit Partikeln belegten Fasergebilde fixiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Fasergebilde durch eine Aufladungsstation geführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Fasergebilde über mindestens eine Kontaktrolle geführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Fasergebilde mit mindestens einem Metallelement fixiert wird, über welches Ladung auf das Ausgangs-Fasergebilde aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Fasergebilde mit Partikeln in Pulverform beaufschlagt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der Partikel kleiner gleich 0,05 mm bei einer Mahlfeinheit von kleiner gleich 20 % bezogen auf Partikel mit einer Korngröße größer 0,05 mm ist.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Harz aufweisenden Partikel Phenolharzpartikel sind.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Fasergebilde mit Partikeln besprüht wird.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Fasergebilde mindestens zweiseitig mit Partikeln beaufschlagt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Fasergebilde durch eine Beaufschlagungsstation geführt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beaufschlagungsstrom an Partikeln einstellbar ist.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Partikeln beaufschlagte Ausgangs-Fasergebilde durch eine Heizstation geführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz auf das Ausgangs-Fasergebilde ohne Aushärtung des Harzes aufgeschmolzen wird.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das beschichtete Fasergebilde geschnitten wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beschichtete Kurzfasern hergestellt werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das beschichtete Fasergebilde einer Schneidstation zugeführt wird.
  17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasergebilde kontinuierlich geführt wird.
  18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasergebilde Kohlenstofffaserfilamente und/oder kohlenstoffhaltige Faserfilamente umfasst.
  19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasergebilde ein Faserstrang ist.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasergebilde ein Fasergewebe oder ein Fasergewirke oder ein Fasergelege oder ein Fasergeflecht oder ein Faservlies ist.
  21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Fasergebilde aufgespleißt wird.
  22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die hergestellten beschichteten Fasergebilde bei Wärmezuführung weiterverarbeitet werden, wobei eine endgültige Harzumhüllung der Fasern und/oder Harztränkung erfolgt.
  23. Fasergebilde oder Sammlung von Fasergebilden, wobei das oder die Fasergebilde, welche Faserfilamente umfassen, mit Harzmaterial beschichtet sind.
  24. Fasergebilde oder Sammlung von Fasergebilden nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Harzmaterial ein Phenolharz ist.
  25. Fasergebilde oder Sammlung von Fasergebilden nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserfilamente Kohlenstofffaserfilamente und/oder kohlenstoffhaltige Faserfilamente sind.
  26. Fasergebilde oder Sammlung von Fasergebilden nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Harzverteilung auf einem Fasergebilde im Wesentlichen homogen ist.
  27. Fasergebilde oder Sammlung von Fasergebilden nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fasergebilde trocken beschichtet ist.
  28. Fasergebilde oder Sammlung von Fasergebilden nach einem der Ansprüche 23 bis 27, welches im Wesentlichen frei von Harzstaub ist.
  29. Fasergebilde oder Sammlung von Fasergebilden nach einem der Ansprüche 23 bis 28, welches ein Fasergelege oder Fasergewirke oder Faservlies oder Fasergewebe oder einen Faserstrang oder Sammlung davon umfasst.
  30. Fasergebilde oder Sammlung von Fasergebilden nach einem der Ansprüche 23 bis 29, wobei das oder die Fasergebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 21 hergestellt sind.
  31. Verwendung des Fasergebildes oder der Sammlung von Fasergebilden gemäß einem der Ansprüche 23 bis 30 zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für ein faserverstärktes Bauteil oder für ein carbidkeramisches Bauteil.
  32. Vorrichtung zur Herstellung von harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebilden, umfassend eine erste Aufladungsstation (22) zur elektrostatischen Aufladung von Ausgangs-Fasergebilden, eine zweite Aufladungsstation (28) zur elektrostatischen Aufladung von Partikeln, welche Harz aufweisende Partikel umfassen, eine Beaufschlagungsstation (30) zur Beaufschlagung von geladenen Ausgangs-Fasergebilden mit geladenen Partikeln zur Herstellung von mit Partikeln belegten Fasergebilden, und eine Heizstation (34) zum Aufschmelzen von Harzmaterial, welches Fasergebilde belegt, auf die Fasergebilde.
  33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstation (34) der Beaufschlagungsstation (30) nachgeordnet ist.
  34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, gekennzeichnet durch eine Transporteinrichtung (16), mittels welcher Fasergebilde transportierbar sind.
  35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufladungsstation (22) mindestens eine Kontaktrolle (24) und/oder ein Metallelement zum Halten des Ausgangs-Fasergebildes aufweist.
  36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneidstation (36) vorgesehen ist.
  37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidstation (36) der Heizstation (34) nachgeordnet ist.
  38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagungsstation (30) so ausgebildet ist, dass Fasergebilde von mindestens zwei Seiten her mit Partikeln beaufschlagbar sind.
  39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagungsstation (30) mindestens eine Sprühdüse (32) für Partikel umfasst.
  40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagungsstation (30) so ausgebildet ist, dass ein Beaufschlagungsstrom einstellbar ist.
  41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 41, gekennzeichnet durch eine Aufwickeleinrichtung für harzbeschichtete und/oder harzgetränkte Fasergebilde.
  42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufwickeleinrichtung einen beheizbaren Wickelkern aufweist.
DE102006057603A 2006-11-27 2006-11-27 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebilden, Fasergebilde und Sammlung von Fasergebilden und Verwendung von Fasergebilden Withdrawn DE102006057603A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006057603A DE102006057603A1 (de) 2006-11-27 2006-11-27 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebilden, Fasergebilde und Sammlung von Fasergebilden und Verwendung von Fasergebilden

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006057603A DE102006057603A1 (de) 2006-11-27 2006-11-27 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebilden, Fasergebilde und Sammlung von Fasergebilden und Verwendung von Fasergebilden

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006057603A1 true DE102006057603A1 (de) 2008-06-05

Family

ID=39339005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006057603A Withdrawn DE102006057603A1 (de) 2006-11-27 2006-11-27 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebilden, Fasergebilde und Sammlung von Fasergebilden und Verwendung von Fasergebilden

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006057603A1 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004097A1 (de) 2011-02-15 2012-08-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Werkzeug zur Herstellung eines formstabilen Faser-Kunstoff-Verbunds mit magnetischem Matrixmaterial
WO2012130732A1 (de) 2011-03-29 2012-10-04 Sgl Carbon Se Verfahren zur herstellung eines prepregs und eines daraus erhältlichen organoblechs
DE102011006372A1 (de) 2011-03-29 2012-10-04 Sgl Carbon Se Verfahren zur Herstellung eines Prepregs und eines daraus erhältlichen Organoblechs
DE102011076546A1 (de) 2011-05-26 2012-11-29 Sgl Carbon Se Verfahren zur Herstellung eines Prepregs und eines daraus erhältlichen Organoblechs
DE102012000619A1 (de) 2012-01-14 2013-07-18 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff
DE102013005539A1 (de) 2013-03-30 2014-03-20 Daimler Ag Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundhalbzeugs für ein faserverstärktes Kunststoffbauteil
WO2016062896A1 (fr) * 2014-10-24 2016-04-28 Porcher Industries Mèches poudrées par procédé électrostatique

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919437A (en) * 1972-02-22 1975-11-11 Owens Corning Fiberglass Corp Method for electrostatically impregnating strand
EP0292266A2 (de) * 1987-05-18 1988-11-23 Sumitomo Chemical Company, Limited Ausbreiten eines Faserbündels
JPH0542537A (ja) * 1991-08-08 1993-02-23 Sekisui Chem Co Ltd 繊維複合シートの製造方法
DE4230557A1 (de) * 1991-09-20 1993-03-25 Basf Ag Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bauteilen aus verbundwerkstofflaminaten mit duromermatrix
DE69803697T2 (de) * 1997-11-04 2003-03-20 Materials Technics Sa Holding Pulverimprägnationsverfahren eines faser- oder fadennetzwerk insbesondere zur herstellung eines verbundmaterials
DE69626275T2 (de) * 1995-03-15 2003-11-27 Hexcel Composites Gmbh Paschin Flexibles, leichtes vorimpregniertes tau
DE10137161B4 (de) * 2001-07-30 2004-12-30 Helsa-Werke Helmut Sandler Gmbh & Co. Kg Filterelement

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919437A (en) * 1972-02-22 1975-11-11 Owens Corning Fiberglass Corp Method for electrostatically impregnating strand
EP0292266A2 (de) * 1987-05-18 1988-11-23 Sumitomo Chemical Company, Limited Ausbreiten eines Faserbündels
JPH0542537A (ja) * 1991-08-08 1993-02-23 Sekisui Chem Co Ltd 繊維複合シートの製造方法
DE4230557A1 (de) * 1991-09-20 1993-03-25 Basf Ag Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bauteilen aus verbundwerkstofflaminaten mit duromermatrix
DE69626275T2 (de) * 1995-03-15 2003-11-27 Hexcel Composites Gmbh Paschin Flexibles, leichtes vorimpregniertes tau
DE69803697T2 (de) * 1997-11-04 2003-03-20 Materials Technics Sa Holding Pulverimprägnationsverfahren eines faser- oder fadennetzwerk insbesondere zur herstellung eines verbundmaterials
DE10137161B4 (de) * 2001-07-30 2004-12-30 Helsa-Werke Helmut Sandler Gmbh & Co. Kg Filterelement

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004097A1 (de) 2011-02-15 2012-08-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Werkzeug zur Herstellung eines formstabilen Faser-Kunstoff-Verbunds mit magnetischem Matrixmaterial
WO2012130732A1 (de) 2011-03-29 2012-10-04 Sgl Carbon Se Verfahren zur herstellung eines prepregs und eines daraus erhältlichen organoblechs
DE102011006372A1 (de) 2011-03-29 2012-10-04 Sgl Carbon Se Verfahren zur Herstellung eines Prepregs und eines daraus erhältlichen Organoblechs
DE102011076546A1 (de) 2011-05-26 2012-11-29 Sgl Carbon Se Verfahren zur Herstellung eines Prepregs und eines daraus erhältlichen Organoblechs
DE102012000619A1 (de) 2012-01-14 2013-07-18 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff
DE102013005539A1 (de) 2013-03-30 2014-03-20 Daimler Ag Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundhalbzeugs für ein faserverstärktes Kunststoffbauteil
WO2016062896A1 (fr) * 2014-10-24 2016-04-28 Porcher Industries Mèches poudrées par procédé électrostatique
RU2703213C2 (ru) * 2014-10-24 2019-10-15 Порше Эндюстри Стренги, покрытые порошком электростатическим способом
RU2703213C9 (ru) * 2014-10-24 2019-11-25 Порше Эндюстри Стренги, покрытые порошком электростатическим способом
US10538015B2 (en) 2014-10-24 2020-01-21 Porcher Industries Strands powdered by electrostatic method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2727693B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Faservorformlingen
DE102006057603A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von harzbeschichteten und/oder harzgetränkten Fasergebilden, Fasergebilde und Sammlung von Fasergebilden und Verwendung von Fasergebilden
DE60119504T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines verbundprofils aus organischem, thermoplastischem, durch verstärkungsfasern verstärktem kunststoff
EP2742176B1 (de) Verfestigte faserbündel
DE3137098C2 (de)
EP2427309A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines fadens aus einer mehrzahl von einzelfilamenten sowie hierdurch hergestellter monofiler faden
WO2011101093A2 (de) Verfahren zur herstellung von pellets aus faserverbundwerkstoffen
EP1618252A1 (de) Faservliesmatte, verfahren zu dessen herstellung und faserverbundwerkstoff
EP1645671B1 (de) Polymergebundene fasergelege
DE102012203388A1 (de) Querablegen von Fasern
DE102015210735A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Faser-Kunststoff-Verbunds, Verfahren zur Herstellung eines Laminats, Faser-Kunststoff-Verbund sowie Enderzeugnis
DE102006052137A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Blattfedern aus einem Faserverbundwerkstoff
DE2935205A1 (de) Schichtverbundwerkstoff
DE102012015448A1 (de) Organoblech und Verfahren zum Herstellen desselben
DE102010042349A1 (de) Textiles Halbzeug, insbesondere Prepreg, auf Basis von aus Recyclingfasern zusammengesetztem Carbonfaservlies
EP2794220B1 (de) Verfahren zur herstellung eines faserverbundwerkstoffes sowie eine vorrichtung zur durchführung des verfahrens
EP2886693B1 (de) Vliesstoff aus Carbonfasern und thermoplastischen Fasern
WO2009076920A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verfestigung von textilem material
WO2014067762A1 (de) Ablegevorrichtung zum gesteuerten ablegen von verstärkungsfaserbündeln
DE202016008289U1 (de) Formteil aus Glasfaser- und/oder Mineralfasermaterial und Fertigungseinheit hierfür
DE2948989C2 (de)
EP1988068B1 (de) Verfahren zur herstellung von mit fasern verstärkten formkörpern
DE102017124417A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Ablegen eines Fasermaterials
EP3228389B1 (de) Verfahren zur ausbildung eines dreidimensionalen strukturstranges
DD147138A5 (de) Kupplungsbelag mit wicklungsaufbau und verfahren zu seiner herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal