DE102007037680A1 - Process for production of injection molded structural components reinforced with endless fibers, generally useful in production of injection molded components is cost effective and permits high degree of geometric variability - Google Patents

Process for production of injection molded structural components reinforced with endless fibers, generally useful in production of injection molded components is cost effective and permits high degree of geometric variability Download PDF

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Abstract

Process for production of injection molded structural components (20) reinforced with endless fibers, based on a thermoplastic workpiece material involving: preparation of a workpiece mold comprising a die (10) and punch (16), where the workpiece mold has a series of holes in the region of the punch and/or die, introduction of needles (3) (sic) into the open mold space, addition of semifinished endless fiber thermoplastic prepregs (sic) or hybrids, so that these are held by the needles, closing of the workpiece mold, and injection of a thermoplastic workpiece material, e.g. polypropylene or polyamine, followed by cutting back (sic) of the needles. An independent claim is included for a workpiece mold.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines partiell mit Endlosfasern verstärkten Spritzgussbauteils auf Basis eines thermoplastischen Werkstoffs sowie eine Werkzeugform, die für dieses Verfahren geeignet ist.The The invention relates to a process for the preparation of a partial Continuous fiber reinforced injection molded component based on a thermoplastic material and a mold, the suitable for this method.

Spritzgussbauteile werden im Automobilbau in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt. Sie können mit komplexen Geometrien, unterschiedlichen Wandstärken sowie hervorragenden Oberflächen und unterschiedlichen Werkstoffkombinationen hergestellt werden. Das Spritzgießverfahren ist ein sehr kostengünstiges und schnelles Fertigungsverfahren für die Herstellung einer Vielzahl von Serienbauteilen in großer Stückzahl.injection molding components are used in the automotive industry in a wide variety of areas. You can use complex geometries, different Wall thicknesses as well as excellent surfaces and different material combinations are produced. The Injection molding is a very cost effective and fast manufacturing process for the production of a Variety of serial components in large quantities.

Unverstärkte Thermoplaste besitzen oftmals unzureichende Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften. Es ist daher bekannt, den Thermoplasten Kurz- oder Langfasern, zum Beispiel in Form von Glasfasern, zuzusetzen. Im Vergleich zu Bauteilen aus Stahl oder Aluminium besitzen aber auch die kurz- oder langfaserverstärkten Spritzgussbauteile eine erheblich geringere Steifigkeit und Festigkeit. Es ist daher weiterhin bekannt, die Bauteile bereichsweise mit gerichteten Endlosfasern zu verstärken. Solche Endlosfaser-Verstärkungen können zum Beispiel aus Geweben, Gelegen, Gestricken oder Ähnlichem bestehen.Unreinforced Thermoplastics often have insufficient strength and stiffness properties. It is therefore known that the thermoplastic short or long fibers, for Example in the form of glass fibers, add. Compared to components Steel or aluminum but also have the short or long fiber reinforced Injection molded components a significantly lower rigidity and strength. It is therefore still known, the components partially directed with Reinforce continuous fibers. Such continuous fiber reinforcements For example, they may be woven, laid, knitted, or the like.

Zur Herstellung von Bauteilen aus thermoplastischen, endlosfaserverstärkten Kunststoffen sind verschiedene Verfahren bekannt.to Production of components from thermoplastic, continuous fiber reinforced Plastics are known various methods.

DE 42 15 756 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern nach dem so genannten Schmelzdruckformen, bei dem ein thermoplastisches Kernrohr mit Fasern, thermoplastischen Prepregs oder Hybridfasern belegt wird. Bei rotationssymmetrischen Bauteilen erfolgt die Faserablage im Wickelverfahren. Der so hergestellte Vorformling wird von außen erwärmt und anschließend in ein Werkzeug gelegt, druckdicht verschlossen und mit Innendruck beaufschlagt, was die Konsolidierung des Matrixmaterials bewirkt. DE 42 15 756 A1 describes a process for the production of hollow bodies after the so-called melt-pressure molding, in which a thermoplastic core tube is coated with fibers, thermoplastic prepregs or hybrid fibers. In the case of rotationally symmetrical components, fiber deposition takes place in the winding process. The preform thus produced is heated from the outside and then placed in a mold, sealed pressure-tight and subjected to internal pressure, which causes the consolidation of the matrix material.

EP 08 35 745 A2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Hohlkörpern, bei dem zunächst ein thermoplastisches Kernrohr mit Fasern bewickelt wird. In das bewickelte Hohlprofil wird ein konisch geformter Dorn eingebracht, dessen Querschnitt dem des Hohlprofils geometrisch ähnlich ist. Anschließend wird der rohrförmige Hohlkörper ganz oder teilweise aufgeschmolzen, wobei ein Teil des die innere Schicht des rohrförmigen Hohlkörpers bildenden thermoplastischen Kunststoffs in die Faserschicht hineingepresst wird und auf diese Weise eine mit Fasern verstärkte äußere Schicht des Hohlkörpers bildet. EP 08 35 745 A2 describes a method for the production of tubular hollow bodies in which first a thermoplastic core tube is wound with fibers. In the wound hollow profile, a conically shaped mandrel is introduced whose cross-section is geometrically similar to the hollow profile. Subsequently, the tubular hollow body is completely or partially melted, wherein a portion of the inner layer of the tubular hollow body forming thermoplastic material is pressed into the fiber layer and thus forms a fiber reinforced outer layer of the hollow body.

DE 43 00 208 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern, insbesondere Rohren, rohrförmigen Torsionsstäben und Druckbehältern aus faserverstärkten Kunststoffen, bei dem wenigstens zwei Schichten mit unterschiedlich zur Längsrichtung orientierten Fasern eingearbeitet werden. Das bewickelte Rohr wird in ein Werkzeug eingebracht und mit dem Werkzeug in eine Rotationsbewegung um die Rohrlängsachse versetzt. Das thermoplastische Kernrohr wird auf Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur erwärmt und die durch die Rotationsbewegung erzeugten Zentrifugalkräfte wirken auf die Thermoplastschmelze und erzeugen so den Konsolidierungsdruck. DE 43 00 208 A1 discloses a method for producing hollow bodies, in particular tubes, tubular torsion bars and pressure vessels made of fiber-reinforced plastics, in which at least two layers with fibers oriented differently from the longitudinal direction are incorporated. The wound tube is placed in a tool and placed with the tool in a rotational movement about the tube longitudinal axis. The thermoplastic core tube is heated to temperatures above the melting temperature and the centrifugal forces generated by the rotational movement act on the thermoplastic melt, thus creating the consolidation pressure.

DE 101 06 923 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Spritzgussbauteilen aus thermoplastischen endlosfaserverstärkten Kunststoffen, bei dem ein mit Endlosfasern bedeckter Kern in eine Form eingebracht wird, Kunststoff in flüssiger Form im Wesentlichen senkrecht zu den Fasern in den Formraum eingeleitet wird und der eingebrachte Kunststoff unter Druck ausgehärtet wird. Die Endlosfasern finden als Prepegs oder Hybridfasern Einsatz. Der verflüssigte Kunststoff wird mit einer gängigen Spritzgießmaschine zugeführt. DE 101 06 923 A1 describes a method for the production of injection molded components from thermoplastic continuous fiber reinforced plastics, in which a core covered with continuous fibers is introduced into a mold, plastic in liquid form is introduced into the mold space substantially perpendicular to the fibers and the introduced plastic is cured under pressure. The continuous fibers are used as prepegs or hybrid fibers. The liquefied plastic is fed with a common injection molding machine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Fertigungsverfahren für die Herstellung von Spritzgussbauteilen bereitzustellen, die partiell mit Endlosfasern verstärkt sind. Das Fertigungsverfahren soll sich für den großtechnischen Einsatz eignen und eine hohe Variabilität in Geometrie und Aufbau des Spritzgussbauteils erlauben. Dabei ist insbesondere eine Lage und Ausrichtung der Endlosfasern im Spritzgussbauteil definiert vorzugeben.Of the Invention is based on the object, a cost-effective Manufacturing process for the production of injection molded components provide partially reinforced with continuous fibers are. The manufacturing process should be suitable for large-scale use suitable and high variability in geometry and design allow the injection molding. In this case, in particular, a location and orientation of the continuous fibers defined in the injection molding pretend.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach einem Aspekt der Erfindung durch das Verfahren zur Herstellung eines partiell mit Endlosfasern verstärkten Spritzgussbauteils auf Basis eines thermoplastischen Werkstoffs nach Anspruch 1 gelöst. Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • (a) Bereitstellen einer aus zumindest Matrize und Patrize bestehenden Werkzeugform für das Spritzgießverfahren, wobei die Werkzeugform im Bereich der Matrize und/oder der Patrize eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen aufweist, in denen jeweils eine Nadel angeordnet ist, die in Lage und Abmessungen so ausgelegt ist, dass sie dichtend in der Durchgangsbohrung liegt und durch die Durchgangsbohrung in einen Formraum der Werkzeugform ein- und ausfahrbar ist;
  • (b) Einfahren von Nadeln in den Formraum der offenen Werkzeugform bis die Nadeln eine Position erreicht haben, die für das Einlegen eines Endlosfaserhalbzeugs geeignet ist;
  • (c) Einlegen des Endlosfaserhalbzeugs aus thermoplastischen Prepregs oder Hybridgarn, derart, dass es von den Nadeln gehalten wird;
  • (d) gegebenenfalls Ein- oder Ausfahren der Nadeln, bis das Endlosfaserhalbzeug eine Position erreicht hat, die weitgehend einer Lage der Endlosfasern im fertigen Spritzgussbauteil entspricht;
  • (e) gegebenenfalls Wiederholen der Schritte (b) bis (d), wenn zwei oder mehr Endlosfaserhalbzeuge zu positionieren sind;
  • (f) Schließen der Werkzeugform; und
  • (g) ein- oder mehrseitiges Einspritzen eines verflüssigten thermoplastischen Werkstoffs und Zurückfahren der Nadeln aus der Werkzeugform.
According to one aspect of the invention this object is achieved by the method for producing a partially reinforced with continuous fibers injection molding component based on a thermoplastic material according to claim 1. The method comprises the steps:
  • (A) providing an at least die and male mold for the injection molding process, wherein the mold in the region of the die and / or the male has a plurality of through holes, in each of which a needle is arranged, which is designed in position and dimensions in that it lies sealingly in the through-hole and can be retracted and extended through the through-hole into a mold space of the mold;
  • (b) inserting needles into the mold cavity of the open mold until the needles have reached a position suitable for loading a continuous fiber blank;
  • (c) placing the continuous fiber semi-finished product of thermoplastic prepreg or hybrid yarn such that it is held by the needles;
  • (d) optionally retracting or extending the needles until the continuous fiber semi-finished product has reached a position which substantially corresponds to a position of the continuous fibers in the finished injection-molded component;
  • (e) optionally repeating steps (b) to (d) when two or more continuous filament semi-finished products are to be positioned;
  • (f) closing the mold; and
  • (g) single or multi-sided injection of a liquefied thermoplastic material and retraction of the needles from the mold.

Mit Hilfe des Verfahrens ist es erstmalig möglich, im großtechnischen Einsatz und mit hoher Variabilität in Lage und Ausrichtung der Endlosfasern sowie im Design des Spritzgussbauteiles die Fertigung zu gestalten. Das neue Fertigungsverfahren führt zu so genannten thermoplastischen Hybridstrukturen, die aus preisgünstigen Materialien bestehen und in mittleren bis großen Serien wirtschaftlich herstellbar sind. Als wirtschaftliches Fertigungsverfahren findet das Spritzgießverfahren Anwendung, mit dem unverstärkte und glasfaserverstärkte Bauteile herstellbar sind, die in hochbeanspruchten Bereichen mit gerichteten Endlosfaser-Einlegern verstärkt werden. Das Spritzgussbauteil entsteht im Formgebungsprozess bei gleichzeitiger Konsolidierung der Endlosfaserhalbzeuge, wodurch eine Einsparung an Prozessschritten erreicht wird und Synergieeffekte durch Kombination von Thermoplastspritzguss und moderner Faserverbundtechnik genutzt werden können. Die Vorteile der Erfindung liegen unter anderem in der kostengünstigen Bereitstellung von Materialien und Werkzeugen, der großserientauglichen automatisierten Fertigung, kurzen Zykluszeiten, geringen Lagerhaltungskosten, da keine Kühlung, Materialtrennung und Luftreinigungs- und Abzugsanlagen erforderlich sind, und in der emissionsarmen Fertigung.With Help of the procedure it is possible for the first time, in the large-scale Use and with high variability in position and orientation the continuous fibers and in the design of the injection molded component to the production shape. The new manufacturing process leads to so-called thermoplastic hybrid structures made from inexpensive Materials exist and in medium to large series are economically producible. As an economical manufacturing process finds the injection molding application, with the unreinforced and glass fiber reinforced components can be produced, the in highly stressed areas with directional endless fiber inserts be strengthened. The injection molding component is formed during the molding process simultaneous consolidation of continuous fiber semi-finished products Savings in process steps are achieved and synergy effects by combination of thermoplastic injection molding and modern fiber composite technology can be used. The advantages of the invention are among other things in the cost-effective provision of Materials and tools, the mass-produced automated Production, short cycle times, low storage costs, there no cooling, material separation and air cleaning and Extraction plants are required, and in the low-emission manufacturing.

Als Endlosfasern für das erfindungsgemäße Verfahren können natürliche und synthetische Fasern auf Kohlehydrat- oder Aminosäurebasis, Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern, keramische Fasern wie Siliciumcarbid, Bornitrit und Silikatfasern, Fasern aus Polyetherketon, vollaromatischem Polyamid, Polyethylen, Polypropylen, Polybutylenterephthalat, Polyamid, Polysulfon, Polyethecketon sowie beliebige Kombinationen der Voranstehenden eingesetzt werden.When Endless fibers for the process according to the invention can be natural and synthetic fibers on Carbohydrate or amino acid base, carbon fibers, glass fibers, Aramid fibers, ceramic fibers such as silicon carbide, boron nitride and Silicate fibers, polyether ketone fibers, wholly aromatic polyamide, Polyethylene, polypropylene, polybutylene terephthalate, polyamide, polysulfone, Polyethecketon and any combination of the previous ones be used.

Thermoplastische Werkstoffe, die sich für die Zwecke des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen, umfassen insbesondere abgewandelte Naturstoffe, wie Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Celluloseether und Cellulosemischether, Polyamide, Polycarbonate, Polyester, Polyphenylenoxide, Polysulfone, Polyvinylacetale, Polyolefine, Ionomere, Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenchlorid, Polymethylmethacrylat, Polyacrylnitril, Polystyrol, Polyacetale, fluorierte Kunststoffe, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Poly-p-xylylen, Polyetherketone, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere, Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Polyterephthalate, lineare Polyurethane und chlorierte Polyether.thermoplastic Materials that are suitable for the purposes of the invention Suitable process include, in particular modified natural substances, such as Cellulose nitrate, cellulose acetate, cellulose ethers and cellulose mixed ethers, Polyamides, polycarbonates, polyesters, polyphenylene oxides, polysulfones, Polyvinyl acetals, polyolefins, ionomers, polyvinyl chloride (PVC), Polyvinylidene chloride, polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile, polystyrene, Polyacetals, fluorinated plastics, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, Poly-p-xylylene, polyether ketones, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers, Styrene-acrylonitrile copolymers, polyterephthalates, linear polyurethanes and chlorinated polyethers.

Endlosfaserhalbzeuge sind Gewebe, Gelege, Gestricke oder ähnliches aus Endlosfasern und einer thermoplastischen Matrix. Das Endlosfaserhalbzeug besteht üblicherweise aus 10–90 Volumenprozent der Endlosfasern und 90–10 Volumenprozent der thermoplastischen Matrix. Die thermoplastische Matrix besteht insbesondere aus den vorgenannten thermoplastischen Werkstoffen. Bei Prepregs handelt es sich um einen relativ groben Faden des Endlosmaterials mit tausend oder mehr Filamenten, der mit einer Schmelze oder einem Pulver des Matrixmaterials vorgetränkt ist. Hybridgarne enthalten Endlosfaserfilamente und Matrixfilamente, die homogen über den Garnquerschnitt verteilt sind. Die Herstellung von Endlosfaserhalbzeugen ist aus dem Stand der Technik bekannt und Endlosfaserhalbzeuge sind kommerziell von verschiedenen Anbietern erhältlich. Denkbar ist es auch, reine Verstärkungsfaserhalbzeuge zu verwenden.Continuous fiber semi-finished products are fabrics, scrims, knits or the like made of continuous fibers and a thermoplastic matrix. The continuous fiber semi-finished product usually consists from 10-90 volume percent of continuous fibers and 90-10 Volume percent of the thermoplastic matrix. The thermoplastic Matrix consists in particular of the aforementioned thermoplastic Materials. Prepregs are a relatively coarse one Thread of endless material with a thousand or more filaments, the pre-soaked with a melt or a powder of the matrix material is. Hybrid yarns include continuous fiber filaments and matrix filaments, which are distributed homogeneously over the yarn cross section. The production of continuous fiber semi-finished products is known from the prior art and continuous fiber semi-finished products are commercially available from different suppliers available. It is also conceivable, pure reinforcing semi-finished fiber to use.

Im Schritt (a) des Verfahrens wird eine aus zumindest Matrize und Patrize bestehende Werkzeugform für das Spritzgießverfahren bereitgestellt. Die Werkzeugform weist im Bereich der Matrize und/oder der Patrize eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen auf. In jeder Durchgangsbohrung ist eine Nadel angeordnet, die in Lage und Abmessungen so ausgelegt ist, dass sie dichtend in der Durchgangsbohrung liegt und durch die Durchgangsbohrung in einen Formraum der Werkzeugform ein- und ausfahrbar ist. Zur Ausführung der Bewegung können den Nadeln geeignete Aktuatoren zugeordnet werden, die einzelne Nadeln, Gruppen von Nadeln oder alle Nadeln gleichzeitig nach vorgebbaren Schema betätigen können. Eine Anzahl der Nadeln liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 100 Nadeln pro Werkzeugform. Vorzugsweise hat die Nadel eine zylindrische Grundform und eine Kontur der Nadelspitze ist so ausgelegt, dass sie in zurückgezogener Position der Nadel einer Kontur der Werkzeugwandung im Bereich des Formraums folgt. Mit anderen Worten, die Nadel kann fluchtend zur Werkzeugwandung zurückgezogen werden, so dass eine glatte Bauteiloberfläche entsteht und auf eine Nachbearbeitung des Spritzgussbauteils verzichtet werden kann. Eine solche Werkzeugform ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt und stellt einen weiteren Aspekt der Erfindung dar.in the Step (a) of the process becomes an at least die and patrix existing mold for the injection molding process provided. The mold has in the area of the die and / or the male part has a plurality of through holes. In every Through hole is a needle arranged in position and dimensions is designed so that it lies sealingly in the through hole and through the through hole in a mold cavity of the mold can be moved in and out. To execute the movement can the needles appropriate actuators are assigned, the individual Needles, groups of needles or all needles at the same time according to specifiable Can operate scheme. A number of needles is preferably in the range of 2 to 100 needles per mold. Preferably, the needle has a cylindrical basic shape and a Contour of the needle tip is designed so that it retracts into Position of the needle of a contour of the tool wall in the area of Form space follows. In other words, the needle can be aligned with Tool wall be withdrawn, leaving a smooth Component surface is created and post-processing of the injection molded component can be dispensed with. Such a mold is not known from the prior art and provides another Aspect of the invention.

Die Nadeln werden im Schritt (b) so weit in die Werkzeugform eingefahren, bis die Nadeln eine Position erreicht haben, die für das Einlegen eines Endlosfaserhalbzeugs geeignet ist.The needles are moved in step (b) so far in the mold until the needles have reached a position that is suitable for the insertion of a Endlosfaser semi-finished is suitable.

Im Schritt (c) wird das Endlosfaserhalbzeug so eingelegt, dass es von den Nadeln gehalten wird.in the Step (c), the continuous fiber semi-finished product is inserted so that it from the needles is held.

Im Schritt (d) werden gegebenenfalls die Nadeln ein- oder ausgefahren, bis das Endlosfaserhalbzeug eine Position erreicht hat, die weitgehend einer Lage der Endlosfasern im fertigen Spritzgussbauteil entspricht. Dies ist immer dann notwendig, wenn die Position zum Einlegen des Endlosfaserhalbzeugs und die gewünschte Lage des Endlosfaserhalbzeugs im zu fertigenden Spritzgussteil nicht übereinstimmen. So ist es zumeist vorteilhaft, die Nadeln für das Einlegen des Endlosfaserhalbzeugs über die spätere Lage des Verstärkungsmaterials hinaus auszufahren. Insgesamt wird also eine Positionierung und Fixierung der Endlosfasern in der Werkzeugform durch die Nadeln erreicht, so dass die Faserorientierung auch während des sich später anschließenden Einspritzvorganges bestehen bleibt. Ergänzend zum Nadelkissen kann zur weiteren Verbesserung der Faserfixierung im späteren Bauteil ein Spannrahmen für das Endlosfaserhalbzeug verwendet werden. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Nadeln gegenüber der Nutzung eines Spannrahmens liegt aber darin, dass auf einen nachträglichen Beschnitt des Endlosfaserhalbzeugs verzichtet werden kann.in the Step (d), if necessary, the needles are retracted or extended, until the continuous fiber semi-finished product has reached a position that is largely a position of the continuous fibers in the finished injection-molded component corresponds. This is always necessary when the position for inserting the Endlosfaserhalbzeugs and the desired position of the continuous fiber semi-finished in do not match to be manufactured injection molded part. So It is usually advantageous to insert the needles of the continuous fiber semi-finished product over the subsequent layer extend the reinforcing material addition. All in all So is a positioning and fixation of the continuous fibers in the tool shape achieved by the needles, so that the fiber orientation also during the subsequent subsequent injection process persists. In addition to the pincushion can for further Improvement of the fiber fixation in the later component Tentering frames are used for the continuous fiber semi-finished product. An advantage of the needles according to the invention over the Use of a tenter frame but is that on a subsequent Trim of the continuous fiber semi-finished product can be dispensed with.

Im Schritt (e) werden die Schritte (b) bis (d) gegebenenfalls wiederholt, wenn zwei oder mehr Endlosfaserhalbzeuge zu positionieren sind. So ist es beispielsweise denkbar, dass verschiedene Endlosfaserhalbzeuge nebeneinander oder auch überlappend eingelegt werden. Das Verfahren eignet sich in diesem Zusammenhang insbesondere zur Herstellung von Spritzgussteilen, in denen zwischen zwei Lagen von Endlosfasern eine Basis aus einem thermoplastischen Werkstoff angeordnet ist (nachfolgend als Sandwich-Spritzgussteil bezeichnet). Hierzu weist die Werkzeugform sowohl auf Seiten der Matrize als auch auf Seiten der Patrize entsprechende Durchbohrungen und Nadeln auf, mit deren Hilfe jeweils an den Innenwandungen von Matrize beziehungsweise Patrize Endlosfaserhalbzeuge positioniert werden. Die Endlosfaserhalbzeuge stützen sich also an der Wandung von Matrize und Patrize ab und werden durch die Nadeln fixiert. Anschließend wird der thermoplastische Werkstoff zwischen die beiden Lagen aus Endlosfaserhalbzeug gespritzt.in the Step (e), steps (b) to (d) are optionally repeated, when two or more continuous fiber semi-finished products are to be positioned. For example, it is conceivable that various continuous fiber semi-finished products be placed next to each other or overlapping. The Method is suitable in this context, in particular for the production of injection molded parts, in which between two layers of continuous fibers a base made of a thermoplastic material is arranged (hereinafter referred to as sandwich injection molded part). For this purpose points the tool shape both on the side of the die and on sides the male corresponding through holes and needles, with their Help each on the inner walls of the die respectively Patrize continuous fiber semi-finished products are positioned. The continuous fiber semi-finished products So they support themselves on the wall of the matrix and the patrix and are fixed by the needles. Subsequently, the thermoplastic material between the two layers of continuous fiber semi-finished product injected.

Im Schritt (f) wird die Werkzeugform geschlossen, in der Regel derart, dass die Patrize beziehungsweise Matrize an den Nadeln anliegt und zwischen Nadeln und Werkzeug kein Spalt mehr vorhanden ist, durch den das Endlosfaserhalbzeug von den Nadeln rutschen könnte.in the Step (f) the mold is closed, usually such that the male or female is applied to the needles and between Needles and tools no longer exists, through which the Continuous fiber semi-finished product could slip from the needles.

Anschließend wird im Schritt (g) ein- oder mehrseitig ein verflüssigter thermoplastischer Werkstoff eingespritzt und die Nadeln werden danach aus der Werkzeugform zurückgefahren. Der verflüssigte thermoplastische Werkstoff kann demnach an mehreren Stellen gleichzeitig oder zeitlich versetzt eingespritzt werden. Denkbar ist aber auch, das Einspritzen in mehreren, durch Abkühlung getrennten Fertigungsschritten durchzuführen: Nach dem Abkühlen des zunächst eingespritzten thermoplastischen Werkstoffs erfolgt eine weitere Einspritzung. Auf diese Weise können zum Beispiel Spritzgussteile mit Bereichen aus verschiedenen thermoplastischen Werkstoffen hergestellt werden. Mittels der genannten Verfahrensführung ist es insbesondere möglich, ein Spritzgussbauteil herzustellen, das eine im Innern angeordnete Endlosfaserverstärkung aufweist, die von zwei Schichten aus Thermoplast umschlossen ist. Diese beidseitige Materialbelegung bietet sich insbesondere dann an, wenn Außenhautbauteile für Fahrzeugteile zu fertigen sind, wobei auf der einen Seite eine dekorative Schicht und auf der anderen Seite eine kratzfeste Schicht, beispielsweise auf Basis eines Lackes, eingespritzt wird.Subsequently becomes in step (g) one or more pages a liquefied injected thermoplastic material and the needles are afterwards moved back from the mold. The liquefied thermoplastic Material can therefore at several points simultaneously or in time be injected offset. It is also conceivable, the injection in several, separated by cooling manufacturing steps To perform: After cooling the first injected thermoplastic material is another Injection. In this way, for example, injection molded parts manufactured with areas of different thermoplastic materials become. It is by means of the mentioned procedure especially possible to produce an injection-molded component, having an internally disposed continuous fiber reinforcement, the is enclosed by two layers of thermoplastic. This two-sided Material allocation is particularly appropriate when outer skin components for Vehicle parts are to be finished, with on the one hand a decorative Layer and on the other side a scratch-resistant layer, for example based on a paint, is injected.

Vorzugsweise wird das zu fertigende Spritzgussbauteil im Anschluss an Schritt (g) und während eines Abkühlvorgangs des eingespritzten Werkstoffs durch Düsennachdruck und/oder Pressdruck zusammengepresst. Nach dem Zurückfahren der Nadeln aus der Werkzeugform im Schritt (g) erstarrt demnach die eingespritzte Schicht unter Beibehaltung eines Düsennachdrucks und/oder Beaufschlagung eines Pressdrucks. Die geschmolzene thermoplastische Matrix des Endlosfaserhalbzeugs als auch der eingespritzte thermoplastische Werkstoff konsolidieren unter Druck und gehen eine feste Verbindung ein. Es ist zumeist notwendig, die Materialschwindung der Thermoplaste während der Abkühlung auszugleichen, indem die Werkzeughälften während des Abkühlvorgangs weiter zusammengefahren werden und dadurch die Kavität verkleinert wird. Dieser Fertigungsprozess wird auch als Spritzprägen bezeichnet. Um eine möglichst gute Anbindung der Endlosfaserhalbzeuge an den thermoplastischen Werkstoff zu gewährleisten, müssen die thermoplastischen Materialien gleich oder mischbar sein. Das Spritzprägen verbessert den Zusammenhalt zwischen den Endlosfasern und dem eingespritzten thermoplastischen Werkstoff und durch Spritzprägen sind sehr geringe Wanddicken mit qualitativ hochwertigen Oberflächen herstellbar.Preferably is the to be manufactured injection molding component after step (g) and during a cooling process of the injected Material compressed by nozzle Nachdruck and / or pressing pressure. After retracting the needles from the mold in Step (g) thus solidifies the injected layer while retaining a nozzle Nachdrucks and / or application of a pressing pressure. The molten thermoplastic matrix of the continuous fiber semi-finished product as well as the injected thermoplastic material consolidate under pressure and make a firm connection. It's mostly necessary, the material shrinkage of the thermoplastics during to compensate for the cooling by the tool halves continued to contract during the cooling process and thereby the cavity is reduced. This Manufacturing process is also referred to as injection-compression molding. To get the best possible connection of the continuous fiber semi-finished products to ensure the thermoplastic material the thermoplastic materials may be the same or miscible. The Injection embossing improves the cohesion between the continuous fibers and the injected thermoplastic material and injection-compression molding are very small wall thicknesses with high quality surfaces produced.

In den vorgenannten Verfahrensvarianten ist es auch denkbar, zwei oder mehrmals von der gleichen Seite mit unterschiedlichen Werkstoffen einzuspritzen. Wenn beispielsweise zuerst eine Weichkomponente und darauf aufbauend eine harte Komponente eingespritzt wird, können Bauteile mit soft-touch-Effekt hergestellt werden (zum Beispiel Instrumententafeln mit örtlicher Endlosfaserverstärkung im Airbagbereich).In the aforementioned method variants, it is also conceivable two or several times from the same page with different materials inject. For example, if first a soft component and Based on this, a hard component is injected Components are manufactured with soft-touch effect (for example Instrument panels with local continuous fiber reinforcement in the airbag area).

Außerdem können zusätzliche Einleger (so genannte Inserts, zum Beispiel umwickelte Stahlinserts), Clipse oder sonstige Verbindungselemente mit angespritzt werden und direkt mit dem Endlosfaserhalbzeug kraft- oder formschlüssig verbunden werden. Auf diese Weise können hochfeste Krafteinleitungen in Spritzgussbauteilen realisiert und somit hochintegrative, multifunktionelle Strukturbauteile gefertigt werden.Furthermore additional inserts (so-called inserts, For example, wrapped steel inserts), clips or other fasteners with molded and directly with the continuous fiber semi-finished or positively connected. That way you can realized high-strength force transmission in injection molded components and thus manufactured highly integrated, multifunctional structural components become.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to an embodiment and the accompanying drawing explained in more detail. Show it:

1 bis 7 das erfindungsgemäße Prozessschema zur Umspritzung von endlosfaserverstärkten Halbzeugen im Spritzgussverfahren in unterschiedlichen Fertigungsschritten und in einer Prinzipskizze. 1 to 7 the process scheme according to the invention for encapsulation of continuous fiber reinforced semi-finished by injection molding in different production steps and in a schematic diagram.

1 zeigt Teile einer Werkzeugform, die zur Herstellung von endlosfaserverstärkten Spritzgussbauteilen verwendbar ist. Die Werkzeugform umfasst eine Matrize 10, eine Patrize 16 und einen Nadelaufsatz 12 mit einer Vielzahl von Nadeln 13. Die Patrize 16 weist in ihrer dem Formraum zugewandten Wandung eine Vielzahl von Durchbohrungen auf, durch welche die Nadeln 13 des Nadelkissens 12 geführt werden können. In dem in 1 dargestellten Teilschritt des Prozesses werden die Nadeln 13 in den Formraum eingefahren, bis sie in etwa in der Position mit ihren Enden liegen, die zum Einlegen eines Endlosfaserhalbzeugs 14 geeignet ist (2). Nach dem Einlegen des Endlosfaserhalbzeugs 14 werden die Nadeln 13 wieder zurückgezogen, bis ungefähr die Position erreicht wird, die der späteren Position der Endlosfaser im zu fertigenden Spritzgussbauteil entspricht (3). Für die Ausführung der Bewegung der Nadeln 13 wird ein hier nicht dargestellter, steuerbarer Aktuator genutzt. 1 shows parts of a tool mold that can be used to make continuous fiber reinforced injection molded components. The mold includes a die 10 , a patrix 16 and a needle attachment 12 with a variety of needles 13 , The patrix 16 has in its wall facing the cavity a plurality of through holes, through which the needles 13 of the pincushion 12 can be performed. In the in 1 The partial step shown in the process become the needles 13 retracted into the mold cavity until they lie approximately in the position with their ends for inserting a continuous fiber semi-finished product 14 suitable is ( 2 ). After inserting the continuous fiber semi-finished product 14 become the needles 13 pulled back until approximately the position is reached, which corresponds to the later position of the continuous fiber in the injection-molded component to be manufactured ( 3 ). For the execution of the movement of the needles 13 is used here, not shown, controllable actuator.

Das Endlosfaserhalbzeug 14 ist nun derart in den von der Matrize 10 vorgegebenen Formraum eingelegt, dass es vom Nadelkissen 12 in Position gehalten und fixiert wird (3).The continuous fiber semi-finished product 14 is now so in the of the matrix 10 given shape space inserted that from the pincushion 12 held in position and fixed ( 3 ).

Nach dem Einlegen des Endlosfaserhalbzeugs 14 wird die Werkzeugform geschlossen. Die Matrize 10 liegt im geschlossenen Zustand der Werkzeugform an den Enden der Nadeln 13 an.After inserting the continuous fiber semi-finished product 14 the mold is closed. The matrix 10 lies in the closed state of the tool mold at the ends of the needles 13 at.

Anschließend wird mit Hilfe eines ersten Extruders 22 einer Spritzgießanlage ein verflüssigter, thermoplastischer Werkstoff von Seiten der Matrize 10 über zwei Düsenöffnungen eingespritzt. Dabei wird das Endlosfaserhalbzeug 14 in die Werkzeugformseite der Patrize 16 gedrückt und dort abgestützt.Subsequently, using a first extruder 22 an injection molding a liquefied, thermoplastic material from the side of the die 10 injected via two nozzle openings. This is the continuous fiber semi-finished product 14 into the mold side of the male part 16 pressed and supported there.

Nach dem Einspritzen des thermoplastischen Werkstoffs wird das Nadelkissen 12 aus der Werkzeugform zurückgefahren und der thermoplastische Werkstoff verfestigt sich durch Abkühlen. Gleichzeitig wird jedoch der Rohling 18 durch Düsennachdruck und/oder Pressdruck während des Abkühlens weiter zusammengefahren, um die Konsolidierung der Endlosfaser mit dem thermoplastischen Werkstoff sicherzustellen (4).After injection of the thermoplastic material, the pincushion becomes 12 moved back from the mold and the thermoplastic material solidifies by cooling. At the same time, however, the blank is 18 further compressed by jet pressure and / or pressure during cooling to ensure consolidation of the continuous fiber with the thermoplastic material ( 4 ).

Das Werkzeug wird nun so weit ausgefahren, dass eine zweite Schicht von der Seite der Patrize 16 aus über einen zweiten Extruder 24 eingespritzt werden kann (5 und 6).The tool is now extended so far that a second layer from the side of the male 16 from a second extruder 24 can be injected ( 5 and 6 ).

Wenn es sich erneut um einen thermoplastischen Werkstoff handelt, so wird (wie dargestellt) der Abkühlprozess unter gleichzeitigem Düsennachdruck und Pressdruck durchgeführt (7).If it is again a thermoplastic material, then (as shown), the cooling process is carried out under simultaneous nozzle pressure and pressing pressure ( 7 ).

Danach wird das Werkzeug geöffnet und das fertige Spritzgussbauteil 20 entnommen. In ersten Testversuchen konnten Spritzgussbauteile aus endlosfaserverstärktem Polypropylen (PP) oder Polyamin (PA) mit guter Laminatqualität hergestellt werden.Thereafter, the tool is opened and the finished injection-molded component 20 taken. In initial tests, injection-molded components made of continuous-fiber-reinforced polypropylene (PP) or polyamine (PA) with good laminate quality could be produced.

1010
Matrizedie
1212
Nadelkissenpincushion
1313
Nadelnneedles
1414
EndlosfaserhalbzeugEndless semi-finished fiber
1616
Patrizepunch
1818
Rohlingblank
2020
Spritzgussbauteilinjection-molded component
22, 2422 24
erster und zweiter Extruderfirst and second extruder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 4215756 A1 [0005] - DE 4215756 A1 [0005]
  • - EP 0835745 A2 [0006] - EP 0835745 A2 [0006]
  • - DE 4300208 A1 [0007] - DE 4300208 A1 [0007]
  • - DE 10106923 A1 [0008] - DE 10106923 A1 [0008]

Claims (4)

Verfahren zur Herstellung eines partiell mit Endlosfasern verstärkten Spritzgussbauteils (20) auf Basis eines thermoplastischen Werkstoffs, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen einer aus zumindest Matrize (10) und Patrize (16) bestehenden Werkzeugform für das Spritzgießverfahren, wobei die Werkzeugform im Bereich der Matrize (10) und/oder der Patrize (16) eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen aufweist, in denen jeweils eine Nadel (13) angeordnet ist, die in Lage und Abmessungen so ausgelegt ist, dass sie dichtend in der Durchgangsbohrung liegt und durch die Durchgangsbohrung in einen Formraum der Werkzeugform ein- und ausfahrbar ist; (b) Einfahren von Nadeln (13) in den Formraum der offenen Werkzeugform, bis die Nadeln (13) eine Position erreicht haben, die für das Einlegen eines Endlosfaserhalbzeugs (14) geeignet ist; (c) Einlegen des Endlosfaserhalbzeugs (14) aus thermoplastischen Prepregs oder Hybridgarn, derart, dass es von den Nadeln (13) gehalten wird; (d) gegebenenfalls Ein- oder Ausfahren der Nadeln (13), bis das Endlosfaserhalbzeug (14) eine Position erreicht hat, die weitgehend einer Lage der Endlosfasern im fertigen Spritzgussbauteil (20) entspricht; (e) gegebenenfalls Wiederholen der Schritte (b) bis (d), wenn zwei oder mehr Endlosfaserhalbzeuge (14) zu positionieren sind; (f) Schließen der Werkzeugform; und (g) ein- oder mehrseitiges Einspritzen eines verflüssigten thermoplastischen Werkstoffs und Zurückfahren der Nadeln (13) aus der Werkzeugform.Process for producing a partially continuous fiber-reinforced injection-molded component ( 20 ) based on a thermoplastic material, comprising the steps: (a) providing at least one template ( 10 ) and patrix ( 16 ) existing mold for the injection molding process, wherein the mold in the area of the die ( 10 ) and / or the patrix ( 16 ) has a plurality of through holes, in each of which a needle ( 13 ) is arranged, which is designed in position and dimensions so that it lies sealingly in the through hole and through the through hole in a mold space of the mold and retractable; (b) Retracting Needles ( 13 ) into the mold cavity of the open mold until the needles ( 13 ) have reached a position suitable for the insertion of a continuous fiber semi-finished product ( 14 ) suitable is; (c) inserting the continuous fiber semi-finished product ( 14 ) of thermoplastic prepregs or hybrid yarn, such that it is separated from the needles ( 13 ) is held; (d) optionally retracting or extending the needles ( 13 ) until the continuous fiber semi-finished product ( 14 ) has reached a position which is largely a position of the continuous fibers in the finished injection-molded component ( 20 ) corresponds; (e) if necessary, repeating steps (b) to (d) if two or more continuous fiber semi-finished products ( 14 ) are to be positioned; (f) closing the mold; and (g) single or multi-sided injection of a liquefied thermoplastic material and retraction of the needles ( 13 ) from the mold. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das zu fertigende Spritzgussbauteil (20) im Anschluss an Schritt (g) und während eines Abkühlvorgangs des eingespritzten Werkstoffs durch Düsennachdruck und/oder Pressdruck zusammengepresst wird.Method according to Claim 1, in which the injection-molded component to be manufactured ( 20 ) is pressed together after step (g) and during a cooling process of the injected material by jet printing and / or pressing pressure. Werkzeugform für das Spritzgießverfahren, bestehend zumindest aus Matrize (10) und Patrize (16), wobei die Werkzeugform im Bereich der Matrize (10) und/oder der Patrize (16) eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen aufweist, in denen jeweils eine Nadel (13) angeordnet ist, die in Lage und Abmessungen so ausgelegt ist, dass sie dichtend in der Durchgangsbohrung liegt und durch die Durchgangsbohrung in einen Formraum der Werkzeugform ein- und ausfahrbar ist.Mold for injection molding, consisting of at least die ( 10 ) and patrix ( 16 ), wherein the tool mold in the region of the die ( 10 ) and / or the patrix ( 16 ) has a plurality of through holes, in each of which a needle ( 13 ) is arranged, which is designed in position and dimensions so that it lies sealingly in the through hole and can be retracted and extended through the through hole in a mold space of the mold. Werkzeugform nach Anspruch 3, bei der die Nadel (13) eine zylindrische Grundform hat und eine Kontur der Nadelspitze so ausgelegt ist, dass sie in zurückgezogener Position der Nadel (13) einer Kontur der Werkzeugwandung im Bereich des Formraums folgt.Tool mold according to claim 3, wherein the needle ( 13 ) has a cylindrical basic shape and a contour of the needle tip is designed so that in the retracted position of the needle ( 13 ) follows a contour of the tool wall in the region of the mold space.
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009029820A1 (en) * 2008-08-15 2010-02-18 Volkswagen Ag Injection molding component manufacturing method for automotive engineering, involves adjacently moving reinforcing inlay from pin of transferring device to pin of tool mold by stripping device that is attached to transferring device
WO2011020841A1 (en) * 2009-08-17 2011-02-24 Quadrant Plastic Composites Ag Injection moulding process for producing components
WO2011072739A1 (en) 2009-12-16 2011-06-23 Gm Tec Industries Holding Gmbh Method and device for producing a fibre-reinforced injection-moulded plastic part
WO2011120650A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Rehau Ag + Co Method for producing a continuous fiber-reinforced molded part using an injection molding tool
DE102010038436A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for manufacturing fiber reinforced plastic part, involves supporting fibrous mat on location by lower support element and combining tool halves, where support element is retracted into lower tool when tool halves are combined
DE102010032951A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Continental Automotive Gmbh Method for producing a capacitive touch sensor and capacitive touch sensor
DE102010041439A1 (en) * 2010-09-27 2012-03-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for manufacturing fiber reinforced plastic material used for chassis components of aircraft, involves producing female position structure in preform such that preform is attached and positioned on male positioning element
DE102011108289A1 (en) * 2011-07-21 2012-08-16 Daimler Ag Fiber reinforced plastic (FRP) motor vehicle component has fiber layer and differently colored matrix materials that together form component areas, so that visible side of components areas are provided with different colored surfaces
DE102012201511A1 (en) * 2012-02-02 2013-08-08 Zf Friedrichshafen Ag Plastic component for actuating device of change gear transmission of motor car, has plastic unit that is formed as longitudinal slide valve
DE102012108168A1 (en) 2012-09-03 2014-04-03 Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg Molding tool useful for manufacturing of fiber composite components, preferably for producing a preform, comprises upper tool which is closed and lower tool having a mold cavity for arranging a fibrous material
EP2860009A1 (en) 2013-10-11 2015-04-15 Ems-Patent Ag Reinforced moulded items, method for their manufacture and application thereof
US9010839B2 (en) 2012-10-24 2015-04-21 Sabic Global Technologies B.V. Vehicle side door structure and method of making and using the same
EP3078475A1 (en) 2015-04-07 2016-10-12 Ems-Patent Ag Molded article reinforced with a reinforcing element, method for its preparation and its use
US10005268B2 (en) 2013-03-12 2018-06-26 Ems-Patent Ag Method for the continuous production of laminates made of fibre bands and use thereof
DE102017208214A1 (en) * 2017-05-16 2018-11-22 Zf Friedrichshafen Ag Shift fork and method for producing a shift fork
IT201700091913A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-08 Everest S R L Process for the realization of an article comprising an embroidery
WO2020074450A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-16 Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg Door module for a vehicle door, vehicle door and production method
US11655193B2 (en) 2017-09-19 2023-05-23 Safran Ceramics Method for injecting a loaded suspension into a fibrous texture and method for manufacturing a part made of composite material

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4215756A1 (en) 1992-05-13 1993-11-18 Basf Ag Prodn. of low weight hollow bodies e.g. pressure bottles - by moulding polypropylene@ liner, winding round mixed e.g. glass and polypropylene@ fibres, heating and consolidating under pressure
DE4300208A1 (en) 1993-01-07 1994-07-14 Basf Ag Prodn. of hollow FRP cylinder, etc.
EP0835745A2 (en) 1996-09-18 1998-04-15 Basf Aktiengesellschaft Method and apparatus for manufacturing hollow tubular bodies
DE4480112C2 (en) * 1993-12-22 1999-10-21 Idemitsu Petrochemical Co Production process for laminated moldings
DE19948664A1 (en) * 1999-10-08 2001-04-12 Bayerische Motoren Werke Ag Injection of plastic around fiber mat in injection molding tool, for molding fiber reinforced plastics, comprises injecting plastic onto one side of mat, then the other, after slightly moving tool faces apart
DE10106923A1 (en) 2001-02-15 2002-09-19 Bpw Bergische Achsen Kg Process for the production of components made of fiber-reinforced plastic
DE102005060147A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Bayerische Motoren Werke Ag Injection molding of fiber-reinforced composites, e.g. for car body components, involves placing an under-sized fiber mat in the mold and enclosing the edges at injection

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4215756A1 (en) 1992-05-13 1993-11-18 Basf Ag Prodn. of low weight hollow bodies e.g. pressure bottles - by moulding polypropylene@ liner, winding round mixed e.g. glass and polypropylene@ fibres, heating and consolidating under pressure
DE4300208A1 (en) 1993-01-07 1994-07-14 Basf Ag Prodn. of hollow FRP cylinder, etc.
DE4480112C2 (en) * 1993-12-22 1999-10-21 Idemitsu Petrochemical Co Production process for laminated moldings
EP0835745A2 (en) 1996-09-18 1998-04-15 Basf Aktiengesellschaft Method and apparatus for manufacturing hollow tubular bodies
DE19948664A1 (en) * 1999-10-08 2001-04-12 Bayerische Motoren Werke Ag Injection of plastic around fiber mat in injection molding tool, for molding fiber reinforced plastics, comprises injecting plastic onto one side of mat, then the other, after slightly moving tool faces apart
DE10106923A1 (en) 2001-02-15 2002-09-19 Bpw Bergische Achsen Kg Process for the production of components made of fiber-reinforced plastic
DE102005060147A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Bayerische Motoren Werke Ag Injection molding of fiber-reinforced composites, e.g. for car body components, involves placing an under-sized fiber mat in the mold and enclosing the edges at injection

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009029820B4 (en) * 2008-08-15 2019-06-27 Volkswagen Ag Transfer device for depositing a reinforcing insert
DE102009029820A1 (en) * 2008-08-15 2010-02-18 Volkswagen Ag Injection molding component manufacturing method for automotive engineering, involves adjacently moving reinforcing inlay from pin of transferring device to pin of tool mold by stripping device that is attached to transferring device
US9096022B2 (en) 2009-08-17 2015-08-04 Quadrant Plastic Composites Ag Injection moulding process for producing components
WO2011020841A1 (en) * 2009-08-17 2011-02-24 Quadrant Plastic Composites Ag Injection moulding process for producing components
CN102470614A (en) * 2009-08-17 2012-05-23 奎德兰特塑料合成股份公司 Injection moulding process for producing components
CN102470614B (en) * 2009-08-17 2016-04-06 奎德兰特塑料合成股份公司 For the manufacture of the injection moulding process of parts
WO2011072739A1 (en) 2009-12-16 2011-06-23 Gm Tec Industries Holding Gmbh Method and device for producing a fibre-reinforced injection-moulded plastic part
WO2011120650A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Rehau Ag + Co Method for producing a continuous fiber-reinforced molded part using an injection molding tool
DE102010038436A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for manufacturing fiber reinforced plastic part, involves supporting fibrous mat on location by lower support element and combining tool halves, where support element is retracted into lower tool when tool halves are combined
DE102010038436B4 (en) * 2010-07-27 2021-06-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Process for the production of a fiber-reinforced plastic part
DE102010032951A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Continental Automotive Gmbh Method for producing a capacitive touch sensor and capacitive touch sensor
US9389257B2 (en) 2010-07-30 2016-07-12 Continental Automotive Gmbh Method for producing a capacitive contact sensor and capacitive contact sensor
DE102010041439B4 (en) 2010-09-27 2018-10-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Process for producing a fiber-reinforced plastic part
DE102010041439A1 (en) * 2010-09-27 2012-03-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for manufacturing fiber reinforced plastic material used for chassis components of aircraft, involves producing female position structure in preform such that preform is attached and positioned on male positioning element
DE102011108289A1 (en) * 2011-07-21 2012-08-16 Daimler Ag Fiber reinforced plastic (FRP) motor vehicle component has fiber layer and differently colored matrix materials that together form component areas, so that visible side of components areas are provided with different colored surfaces
DE102012201511A1 (en) * 2012-02-02 2013-08-08 Zf Friedrichshafen Ag Plastic component for actuating device of change gear transmission of motor car, has plastic unit that is formed as longitudinal slide valve
DE102012108168A1 (en) 2012-09-03 2014-04-03 Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg Molding tool useful for manufacturing of fiber composite components, preferably for producing a preform, comprises upper tool which is closed and lower tool having a mold cavity for arranging a fibrous material
DE102012108168B4 (en) 2012-09-03 2018-04-05 Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg Forming tool and method for the production of fiber composite components
US9272606B2 (en) 2012-10-24 2016-03-01 Sabic Global Technologies B.V. Vehicle side door structure and method of making and using the same
US9010839B2 (en) 2012-10-24 2015-04-21 Sabic Global Technologies B.V. Vehicle side door structure and method of making and using the same
US9868339B2 (en) 2012-10-24 2018-01-16 Sabic Global Technologies B.V. Vehicle side door structure and method of making and using the same
US10005268B2 (en) 2013-03-12 2018-06-26 Ems-Patent Ag Method for the continuous production of laminates made of fibre bands and use thereof
EP2860009A1 (en) 2013-10-11 2015-04-15 Ems-Patent Ag Reinforced moulded items, method for their manufacture and application thereof
EP3078475A1 (en) 2015-04-07 2016-10-12 Ems-Patent Ag Molded article reinforced with a reinforcing element, method for its preparation and its use
US10843389B2 (en) 2015-04-07 2020-11-24 Ems-Patent Ag Moulded article reinforced with a reinforcing element, method for production thereof and use thereof
DE102017208214A1 (en) * 2017-05-16 2018-11-22 Zf Friedrichshafen Ag Shift fork and method for producing a shift fork
IT201700091913A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-08 Everest S R L Process for the realization of an article comprising an embroidery
US11655193B2 (en) 2017-09-19 2023-05-23 Safran Ceramics Method for injecting a loaded suspension into a fibrous texture and method for manufacturing a part made of composite material
WO2020074450A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-16 Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg Door module for a vehicle door, vehicle door and production method
CN112789186A (en) * 2018-10-08 2021-05-11 博泽(班贝格)汽车零部件欧洲两合公司 Door module for a vehicle door, vehicle door and method for producing
DE202019005952U1 (en) 2018-10-08 2023-08-14 Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg Door module for a vehicle door and vehicle door

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