DE102009002697A1

DE102009002697A1 - Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils für die Luft- und Raumfahrt

Info

Publication number: DE102009002697A1
Application number: DE102009002697A
Authority: DE
Inventors: Christian Nitsch
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2029-04-29
Also published as: US20120097323A1; CA2760287A1; WO2010125001A4; US8889050B2; RU2011143580A; DE102009002697B4; WO2010125001A3; CN102458790A; JP2012525279A; EP2424716A2; RU2492046C2; WO2010125001A2; CN102458790B

Abstract

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (10), insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, mit den folgenden Verfahrensschritten: Ausbilden eines Formkerns (7) aus einem Kork aufweisenden Material mit einem Kernwerkzeug (14) zum Festlegen einer äußeren Geometrie des Formkerns (7); Anordnen des so ausgebildeten Formkerns (7) in Anlage an einem zumindest teilgehärteten Versteifungselement (1) auf einem Basisbauteil (11) des herzustellenden Faserverbundbauteils (10) zur Formgebung von wenigstens einem Formabschnitt (13) des herzustellenden Faserverbundbauteils (10) und mehrstufiges Beaufschlagen wenigstens des Formabschnitts (13) mit Wärme und/oder Druck zum Herstellen des Faserverbundbauteils (10); sowie einen Formkern (7) und ein Faserverbundbauteil (10).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, auf einen Formkern zur Herstellung eines derartigen Faserverbundbauteils und auf ein Faserverbundbau teil mit wenigstens einem Versteifungselement, welches mittels eines solchen Formkerns und/oder eines solchen Verfahrens hergestellt ist.
Obwohl auf beliebige Faserverbundbauteile anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend mit Bezug auf flächige, mit Versteifungselementen, die auch als Stringer bezeichnet werden, versteifte kohlenstofffaserverstärkte Kunststoff (CFK)-Bauteile, beispielsweise Rumpfschalen eines Flugzeugs, näher erläutert.
Es ist allgemein bekannt, CFK-Hautschalen mit CFK-Stringern zu versteifen, um den hohen Belastungen im Flugzeugbereich bei möglichst geringem Gewicht standzuhalten. Dabei werden im Wesentlichen zwei Arten von Stringern unterschieden: T- und Ω-Stringer.
Der Querschnitt von T-Stringern setzt sich aus dem Fuß und dem Steg zusammen. Der Fuß bildet die Verbindungsfläche zur Hautschale. Die Verwendung von T-Stringer versteiften Hautschalen ist im Flugzeugbau weit verbreitet.
Ω-Stringer weisen in etwa ein Hutprofil auf, wobei dessen Füße mit der Hautschale verbunden sind. Ω-Stringer können ent weder im ausgehärteten oder im ungehärteten Zustand auf die ebenfalls ausgehärtete oder ungehärtete Schale geklebt, oder gleichzeitig mit der Schale Nass-in-Nass ausgehärtet werden. Im Wesentlichen werden dabei drei unterschiedliche Fügeverfahren unterschieden:

1. Secondary Bonding: Hart/hart-Verklebung mit Klebfilm
2. Co-Bonding: Hart/nass-Verklebung optional mit Klebfilm
3. Co-Curing: Nass/nass-Verklebung

Auch Zwischenzustände, wie teilgehärtet, sind möglich. Zur Herstellung von mit ausgehärteten und/oder ungehärteten Ω-Stringern versteiften ungehärteten oder ausgehärteten Hautschalen sind jedoch Stütz- bzw. Formkerne notwendig. Einerseits hat der Stütz- bzw. Formkern die Funktion, die unter dem Hohlraum der ausgehärteten Stringer befindlichen ungehärteten Faserhalbzeuge der Hautschale und/oder die formlabilen Faserhalbzeuge der Stringer während des Herstellungsprozesses in der gewünschten Ω-Form zu fixieren und abzustützen. Andererseits überträgt der Stütz- bzw. Formkern beim Co-Bonding bzw. beim Co-Curing Verfahren den erforderlichen Autoklavdruck auf den ungehärteten Fügepartner.
Bislang ist vorgesehen, bei einem Autoklavprozess zum Verkleben der ausgehärteten Ω-Stringer mit der ungehärteten Haut als Stützkern zum Beispiel profilierte Folienschläuche aus beispielsweise Polyamid (PA) bzw. Fluorpolymer (FEP) oder Hohlprofile aus Silikongummi zu verwenden. Der Autoklavdruck wirkt dabei innenseitig auf den Folienschlauch bzw. das Silikonprofil, welche wiederum den Autoklavdruck auf das ungehärtete Hautlaminat unter dem Ω-Stringer übertragen. Nach dem Härtungsprozess werden die Stützkerne wieder entfernt.
Die bisher untersuchten Stützkernwerkstoffe führen nicht immer zu einer reproduzierbar guten Bauteilqualität. Die erforderliche Innenkontur kann nicht immer erzeugt werden. So ge nannte „Schlauchplatzer” führen zu porösen Laminaten bzw. zu unzureichenden Klebfugen und damit zu aufwendiger Nacharbeit oder zu Ausschuss.
Es besteht bei der Herstellung von mit Q-Stringern versteiften Hautschalen auch das Problem, dass die gegenwärtig für den Stütz- bzw. Formkern verwendeten Materialien kostenintensiv (insbesondere Hohlprofile aus Silikongummi wegen geringer Standzeit und möglicher Beschädigungen) sind und nach dem Ausbilden der Ω-Stringer nur schwierig entfernt werden können (z. B. wegen Folieneinschlüssen), so dass das in den Stringern verbleibende Material zu dem Gesamtgewicht des Flugzeugs nachteilig beiträgt. Weiterhin können sich Porenansammlungen und Faserauslenkungen im Hautfeld ergeben, was sich nachteilig für die Gleichmäßigkeit, Festigkeit und den Kraftverlauf in der Hautfeldstruktur auswirken kann.
Für eine akustische Geräuschdämpfung ist es bekannt, einen Verbund aus CFK und Gummi auf die Hautfelder zwischen den Stringern aufzubringen.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstigeres und leichteres Faserverbundbauteil, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder 4, einen Formkern mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und/oder durch ein Faserverbundbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst.
Demgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, mit den folgenden Verfahrensschritten geschaffen:
Zunächst wird ein Formkern aus einem Kork aufweisenden Material mit einem Kernwerkzeug zum Festlegen einer äußeren Geo metrie des Formkerns ausgebildet. Dieser so erstellte Formkern wird dann in Anlage an einem zumindest teilgehärteten Versteifungselement auf einem Basisbauteil des herzustellenden Faserverbundbauteils zur Formgebung von wenigstens einem Formabschnitt des herzustellenden Faserverbundbauteils angeordnet. Ein mehrstufiges Beaufschlagen wenigstens des Formabschnitts mit Wärme und/oder Druck erfolgt zum Herstellen des Faserverbundbauteils.
Bei einem weiteren Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, wird ein Formkern aus einem Kork aufweisenden Material mit einem Kernwerkzeug zum Festlegen einer äußeren Geometrie des Formkerns ausgebildet, wobei dieser Formkern dann auf einem Basisbauteil des herzustellenden Faserverbundbauteils angeordnet wird. Auf diesem wird dann wenigstens abschnittsweise wenigstens ein Faserhalbzeug zur Formgebung von wenigstens einem Formabschnitt des herzustellenden Faserverbundbauteils abgelegt. Dem schließt sich ein mehrstufiges Beaufschlagen wenigstens des Formabschnitts mit Wärme und/oder Druck zum erfolgt zum Herstellen des Faserverbundbauteils an.
Ferner wird ein Formkern zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, insbesondere eines Versteifungselementes, beispielsweise eines Stringers, an einem Basisteil, mit einem Kernwerkstoff, der Kork aufweist, bereitgestellt.
Weiterhin wird ein Faserverbundbauteil mit wenigstens einem Versteifungselement, insbesondere für Luft- und Raumfahrt, welches mittels des erfindungsgemäßen Formkerns und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, bereitgestellt.
Eine der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Ideen besteht darin, dass der Formkern aus einem Kork aufweisenden Material ausgebildet wird.
Somit weist die vorliegende Erfindung gegenüber den eingangs genannten Ansätzen den Vorteil auf, dass das Faserverbundbauteil mittels eines kostengünstigeren Formkerns herstellbar ist. Der Formkern kann außerdem mehrere Funktionen aufweisen.
Das Versteifungselement kann einen Hohlraum aufweisen und beispielsweise ein Ω-Stringer sein. Aber auch Hohlräume mit anderen Querschnitten, wie zum Beispiel trapezförmige, dreieckförmige, ringförmige, wellenförmige u. dgl., sind möglich. Auch Versteifungselemente ohne Hohlraum, wie zum Beispiel T-Stringer, U-Stringer, L-Stringer, sind mittels des Formkerns in Funktion als Stützkern zum Beispiel seitlich abstützbar. Der Formkern ist dann jeweils an diese Geometrien teilweise, z. B. als äußerer Stützkern, oder vollständig, z. B. als innerer Stützkern, angepasst und weist die jeweilige Querschnittsform auf.
Zunächst kann der Formkern in Anlage an ein ausgehärtetes oder teilgehärtetes Versteifungselement mit diesem auf ein ungehärtetes, teil- oder auch ausgehärtetes Basisbauteil als Stützkern des Versteifungselementes aufgebracht werden.
Weiterhin kann der Formkern auf einem Basisbauteil angeordnet werden und zur Herstellung eines Versteifungselementes auf einem ungehärteten, teil- oder ausgehärteten Basisbauteil benutzt werden, indem auf dem Formkern Faserhalbzeuge für das zu erstellende Versteifungselement abgelegt werden.
In einer Funktion als reiner Stützkern wird er nach Autoklavhärtung des Faserverbundbauteils aus dem Versteifungselement entnommen und/oder von diesem abgenommen. Der Stützkern ist formstabil und gleichzeitig elastisch, was zu einer guten Qualität des Faserverbundbauteils führt. Zudem ist er mehrfach verwendbar und senkt damit Kosten. Sein relativ geringes Gewicht macht ihn gut handhabbar. Außerdem ist er recyclebar.
In einer weiteren Funktion verbleibt der Formkern als so genannter „fliegender Stützkern” im und/oder am Versteifungselement. Dazu ergibt sich zusätzlich zu den oben genannten Vorteilen der Vorteil einer akustischen Geräuschdämmung, wobei zumindest teilweise auf eine zusätzliche Schalldämmung mit herkömmlichem Material verzichtet werden kann. Ein Faserverbundbauteil in Form einer Rumpfschale weist durch verbleibende Stützkerne aus Kork in und/oder an den Versteifungselementen ein verbessertes Impactverhalten sowie ein verbessertes Durchbrandverhalten (kann auch durch Zusätze von Flammhemmern gesteigert werden) auf. Außerdem wird so eine, zumindest teilweise, thermische Isolierung ermöglicht.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung.
In dem Fall, in welchem das Versteifungselement zumindest teilgehärtet, d. h. vorgehärtet oder ausgehärtet, ist, kann der Formkern mit zumindest einem Fixierungselement für ein Fixieren des Formkerns an dem Versteifungselement versehen sein. Insbesondere wenn der Formkern im Bauteil verbleibt, kann diese Fixierung zum Beispiel in Form von Klebebändern und/oder Harzfilmen und/oder Klebfilmen, die lokal und/oder kontinuierlich aufgebracht werden, erfolgen.
Wenn der Formkern wieder entfernt werden soll, ist dabei bevorzugt, dass das zumindest eine Fixierungselement am Formkern angebracht wird und mit zumindest einem am Versteifungselement entfernbar anbringbaren Fixierungshilfselement zusammenwirkt, wobei beispielsweise das zumindest eine Fixierungselement und das zumindest eine Fixierungshilfselement mit Magnetstreifen ausgebildet werden. Dabei kann zum Beispiel der Formkern an einer oder mehreren Seitenflächen, die zur Anlage an das Versteifungselement vorgesehen sind, mit einem Magnetstreifen ausgerüstet sein. Dieser Magnetstreifen kann aufgeklebt und/oder in eine entsprechende (z. B. gefräste oder eingeformte) Nut oder Ausnehmung eingefügt sein. Diese Nut oder Ausnehmung entspricht dem geometrischen Querschnitt des Magnetstreifens. Damit ergibt sich der Vorteil eines einfachen Einführens des Magnetstreifens und einer rückstandsfreien Fixierung. Bei dünnwandigen Formkernen kann im Bereich der Anbringung bzw. Einfügung des Magnetstreifens eine lokale Aufdickung erfolgen. Das Versteifungselement ist dann auf der korrespondierenden Seite/Fläche mit einem entfernbaren Metallstreifen, z. B. ein Blechstreifen, der mit dem Magnetstreifen zusammenwirkt, versehen. Der Metallstreifen als Fixierungshilfsmittel kann auch ein Magnetstreifen sein. Vorteilhaft dabei ist, dass auch dieses Fixierungshilfsmittel leicht applizierbar und leicht entfernbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden im Bereich scharfkantig auszubildender Übergänge der äußeren Geometrie des auszubildenden Formkerns Verstärkungsmittel angeordnet. Diese Verstärkungsmittel, insbesondere Eckprofilteile, weisen den Vorteil auf, dass sie die scharfen Kanten und Ecken ausbilden, wobei der Formkern in diesen Bereich mit leicht herzustellenden Ausrundungen versehen werden kann.
Vorzugsweise wird eine Trennschicht auf den Formkern aufgebracht bzw. auf ihm erzeugt, welche ein Anhaften des Materials des Versteifungselementes bzw. des Faserhalbzeugs und/oder einer Matrix an dem Formkern verhindert. Die Trennschicht kann beispielsweise durch Bearbeitungsvorgänge mittels Schleifen und/oder Polieren direkt erzeugt werden. Die Trennschicht kann aber auch aus einer Trennfolie und/oder aus einem Flüssigtrennmittel bestehen und zusätzlich aufgebracht werden. Dadurch wird ein Entfernen des Formkerns nach dem wenigstens teilweisen Aushärten des mittels des Formkerns geschaffenen Abschnitts des Faserverbundbauteils erleichtert.
Unter Faserhalbzeugen sind Gewebe, Gelege und Fasermatten zu verstehen. Diese werden mit einer Matrix, beispielsweise einem Epoxidharz, versehen und anschließend beispielsweise in einem Autoklav ausgehärtet.
Hierzu können Handlaminier-, Prepreg-, Spritzpress- und/oder Vakuuminfusionsverfahren, auch in Verbindung mit Wickeltechnik, zur Anwendung kommen.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der Formkern auf einem Basisteil aus Faserverbundhalbzeugen angeordnet und/oder mit Faserhalbzeugen zum Ausbilden wenigstens eines Formabschnitts des Faserverbundbauteils wenigstens teilweise umgeben. Somit können vorteilhaft Basisteile, beispielsweise Hautschalen, Druckkalotten etc, mit Ω-Stringern aber auch anderen Versteifungselementen ausgebildet werden. Alternativ oder zusätzlich können auch separate Faserverbundbauteile, die gänzlich in ihrer Form durch den Formkern definiert werden, hergestellt werden.
Der Formkern kann nach dem Aushärten, beispielsweise bei der Herstellung eines Ω-Stringers, aus diesem in Längsrichtung des Stringers herausgezogen werden, was durch die Trennschicht erleichtert wird. Ein Beschädigen des Formkerns wird dadurch verhindert, dass der Formkern mit zumindest einer Versteifungsschicht, zum Beispiel aus reißfestem Gewebe und/oder mit einer reißfesten Trennfolie, ausgebildet wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der Formkern mit wenigstens einem Hinterschnitt ausgebildet. Dieser Hinterschnitt liegt vorzugsweise in Längsrichtung des Formkerns. Somit lassen sich mittels eines solchen Formkerns Stringer mit in deren Längsrichtung variablem Querschnitt herstellen.
Der Formkern kann mittels eines Pressverfahrens ausgebildet sein. Dabei wird zum Beispiel Korkmehl mit einem Binder und Füllstoff aus beispielsweise Gummigranulat vermischt und zu der gewünschten Gestalt des Formkerns mittels eines Formwerkzeugs gepresst. Es ist auch möglich, dass ein so hergestellter Formkern mittels abtragender Bearbeitungen auf ein Endmaß gebracht wird, wie zum Beispiel mittels Schneiden, Schleifen und auch Polieren.
Der Formkern kann auch aus zumindest zwei Kernsegmenten, zum Beispiel zweier mit Pressverfahren oder auch auf anderem Wege hergestellter Segmente, zusammengesetzt werden, wobei die Segmente aneinander geklebt werden. Sie können nachträglich natürlich auch noch endbearbeitet werden.
Der Formkern kann auch als Hohlkern mit einem Kerninnenraum gebildet werden. Dabei können Seitenwände aus einzelnen Platten zur endgültigen Form zusammengesetzt werden. Es ist auch möglich, dass der Formkern gepresst wird, wobei der Innenraum mit einem entsprechenden Kern ausgefüllt ist.
In einer anderen Ausführung weist das Ausbildendes Formkerns als Hohlkern mit einem Kerninnenraum folgende Teilschritte auf: Bereitstellen eines Vollprofils, das zum Beispiel in einem Pressverfahren hergestellt ist. Es wird die Außen- und Innenkontur des Formkerns zum Beispiel mittels Fräs- und/oder Schneidwerkzeuge erzeugt. Die Außengeometrie des Fräs- und/oder Schneidwerkzeugs zum Ausbilden des Kerninnenraums entspricht dem geometrischen Querschnitt des Kerninnenraums. Das rotierende Fräs- und/oder Schneidwerkzeug wird in Längsrichtung des Vollprofils in selbigem bewegt, wobei durch den Schaft des Fräs- und/oder Schneidwerkzeugs gleichzeitig ein Längsspalt in die Kopfwand des so gefertigten Formkerns eingebracht wird. Dieser Spalt kann beispielsweise entweder mit einem aufgeklebten Streifen aus einem Kork aufweisenden Material und/oder mit einem Fixierungselement mit Magnetstreifen geschlossen werden.
In einer noch anderen Ausführung weist das Ausbilden des Formkerns folgende Teilschritte auf: Bereitstellen von Plattenware, die zum Beispiel durch Kalandrieren oder andere Pressverfahren hergestellt ist. Es werden dann Zuschnitte zugeschnitten, die mit einem Faltwerkzeug gefaltet und dann mittels des Kernwerkzeugs verbunden werden. Dabei dient das Kernwerkzeug als äußere Form. In einem Innenraum kann ein weiterer Kern eingebracht sein, wobei dieser Kern beim Falten der Plattenware als eine Art Aufwickelkern dienen kann. Zum Falten kann die Plattenware entsprechend vorgeritzt und/oder mit Kerben versehen werden.
Ein erfindungsgemäßer Formkern zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, insbesondere eines Versteifungselementes an/auf einem Basisbauteil in der Luft- und Raumfahrt, ist mit einem Kork aufweisenden Material ausgebildet und kann wie oben beschrieben hergestellt werden.
Ein Faserverbundbauteil mit wenigstens einem Versteifungselement, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, ist mit einem oben beschriebenen Formkern hergestellt.
In einer weiteren Ausführungsform ist bei dem Faserverbundbauteil der Formkern in Anlage an dem wenigstens einen Versteifungselement als Geräuschdämpfungsmittel und/oder thermisches Isolationselement angeordnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 eine schematische Querschnittsansicht eines Versteifungselementes;
2 die Ansicht nach 1 mit einem Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Formkerns;
3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils beim Herstellen gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren;
4 eine schematische Querschnittsansicht des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns nach 2 in einem Form- bzw. Kernwerkzeug;
5 eine Variation des ersten Ausführungsbeispiels nach 4;
6 eine schematische Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns mit dem Versteifungselement nach 1;
7 eine schematische Querschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns mit dem Versteifungselement nach 1;
8 eine schematische Querschnittsansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns mit dem Versteifungselement nach 1;
9 eine schematische Draufsicht auf eine Plattenware zur Herstellung des vierten Ausführungsbeispiels nach 8;
10 eine Seitenansicht der Plattenware nach 9;
11 eine schematische Darstellung einer Fixierung des Formkerns nach dem ersten Ausführungsbeispiel und des Versteifungselementes nach 1;
12 eine Variation der in 11 dargestellten Fixierung;
13 eine schematische perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils beim Herstellen gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren;
14 eine schematische Querschnittsansicht eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns mit dem Versteifungselement nach 1;
15a eine schematische perspektivische Ansicht eines Kernrohlings für eine Variation des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns nach 6;
15b eine schematische perspektivische Ansicht einer Bearbeitung des Kernrohlings nach 15a; und
15b eine schematische perspektivische Darstellung einer Variation des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns nach 6.
In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente – sofern nichts anders angegeben ist – mit jeweils den gleichen Bezugszeichen versehen worden.
Es wird zunächst Bezug auf die 1 bis 3 genommen.
In 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Versteifungselementes 1 illustriert. 2 zeigt die Ansicht nach 1 mit einem Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Formkerns 7 und 3 stellt eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils 10 beim Herstellen gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren dar.
Das Versteifungselement 1 ist in diesem Beispiel ein so genannter Ω-Stringer mit einer Art Hutprofil, wie in 1 gezeigt ist, und steht senkrecht auf der Zeichnungsebene. Eine perspektivische Ansicht ist in 3 dargestellt, wobei beispielhaft zwei Versteifungselemente 1 illustriert sind, die auf einem Basisbauteil 11, zum Beispiel einem Schalenbauteil oder einer Rumpfhaut eines nicht gezeigte Luft- und Raumfahrzeugs, zur Versteifung aufgebracht sind.
Das Versteifungselement 1 (siehe 1) weist zwei gegenüberliegende, schräg nach oben auf einander zulaufende Stege 2 auf, die an ihren oberen Enden durch eine horizontale Verbindung, hier Kopf 5 genannt, verbunden sind. An den unteren Enden der Stege 2 sind jeweils nach außen weisende, horizontal verlaufende Füße 3 mit Unterseiten angebracht. Die Unterseiten sind als Verbindungsflächen 4 zur Auflage und zur Anbringung auf dem zu versteifenden Basisbauteil 11 (siehe 3) vorgesehen. Die Stege 2 und der Kopf 5 umschließen einen, in etwa trapezförmigen Hohlraum 6, dessen untere Öffnung durch das Basisbauteil 11 (siehe 3) verschlossen ist.
In 3 bilden die Versteifungselemente 1 mit dem Basisbauteil 11 einen Formabschnitt 13 des Faserverbundbauteils 10. Dabei ist jeweils ein Innenflächenabschnitt 12 auf der Oberfläche des Basisbauteils 11 unterhalb eines jeweiligen Innenraums 6 der Versteifungselemente 1 angeordnet. In den Innenräumen 6 der Versteifungselemente 1 ist jeweils ein Formkern 7 angeordnet, wie in 2 im Querschnitt verdeutlicht wird. Es können aber auch mehrere Formkerne 7 hintereinander angeordnet sein.
In diesem Beispiel füllt der Formkern 7 den Hohlraum 6 des Versteifungselementes 1 vollständig aus, wobei Seitenflächen 8 des Formkerns 7 an den Innenseiten der Stege 2 und des Kopfes 5 des Versteifungselementes 1 anliegen und diese kontaktieren. Eine Formkernbodenfläche 9 des Formkerns 7 fluchtet mit den jeweiligen Verbindungsflächen 4 der Füße 3 des Versteifungselementes 1.
In diesem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Versteifungselement 1 bereits an einem anderen Ort hergestellt worden, wozu auch der Formkern 7 Ver wendung finden kann, und zumindest teilgehärtet sein kann. Hier bedeutet der Begriff teilgehärtet, dass das Versteifungselement 1 soweit in sich gefestigt ist, dass es von seinem Herstellungsort auf das, in diesem Beispiel noch ungehärtete Basisbauteil 11 transportiert werden kann. Dabei befindet sich der Formkern 7 in dem Hohlraum 6 des Versteifungselementes 1. Beim Anordnen auf dem Basisbauteil 11 bedeckt die Formkernbodenfläche 9 den Innenflächenabschnitt 12 der Oberfläche des ungehärteten Basisbauteils 11 zwischen den Verbindungsflächen 4 der Füße des Versteifungselementes 1. Mit den Verbindungsflächen 4 wird das Versteifungselement 1 mit dem Basisbauteil 11 in einem weiteren Verfahrensschritt verbunden.
Dazu erfolgt mehrstufiges Beaufschlagen wenigstens der Formabschnitte 13 in einem Autoklav mit Wärme und/oder Druck, um das mit den Versteifungselementen 1 versteifte Faserverbundbauteil 10 herzustellen, wobei die Verbindungsflächen 4 mit dem Basisbauteil 11 verbunden werden. Dabei können verschiedene Fertigungsverfahren angewendet werden. Vorzugsweise wird hier das so genannte Vakuuminfusionsverfahren gewählt. Das Prepreg-Verfahren ist hier jedoch genauso anwendbar.
Dabei werden die Innenflächenabschnitte 12 der Oberfläche des Basisbauteils 11 durch die Formkernbodenflächen 9 der Formkerne 7 so gestützt und gehalten, dass sich keine Porenansammlungen und Faserauslenkungen in diesen Hautfeldern der Innenflächenabschnitte 12 ergeben. Dies erweist sich als vorteilhaft für die Gleichmäßigkeit, Festigkeit und den Kraftverlauf in der Hautfeldstruktur.
Im Weiteren wird die Erstellung der Formkerne 7 anhand der 4 bis 10 beschrieben.
4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Formkerns 7 in einem Querschnitt.
Der Formkern 7 besteht aus einem Kernwerkstoff, der Kork aufweist, zum Beispiel Korkmehl mit Bindemitteln und Füllstoffen. Es ist auch ein Compound aus Korkgranulat und Gummigranulat, was als Gummikork bezeichnet wird, möglich. Möglich ist auch ein Verbundwerkstoff bestehend aus zumindest einer Korkschicht und zumindest einer Gummischicht. Dieser Kernwerkstoff wird in ein Kernwerkzeug 14 eingebracht und in diesem in die gewünschte Form mit dem Querschnitt des Formkerns 7, hier eine etwa trapezförmige Gestalt, gebracht. Dies kann zum Beispiel durch Pressen erfolgen. Durch Aufbringung von Wärme können die Bindemittel aktiviert werden, wie zum Beispiel Gummi durch Vulkanisierstoffe. Andere Verfahren sind selbstverständlich möglich.
In diesem Beispiel ist der Formkern 7 mit einer Trennschicht 15 umgeben, welche ihn auf allen Seiten vollständig umschließt und für sein Herstellungsverfahren und Weiterbe- und Verarbeitung hinsichtlich der Prozesstemperatur und dem Prozessdruck geeignet ist. Die Trennschicht 15 dient zur korrekten Trennung des Formkerns 7 sowohl vom Kernwerkzeug 14 wie auch vom Versteifungselement 1 und dem Basisbauteil 11 beim Entformen. Die Oberflächenbeschaffenheit der Trennschicht 15 ist bedeutend für die Oberfläche des Innenflächenabschnitts 12 (siehe 3). Die Trennschicht 15 kann zum Beispiel mittels Schleifen und Polieren des Formkerns 7 direkt am Teil erstellt werden. Auch ist es möglich, geeignete Beschichtungen, zum Beispiel aus einem Kunststoff und/oder Flüssig-Trennmittel und/oder Trennfolie, aufzubringen.
Es ist auch in anderer Ausführung möglich, dass der Formkern 7 auf den gewünschten Querschnitt zugeschnitten wird. Dann kann das Kernwerkzeug 14 zum Beispiel schematisch als Schneidwerkzeug gesehen werden.
5 zeigt das Kernwerkzeug 14 mit einem Formkern 7 in einer Variation mit unterschiedlichem Querschnitt, bei welchem die unteren Eckbereiche durch Verstärkungsmittel 17, beispielsweise Leisten aus Metall, Kunststoff oder Kork und/oder Gummikork, ersetzt sind. So kann der Formkern 7 besonders gut ausgebildete Eckbereiche erhalten, indem die Verstärkungsmittel 17 in einem separaten Werkzeug angefertigt werden. Beim Entfernen der Formkerne 7 aus den Versteifungselementen 1 können diese Verstärkungsmittel 17 je nach Ausführung mit entfernt werden oder im Versteifungselement 1 verbleiben.
6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns 7 mit dem Versteifungselement 1 nach 1. In dieser Ausführung ist der Formkern 7 mit einem Kerninnenraum 18 ausgebildet, welcher bei der Herstellung des Formkerns 7 mit einem weiteren Kern ausgefüllt sein kann. Diese Art des Formkerns 7 eignet sich aufgrund seines geringen Gewichts beispielsweise zum Verbleib im Versteifungselement 1, wobei ein eventueller Kern aus dem Kerninnenraum 18 entfernt wird.
Hier wird der Formkern 7 mit einer Versteifungsschicht 16 verwendet, die zum Beispiel eine reißfeste Gewebeschicht ist. Es kann aber auch ein anderer, versteifender Werkstoff, beispielsweise eine reißfeste Trennfolie, sein. Diese Versteifungsschicht 16 kann auch anstelle oder als Trennschicht 15 (siehe 4 und 5) Verwendung finden. Die Versteifungsschicht 16 ist besonders vorteilhaft, wenn der Formkern 7 beim Entformen herausgezogen wird, da er dadurch vor Beschädigungen geschützt und seine Wiederverwendbarkeit erhöht wird.
In 7 ist eine schematische Querschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns 7 mit dem Versteifungselement 1 nach 1 gezeigt, wobei der Formkern 7 hier aus drei Kernsegmenten 19 zusammengesetzt ist. Die Kernsegmente 19 weise hier jeweils dreieckige Querschnitte auf, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Kernsegmente 19 sind miteinander fest verbunden, zum Beispiel ver klebt, wobei der Klebstoff für die Temperaturen und Drucke beim Herstellen des Faserverbundbauteils 10 geeignet und gegenüber den verwendeten Matrixwerkstoffen beständig ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist zum Beispiel für größere Kernquerschnitte geeignet. Die Kernsegmente 19 können durch einfache Kernwerkzeuge 14 hergestellt werden.
8 illustriert eine schematische Querschnittsansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns 7 mit dem Versteifungselement 1 nach 1. Hierzu stellt 9 eine schematische Draufsicht auf eine Plattenware 20 zur Herstellung des Formkerns 7 des vierten Ausführungsbeispiels nach 8 dar und 10 zeigt eine Seitenansicht der Plattenware 20 nach 9.
Der Formkern 7 weist ebenfalls wie das zweite Ausführungsbeispiel nach 6 einen Kerninnenraum 18 auf. Der Formkern 7 besitzt eine Bodenwand 21, deren Außenfläche die Formkernbodenfläche 9 bildet. An den Enden der Bodenwand 21 ist jeweils eine Seitenwand 22 in einem Faltabschnitt 24 angebunden, wobei die Außenflächen der Seitenwände 22 an den Innenflächen der Stege 2 des Versteifungselementes 1 zur Anlage kommen. Die Enden der Seitenwände 22 sind auch über Faltabschnitte 24 jeweils mit einer Kopfwand 23 verbunden. Die Kopfwände 23 bilden mit ihren Außenflächen eine Anlagefläche an die Innenfläche des Kopfes 5 des Versteifungselementes 1. Die freien Enden der Kopfwände 23 überlappen sich und sind in einem Verbindungsabschnitt 25 miteinander verbunden, zum Beispiel verklebt.
Nach dem vierten Ausführungsbeispiel wird der Formkern 7 als ein Faltkern aus einer Plattenware 20, die in 9 illustriert ist, zunächst zugeschnitten. In 9 erstreckt sich die Plattenware 20 nach oben und unten in einer bestimmten Länge, die der Länge des Formkerns 7 entspricht oder darauf zugeschnitten wird. In der Breite der Plattenware 20, d. h. hier in der 9 von links nach rechts, werden die oben un ter 8 angegebenen einzelnen Abschnitte durch Einritzen und/oder Einkerben der Faltabschnitte 24 gebildet. Der Verbindungsabschnitt 25 wird ebenfalls in diesem Beispiel zur Überlappung schräg angeschnitten. Die Faltabschnitte 24 können zum Beispiel zusätzlich mit Klebstoff versehen und/oder nach einem Faltvorgang mit Klebestreifen fixiert werden. 10 zeigt eine Seitenansicht der Plattenware 20. Hierbei ist ersichtlich, dass die Faltabschnitte 24 in dieser Ausführung V-förmige Kerben aufweisen. Optional kann die Plattenware ein- und/oder beidseitig mit einer Trenn- und/oder Autoklavfolie versehen werden.
Die so vorbereitete Plattenware 20 kann nun gemäß dem Querschnitt des Formkerns 7 nach 8 einem Faltvorgang unterzogen werden, indem zum Beispiel die Seitenwände 22 mit den daran befestigten Kopfwänden 23 links und rechts um die Bodenand 21 jeweils im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn gefaltet werden, wobei die freien Enden der Kopfwände 23 im Verbindungsabschnitt 25 überlappen und aneinander befestigt werden. Der Faltvorgang kann automatisch in einem geeigneten Faltwerkzeug erfolgen, zum Beispiel in Längsrichtung des Formkerns (senkrecht zur Zeichenebene der 9). Dabei kann ein Kern mit dem Querschnitt des Kerninnenraums 18 als weiteres Faltwerkzeug dienen, was leicht vorstellbar ist.
Beim Transport der Versteifungselemente 1 mit innen angeordneten Formkernen 7 als Stützkerne, beim Anordnen auf dem Basisbauteil 11 und zu anderen Zwecken kann eine Fixierung von Versteifungselement 1 und Formkern 7 nötig sein. 11 ist eine schematische Darstellung einer Fixierung des Formkerns 7 nach dem ersten Ausführungsbeispiel und des Versteifungselementes 1 nach 1, und 12 illustriert eine Variation der in 11 dargestellten Fixierung. Da bei einem zumindest teilgehärteten Versteifungselement 1 die Innenflächen im Hohlraum 6 bereits vorgefertigt bzw. fertig ausgebildet sind, ist es möglich, zumindest eine der am Versteifungselement 1 anliegenden Seitenflächen 8 des Formkerns 7 mit einem Fixie rungselement 26 zu versehen. In einer nicht gezeigten Ausführung kann das Fixierungselement 26 als Klebeband allein, entweder auf einer Seitenfläche 8 und/oder auf einer Innenfläche des Hohlraums 6 des Versteifungselementes 1 angebracht sein. In der in 11 und 12 gezeigten Ausführung ist das Fixierungselement 26 jeweils ein Magnetstreifen oder ein Metallstreifen/blech. In 11 ist das Fixierungselement 26 mit einem Querschnitt versehen, der es erlaubt, das Fixierungselement 26 in Längsrichtung des Formkerns 7 einzuführen, wobei es in senkrechter Richtung dazu aufgrund der Querschnittsform formschlüssig im Formkern gehalten ist. Hier ist eine Ausnehmung mit einem zu dem Fixierungselement 26 korrespondierenden Querschnitt in den oberen Abschnitt des Formkerns 7 eingeformt, wobei eine Oberfläche des Fixierungselementes 26 an der Innenfläche des Kopfes 5 des Versteifungselementes 1 anliegt. An der gegenüberliegenden Außenseite des Kopfes 5 ist ein Fixierungshilfselement 27 angebracht, welches mit dem Fixierungselement 26 hier über Magnetkräfte zusammenwirkt. Das Fixierungshilfselement 27 ist in diesem Beispiel ein Metallblechstreifen, welcher magnetisierbar ist. Damit wird eine rückstandsfreie Fixierung von Formkern 7 und Versteifungselement 1 möglich, wobei das Fixierungshilfselement 27 leicht haftend aufgebracht ist. Vor einer Autoklavfahrt nach dem Positionieren des Versteifungselementes auf dem Basisbauteil 11 wird das Fixierungshilfselement 27 wieder entfernt. Das Fixierungselement 26 kann auch in eine einfache Ausnehmung, wie in 12 gezeigt, in die Seitenfläche 8 des Formkerns 7 eingeklebt sein. Fixierungselement 26 und Fixierungshilfselement 27 können auch beide Magnetstreifen sein. Im Falle eines dünnwandigen Formkerns 7, wie zum Beispiel im zweiten Ausführungsbeispiel nach 6, muss der Bereich, in welchem das Fixierungselement 26 mit einer Ausnehmung vorgesehen ist, aufgedickt sein.
Der erfindungsgemäße Formkern 7, welcher einen Korkwerkstoff aufweist, kann aber auch bei einem Fertigungsverfahren angewendet werden, bei welchem das Versteifungselement 1 direkt auf dem Basisbauteil 11 gebildet wird. Hierzu zeigt 13 eine schematische perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils 10 beim Herstellen gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren.
Der Formkern 7 ist hier zum Beispiel eine Ausführung mit Kerninnenraum 18 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel nach 6. Zwei Formkerne 7 sind auf dem Basisbauteil 11 angeordnet, wobei ihre Formkernbodenflächen 9 die jeweiligen Innenflächenabschnitte 12 kontaktieren. Die Formkerne 7 sind mit einer oder mehreren Lagen Faserhalbzeug 28 belegt, welche dann mit einer Matrix getränkt werden, um Formabschnitte 13 mit Versteifungselementen zu bilden. Das Faserhalbzeug kann aber auch schon mit Harz vorimprägniert sein und liegt dann als Prepreg vor. Der Aushärtevorgang erfolgt wie bereits oben erläutert.
Die Erfindung ist nicht auf das in den Figuren dargestellte, spezielle Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils für die Luft- und Raumfahrt beschränkt.
So ist beispielsweise der vorliegende Erfindungsgedanke auch auf Faserverbundbauteile im Sportgeräte- oder Motorsportbereich, anwendbar.
Ferner ist die Geometrie des Formkerns auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Ferner können auch mehrere Formkerne verwendet werden, um einen Formkern auszubilden. Dabei ist es das Ziel, eine komplexere Geometrie mittels der Vielzahl an Formkernen zu schaffen. Folglich können komplexere Faserverbundbauteile hergestellt werden.
Auch andere Versteifungsprofile, wie zum Beispiel T-Stringer, L-Stringer, U-Stringer, Rohre, Mischformen der genannten Profile u. dgl. können mit dem erfindungsgemäßen Formkern 7 aus einem Kork aufweisenden Material als Stützkern gestützt werden. Dazu weist der Formkern 7 den jeweiligen Querschnitt bzw. die jeweilige Form des zu stützenden Versteifungsprofilabschnitts auf. Eine Fixierung kann zum Beispiel wie oben gemäß der 11 oder 12 vorgenommen werden.
Der Faltkern nach 8 kann auch, wie in 14 in einer schematischen Querschnittsansicht eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns mit dem Versteifungselement nach 1 gezeigt ist, im Kopfbereich eine flächige Überlappung zweier Kopfwände 23 mit einem großflächigen Verbindungsabschnitt 25 aufweisen. Diese Ausführung eignet sich besonders für Versteifungselemente 1, welche bereits ausgehärtet sind und deren Kopfbereich nicht mehr durch den Formkern 7 geformt werden muss.
Anstelle eines Faltkerns kann dieser auch aus Einzelplatten zusammengesetzt sein.
Es ist weiterhin möglich, den Formkern 7 aus einem Vollmaterial herzustellen. Dazu zeigen 15a bis 15c schematische perspektivische Ansichten eines Kernrohlings 29 für eine Variation des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Formkerns nach 6, seine Bearbeitung und Endform. Dazu weist das Ausbilden dieses Formkerns 7 als Hohlkern mit einem Kerninnenraum 18 folgende Teilschritte auf: Bereitstellen eines Kernrohlings 29 bzw. Vollprofils, das zum Beispiel in einem Pressverfahren hergestellt ist. Es wird die Außen- und Innenkontur des Formkerns 7 zum Beispiel mittels Fräs- und/oder Schneidwerkzeuge 30 erzeugt. Die Außengeometrie des Fräs- und/oder Schneidwerkzeugs 30 zum Ausbilden des Kerninnenraums 18 entspricht dem geometrischen Querschnitt des Kerninnenraums 18. Das rotierende Fräs- und/oder Schneidwerkzeug 30 wird in Längsrichtung des Vollprofils in selbigem bewegt, wobei durch den Schaft 31 des Fräs- und/oder Schneidwerkzeugs 30 gleichzeitig ein Längsspalt 32 in die Kopfwand 23 des so gefertigten Formkerns eingebracht wird. Dieser Längsspalt 32 kann entweder mit einem aufgeklebten Streifen aus einem Kork aufweisenden Material und/oder mit einem Fixierungselement 26 (siehe z. B. 11, 12) mit Magnetstreifen geschlossen werden. Die Außengeometrie des Formkerns 7, welche der Innengeometrie des Versteifungselementes 1 anzupassen ist, wird durch entsprechende Bearbeitung, zum Beispiel Fräsen und/oder Schneiden, des Kernrohlings 29 hergestellt. Der Kernrohling 29 kann aber auch schon mit dem endgültigen Außenprofil versehen sein.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils 10, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, mit den folgenden Verfahrensschritten: Ausbilden eines Formkerns 7 aus einem Kork aufweisenden Material mit einem Kernwerkzeug 14 zum Festlegen einer äußeren Geometrie des Formkerns 7; Anordnen des so ausgebildeten Formkerns 7 in Anlage an einem zumindest teilgehärteten Versteifungselement 1 auf einem Basisbauteil 11 des herzustellenden Faserverbundbauteils 10 zur Formgebung von wenigstens einem Formabschnitt 13 des herzustellenden Faserverbundbauteils 10; und mehrstufiges Beaufschlagen wenigstens des Formabschnitts 13 mit Wärme und/oder Druck zum Herstellen des Faserverbundbauteils 10; sowie einen Formkern 7 und ein Faserverbundbauteil 10.

1: Versteifungselement
2: Steg
3: Fuß
4: Verbindungsfläche
5: Kopf
6: Hohlraum
7: Formkern
8: Seitenfläche
9: Formkernbodenfläche
10: Faserverbundbauteil
11: Basisbauteil
12: Innenflächenabschnitt
13: Formabschnitt
14: Kernwerkzeug
15: Trennschicht
16: Versteifungsschicht
17: Verstärkungsmittel
18: Kerninnenraum
19: Kernsegment
20: Plattenware
21: Bodenwand
22: Seitenwand
23: Kopfwand
24: Faltabschnitt
25: Verbindungsabschnitt
26: Fixierungselement
27: Fixierungshilfselement
28: Faserhalbzeug
29: Kernrohling
30: Fräs- und/oder Schneidwerkzeug
31: Schaft
32: Längsspalt

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (10), insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, mit folgenden Verfahrensschritten: Ausbilden eines Formkerns (7) aus einem Kork aufweisenden Material mit einem Kernwerkzeug (14) zum Festlegen einer äußeren Geometrie des Formkerns (7); Anordnen des derart ausgebildeten Formkerns (7) in Anlage an einem zumindest teilgehärteten Versteifungselement (1) auf einem Basisbauteil (11) des herzustellenden Faserverbundbauteils (10) zur Formgebung von wenigstens einem Formabschnitt (13) des herzustellenden Faserverbundbauteils (10); und mehrstufiges Beaufschlagen wenigstens des Formabschnitts (13) mit Wärme und/oder Druck zum Herstellen des Faserverbundbauteils (10).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Fixierungselement (26) für ein Fixieren des Formkerns (7) an dem Versteifungselement (1) vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Fixierungselement (26) am Formkern (7) angebracht wird und mit zumindest einem am Versteifungselement (1) entfernbar anbringbaren Fixierungshilfselement (27) zusammenwirkt, wobei beispielsweise das zumindest eine Fixierungselement (26) und das zumindest eine Fixierungshilfselement (27) mit Magnetstreifen ausgebildet werden.
Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (10), insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, mit folgenden Verfahrensschritten: Ausbilden eines Formkerns (7) aus einem Kork aufweisenden Material mit einem Kernwerkzeug (14) zum Festlegen einer äußeren Geometrie des Formkerns (7); Anordnen des derart ausgebildeten Formkerns (7) auf einem Basisbauteil (11) des herzustellenden Faserverbundbauteils (10) und wenigstens abschnittsweise Ablegen von wenigstens einem Faserhalbzeug (28) auf dem ausgebildeten Formkern (7) zur Formgebung von wenigstens einem Formabschnitt (13) des herzustellenden Faserverbundbauteils (10); und mehrstufiges Beaufschlagen wenigstens des Formabschnitts (13) mit Wärme und/oder Druck zum Herstellen des Faserverbundbauteils (10).
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkern (7) zumindest teilweise mit zumindest einer Versteifungsschicht (16) aus reißfestem Gewebe und/oder einer reißfesten Trennfolie ausgebildet wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausbilden des Formkerns (7) im Bereich scharfkantig auszubildender Übergänge der äußeren Geometrie des auszubildenden Formkerns (7) Verstärkungsmittel (17) angeordnet werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim und/oder nach dem Ausbilden des Formkerns (7) eine Trennschicht (15) auf den Formkern (7) aufgebracht wird, welche beispielsweise durch Bearbeitungsvorgänge mittels Schleifen und/oder Polieren und/oder einer zusätzlich aufgebrachten Trennfolie und/oder einem Flüssigtrennmittel erzeugt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkern (7) aus zumindest zwei Kernsegmenten (19) zusammengesetzt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkern (7) als Hohlkern mit einem Kerninnenraum (18) gebildet wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden des Formkerns (7) folgende Teilschritte aufweist: Bereitstellen von Plattenware (20); Zuschneiden von Zuschnitten; Falten der Zuschnitte mit einem Faltwerkzeug; und Verbinden der Zuschnitte mittels des Kernwerkzeugs (14).
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkern (7) mit einem Pressverfahren ausgebildet wird.
Formkern (7) zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (10), insbesondere eines Versteifungselementes (1) an einem Basisbauteil (11) für die Luft- und Raumfahrt, wo bei der Formkern (7) mit einem Kork aufweisenden Material ausgebildet ist.
Formkern (7) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkern (7) nach einem Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.
Faserverbundbauteil (10) mit wenigstens einem Versteifungselement (1), insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, welches mittels eines Formkerns (7) nach Anspruch 12 oder 13 und/oder eines Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.
Faserverbundbauteil (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkern (7) in Anlage an dem wenigstens einen Versteifungselement (1) als Geräuschdämpfungsmittel, thermisches Isolationselement, und/oder zur Verbesserung des Impactverhaltens und/oder des Durchbrandverhaltens angeordnet ist.