DE102009031336A1 - Fiber arrangement for use in thermosetting resin-based composites, e.g. automobile components, comprises reinforcing fibers and crosslinkable reactive resin fibers - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Faseranordnung zur Herstellung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit einer duroplastischen Matrix, die sich insbesondere zur Fertigung von Faserverbundbauteilen eignet. Ferner wird das entsprechende Herstellungsverfahren für Faserverbundbauteile unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Faseranordnung offenbart.The The invention relates to a fiber assembly for producing fiber-reinforced Composite materials with a thermoset matrix, in particular suitable for the production of fiber composite components. Furthermore, the corresponding manufacturing process for fiber composite components using a fiber arrangement according to the invention disclosed.
Um im Automobilbau zur Gewichtsoptimierung auch für tragende Konstruktionsbauteile leichtere Komponenten mit gewünschten Festigkeitseigenschaften einzusetzen, wird zunehmend auf faserverstärkte Verbundbauteile zurückgegriffen. Dabei ist es bekannt, Halbzeuge, auch Prepregs genannt, auf Basis duroplastischer Matrizen zu schaffen, die ein Imprägnieren der Fasern mit dem noch nicht vernetzten Harz erfordern. Derartige Prepregs können unmittelbar weiter verarbeitet werden. Nachteilig ist bei der Verwendung der bekannten Prepregs bis dato, dass sie in Bändchenform geschaffen werden, was zu geometrischen Einschränkungen bei der Verarbeitung zu faserverstärkten Kunststoff-Bauteilen führt.Around in the automotive industry for weight optimization also for load-bearing Design components lighter components with desired To use strength properties is increasingly on fiber-reinforced Composite components used. It is known Semi-finished products, also called prepregs, based on thermoset matrices to create an impregnation of the fibers with the still do not require crosslinked resin. Such prepregs can immediately further processed. The disadvantage is in use the well-known prepregs to date that they in ribbon form be created, resulting in geometric constraints during processing into fiber-reinforced plastic components leads.
Um Nachteile zu überwinden, die sich durch Einschränkungen bei der Bauteilgeometrie aus den als Trägermaterialbahn oder Trägermaterialband vorliegenden Fasergeweben ergeben, die imprägniert und schließlich weiter verarbeitet werden, wurde die Technologie zur Fertigung so genannter „comingled yarns” geschaffen. Dabei wird ein Garn geschaffen, dass aus wenigstens zwei Fäden, respektive Fasern, mit unterschiedlichen Eigenschaften bereitgestellt ist.Around Overcome disadvantages caused by limitations in the component geometry of the as a substrate material web or carrier material band present fiber fabrics, which is impregnated and finally processed further become, the technology for the production of so-called "comingled yarns" was created. In this case, a yarn is created that consists of at least two threads, respectively fibers, provided with different properties is.
So
beschreibt die
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es wünschenswert, eine Faseranordnung zur Herstellung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit einer duroplastischen Matrix zu schaffen, die es erlaubt, jedwede geometrische Bauteilform aus dem faserverstärkten Verbundwerkstoff auf einfache Weise zu schaffen. Desgleichen soll ein entsprechender faserverstärkter Verbundwerkstoff mit einer duroplastischen Matrix geschaffen werden. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zu schaffen, das ermöglicht, Faserverbundbauteile aus derartigen Faseranordnungen herzustellen.outgoing From this prior art, it is desirable to have a Fiber assembly for the production of fiber reinforced composites with a thermosetting matrix that allows any geometric component form of the fiber-reinforced composite material to create in a simple way. Likewise, a corresponding fiber reinforced composite with a thermoset Matrix are created. Another task is a procedure to provide that allows fiber composite components of such Produce fiber assemblies.
Diese
Aufgaben werden mit einer verbesserten Faseranordnung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1, sowie mit einem verbesserten faserverstärkten
Verbundwerkstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und durch das
verbesserte Faserverbundbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs
12 gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These
Objects are provided with an improved fiber assembly having the features
of
Die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen bereitzustellen, wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. In den Unteransprüchen werden entsprechende Ausgestaltungen des Verfahrens beansprucht.The Task, an improved process for the production of fiber composite components is provided by the method having the features of the claim 13 solved. In the subclaims are appropriate Embodiments of the method claimed.
Die erfindungsgemäße Faseranordnung, die eine Vielzahl von Verstärkungsfasern aufweist und die zur Herstellung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit einer duroplastischen Matrix geeignet ist, umfasst in einem ersten Ausführungsbeispiel außer den Verstärkungsfasern ein vernetzbares Reaktionsharz, das ebenfalls in Form von Fasern vorliegt. In der Faseranordnung sind die faserförmigen Reaktionsharzelemente benachbart zu den Verstärkungsfasern angeordnet.The Fiber assembly according to the invention, which is a plurality of reinforcing fibers and for the production of fiber reinforced composites with a thermoset Matrix is suitable, comprises in a first embodiment a crosslinkable one besides the reinforcing fibers Reaction resin, which is also in the form of fibers. In the Fiber arrangement are the fibrous reaction resin elements arranged adjacent to the reinforcing fibers.
Das Reaktionsharz kann dabei als Reaktionsharzfaser ohne weitere Komponenten vorliegen oder die Reaktionsharzfaser kann einen Kern aus einer Trägerfaser enthalten. Ebenfalls ist es möglich, dass das Reaktionsharz eine Verstärkungsfaser umgibt und somit ebenfalls die Faserform aufweist. Derart geschaffene Faseranordnungen, die entweder aus einer Kombination von Verstärkungsfasern und Reaktionsharz-Fasern oder aus mehreren mit Reaktionsharz umgebenen Verstärkungsfasern bestehen, ermöglichen vorteilhaft dass sie zu Garn gesponnen werden können. Die Darstellung von Bauteilen mit beliebiger Geometrie aus dem faserverstärkten Verbundwerkstoff wird ermöglicht, ohne dabei Fasermaterial zu verschwenden, während gleichzeitig bei der Darstellung des Bauteils ein zusätzlicher Imprägnierschritt entfällt, da der Matrix bildende Reaktionsharzanteil schon in der Faseranordnung enthalten ist und nicht während der Formgebung aufgetragen werden muss. Insofern, als die Faseranordnung nicht band- oder bändchenförmig vorliegt, sondern als gesponnenes Garn mehr oder minder großen Durchmessers dargestellt wird, das unmittelbar durch sämtliche Verarbeitungstechnologien wie Weben, Stricken, Sticken oder weitere direkt in Form des Bauteils gebracht werden und aushärten gelassen werden kann, wird ein Direktverfahren bereitgestellt, das vorteilhaft bei der Fertigung der Leichtbauteile die Wertschöpfungsstufenzahl verringert und damit eine kostengünstige Fertigung ermöglicht. Die Verwendung des faserförmigen Reaktionsharzes in der Faseranordnung ermöglicht die gleichzeitige Imprägnierung der Verstärkungsfaser und der Formgebung des Bauteils. Hierdurch wird vorteilhaft der Zykluszeit im Fertigungszyklus der Bauteile reduziert, was zu beträchtlichen Kostensenkungen beitragen kann.The reaction resin may be present as a reaction resin fiber without further components or the reaction resin fiber may contain a core of a carrier fiber. It is also possible that the reaction resin surrounds a reinforcing fiber and thus also has the fiber shape. Thus created fiber assemblies consisting of either a combination of reinforcing fibers and reaction resin fibers or multiple reinforcing fibers surrounded by reaction resin advantageously enable them to be spun into yarn. The presentation of components of any geometry from the fiber reinforced composite is made possible without wasting fiber material, while at the same time eliminates an additional impregnation in the representation of the component, since the matrix-forming reaction resin content is already included in the fiber assembly and are not applied during the molding got to. Inasmuch as the fiber assembly is not ribbon or ribbon, but is presented as a spun yarn of greater or lesser diameter, which can be directly brought and cured by any processing technology such as weaving, knitting, embroidering or other directly in the form of the component; a direct method is provided which is advantageous reduced in the production of lightweight components, the value creation stage number and thus enables cost-effective production. The use of the fibrous reaction resin in the fiber assembly allows the simultaneous impregnation of the reinforcing fiber and the shaping of the component. This advantageously reduces the cycle time in the manufacturing cycle of the components, which can contribute to significant cost reductions.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Reaktionsharz intermediär schmelzbar ist oder zumindest erweichbar. Dies bedeutet, dass das Rektionsharz bevor es ausgehärtet wird schmelzflüssig oder zumindest plastisch verformbar wird. Hierdurch lässt sich das Reaktionsharz unmittelbar vor dem Aushärten zu einer dichten Matrix umformen.Especially it is advantageous if the reaction resin is intermediate is meltable or at least softenable. This means that Rection resin before it hardens molten or at least plastically deformable. This is possible the reaction resin immediately before curing to a Reshaping dense matrix.
Um die Faseranordnung weiter zu schützen, kann die Faser mit einer Schlichte als Schutzmaterial umgeben sein. Diese Schlichte wird dabei auf die Faser aufgebracht, bevor das Reaktionsharz aufgebracht wird.Around To further protect the fiber assembly, the fiber can a sizing be surrounded as a protective material. This sizing is applied to the fiber before the reaction resin is applied becomes.
Bei den Verstärkungsfasern kann es sich um Glas- oder Karbonfasern handeln, wohingegen es sich bei der Trägerfaser um eine Thermoplastfaser wie eine Polyester-, eine Polyamid-, eine Polyethylen- oder eine Polypropylenfaser handeln kann. Dies hat den Vorteil, dass für die Trägerfaser ein Vielzahl von Materialien zur Verfügung steht, die wahlweise zur Verstärkung der Faseranordnung beitragen kann, aber nicht muss, wie im Falle des Polyesters.at the reinforcing fibers may be glass or carbon fibers whereas the carrier fiber is one Thermoplastic fiber such as a polyester, a polyamide, a polyethylene or a polypropylene fiber. This has the advantage that for the carrier fiber a variety of materials is available, the optional for reinforcement the fiber assembly can, but does not have to, as in the case of the polyester.
Zur Bildung der duroplastischen Matrix kann als Reaktionsharz vorteilhaft ein Phenylharz, ein Polyurethan oder ein Polyesterharz, insbesondere ein Vinylester-Urethan-Hybridharz gewählt werden. Zur Vernetzung können diese Harze vorteilhaft bei der Darstellung des Formteils bei niedrigen Temperaturen aufgeschmolzen werden. Diese Temperatur liegt besonders bevorzugt im Bereich von etwa 40–50°C. Gleichfalls sind auch angepasste Epoxydharze geeignet. Bevorzugt werden die Reaktionsharze auf Schmelztemperaturen im Bereich von 40 bis 70°C eingestellt. Bei thermisch härtenden Reaktionsharzen wird die Höhe der Schmelz- oder Erweichungstemperatur dadurch begrenzt, dass mit zunehmender Temperatur auch der Start der Aushärtung beginnt.to Formation of the thermosetting matrix can be advantageous as a reaction resin a phenyl resin, a polyurethane or a polyester resin, in particular a vinyl ester urethane hybrid resin can be selected. For networking These resins can be advantageous in the appearance of the Molding be melted at low temperatures. These Temperature is more preferably in the range of about 40-50 ° C. Likewise are also suitable epoxy resins suitable. Preference is given to Reaction resins set to melting temperatures in the range of 40 to 70 ° C. For thermosetting reaction resins, the height the melting or softening temperature limited by that with increasing temperature also the start of curing begins.
Durch das intermediäre Aufschmelzen wird ein niedriger Energieaufwand erforderlich. Insbesondere bildet aber durch das Aufschmelzen das Reaktionsharz eine gleichmäßige, bzw. durchgängige Matrixphase aus. Das Zusammenfließen des Harzes kann durch äußeren Druck unterstützt werden. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das Reaktionsharz vor dem Aushärten nur erweicht.By the intermediate melting becomes a low expenditure of energy required. In particular, but forms by the melting Reaction resin a uniform, or continuous Matrix phase off. The confluence of the resin may be due to external Print supported. This is particularly useful when the reaction resin only softens before curing.
Ein geeignetes Harz ist bei der Fa. DSM unter dem Namen Daron XP 45 erhältlich. (DSM Composit Resins Deutschland GmbH, Ludwigshafen/Rhein). Bei der Faseranordnung kann ein Vielzahl von Verstärkungsfasern mit einer Vielzahl von Reaktionsharz-Fasern als annährend parallel zusammengefasste Einzelfasern angeordnet und von der Schlichte umhüllt werden und somit ein so genanntes „Roving” bilden. Ein Roving kann ebenfalls erhalten werden, wenn eine Vielzahl von Verstärkungsfasern, die mit Reaktionsharz umgeben sind, parallel zusammengefasst und von der Schlichte umgeben wird.One suitable resin is available from DSM under the name Daron XP 45 available. (DSM Composite Resins Germany GmbH, Ludwigshafen / Rhine). In the fiber arrangement, a plurality of reinforcing fibers with a variety of reaction resin fibers as approximate parallel arranged individual fibers arranged and of the sizing be enveloped and thus form a so-called "roving". A roving can also be obtained if a variety of Reinforcing fibers surrounded by reaction resin, summarized in parallel and surrounded by the sizing.
Es ist ebenfalls möglich, dass die Reaktionsharzfaser selbst oder die die Verstärkungsfaser oder die Trägerfaser umgebende Reaktionsharzschicht einen polygonalen, insbesondere eine rechteckigen Querschnitt aufweist. Damit wird erreicht, dass eine Vielzahl derartiger Fasern mit rechteckigem Querschnitt dichter gepackt angeordnet werden kann.It it is also possible that the reaction resin fiber itself or the reinforcing fiber or carrier fiber surrounding reaction resin layer a polygonal, in particular a has rectangular cross-section. This ensures that a variety arranged such fibers with rectangular cross section packed closer can be.
Mittels geeigneter Flächen schaffender Verarbeitungsmaßnahmen wie Weben, Stricken, Sticken etc. wird die Faseranordnung zu einem Bauteilrohling, einer so genannten „Preform” verarbeitet, so dass nach dem aushärten Lassen des Reaktionsharzanteils der Faseranordnung das Bauteil als faserverstärkter Verbundwerkstoff vorliegt.through suitable areas of creative processing like weaving, knitting, embroidering, etc., the fiber arrangement becomes one Component blank, a so-called "preform" processed, so that after curing let the reactive resin content the fiber assembly, the component as a fiber reinforced composite material is present.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen umfasst daher zunächst die Schaffung einer Faseranordnung aus einer Mehrzahl von Verstärkungsfasern und einem vernetzbaren faserförmigen Reaktionsharz zur Bildung der duroplastischen Matrix. Das Reaktionsharz wird jeweils benachbart zu den Verstärkungsfasern angeordnet. Es handelt sich beim Reaktionsharz um ein faserförmiges Gebilde, das auch einen Trägerfaserkern oder die Verstärkungsfaser enthalten kann. Das Faserverbundbauteil wird mit der Faseranordnung ausgeformt, wobei das Ausformen der Faseranordnung, bezogen auf das herzustellende Faserverbundbauteil kraftfluss- und spannungsoptimiert erfolgt. In einem letzten Schritt wird das Reaktionsharz aushärten gelassen und somit das Faserverbundbauteil erhalten. Das Aushärten kann thermisch oder photoinitiiert erfolgen. Bei thermischem Aushärten ist es ausreichend, das Harz auf 40–50°C erwärmt zu haben. Beim photoinitiiert aushärtenden System wird bevorzugt ein radikalisch härtendes System verwendet, das Photoinitiatoren beinhaltet.The inventive method for the preparation of Fiber composite components therefore initially includes the creation a fiber assembly of a plurality of reinforcing fibers and a crosslinkable fibrous reaction resin for Formation of the thermoset matrix. The reaction resin is respectively arranged adjacent to the reinforcing fibers. It deals the reaction resin around a fibrous structure, the a carrier fiber core or the reinforcing fiber may contain. The fiber composite component is connected to the fiber assembly formed, wherein the shaping of the fiber assembly, based on the produced fiber composite component power flow and voltage optimized he follows. In a final step, the reaction resin will cure left and thus obtained the fiber composite component. The curing can be done thermally or photoinitiated. For thermal curing it is sufficient to heat the resin to 40-50 ° C to have. The photoinitiated curing system is preferred a radical curing system that uses photoinitiators includes.
Die Einbringung der Energie zum Aushärten kann unter anderem auch über Mikrowellenbestrahlung, Infrarotbestrahlung, UV-Belichtung oder Induktionsverfahren erfolgen.The Incorporation of the energy for curing can, among other things also via microwave irradiation, infrared radiation, UV exposure or induction process done.
Das Ausformen des Faserverbundbauteils kann dabei das Verweben, Stricken, Spinnen oder Formgeben der Faseranordnung auf andere Weise enthalten.The Forming the fiber composite component can thereby weaving, knitting, Spinning or shaping the fiber assembly in another way included.
Damit ist es möglich, in wenigen Verfahrensschritten eine Faseranordnung zur Schaffung von Faserverbundbauteilen zu gewinnen, die es ermöglicht, im Direktverfahren Leichtbauteile aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff zur Gestaltung von Automobilelementen herzustellen.In order to it is possible in a few steps a fiber arrangement to gain the creation of fiber composite components, which makes it possible in the Direct method Lightweight components made from a fiber-reinforced material To produce composite material for the design of automotive elements.
Diese und weitere Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den begleitenden Figuren weiter ersichtlich.These and further advantages will become apparent from the following description and the accompanying figures further apparent.
Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.Of the Reference to the figures in the description is for assistance the description. Objects or parts of objects, which are essentially the same or similar be provided with the same reference numerals. The figures are merely a schematic representation of an embodiment of the Invention.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Die erfindungsgemäße Faseranordnung zur Herstellung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit duroplastischer Matrix bezieht sich auf die Verwendung mehrerer Verstärkungsfasern in einer Faseranordnung. Diese Verstärkungsfasern werden benachbart zu vernetzbaren faserförmigen Reaktionsharzen angeordnet. Bei den Verstärkungsfasern kann es sich um Glas- oder Karbonfasern handeln und bei dem Reaktionsharz, das faserförmig ausgebildet werden kann, kann es sich um ein Phenylharz, ein Polyurethan oder ein Polyesterharz, insbesondere um ein Vinylester-Urethan-Hybridharz handeln, wie es unter dem Markennamen Daron XP 45 vom Hersteller DSM (DSM Composit Resins Deutschland GmbH, Ludwigshafen/Rhein) vertrieben wird. Damit wird vorteilhaft erreicht, dass Imprägnierungsaufgaben für einen erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff, der aus dieser Faseranordnung geschaffen werden kann, durch die integrierten Harzfasern übernommen wird. Indem die Reaktionsharz-Fasern zusammen mit den Verstärkungsfasern angeordnet werden, kann ein faserverstärktes Bauteil einer beliebigen gewünschten Bauteilgeometrie erzeugt werden, welches nach dem Vernetzen beziehungsweise Aushärten des duroplastischen Reaktionsharzes die gewünschte Stabilität, Reißfestigkeit und Elastizität aufweist.The Fiber arrangement according to the invention for the production of fiber reinforced composites with duroplastic Matrix refers to the use of multiple reinforcing fibers in a fiber arrangement. These reinforcing fibers become adjacent arranged to crosslinkable fibrous reaction resins. The reinforcing fibers may be glass or carbon fibers act and the reaction resin, the fibrous formed can be a phenyl resin, a polyurethane or a polyester resin, especially a vinyl ester-urethane hybrid resin Act as it is under the brand name Daron XP 45 from the manufacturer DSM (DSM Composite Resins Germany GmbH, Ludwigshafen / Rhein) becomes. This is advantageously achieved that impregnation tasks for a composite material according to the invention, the can be created from this fiber array, by the integrated Resin fibers is taken over. By the reaction resin fibers can be arranged together with the reinforcing fibers can a fiber-reinforced component of any desired Component geometry are generated, which after crosslinking or Curing the thermosetting reaction resin the desired Stability, tear resistance and elasticity having.
Durch die Verwendung des faserförmigen Reaktionsharzes ist es möglich, den Nachteil der mangelnden Festigkeit von Reaktionsharzfasern auszugleichen, indem Thermoplastfasern als Trägerfasern für das Reaktionsharz verwendet werden. So kann die Reaktionsharzfaser den Trägerfaserkern oder auch einen Verstärkungsfaserkern aufweisen.By it is the use of the fibrous reaction resin possible to compensate for the disadvantage of lack of strength of reaction resin fibers, by using thermoplastic fibers as carrier fibers for the Reaction resin can be used. So the reaction resin fiber can Carrier fiber core or a reinforcing fiber core exhibit.
Wie
Die
Schlichte
In
Weiter
können die Fasern in der bekannten Anordnung
Dazu kann, sobald das Bauteil aus der verarbeiteten Faseranordnung entsprechend geformt ist, der faserverstärkte Verbundwerkstoff hergestellt werden, indem das Material beispielsweise einer Erwärmung unterzogen wird, die im Bereich von ca. 40–50°C liegen kann, wenn das gewünschte Reaktionsharz zur Ausbildung der duroplastischen Matrix ein Phenylharz, ein Polyurethan oder ein Polyesterharz, insbesondere das genannte Vinylester-Urethan-Hybridharz ist. Damit liegt in allen vorgenannten Fällen das angeordnete Fasermaterial bereits imprägniert und dennoch lagerfähig vor. Die vorteilhafte Lagerfähigkeit ergibt sich, da das Reaktionsharz fest ist und nicht weiter reagiert, wenn es nicht zur Reaktion gebracht wird, was erreicht werden kann, wenn entweder die gewünschte Reaktionswärme aufgebracht wird oder eine photochemische Polymerisierung angeregt wird, indem die Reaktionsharz-Fasern der Faseranordnung der notwendigen Belichtung unterzogen werden.To can, as soon as the component from the processed fiber assembly accordingly molded, the fiber reinforced composite produced for example, by heating the material which is in the range of about 40-50 ° C can lie when the desired reaction resin for training the thermosetting matrix, a phenyl resin, a polyurethane or a polyester resin, in particular the said vinyl ester-urethane hybrid resin is. This is the arranged in all the above cases Fiber material already impregnated and yet storable in front. The advantageous shelf life arises because the Reaction resin is solid and stops reacting if it is not is reacted to what can be achieved if either the desired heat of reaction is applied or a photochemical polymerization is stimulated by the Reaction resin fibers of the fiber assembly of the necessary exposure be subjected.
Um
bessere Packungsdichten zu erzielen, ist es außerdem möglich,
wie in
Um
bestimmte Werkstoffeigenschaften zu erzielen, kann ferner das Volumenverhältnis
des Reaktionsharzes zum Verstärkungskern variiert werden: So
zeigt
In den vorgenannten Fällen, in denen die Verstärkungsfaser unmittelbar benachbart zum Reaktionsharz vorliegen, kann das lagerfähige, kalte Reaktionsharz, sobald es in Form gebracht und in Form gehalten werden soll, erwärmt und dadurch vernetzt werden. Damit werden die Verstärkungsfasern entsprechend imprägniert und das Harz kann aushärten gelassen werden, so dass vorteilhaft die erfindungsgemäßen faserverstärkten Verbundwerkstoffe in der Leichtbauweise erhalten werden.In the aforementioned cases in which the reinforcing fiber immediately adjacent to the reaction resin, the storable, cold reaction resin once it has been shaped and kept in shape should be heated, and thus networked. In order to the reinforcing fibers are impregnated accordingly and the resin can be allowed to cure, so that is advantageous the fiber-reinforced according to the invention Composite materials are obtained in the lightweight construction.
Entsprechend sieht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils mit einer duroplastischen Matrix vor, dass zunächst die Faseranordnung aus einer Mehrzahl von Verstärkungsfasern und einem vernetzbarem faserförmigen Reaktionsharz geschaffen wird, wobei das faserförmige Reaktionsharz benachbart zu den Verstärkungsfasern angeordnet wird. Dabei wird das Reaktionsharz zur Faser geformt, die mit einem Trägerfaserkern oder einem Verstärkungsfaserkern versehen werden kann. Es folgt das Ausformen des Faserverbundbauteils, das die Faseranordnung umfasst, wobei das Ausformen der Faseranordnung, bezogen auf das herzustellende Faserverbundbauteil, kraftfluss- und spannungsoptimiert erfolgt. Beim Ausformen oder unmittelbar vor dem Aushärten kann das Reaktionsharz durch Erwärmung aufgeschmolzen oder zumindest erweicht werden, um eine gleichmäßige Matrix oder durchgängige Matrixphase einzustellen. Schließlich wird in einem letzten Schritt das Reaktionsharz aushärten gelassen, so dass sich das Faserverbundbauteil in seiner Endform ausbildet. Das Aushärten kann thermisch oder photoinitiiert erfolgen. Bei der thermischen Aushärtung erfolgt der Schritt von Aufschmelzen oder Erweichen zweckmäßigerweise während der Aufheizphase zum Thermischen Aushärten bzw. als Unterprozessschritt des Härtungsprozesses.Corresponding sees the inventive method for production a fiber composite component with a thermoset matrix, that first, the fiber assembly of a plurality of reinforcing fibers and a crosslinkable fibrous reaction resin with the fibrous reaction resin adjacent to the reinforcing fibers is arranged. This is the Reaction resin formed into fiber, which is covered with a carrier fiber core or a reinforcing fiber core can be provided. It follows the molding of the fiber composite component, which is the fiber assembly wherein the shaping of the fiber arrangement, based on the produced fiber composite component, power flow and voltage optimized he follows. When molding or just before curing the reaction resin can be melted by heating or at least softened to a uniform Set matrix or continuous matrix phase. After all will cure the reaction resin in a final step left so that the fiber composite component in its final form formed. The curing can be thermally or photoinitiated respectively. During thermal curing, the step takes place of melting or softening expediently during the heating phase for thermal curing or as a sub-process step of the curing process.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - US 20080299856 A1 [0004] US 20080299856 A1 [0004]
- - WO 99/31025 [0004] WO 99/31025 [0004]
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DE102018213337A1 (en) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for producing a fiber element, in particular for additive manufacturing |
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2009
- 2009-07-01 DE DE102009031336A patent/DE102009031336A1/en not_active Withdrawn
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