DE102007033871A1 - Folded core structure manufacturing method, involves folding pre-impregnated fiber finished part along low cross-linked regions, and hardening folded pre-impregnated fiber semi-finished product to folded core structure - Google Patents

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Abstract

The method involves providing a low cross-linked pre-impregnated fiber semi-finished product (1) e.g. paper, and applying heat to predetermined high cross-linked regions (6-8) of the pre-impregnated fiber semi-finished product for high cross-linking, using a laser (3). A pattern (15) is created in low cross-linked regions (12-14) and the high cross-linked regions in the pre-impregnated fiber semi-finished product. The pre-impregnated fiber finished part is folded along the low cross-linked regions. The folded pre-impregnated fiber semi-finished product is hardened to a folded core structure. An independent claim is also included for a folded core structure with a pattern.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer gefalteten Kernstruktur sowie auf ein vorimprägniertes Faserhalbzeug, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich.The The present invention relates to a method of manufacturing a folded core structure and a prepreg Semi-finished fiber products, in particular in the aerospace sector.

Aufgrund ihres guten Verhältnisses von Steifigkeit bzw. Festigkeit zu Dichte finden in der Luft- und Raumfahrt Kernverbunde einen breiten Anwendungsbereich. Kernverbunde werden im Allgemeinen aus einer oberen und einer unteren Deckschicht bzw. Lage gebildet, zwischen denen sich zur Erhöhung der Steifigkeit eine Kernstruktur befindet.by virtue of their good relationship from stiffness or strength to density find in the air and Space Core Compounds a broad scope. core composites are generally made up of an upper and a lower cover layer or layer formed between which a core structure to increase the rigidity located.

Ein Beispiel einer solchen weitläufig bekannten Kernstruktur stellen Wabenmaterialien dar, welche vertikal zu der oberen und unteren Deckschicht verlaufende Zellen mit hexagonalem Querschnitt aufweisen.One Example of such a spacious known core structure represent honeycomb materials, which are vertical hexagonal cells extending to the upper and lower cover layers Have cross-section.

Eine weiteres bekanntes Beispiel sind die sogenannten gefalteten Kernstrukturen. Dabei werden ebene Faserhalbzeuge, beispielsweise aus Papier, zu einer räumlichen Kernstruktur gefaltet. Vorteilhaft lassen sich solche gefalteten Kernstrukturen mit geringem Energieaufwand herstellen. Die gefalteten Kernstrukturen sind ferner leicht, beulsteif, drainagefähig, schallisolierend und lassen sich einfach den zu erwartenden mechanischen Belastungen anpassen. Bei sich wiederholenden Mustern, lassen sich die gefalteten Kernstrukturen auch endlos herstellen.A Another known example is the so-called folded core structures. This flat semi-finished fiber products, such as paper, too a spatial Folded core structure. Advantageously, such folded Create core structures with low energy consumption. The folded core structures are also lightweight, bulge-resistant, drainable, soundproof and let easily adapt to the expected mechanical loads. at Repeating patterns, the folded core structures can be also produce endlessly.

Ein bekanntes Verfahren zum Herstellen einer gefalteten Kernstruktur ist das sogenannte Prägeverfahren mittels Plotter. Mittels eines Prägestifts erzeugt der Plotter auf einem ebenen Faserhalbzeug linienförmige Prägebereiche. In einem weiteren Schritt wird das Faserhalbzeug entlang der Prägebereiche gefaltet. Anschließend wird das gefaltete Faserhalbzeug auf einem Werkzeug angeordnet, welches das gefaltete Faserhalbzeug in dem gefalteten Zustand hält. Daraufhin wird das gefaltete Faserhalbzeug samt dem Werkzeug mit Druck und Wärme zum Aushärten des Faserhalbzeugs zu der gefalteten Kernstruktur beaufschlagt.One Known method for producing a folded core structure is the so-called embossing process by plotter. The plotter generates by means of a stamping pin On a flat semi-finished fiber line stamping areas. In a further step The semi-finished fiber is folded along the embossing areas. Subsequently, will the folded fiber semi-finished product arranged on a tool, which keeps the folded semi-finished fiber in the folded state. thereupon is the folded fiber semi-finished product including the tool with pressure and Heat to cure the Fiber semi-finished to the folded core structure acted upon.

Problematisch bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist, dass sich der Prägestift bei gewebeartigen Faserhalbzeugen in diesen verfängt, oder aber, dass die Prägebereiche nicht dauerhaft erzeugt werden können, da sich diese nach einer gewissen Zeit in den Ursprungszustand rückbilden.Problematic in the method described above is that the embossing pin in fabric-like fiber semi-finished caught in this, or that the embossed areas can not be generated permanently because these regress after a certain time in the original state.

Bei dem bekannten Verfahren weist das gefaltete Faserhalbzeug so gut wie keine Eigensteifigkeit auf und würde daher ohne die Unterstützung durch das Werkzeug nach dem Falten seine Gestalt derart verändern, dass eine Einhaltung von Formtoleranzen unmöglich wäre. Solche Werkzeuge sind aufwendig in ihrer Herstellung, da sie den teilweise sehr komplexen Geometrien des gefalteten Faserhalbzeugs folgen müssen.at The folded fiber preform is so good in the known method like no rigidity and would therefore be without the support of the tool after folding change its shape so that compliance with dimensional tolerances would be impossible. Such tools are expensive in their production, as they are sometimes very complex geometries must follow the folded semi-finished fiber.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Herstellung einer gefalteten Kernstruktur bereitzustellen, welches auch auf gewebeartige Faserhalbzeuge anwendbar ist und/oder ohne das vorstehend beschriebene Werkzeug auskommt. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein vorimprägniertes Faserhalbzeug bereitzustellen, welches sich einfach falten lässt und/oder im gefalteten Zustand eine ausreichende Eigensteifigkeit aufweist.It Therefore, an object of the present invention is an improved method to provide a folded core structure, which also is applicable to fabric-like fiber semi-finished products and / or without that works out tool described above. It is still the task to provide a preimpregnated semi-finished fiber product of the present invention, which can be easily folded and / or in the folded state sufficient inherent rigidity having.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein vorimprägniertes Faserhalbzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst.According to the invention this Task by a method having the features of the claim 1 and / or by a preimpregnated Semi-finished fiber with the features of claim 3 solved.

Demgemäß wird ein Verfahren zum Herstellen einer gefalteten Kernstruktur, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, mit folgenden Schritten bereitgestellt: Zunächst wird ein niedrigvernetztes, vorimprägniertes Faserhalbzeug bereitgestellt. Anschließend wird Wärme in vorbestimmte Bereiche des vorimprägnierten Faserhalbzeugs eingebracht. Dadurch wird eine hohe Vernetzung in diesen vorbestimmten Bereichen erzeugt. Die hochvernetzten Bereiche bilden zusammen mit den bei der Einbringung von Wärme ausgesparten und daher noch niedrigvernetzten Bereichen ein Muster von niedrig- und hochvernetzten Bereichen in dem vorimprägnierten Faserhalbzeug. Die niedrigvernetzten Bereiche sind im Vergleich zu den hochvernetzten Bereichen verformbar und stellen somit Scharniere für ein Falten des Faserhalbzeugs dar. In einem weiteren Schritt wird das vorimprägnierte Faserhalbzeug entlang der niedrigvernetzten Bereiche (Scharniere) gefaltet. Daraufhin wird das gefaltete vorimprägnierte Faserhalbzeug zu der gefalteten Kernstruktur ausgehärtet.Accordingly, a Method for producing a folded core structure, in particular in the aerospace sector, provided with the following steps: First a low crosslinked, preimpregnated semi-finished fiber is provided. Subsequently will heat introduced into predetermined areas of the preimpregnated fiber semi-finished product. Thereby a high level of crosslinking is generated in these predetermined areas. The highly cross-linked areas together with those in the introduction of Heat recessed and therefore still low-linked areas, a pattern of low- and highly crosslinked areas in the preimpregnated semifinished fiber product. The low crosslinked areas are compared to the highly crosslinked Areas deformable and thus provide hinges for a folding of the Semi-finished fiber is. In a further step, the pre-impregnated Semi-finished fiber along the low-crosslinked areas (hinges) folded. Then, the folded preimpregnated fiber semi-finished product to the hardened folded core structure.

Ferner wird ein vorimprägniertes Faserhalbzeug, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, mit einem Muster niedrig und hoch vernetzter Bereiche bereitgestellt, wobei die niedrig vernetzten Bereiche als Scharniere zwischen den hoch vernetzten Bereichen für ein Falten des vorimprägnierten Faserhalbzeugs entlang der niedrig vernetzten Bereiche ausgebildet sind.Further becomes a preimpregnated Semi-finished fiber products, in particular in the aerospace sector, with a Pattern low and highly networked areas provided, wherein the low networked areas as hinges between the high networked areas for a fold of pre-impregnated Semi-finished fiber formed along the low-crosslinked areas are.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass scharnierartige Faltbereiche in einem Faserhalbzeug mittels eines lokal unterschiedlichen Wärmeeintrags in das Faserhalbzeug kontaktlos erzeugt werden können. Dabei ist keinerlei mechanische Einwirkung auf das Faserhalbzeug zum Erzeugen der definierten scharnierartigen Faltbereiche, wie beispielsweise bei dem Prägeverfahren, erforderlich. Damit können auch problemlos gewebeartige Faserhalbzeuge mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu gefalteten Kernstrukturen verarbeitet werden. Auch eine Rückbildung der Faltbereiche nach einem gewissen Zeitraum, wie bei dem Prägeverfahren, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch verhindert, dass das Faserhalbzeug mittels des Wärmeeintrags in seiner Molekülstruktur lokal verändert und nicht lokal mechanisch verändert wird.The idea on which the present invention is based is that hinge-like folding areas in a semi-finished fiber product can be produced contactlessly by means of a locally different heat input into the semi-finished fiber product. In this case, there is no mechanical action on the semifinished fiber product for producing the defined hinge-like folding areas, such as in the pre required. Thus, fabric-like fiber semi-finished products can also be processed by means of the method according to the invention into folded core structures. A regression of the folding areas after a certain period of time, as in the embossing process, is prevented in the inventive method in that the semifinished fiber product is locally changed by the heat input in its molecular structure and not mechanically changed locally.

Die hochvernetzten Bereiche sind vergleichsweise steif und weisen eine hohe Erweichungstemperatur auf. Dies ermöglicht es, dass das gefaltete Faserhalbzeug seine Gestalt auch ohne ein unterstützendes Werkzeug während dem Aushärten beibehält. Daher kann auf das unterstützende Werkzeug verzichtet werden, was zu erheblichen Kostenvorteilen führt.The highly crosslinked areas are comparatively stiff and have a high softening temperature. This allows the folded Semi-finished fiber also without a supporting Tool during maintains the curing. Therefore can on the supportive Tool are omitted, resulting in significant cost advantages.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserung der Erfindung.In the dependent claims find advantageous embodiments and improvement of the invention.

Unter einem "vorimprägnierten Faserhalbzeug" ist vorliegend jede Art von Fasergewebe, Fasergelege oder Faserfilz zu verstehen, die mit einer Matrix, insbesondere einer Epoxidharzmatrix, imprägniert worden ist. Vorzugsweise ist das Faserhalbzeug flächig, insbesondere mit einer Dicke im Bereich von 0,01 bis 5 Millimeter, ausgebildet.Under a "prepreg Semi-finished fiber "is in the present case, any type of fiber fabric, fiber fabric or fiber felt to understand that with a matrix, in particular an epoxy resin matrix, waterproof has been. Preferably, the semi-finished fiber is flat, in particular with a thickness in the range of 0.01 to 5 millimeters, formed.

Mit „Vernetzung" ist vorliegend die Vernetzung der Matrix gemeint.With "networking" is present in the Meant networking of the matrix.

Ein „niedrig vernetzter" Bereich weist vorliegend einen niedrigeren Vernetzungsgrad als ein „hoch vernetzter" Bereich auf.A "low networked "area In this case, it has a lower degree of crosslinking than a "highly crosslinked" range.

Unter "niedrigvernetzt" ist vorliegend auch ein Vernetzungsgrad von null zu verstehen.Under "low crosslinked" is present also a To understand degree of crosslinking from zero.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Einbringen von Wärme mittels eines Lasers durchgeführt. Ein Laser erlaubt eine sehr genaue und präzise Einbringung der Wärmeenergie in die vorbestimmten Bereiche. Ferner arbeiten Laser mittlerweise sehr schnell. Damit lassen sich kurze Herstellzeiten für die gefaltete Kernstruktur realisieren. Ferner sind Laser sehr flexibel, insbesondere mittels einer geeigneten NC-Steuerung, steuerbar. Damit lassen sich die geometrisch unterschiedlichsten Muster auf den Faserhalbzeugen erzeugen und auch Rüstzeiten zwischen unterschiedlichen Mustern sind minimal.According to one preferred development of the method according to the invention is the introduction of Heat by means of a laser performed. A laser allows a very accurate and precise introduction of heat energy in the predetermined areas. Furthermore, lasers work in the meantime very fast. This allows short production times for the folded Realize core structure. Furthermore, lasers are very flexible, in particular by means of a suitable NC control, controllable. This can be done the geometrically different patterns on the semi-finished fiber generate and also set-up times between different patterns are minimal.

Selbstverständlich kann die gefaltete Kernstruktur vor oder nach dem Aushärten derselben zwischen zwei Decklagen angeordnet werden und mit den Decklagen, insbesondere unter Druck und/oder Wärme, zu einem Kernverbund ausgehärtet bzw. mit diesen verklebt werden.Of course you can the folded core structure before or after curing thereof be arranged between two cover layers and with the cover layers, especially under pressure and / or heat, cured to a core composite or glued to these.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.The Invention will be described below with reference to an embodiment with reference closer to the enclosed figures explained.

Von den Figuren zeigen:From show the figures:

1 einen Verfahrenzustand gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 1 a method state according to an embodiment of the invention; and

2 einen weiteren Verfahrenszustand gemäß dem Ausführungsbeispiel. 2 a further method state according to the embodiment.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the same reference numerals designate the same or functionally identical Components, unless stated otherwise.

1 zeigt ein flächiges Faserhalbzeug 1, welches als ein mit einer Epoxidharzmatrix vorimprägniertes Kohlenstofffaser gewebe ausgebildet ist. Die gesamte Epoxidharzmatrix in dem Faserhalbzeug 1 befindet sich zunächst in einem niedrig vernetzten Zustand mit einem Vernetzungsgrad von beispielsweise 5%. Das Faserhalbzeug 1 ist auf einem Bearbeitungstisch 2 abgelegt. 1 shows a flat semi-finished fiber 1 , which is formed as a pre-impregnated with an epoxy resin carbon fiber fabric. The entire epoxy resin matrix in the semifinished fiber product 1 is initially in a low-crosslinked state with a degree of crosslinking of, for example, 5%. The semifinished fiber product 1 is on a working table 2 stored.

Oberhalb des Faserhalbzeugs 1 ist ein Laser 3 angeordnet, welcher einen Laserstrahl 4 auf die Oberfläche 5 des Faserhalbzeugs 1 erzeugt.Above the semifinished fiber product 1 is a laser 3 arranged, which a laser beam 4 on the surface 5 of the semifinished fiber product 1 generated.

Der Laser 3 bzw. der Laserstrahl 4 ist vorzugsweise in allen drei Raumrichtungen X, Y und Z beweglich und/oder um diese verschwenkbar, so dass der Laserstrahl 4 Faserhalbzeuge 1 mit beliebig konturierten (insbesondere in z) Oberflächen 5 bearbeiten kann. Vorzugsweise ist der Laser 3 an einem Portalroboterarm (nicht dargestellt) NC-gesteuert beweglich vorgesehen.The laser 3 or the laser beam 4 is preferably in all three spatial directions X, Y and Z movable and / or pivotable about them, so that the laser beam 4 Semi-finished fiber 1 with arbitrarily contoured (especially in z) surfaces 5 can edit. Preferably, the laser is 3 on a gantry robot arm (not shown) provided NC-controlled movable.

Der Laserstrahl 4 wird über die dunkel dargestellten, vorbestimmte Bereiche (beispielhaft mit dem Bezugszeichen 6, 7 und 8 bezeichnet) der Oberfläche 5 des Faserhalbzeugs 1 bewegt.The laser beam 4 is over the dark, predetermined areas (by way of example with the reference numeral 6 . 7 and 8th designated) of the surface 5 of the semifinished fiber product 1 emotional.

Der mittels des Laserstrahls 4 bewirkte hohe Energieeintrag in diesen vorbestimmten Bereichen 6, 7, 8 führt dazu, dass sich das Epoxidharz in diesen vorbestimmten Bereichen 6, 7, 8 vernetzt und damit diese wenigstens teilweise aushärten. Der Vernetzungsgrad in den vorbestimmten Bereichen beträgt dann beispielsweise 80%.The by means of the laser beam 4 caused high energy input in these predetermined areas 6 . 7 . 8th causes the epoxy resin in these predetermined areas 6 . 7 . 8th crosslinked and thus at least partially cure. The degree of crosslinking in the predetermined ranges is then for example 80%.

Die von dem Laserstrahl 4 ausgesparten Bereiche (beispielhaft mit den Bezugszeichen 12, 13 und 14 bezeichnet) weisen die Epoxidharzmatrix in dem niedrig vernetzten Zustand auf.The of the laser beam 4 recessed areas (by way of example with the reference numerals 12 . 13 and 14 ) have the epoxy resin matrix in the low crosslinked state.

Damit entsteht ein Muster 15 aus hoch- und niedrigvernetzten Bereichen 6, 7, 8; 12, 13, 14 in dem Faserhalbzeug 1. Da das Faserhalbzeug 1 verhältnismäßig dünn ist und der Energieeintrag des Lasers 3 sehr hoch ist, werden die Bereiche 6, 7, 8 auch in Dickenrichtung z vorzugsweise durchwegs hoch vernetzt sind.This creates a pattern 15 from high and low-crosslinked areas 6 . 7 . 8th ; 12 . 13 . 14 in the semifinished fiber product 1 , Since the semi-finished fiber 1 is relatively thin and the energy input of the laser 3 is very high, the areas become 6 . 7 . 8th also in the thickness direction z are preferably highly crosslinked throughout.

Folglich entsteht ein Muster 15 aus hochvernetzten und niedrigvernetzten Bereichen 5, 6, 7; 12, 13, 14, wobei die niedrigvernetzten Bereiche flexibel im Vergleich zu den hochvernetzten Bereichen 6, 7, 8 ausgebildet sind und somit als Scharniere für das nachfolgende Falten des Faserhalbzeugs 1 fungieren.Consequently, a pattern is created 15 from highly crosslinked and low-crosslinked areas 5 . 6 . 7 ; 12 . 13 . 14 , where the low crosslinked areas are flexible compared to the highly crosslinked areas 6 . 7 . 8th are formed and thus as hinges for subsequent folding of the semifinished fiber product 1 act.

In dem in 1 dargestellten Zustand ist lediglich ein Teilbereich des Faserhalbzeugs 1 von dem Laser 3 bearbeitet worden.In the in 1 shown state is only a partial area of the semifinished fiber product 1 from the laser 3 been edited.

Nachdem alle Bereiche 6, 7, 8 mittels des Lasers 3 bzw. des Laserstrahls 4 hochvernetzt worden sind, wird das Faserhalbzeug 1 entlang der niedrigvernetzten Bereiche 12, 13, 14 mittels einer nicht dargestellten Falteinrichtung gefaltet und weist dann die in 2 dargestellte Gestalt auf.After all areas 6 . 7 . 8th by means of the laser 3 or the laser beam 4 have been highly crosslinked, the semi-finished fiber 1 along the low-crosslinked areas 12 . 13 . 14 folded by means of a folding device, not shown, and then has the in 2 shown figure.

Da die hochvernetzten Bereiche 6, 7, 8 bereits eine gewisse Eigensteifigkeit aufweisen, behält das gefaltete Faserhalbzeug 1 den in 2 dargestellten Zustand bei, auch ohne dass ein an die Geometrie des gefalteten Faserhalbzeugs 1 angepasstes Werkzeug das gefaltete Faserhalbzeug 1 unterstützt.Because the highly networked areas 6 . 7 . 8th already have a certain inherent rigidity, keeps the folded semi-finished fiber 1 the in 2 shown state, even without one to the geometry of the folded fiber semi-finished product 1 adapted tool the folded fiber semi-finished product 1 supported.

In einem weiteren Verfahrensschritt kann das in 2 dargestellte, gefaltete Faserhalbzeug 1 mit einer unteren und oberen Deckschicht (nicht dargestellt) versehen werden und dann die gesamte Anordnung, aufweisend das gefaltete Faserhalbzeug 1 und die oberen und unteren Deckschicht, insbesondere aus vorimprägnierten, aber noch nicht ausgehärteten Faserhalbzeugen, unter Druck und/oder Wärme ausgehärtet werden.In a further method step, the in 2 shown, folded fiber semi-finished product 1 with a lower and upper cover layer (not shown) and then the entire assembly comprising the folded semifinished fiber product 1 and the upper and lower cover layer, in particular of preimpregnated, but not yet cured semi-finished fiber, be cured under pressure and / or heat.

Anstelle des Lasers 3 kommen auf andere fokussierbare Hochenergiequellen, beispielsweise eine Mikrowellenvorrichtung, in Frage.Instead of the laser 3 come into question on other focusable high energy sources, such as a microwave device in question.

Vorteilhaft läuft das in den 1 und 2 dargestellte Verfahren kontinuierlich ab, d. h. das Faserhalbzeug 1 wird als Endlosfaserhalbzeug, beispielweise von einer Spindel abwickelbar, bereitgestellt und läuft, beispielsweise in Y-Richtung, über den Bearbeitungstisch 2 hinweg.Advantageously that runs in the 1 and 2 shown method from continuously, ie the semi-finished fiber 1 is provided as a continuous fiber semi-finished, for example, developable by a spindle, and runs, for example in the Y direction, over the processing table 2 time.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorliegend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Even though the present invention with reference to preferred embodiments has been described herein, it is not limited thereto, but on diverse Modifiable way.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer gefalteten Kernstruktur, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, mit folgenden Schritten: Zunächst wird ein niedrigvernetztes, vorimprägniertes Faserhalbzeug bereitgestellt. In vorbestimmte Bereiche des vorimprägnierten Faserhalbzeugs wird anschließend Wärme eingebracht, insbesondere mittels eines Laser, um die Harzmatrix in vorbestimmten Bereichen hoch zu vernetzen und somit ein Muster von niedrig und hochvernetzten Bereichen in dem vorimprägnierten Faserhalbzeug zu erzeugen. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das vorimprägnierte Faserhalbzeug entlang der niedrigvernetzten Bereiche, welche als Scharniere fungieren, gefaltet. Daraufhin wird das gefaltete, vorimprägnierte Faserhalbzeug zu der gefalteten Kernstruktur ausgehärtet. Vorteilhaft entfällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber dem bekannten Prägeverfahren ein aufwendiges Werkzeug zur Unterstützung des vorimprägnierten Faserhalbzeugs nach dem Falten. Außerdem können auch gewebeartige Faserhalbzeuge mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu gefalteten Kernstrukturen verarbeitet werden.The The present invention relates to a method for producing a folded core structure, in particular in the aerospace sector, with the following steps: First a low crosslinked, preimpregnated semi-finished fiber is provided. In predetermined areas of the preimpregnated fiber semi-finished product is subsequently Heat introduced, in particular by means of a laser to the resin matrix in predetermined Areas high and thus a pattern of low and high to produce highly cross-linked areas in the pre-impregnated fiber semi-finished product. In a further process step, the preimpregnated Semi-finished fiber along the low-crosslinked areas, which act as hinges act, folded. Then the folded, preimpregnated Semifinished semifinished fiber to the folded core structure. Advantageous not included the method according to the invention compared to the known embossing method an elaborate tool to support the preimpregnated semi-finished fiber after folding. Furthermore can also fabric-like semi-finished fiber products by means of the method according to the invention processed into folded core structures.

11
FaserhalbzeugSemi-finished fiber
22
Bearbeitungstischprocessing table
33
Laserlaser
44
Strahlbeam
55
Oberflächesurface
66
Vorbestimmter Bereich/Hochvernetzter Bereichpredetermined Area / Highly networked area
77
Vorbestimmter Bereich/Hochvernetzter Bereichpredetermined Area / Highly networked area
88th
Vorbestimmter Bereich/Hochvernetzter Bereichpredetermined Area / Highly networked area
1212
Niedrigvernetzter Bereichlow Networked Area
1313
Niedrigvernetzter Bereichlow Networked Area
1414
Niedrigvernetzter Bereichlow Networked Area
1515
Mustertemplate

Claims (3)

Verfahren zum Herstellen einer gefalteten Kernstruktur, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines niedrig vernetzten, vorimprägnierten Faserhalbzeugs (1); Einbringung von Wärme in vorbestimmte Bereiche (6, 7, 8) des vorimprägnierten Faserhalbzeugs (1) zur hohen Vernetzung derselben und damit Erzeugen eines Musters (15) niedrig und hoch vernetzter Bereiche (12, 13, 14; 6, 7, 8) in dem vorimprägnierten Faserhalbzeug (1); Falten des vorimprägnierten Faserhalbzeugs (1) entlang der niedrig vernetzten Bereiche (12, 13, 14); und Aushärten des gefalteten, vorimprägnierten Faserhalbzeugs (1) zu der gefalteten Kernstruktur.Process for producing a folded core structure, in particular in the aerospace sector, comprising the following steps: providing a low-crosslinked, preimpregnated semifinished fiber product ( 1 ); Introduction of heat into predetermined areas ( 6 . 7 . 8th ) of the preimpregnated semifinished fiber product ( 1 ) for high interconnection of the same and thus generating a pattern ( 15 ) low and highly networked areas ( 12 . 13 . 14 ; 6 . 7 . 8th ) in the preimpregnated semifinished fiber product ( 1 ); Folding of the preimpregnated semifinished fiber product ( 1 ) along the low-networked areas ( 12 . 13 . 14 ); and curing of the folded, preimpregnated semifinished fiber product ( 1 ) to the folded core structure. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen von Wärme mittels eines Lasers (3) durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that the introduction of heat by means of a laser ( 3 ) is carried out. Vorimprägniertes Faserhalbzeug (1), insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich, mit einem Muster (15) niedrig und hoch vernetzter Bereiche (12, 13, 14; 6, 7, 8), wobei die niedrig vernetzten Bereiche (12, 13, 14) als Scharniere zwischen den hoch vernetzten Bereichen (6, 7, 8) für ein Falten des vorimprägnierten Faserhalbzeugs (1) entlang der niedrig vernetzten Bereiche (12, 13, 14) ausgebildet sind.Preimpregnated semi-finished fiber products ( 1 ), in particular in the aerospace sector, with a design ( 15 ) low and highly networked areas ( 12 . 13 . 14 ; 6 . 7 . 8th ), the low-networked areas ( 12 . 13 . 14 ) as hinges between the highly networked areas ( 6 . 7 . 8th ) for folding the preimpregnated semifinished fiber product ( 1 ) along the low-networked areas ( 12 . 13 . 14 ) are formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005056278A1 (en) * 2003-12-11 2005-06-23 Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'kazansky Nauchno-Isledovatelsky Institut Aviatsionnoi Tekhnologii' Method for production of sandwich panel core from composites

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005056278A1 (en) * 2003-12-11 2005-06-23 Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'kazansky Nauchno-Isledovatelsky Institut Aviatsionnoi Tekhnologii' Method for production of sandwich panel core from composites

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