DE102009048709A1 - Composite component comprises a metal, a fiber composite material and a connection zone, where the material-consistent connection of the metal with the fiber composite material in the connection zone is formed through casting - Google Patents

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Abstract

The composite component comprises a metal (2), a fiber composite material (3) and a connection zone (4), where the material-consistent connection of the metal with the fiber composite material in the connection zone is formed through casting with subsequent hardening of the metal. The structure of the connection zone from the fiber of the fiber composite material and/or from the fiber of the fiber composite material coated with hardened metal melt is compounded. The fiber composite materials are partially embedded in a metallic matrix. The composite component comprises a metal (2), a fiber composite material (3) and a connection zone (4), where the material-consistent connection of the metal with the fiber composite material in the connection zone is formed through casting with subsequent hardening of the metal. The structure of the connection zone from the fiber of the fiber composite material and/or from the fiber of the fiber composite material coated with hardened metal melt is compounded. The fiber composite materials are partially embedded in a metallic matrix. The connection zone consequences a uniform assimilation of a mechanical load between the metal and the fiber composite material through different metal portion and/or fiber portion in the structure of the connection zone coming from the fiber composite material. A fiber loop is formed in the connection zone and represents a material-consistent component in the part area of the connection zone. The metal is aluminum, magnesium or titanium or its alloys. The fiber composite material is a carbon fiber-reinforced plastic or glass fiber-reinforced plastic or aramide fiber-reinforced plastic or textile glass fiber and/or a fiber-reinforced light metal. The composite material consists of fiber ally in the form of thread, tapes, twist, roving, clutch, knitted items, weaves, felt, mate, net, grid and/or single- or multi-layered laminate. The fibers of the fiber composite material are carbon fibers, glass fibers, ceramic fibers, silicon carbide-fibers, coated fibers, aramid, boron fibers and/or metal fibers. An independent claim is included for a method for the production of a composite component.

Description

Technisches AnwendungsgebietTechnical application

Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil bestehend aus einem Metall, einem Faserverbundwerkstoff und einer Verbindungszone, wobei die stoffschlüssige Verbindung des Metalls mit dem Faserverbundwerkstoff in der Verbindungszone durch das Gießen mit anschließendem Erstarren des Metalls entstanden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundbauteiles und deren Verwendung.The invention relates to a composite component consisting of a metal, a fiber composite material and a connection zone, wherein the cohesive connection of the metal with the fiber composite material in the connection zone is formed by the casting with subsequent solidification of the metal. Furthermore, the invention relates to a method for producing the composite component according to the invention and their use.

Stand der TechnikState of the art

Bei der Entwicklung und Konstruktion von Leichtbaustrukturen finden zunehmend Kombinationen von Faserverbundwerkstoffen und Metallstrukturen Verwendung, um die Bauteileigenschaften an die lokalen Anforderungen anzupassen. Gerade in den Kombinations- und Variationsmöglichkeiten der Verbundwerkstoffe und Verbundbauteile besteht ein großer Bedarf neue Fügeverfahren zu entwickeln, die Faserverbundwerkstoffe und Leichtmetalle zu hybriden Bauteilen verbinden. Einerseits werden die vergleichsweise kostenintensiven Werkstoffe nur lokal an stark beanspruchten Bereichen im Bauteil integriert, andererseits sind bei der Herstellung komplexer Geometrien aus Einzelkomponenten Fügeverbindungen unverzichtbar.In the development and construction of lightweight structures, combinations of fiber composites and metal structures are increasingly being used to adapt the component properties to local requirements. Especially in the combination and variation possibilities of composites and composite components there is a great need to develop new joining methods that combine fiber composites and light metals to hybrid components. On the one hand, the comparatively cost-intensive materials are integrated only locally on heavily used areas in the component, on the other hand, joint connections are indispensable in the production of complex geometries of individual components.

Als Fügeverfahren zum Verbinden von Metallen mit Faserverbundwerkstoffen kommen im Stand der Technik hauptsächlich Überlappverbindungen, die durch Klebetechnik, Schweißtechnik sowie Nietverbindungen realisiert werden. Neben wirtschaftlichen und fertigungstechnischen Problemen bei den genannten Verfahren sind noch die komplexen Dehnungsverteilungen bei mechanischer Beanspruchung der gefügten Stellen zu bemängeln. Insbesondere kontinuierlich faserverstärkte Kunststoffbauelemente können nicht direkt mechanisch mit Nieten oder Schrauben mit anderen Bauteilen verbunden werden, da in der Bohrung die zugübertragenden Elemente, also die Fasern, unterbrochen werden. Zusätzlich entstehen mit steigendem Anisotropiegrad hohe Kerbspannungen.As a joining method for joining metals with fiber composites in the prior art mainly overlap connections, which are realized by gluing technique, welding technology and riveting. In addition to economic and manufacturing problems in the above-mentioned methods, the complex strain distributions under mechanical stress of the joined areas are still to be criticized. In particular, continuously fiber-reinforced plastic components can not be directly connected mechanically with rivets or screws with other components, as in the bore, the tensile-transmitting elements, so the fibers are interrupted. In addition, high notch stresses occur as the degree of anisotropy increases.

Klebverbindungen erfordern reine Klebflächen und bedingen daher spezielle Oberflächenbehandlungen. Sie zeigen häufig eine beschränkte Festigkeit oder setzen recht große Klebeflächen voraus. Zudem sind Klebverbindungen von Strukturbauteilen wegen der erforderlichen Fläche der Fügepartner im Wesentlichen eingeschränkt auf schalenförmige Geometrien. Ein weiterer Nachteil von Klebverbindungen insbesondere bei Luftfahrtanwendungen ist ihre fehlende Möglichkeit von zerstörungsfreien Prüfungen im Rhamen von Inspektionen.Adhesive bonds require pure adhesive surfaces and therefore require special surface treatments. They often show limited strength or require rather large adhesive surfaces. In addition, because of the required surface area of the joining partners, adhesive bonds of structural components are essentially limited to shell-shaped geometries. Another disadvantage of glued joints, especially in aerospace applications, is their lack of non-destructive testing in the ramifications of inspections.

Mit der Anwendung von unterschiedlichen Schweißtechniken zum Fügen von Proben aus einer Aluminiumlegierung oder aus Stahl mit faserverstärkten Kunststoffen sowie mit einer qualitativen wie quantitativen Analyse der dabei erzeugeten Überlappverbindungen beschäftigt sich die DFG-Forschergruppe 524 „Herstellung, Eigenschaftsanalyse und Simulation geschweißter Leichtbaustrukturen aus Metall/Faser-Kunststoff-Verbunden” ( http://www.uni-kl.de/wcms/wkk-f-ult6.html ). Dabei wurden lediglich Überlappungsverbindungen untersucht, bei denen die thermoplastische Matrix aufgeschmolzen und durch einen Heißpressvorgang mit dem Metall verbunden wird. Die erzeugten Verbindungen zeigen keine lasttragenden eingebundenen Faserelemente auf, die wiederum mit einem krafttragenden Metallverbund verknüpft sind.With the application of different welding techniques for joining samples made of an aluminum alloy or steel with fiber-reinforced plastics as well as a qualitative and quantitative analysis of the resulting overlap compounds, the DFG Research Group 524 "Production, Property Analysis and Simulation of Welded Lightweight Metal / Fiber Structures Plastic composites "( http://www.uni-kl.de/wcms/wkk-f-ult6.html ). Only overlapping compounds were investigated in which the thermoplastic matrix is melted and bonded to the metal by a hot pressing process. The compounds produced show no load-bearing integrated fiber elements, which in turn are associated with a force-bearing metal composite.

DFG-Schwerpunktprogramm 1123 ( http://www.tu-dresden.de/mw/ilk/spp1123 ) mit dem Titel: ”Textile Verbundbauweisen und Fertigungstechnologien für Leichtbaustrukturen des Maschinen- und Fahrzeugbaus” befasst sich mit der beanspruchungsgerechten Gestaltung textiler Preforms für Faserverbundbauteile. In einem dazugehörigen Teilprojekt mit dem Titel: ”Bewertung der Eignung von Ultraschallschweißtechniken zum Fügen von Glasfaser-Geweben, -Gelegen und Glasfaser-Verbundwerkstoffen” wurde die Eignung von Metallen- im Vergleich zur Kunststoff-Ultraschalschweißtechnik zum Fügen von Glasfaserverbundwerkstoffen untereinander und mit Metallen untersucht. Dabei konnten mit Metall-Ultraschallschweißen von einer Al-Legierung mit einem Glas-Gewebe-Verbundbauteil punktuelle Überlappverbindungen mit den lasttragenden Glasfasern derart hergestellt werden, dass die Glasfasern partiell in der Metallmatrix eingebettet waren.DFG priority program 1123 ( http://www.tu-dresden.de/mw/ilk/spp1123 ) with the title: "Textile Composite Structures and Production Technologies for Lightweight Structures of Machine and Vehicle Construction" deals with the stress-oriented design of textile preforms for fiber composite components. In a related subproject titled "Evaluating the Suitability of Ultrasonic Welding Techniques for Joining Fiberglass Fabrics, Sheets, and Fiberglass Composites," the suitability of metals in comparison to plastic ultrasonic welding technology for joining glass fiber composites to each other and to metals has been investigated. It was possible with metal ultrasonic welding of an Al alloy with a glass-fabric composite component point overlap with the load-bearing glass fibers are made such that the glass fibers were partially embedded in the metal matrix.

Das Plasmaspritzen gehöhrt zu der Gruppe der thermischen Spritzverfahren, die als Beschichtungsverfahren im besonderen bei der Triebswerksreparatur zum Einsatz kommen. In der US 6,132,857 wird mitttels Plasmaspritzen ein Hybridwerkstück hergestellt, das drei Bereiche umfasst. Im ersten sog. weichen Bereich liegt ein faserverstärkter Kunststoff vor. Dieser erste Bereich wird durch eine sog. Übergangsschicht mit einem dritten Bereich, sog. harter Bereich, der aus einem Metall oder Keramik mit Schmelztemperaturen zwischen 1300°C bis 1700°C besteht, verbunden. Die Übergangsschicht besteht aus einem Verbundstoff, der aus Verstärkungsfasern und einer Matrix aus einem mit dem harten Bereich verschweißbaren Material gebildet wird. Die Verstärkungsfasern der Übergangsschicht sind die Verlängerungen der Fasern des weichen Bereiches. Die Verbindung zwischen dem Metall im harten Bereich und dem faserverstärkten Kunststoff im weichen Bereich wird somit durch die Kontinuität der Matrix der Übergangsschicht mit dem Stoff des harten Bereiches sowie durch die Kontinuität der Verstärkungsfasern der Übergangsschicht mit denen des weichen Bereiches hergestellt. Die Übergangsschicht wird durch Plasmaspritzen des schmelzflüssigen Werkstoffes des harten Bereiches oder eines Werkstoffes, der mit dem Werkstoff des harten Bereiches verschweißbar ist, gebildet. Das Plasmaspritzen erfolgt mit einem Brenner, mit dem nacheinander und mehrmals die Übergangsschicht durch Spritzen eines konischen Stroms von Tröpfchen des schmelzflüssigen Werkstoffes auf einen Vorformling geformt wird. Dieses Hybridwerkstück mit dem dazugehörigen Herstellungsverfahren weist den Nachteil auf, dass die Übergangsschicht und der harte Bereich durch mehrmaliges Plasmaspritzen erzeugt werden. Dadurch kommt es zwangsläufig zur Ausbildung eines mehrschichtigen hetrogenen, spröden Gefüges. Demzufolge können keine reproduzierbaren Ergebnisse bzgl. der Schichtdicke, Gefüge und folglich der mechanischen Eigenschaften gewährleistet werden. Zudem sind aufgrund der lokal entstehenden hohen Temperaturen lediglich Metalle oder Keramiken mit Schmelztemperaturen höher als 1300°C einsetzbar. Für Aluminium oder Aluminiumlegierung ist das Verfahren ungeeignet. Mit dem Plasmaspritzen können daher keine Verbundbauteile aus Leichtmetallen mit komplizierten Geometrien hergestellt werden, die durch das klassische Giessen in einem Verfahrensschritt und in Endform angefertigt werden können.Plasma spraying belongs to the group of thermal spraying processes which are used as coating methods, in particular in engine repair. In the US 6,132,857 By means of plasma spraying, a hybrid workpiece is produced which comprises three areas. In the first so-called soft area is a fiber-reinforced plastic. This first region is connected by a so-called transition layer with a third region, so-called hard region, which consists of a metal or ceramic with melting temperatures between 1300 ° C to 1700 ° C. The transition layer consists of a composite formed of reinforcing fibers and a matrix of a hard-sealable material. The reinforcing fibers of the transition layer are the extensions of the soft region fibers. The connection between the metal in the hard area and the fiber reinforced plastic in the soft area is thus due to the continuity of the matrix of the transition layer with the material of the hard area as well as the continuity of Reinforcing fibers of the transition layer made with those of the soft range. The transition layer is formed by plasma spraying the molten material of the hard area or a material which is weldable with the material of the hard area. The plasma spraying is carried out with a burner, with which successively and repeatedly the transition layer is formed by spraying a conical stream of droplets of the molten material onto a preform. This hybrid workpiece with the associated manufacturing method has the disadvantage that the transition layer and the hard area are produced by repeated plasma spraying. This inevitably leads to the formation of a multi-layered heterogeneous, brittle microstructure. Consequently, no reproducible results regarding the layer thickness, microstructure and consequently the mechanical properties can be ensured. In addition, due to the locally high temperatures only metals or ceramics with melting temperatures higher than 1300 ° C can be used. For aluminum or aluminum alloy, the method is unsuitable. With plasma spraying, therefore, it is not possible to produce composite components of light metals with complicated geometries, which can be produced by classical casting in one process step and in final form.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und ein Verbundbauteil aus Metall und Faserverbundwerkstoff ohne Überlappverbindungen anzugeben, bei dem die stoffschlüssige Verbindung eines Metalls mit einem Faserverbundwerkstoff durch das Gießen mit anschließendem Erstarren der Metallschmelze entstanden ist. Weiterhin ist die Aufgabe dieser Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundbauteiles anzugeben, das eine reproduzierbare Herstellung von einfachen bis komplexen Verbundbauteilen ermöglicht.Based on the prior art, the present invention, the technical problem of overcoming the disadvantages of the prior art and to provide a composite component of metal and fiber composite material without overlap, in which the cohesive connection of a metal with a fiber composite material by casting with subsequent solidification of the Molten metal has formed. Furthermore, the object of this invention is to provide a method for producing the composite component according to the invention, which allows a reproducible production of simple to complex composite components.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe wird durch den Verbundbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Verbundbauteiles wird im Anspruch 9 beschrieben. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen auf.The object is achieved by the composite component with the features of claim 1 and by the method according to the features of claim 10. The use of the composite component according to the invention is described in claim 9. The further dependent claims show advantageous embodiments.

Der erfindungsgemäße Verbundbauteil besteht aus einem Metall, einem Faserverbundwerkstoff und einer Verbindungszone, wobei die stoffschlüssige Verbindung des Metalls mit dem Faserverbundwerkstoff in der Verbindungszone durch Gießen mit anschließendem Erstarren des Metalls entstanden ist. Der Kontakt der Metallschmelze mit dem Faserverbundwerkstoff bewirkt, dass die Metallschmelze zumindest teilweise in den Faserverbundwerkstoff eindringt und die dort vorhandenen Fasern umhüllt. In Abhängigkeit von der Eindringtiefe der Metallschmelze in den Faserverbundwerkstoff bildet sich nach dem Erstarren der Metallschmelze eine Verbindungszone an der Grenzfläche zwischen dem Metall und dem Faserverbundwerkstoff aus. Das Gefüge der Verbindungszone weist zumindest neben den Fasern des Faserverbundwerkstoffes auch mit erstarrter Metallschmelze umhüllten Fasern sowie im Metall zumindest teilweise eingebettete Fasern und/oder Faserschlaufen auf. Die Verbindungszone des erfindungsgemäßen Verbundbauteiles kann gezielt so eingestellt werden, dass sich der Faseranteil im Gefüge der Verbindungszone ausgehend vom Faserverbundwerkstoff zum Metall hin graduell oder gleichmäßig ändert. Neben der gezielten Einstellung des Faseranteils im Gefüge der Verbindungszone können auch über Auswahl von unterschiedlichen Faserarten mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften sowie die Einstellung der Faserausrichtung und/oder über Auswahl von Faserschlaufen die mechanischen und/oder thermischen Eigenschaften der Verbindungszone gezielt variiert und an jeweiligen beanspruchungsbedingten Erfordernissen angepasst werden.The composite component according to the invention consists of a metal, a fiber composite material and a connection zone, wherein the cohesive connection of the metal with the fiber composite material in the connection zone is formed by casting with subsequent solidification of the metal. The contact of the molten metal with the fiber composite material causes the molten metal to penetrate at least partially into the fiber composite material and envelop the fibers present there. Depending on the penetration depth of the molten metal into the fiber composite material, after the solidification of the molten metal a connecting zone forms at the interface between the metal and the fiber composite material. At least in addition to the fibers of the fiber composite material, the structure of the connection zone also comprises fibers coated with solidified molten metal, as well as fibers and / or fiber loops at least partially embedded in the metal. The connection zone of the composite component according to the invention can be selectively adjusted so that the fiber content in the structure of the connection zone, starting from the fiber composite material to the metal changes gradually or evenly. In addition to the targeted adjustment of the fiber content in the structure of the connection zone, the mechanical and / or thermal properties of the connection zone can also be specifically varied and adapted to the respective requirements of the requirement by selection of different fiber types with different mechanical properties and the adjustment of the fiber orientation and / or selection of fiber loops become.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verbindungszone drei Teilbereiche. Der erste Teilbereich der Verbindungszone stellt den dem Faserverbundwerkstoff nächstliegenden Bereich der Verbindungszone dar. Der zweite Teilbereich der Verbindungszone stellt den mittleren Bereich der Verbindungszone dar. Das Gefüge des zweiten Teilbereiches setzt sich mindestens aus mit erstarrter Metallschmelze umhüllten Fasern, die zumindest teilweise in metallischer Matrix eingebettet sind, zusammen. Der dritte Teilbereich der Verbindungszone ist der dem Metall nächstliegenden Bereich der Verbindungszone. Im Gefüge des dritten Teilbereiches sind die vorhandenen Fasern vollständig in metallischer Matrix eingebettet.In an advantageous embodiment of the invention, the connection zone comprises three subregions. The first subregion of the connection zone represents the region of the connection zone closest to the fiber composite material. The second subregion of the connection zone represents the middle region of the connection zone. The microstructure of the second subregion consists of at least fibers coated with solidified molten metal and embedded at least partially in metallic matrix are together. The third subregion of the connection zone is the region of the connection zone closest to the metal. In the structure of the third part of the existing fibers are completely embedded in metallic matrix.

Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Verbindungszone durch unterschiedlichen Metallanteil und/oder Faseranteil im Gefüge der Verbindungszone ausgehend vom Faserverbundwerkstoff zum Metall hin eine gleichmäßige Angleichung der mechanischen Lasten zwischen Metall und dem Faserverbundwerkstoff.Thus, the connection zone according to the invention by a different metal content and / or fiber content in the structure of the connection zone, starting from the fiber composite material to the metal towards a uniform approximation of the mechanical loads between metal and the fiber composite material.

Die erfindungsgemäße Verbindungszone ermöglicht eine optimale Krafteinleitung an den Verbindungsstellen von Faserverbundwerkstoffen mit metallischen Werkstoffen. Bei einer mechanischen Beanspruchung der Verbindungszone leiten die sich im ersten Bereich der Verbindungszone befindlichen Fasern eine mechanische Last auf Faserbündel im zweiten Bereich der Verbindungszone weiter. Da die Verlängerung dieser Fasern im dritten Bereich der Verbindungszone vollständig in metallischer Matrix eingebettet ist, wird die Last aus dem zweiten Bereich der Verbindungszone über die Fasern auf das Metall übertragen.The connection zone according to the invention enables optimum introduction of force at the junctions of fiber composite materials with metallic materials. In the case of mechanical stress on the connection zone, the fibers located in the first region of the connection zone forward a mechanical load to fiber bundles in the second region of the connection zone. Because the Extension of these fibers in the third region of the connection zone is completely embedded in metallic matrix, the load is transferred from the second region of the connection zone via the fibers to the metal.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die stoffschlüssige Verbindung des Metalls und des Faserverbundwerkstoffes in dem Metall nächstliegenden Teilbereich der Verbindungszone, also im dritten Teilbereich der Verbindungszone, und/oder in anderen Teilbereichen der Verbindungszone über das Einbringen von wenigstens einer Faserschlaufe durch eine formschlüssige Komponente ergänzt werden. Neben einfachen Glasfaserenden, welche über Stoffschluss die Anbindung an das Metall bewirken, werden auch formschlüssige Faserverläufe eingesetzt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können zusätzliche Glasfaserschlaufen im Verbundbauteil derart erzeugt werden, dass die offenen Enden der Schlaufe infolge des Gießvorganges im Metall eingebunden werden, während sich das geschlossene, U-förmige Ende der Schlaufe in dem zweiten Bereich der Verbindungszone befindet. Durch dieses U-förmige Ende der Schlaufe sind Kohlenstoff- oder Glasfaser gezogen, die ihrerseits im Faserverbundwerkstoff eingebettet worden sind. Dadurch wird eine Verhakung der Faserschlaufe und der Faserbündel erreicht und die Kräfte können direkt über die die Schlaufe umschlingenden Fasern formschlüssig übertragen werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the cohesive connection of the metal and the fiber composite material in the metal nearest portion of the connection zone, ie in the third portion of the connection zone, and / or in other portions of the connection zone via the introduction of at least one fiber loop by a positive component be supplemented. In addition to simple glass fiber ends, which bring about the material connection to the metal, and form-fitting fiber gradients are used. In a further advantageous embodiment of the invention, additional glass fiber loops can be produced in the composite component in such a way that the open ends of the loop are bound in the metal as a result of the casting process, while the closed, U-shaped end of the loop is in the second region of the connection zone. Through this U-shaped end of the loop carbon or glass fiber are pulled, which in turn have been embedded in the fiber composite material. As a result, an entanglement of the fiber loop and the fiber bundles is achieved and the forces can be transmitted form-fitting directly via the loop looping around the fibers.

Das erfindungsgemäße Verbundbauteil erlaubt in vorteilhafter Weise die Integration von unterschiedlichen Schlaufenverbindungen in der Verbindungszone. Neben der direkten Klemmung von Faserenden werden die Rovingschlaufen bzw. Schlaufenkaskaden durch radial angeordnete Glasfasern fixiert.The composite component according to the invention advantageously allows the integration of different loop connections in the connection zone. In addition to the direct clamping of fiber ends, the roving loops or loop cascades are fixed by radially arranged glass fibers.

In Abhängigkeit von der gewünschten Festigkeit bzw. vom Festigkeitsverlauf der Verbindungszone können neben dem Faservolumengehalt, Faserlänge, Ausrichtung der einzelnen Fasern in den Faserlagen auch unterschiedliche Faserarten verwendet werden. Hinsichtlich des Elastizitätsmoduls bestehen zwischen den unterschiedlichen Faserarten große Unterschiede. Der Elastizitätsmodul von Kohlenstofffasern liegt beispielsweise um den Faktor 5 bis 6 höher als der Elastizitätsmodul von Glasfasern. Bezüglich des Elastizitätsmoduls liegt die Aramidfaser zwischen Glasfasern und Kohlenstofffasern. Grundsätzlich können alle Faserarten, die genügend temperaturbeständig gegenüber der Gießtemperatur sind, für die Realisierung der hier vorliegenden Erfindung Verwendung finden. Hierzu sind beispielhaft Fasern aus Kohlenstofffasern, HT(High-Tenacity)-Kohlenstofffaser, HM(High-Modulus)-Kohlenstofffaser, Glasfasern, E-Glasfaser, Borfaser, Keramikfasern, SiC-Fasern, beschichtete Fasern, Aramid oder als Hybrid aus wenigstens zwei dieser Stoffe hergestellte Fasern genannt.Depending on the desired strength or the strength profile of the connection zone, different fiber types can be used in addition to the fiber volume content, fiber length, orientation of the individual fibers in the fiber layers. With regard to the modulus of elasticity, there are great differences between the different fiber types. For example, the modulus of elasticity of carbon fibers is higher than the elastic modulus of glass fibers by a factor of 5 to 6. With respect to the modulus of elasticity, the aramid fiber is between glass fibers and carbon fibers. In principle, all types of fibers which are sufficiently temperature-resistant with respect to the casting temperature can be used for the realization of the present invention. Examples of such fibers are carbon fibers, HT (high tenacity) carbon fiber, HM (high modulus) carbon fiber, glass fibers, E glass fiber, boron fiber, ceramic fibers, SiC fibers, coated fibers, aramid or as a hybrid of at least two of these Fabrics made fibers called.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest Teile der Fasern des Faserverbundwerkstoffes zumindest teilweise mit einer Schicht umhüllt wird. Die Beschichtung der Fasern dient vorteilhafterweise dazu die Haftung der Fasern in der metallischen Matrix während oder nach dem Gießvorgang zu verbessern. Als Schichtmaterial kann beispielsweise ein Metall, eine metallische Legierung, ein Metalloxid, eine Keramik oder dergleichen eingesetzt werden.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that at least parts of the fibers of the fiber composite material is at least partially enveloped with a layer. The coating of the fibers advantageously serves to improve the adhesion of the fibers in the metallic matrix during or after the casting process. As a layer material, for example, a metal, a metallic alloy, a metal oxide, a ceramic or the like can be used.

Entsprechend der Beanspruchungsrichtungen können die Fasern im Faserverbundwerkstoff abgelegt werden. Durch abgestimmtes Ablegen unterschiedlicher Lagen der Faser kann sukzessiv ein Halbzeug für ein mehrachsig belastbares Bauteil hergestellt werden. Um die Fertigungskosten zu reduzieren, ist es vorteilhaft bei bestimmten Geometrien und Lastfällen eine Kombination mit konventionellen Flächengebilden zu realisieren. Hinsichtlich der Ausrichtung der Fasern können Fasern verwendet werden, die ihre mechanischen Eigenschaften vorzugsweise in eine Richtung (parallel liegende Rovings), oder auch in zwei Richtungen (Gewebe, Gelege) oder in mehrere Richtungen (multiaxiale Gelege) ausgerichtet sind. Besonders geeignet sind Faser oder Faserverbünde in Form von Gewebe, Bändern, Zwirne, Rovings (Faserstränge), Gelege, Gestricke, Gewirke, Filz; Matte, Netz, Gitter, ein- oder mehrlagige Laminate und/oder hybridartig aus diesen Formen zusammengefasste Fasergebilde.Depending on the stress directions, the fibers can be deposited in the fiber composite material. By coordinated deposition of different layers of the fiber, a semifinished product for a multiaxially loadable component can be produced successively. In order to reduce the manufacturing costs, it is advantageous for certain geometries and load cases to realize a combination with conventional fabrics. With regard to the orientation of the fibers, it is possible to use fibers whose mechanical properties are preferably oriented in one direction (parallel rovings) or in two directions (tissue, scrim) or in several directions (multiaxial scrim). Particularly suitable are fiber or fiber composites in the form of fabrics, tapes, threads, rovings (fiber strands), scrims, knits, knitted fabrics, felt; Matte, mesh, lattice, single or multi-layer laminates and / or hybrid-like from these forms combined fiber structure.

Als Faserverbundwerkstoff können vorzugsweise Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) oder ein Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) oder ein Aramidfaserverstärkter Kunststoff (AFK) oder ein faserverstärktes Leichtmetall oder ein Textilglasfaser oder Schichten, Stäbe, Platten oder Folien aus geeigneten Materialien, beispielsweise aus den oben genannten Fasern, die zumindest teilweise in matrix-bildenden Kunststoffen, wie z. B. Thermoplasten oder Duroplasten, eingebettet sind, verwendet werden.As a fiber composite material preferably carbon fiber reinforced plastic (CFRP) or a glass fiber reinforced plastic (GRP) or an aramid fiber reinforced plastic (AFK) or a fiber reinforced light metal or a textile glass fiber or layers, rods, sheets or films of suitable materials, for example from the above fibers, the at least partially in matrix-forming plastics, such. As thermoplastics or thermosets, are used.

Besonders geeignet als Metall für den erfindungsgemäßen Verbundbauteil sind Aluminium, Magnesium, Titan oder eine wenigstens Aluminium oder magnesium oder Titan enthaltende Legierung.Particularly suitable as metal for the composite component according to the invention are aluminum, magnesium, titanium or an alloy containing at least aluminum or magnesium or titanium.

Der erfindungsgemäße Verbundbauteil ermöglicht die Übertragung sehr hoher Lasten und ist bezüglich Bauraum, Gewicht, Zuverlässigkeit und Herstellbarkeit bestehender Lösungen im Leichtbau überlegen. Gegenüber Klebverbindungen ist der Bauraum deutlich reduziert, da die erforderlichen Kontaktflächen relativ klein sind. Durch den gezielten Einsatz unterschiedlicher Metalle in den verschiedenen Verbindungszonen kann die Korrosion zwischen Faserwerkstoff und Metall vermieden werden.The composite component according to the invention enables the transmission of very high loads and is superior in terms of space, weight, reliability and manufacturability of existing lightweight solutions. Compared to adhesive joints, the space is significantly reduced because the required contact surfaces are relatively small. Through the targeted use of different metals in the Different bonding zones can avoid corrosion between fiber material and metal.

Unterschiedliche Einsatzgebiete des erfindungsgemäßen Verbundbauteiles sind denkbar. Vorrangig sind Anwendungen im Fahrzeugbau, in Luft- und Raumfahrt, Windkraftanlagen beispielsweise als CFK- oder GFK-Komponenten. Die Erfindung eignet sich insbesondere zur stirnseitigen Verbindung von CFK-Sandwichplatten mit Metallschalen.Different applications of the composite component according to the invention are conceivable. Priority is given to applications in vehicle construction, aerospace, wind turbines, for example as CFRP or GFRP components. The invention is particularly suitable for the frontal connection of CFRP sandwich panels with metal shells.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Breitstellung eines Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundbauteiles. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass zumindest vor dem Gießvorgang der Faserverbundwerkstoff in einer Halterung befestigt und in der Gußform so positioniert wird, dass eine gewünschte Faserrichtung eingestellt und festgehalten werden kann. Das Füllen der Gießform erfolgt insbesondere durch ein Gussverfahren oder Druckgussverfahren mit einer metallischen Schmelze aus Aluminium, Magnesium oder Titan oder aus einer wenigstens Aluminium oder magnesium oder Titan enthaltenden Legierung.A further object of the invention is the provision of a method for producing the composite component according to the invention. In this method according to the invention it is provided that, at least prior to the casting process, the fiber composite material is fastened in a holder and positioned in the mold so that a desired fiber direction can be set and held. The filling of the casting mold is effected in particular by a casting process or die casting process with a metallic melt of aluminum, magnesium or titanium or of an alloy containing at least aluminum or magnesium or titanium.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest Teile des Faserverbundwerkstoffes in einer Halterung befestigt werden. Hierzu werden die Enden des Faserverbundwerkstoffes oder die Enden von Einzelfasern oder die Enden von Fasergelegen in einem Rahmen durch Verklammerung befestigt. Dadurch wird eine exakte Positionierung der Einzelfasern oder Fasergelege, die Fixierung des Faserverbundwerkstoffes in der Gießform, eine genaue Einstellung der Dicke der Verbindungszone und die gezielte Infiltration von Fasern in unterschiedlichen Verbundbauteilbereichen ermöglicht. Zusätzlich wird durch die Verwendung eines Abdeckgegenstandes z. B. einer Abdeckplatte zumindest ein Teil der freien Oberfläche des Faserverbundwerkstoffes, der keinen Kontakt mit der Metallschmelze haben soll, verdeckt. Die teilweise Abdeckung des Faserverbundwerkstoffes mit einem Abdeckgegenstand vor dem Gießvorgang erlaubt neben einer gezielten Infiltiration der gewünschten Bereiche der Fasern auch den Schutz des Faserverbundwerkstoffes vor Beschädigungen durch thermische Belastungen des hohen Wärmeeintrages der Metallschmelze. Weiterhin schützt die Abdeckung in Form eines Abdeckgegenstandes den einzugießenden Faserverbundwerkstoff vor Beschädigungen speziell im Druckgussprozess durch die hohen Gießgeschwindigkeiten während der Formfüllphase sowie durch den Nachdruck während der Bauteilerstarrungsphase. Unter Abdeckgegenstand sind unterschiedliche Formen und/oder Geometrien zu verstehen, welche den Faserverbundwerkstoff zumindest teilweise abdecken. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Abdeckgegenstand eine flache Abdeckplatte oder eine gewölbte Form oder eine beliebige, dem Faserverbundwerkstoff angepasste Form darstellen. Als Material für den Abdeckgegenstand werden in vorteilhafterweise Metalle, Keramiken, Gläser, wärmebeständige Materialien oder dergleichen verwendet. Der Abdeckgegenstand kann nach dem Gießvorgang vom Verbundbauteil getrennt werden.According to an advantageous embodiment of the method is provided that at least parts of the fiber composite material are fixed in a holder. For this purpose, the ends of the fiber composite material or the ends of individual fibers or the ends of fiber layers are fastened in a frame by clamping. Thereby, an exact positioning of the individual fibers or fiber clays, the fixation of the fiber composite material in the mold, an exact adjustment of the thickness of the connection zone and the targeted infiltration of fibers in different composite component areas allows. In addition, by the use of a cover article z. B. a cover plate at least a portion of the free surface of the fiber composite material, which should have no contact with the molten metal, covered. The partial coverage of the fiber composite material with a cover before casting allows not only a targeted infiltration of the desired areas of the fibers and the protection of the fiber composite material from damage caused by thermal stress of the high heat input of the molten metal. Furthermore, the cover in the form of a cover protects the einzugießenden fiber composite material from damage especially in the die casting process by the high casting speeds during the Formfüllphase and by the emphasis during the component solidification phase. Under cover article are different shapes and / or geometries to understand, which cover the fiber composite material at least partially. For example, the cover article according to the invention may represent a flat cover plate or a curved shape or any form adapted to the fiber composite material. As the material for the cover article, metals, ceramics, glasses, heat resistant materials or the like are advantageously used. The cover article may be separated from the composite component after the casting operation.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Faserverbundwerkstoff mit zumindest einem daran angeordneten Halteelement mit einer Isolierschicht zumindest teilweise umhüllt wird, wobei die Stellen bzw. Oberflächenbereiche des Faserverbundwerkstoffes, die mit der Schmelze in Kontakt treten, nicht umhüllt werden. Hierdurch können die nicht umhüllten Stellen des Faserwerkstoffes direkten Kontakt zur metallischen Matrix bekommen. Als Isolierschicht kann beispielsweise ein Metalloxid, ein Email, ein Glas, eine Keramik, ein Silikon oder dergleichen eingesetzt werden. Das Aufbringen der Isolierschicht auf gewünschte Stellen des Faserverbundwerkstoffes kann durch ein Beschichtungsverfahren erfolgen. Die Stellen des Faserverbundwerkstoffes, die mit der Schmelze in Kontakt treten, werden nicht mit Isolationsmaterial umhüllt. Die zumindest teilweise Umhüllung des Faserverbundwerkstoffes mit Isoliermaterial ermöglicht es, die Dicke der Verbindungszone genau einzustellen.According to a further advantageous embodiment of the method, it is provided that the fiber composite material is at least partially enveloped with at least one holding element arranged thereon with an insulating layer, wherein the locations or surface areas of the fiber composite material, which come into contact with the melt, are not enveloped. As a result, the non-enveloped areas of the fiber material can get in direct contact with the metallic matrix. As the insulating layer, for example, a metal oxide, an enamel, a glass, a ceramic, a silicone or the like can be used. The application of the insulating layer to desired locations of the fiber composite material can be effected by a coating method. The locations of the fiber composite material that come in contact with the melt are not covered with insulation material. The at least partial cladding of the fiber composite material with insulating material makes it possible to precisely adjust the thickness of the connection zone.

Durch die nicht umhüllende Ausgestaltung der gewünschten Stellen des Faserverbundwerkstoffes wird ermöglicht, dass diese direkt mit einer metallischen Matrix in Verbindung kommen. Die Isolierschicht schützt den einzugießenden Faserverbundwerkstoff während des Gießprozesses vor Beschädigungen durch thermische Belastungen des hohen Wärmeeintrages der Metallschmelze sowie vor Beschädigungen durch die hohen Gießgeschwindigkeiten und Drücken speziell im Druckgussprozess.The non-enveloping configuration of the desired locations of the fiber composite material makes it possible for these to come into direct contact with a metallic matrix. The insulating layer protects the einzugießenden fiber composite material during the casting process from damage caused by thermal stress of the high heat input of the molten metal and from damage caused by the high casting speeds and pressures especially in the die casting process.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundbauteiles umfasst die folgenden Schritte:

  • a) Befestigen des Faserverbundwerkstoffes, der wenigstens einen Teil des fertigen Verbundbauteiles definiert, in einer Halterung,
  • b) Zumindest teilweise Abdeckung des Faserverbundwerkstoffes mit einem Abdeckgegenstand, wobei der Faserverbundwerkstoff mindestens an einer Stelle als Kontaktfläche zur Metallschmelze nicht abgedeckt wird,
  • c) Positionierung des Faserverbundwerkstoffes mit einer Halterung und/oder mit einem Abdeckgegenstand in den vorgesehenen Raum einer der Verbundbauteil bildeneden Gießform,
  • d) Füllen des verbleibenden Raums der Gießform mit der Schmelze des Metalls,
  • e) Ausformen des Verbundbauteiles nach Abkühlung.
The proposed method for producing the composite component according to the invention comprises the following steps:
  • a) fixing the fiber composite material, which defines at least a portion of the finished composite component, in a holder,
  • b) at least partially covering the fiber composite material with a cover article, wherein the fiber composite material is not covered at least at one point as a contact surface to the molten metal,
  • c) positioning the fiber composite material with a holder and / or with a cover article in the space provided a forming the composite component mold,
  • d) filling the remaining space of the mold with the melt of the metal,
  • e) forming the composite component after cooling.

Unter Ausformen des Verbundbauteiles (Gußteiles) nach Abkühlung ist die Entfernung des Gußteiles aus der Gießform und/oder aus der Halterung und/oder die Entfernung des Abdeckgegenstandes und/oder die Säuberung, Entgratung des Gußteils zu verstehen.Under molding of the composite component (casting) after cooling, the removal of the casting from the mold and / or from the holder and / or the removal of the Abdeckgegenstandes and / or the cleaning, deburring of the casting to understand.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass nach dem Gießvorgang und Entnahme des Gußteils aus der Gießform der Faserverbundwerkstoff und/oder die Verbindungszone mit einem geeigneten Matrixwerkstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Thermoplasten oder Duroplasten getränkt, impräniert oder eingebettet sowie nachbehandelt werden. Für die Nachbehandlung der mit Thermoplasten oder Duroplasten getränkten Fasern des Faserverbundwerkstoffes oder Fasern der Verbindungszone ist eine Härtung, Polymerisation, Co-Polymerisation oder Polyaddition vorgesehen. Als Thermoplaste werden insbesondere Polypropylen, Polyamide, Polyester, Polycarbonate, Acrylglas oder Polystrol verwendet. Als Duroplaste kommen insbesondere Epoxidharze, Vinylesterharze, Phenolharze, Methacrylatharze oder Isocyanatharze zur Anwendung.In an advantageous embodiment, it is provided that, after the casting process and removal of the casting from the casting mold, the fiber composite material and / or the bonding zone are impregnated, impregnated or embedded and subsequently treated with a suitable matrix material selected from the group consisting of thermoplastics or thermosetting plastics. For the post-treatment of impregnated with thermoplastics or thermosetting fibers of the fiber composite material or fibers of the connection zone curing, polymerization, co-polymerization or polyaddition is provided. As thermoplastics in particular polypropylene, polyamides, polyesters, polycarbonates, acrylic glass or polystyrene are used. Epoxy resins, vinyl ester resins, phenolic resins, methacrylic resins or isocyanate resins are used in particular as thermosets.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass nur Teilbereiche des Faserverbundwerkstoffes in einer Gießform so positioniert werden, dass lediglich ein Teil des Faserverbundwerkstoffes beim Gießvorgang mit der Metallschmelze in Kontakt tritt und ein anderer Teil des Faserverbundwerkstoffes aus der Gießform herausragt und somit mit der Metallschmelze nicht in Kontakt tritt. Die aus dem erfindungsgemäßen Verbundbauteil hervorstehenden Fasern können dann mittels Thermoplasten oder Duroplasten infiltriert werden.In an advantageous embodiment, it is provided that only portions of the fiber composite material are positioned in a mold so that only part of the fiber composite material during casting with the molten metal comes into contact and another part of the fiber composite material protrudes from the mold and thus not with the molten metal Contact kicks. The fibers protruding from the composite component according to the invention can then be infiltrated by means of thermoplastics or thermosets.

Ohne Einschränkung der Allgemeinheit ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Hierbei zeigen:Without limiting the generality, an embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description. Hereby show:

1 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Verbundbauteiles; und 1 a schematic view of the composite component according to the invention; and

2 metallographisches Schliffbild einer eingegossenen Glasfaserstruktur (grau: Aluminiumlegierung, schwarz: Glasfaserstruktur), und 2 Metallographic micrograph of a cast glass fiber structure (gray: aluminum alloy, black: glass fiber structure), and

3 eine schematische Ansicht der Verbindungsmöglichkeiten zwischen Metall und Faserverbundwerkstoff, und 3 a schematic view of the connection possibilities between metal and fiber composite material, and

4 eine schematische Ansicht der formschlüssigen Verbindung zwischen Faserverbundwerkstoff mit Glasfaser-Kohlenstofffaserschlaufen, und 4 a schematic view of the positive connection between fiber composite material with glass fiber carbon fiber loops, and

5, 6 schematische Darstellungen einer zur Fixierung der Fasern dienenden Halterung sowie eines Abdeckgegenstandes zur teilweisen Abdeckung des Faserverbundwerkstoffes beim Gießvorgang. 5 . 6 schematic representations of a serving for fixing the fibers holder and a Abdeckgegenstandes for partial coverage of the fiber composite material during the casting process.

Der in 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Verbundbauteil (1) umfasst das Metall (2), den Faserverbundwerkstoff (3) sowie die Verbindungszone (4). Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist Verbindungszone in drei Teilbereiche unterteilt. Der erste Teilbereich (41) der Verbindungszone (4) stellt den dem Faserverbundwerkstoff (3) nächstliegenden Bereich der Verbindungszone (4) dar. Der zweite Teilbereich (42) der Verbindungszone (4) stellt den mittleren Bereich der Verbindungszone (4) dar. Das Gefüge des zweiten Teilbereiches (42) setzt sich mindestens aus mit Metallschmelze umhüllten Fasern, die zumindest teilweise in metallischer Matrix eingebettet sind, zusammen. Der dritte Teilbereich (43) der Verbindungszone (4) ist der dem Metall (2) nächstliegenden Bereich der Verbindungszone (4). Im Gefüge des dritten Teilbereiches (43) sind die vorhandenen Fasern vollständig in metallischer Matrix eingebettet.The in 1 schematically illustrated composite component according to the invention ( 1 ) comprises the metal ( 2 ), the fiber composite material ( 3 ) as well as the connection zone ( 4 ). In this advantageous embodiment of the invention, connection zone is divided into three subregions. The first subarea ( 41 ) of the connection zone ( 4 ) provides the fiber composite ( 3 ) nearest area of the connection zone ( 4 ). The second subarea ( 42 ) of the connection zone ( 4 ) represents the middle region of the connection zone ( 4 ). The structure of the second subarea ( 42 ) is composed of at least fused with molten metal fibers, which are at least partially embedded in metallic matrix together. The third subarea ( 43 ) of the connection zone ( 4 ) is the metal ( 2 ) nearest area of the connection zone ( 4 ). In the structure of the third part ( 43 ), the existing fibers are completely embedded in metallic matrix.

An einem Druckgussbauteil aus Aluminiumlegierung AlSi9Cu3 wurde eine gewebte Glasfaserstruktur (Hersteller: Interglas, Produktbezeichnung: 95115, 03G280LI.K50, Finish FK-144) befestigt. Der Bauteilabschnitt mit der Gewebestruktur wurde anschließend in der Druckgussform eingesetzt und mit einer Aluminiumlegierung AlSi9Cu3, bei 700°C, mit einer Kolbengeschwindigkeit von 3 m/s, unter einem Nachdruck von ca. 500 bar vergossen. Zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit der Fixierung sowie einer ausreichenden Infiltrierung wurde von dem mittleren Bereich der eingegossenen Probe ein metallographisches Schliffbild angefertigt. Aus dem in 2 dargestellten metallographischen Schliffbild der eingegossenen Glasfaserstruktur sind im oberen Bildbereich die längs angeschnittenen Glasfasern (ovale Bereiche) und in der unteren Hälfte die quer angeschnittenen Glasfasern (runde Bereiche) ersichtlich. Das Schliffbild zeigt weiterhin, dass auch sehr kleine Bereiche zwischen den Glasfasern (schwarz) von der Metallschmelze (grau) infiltriert worden sind.A woven glass fiber structure (manufacturer: Interglas, product name: 95115, 03G280LI.K50, finish FK-144) was attached to an aluminum alloy AlSi9Cu3 die-cast component. The component section with the fabric structure was then used in the die casting mold and cast with an aluminum alloy AlSi9Cu3, at 700 ° C, with a piston speed of 3 m / s, under a holding pressure of about 500 bar. To check the operability of the fixation as well as a sufficient infiltration, a metallographic micrograph was prepared from the central region of the cast-in sample. From the in 2 The metallographic micrograph of the cast glass fiber structure shown in the upper part of the image, the longitudinally cut glass fibers (oval areas) and in the lower half of the transversely cut glass fibers (round areas) can be seen. The micrograph also shows that even very small areas between the glass fibers (black) have been infiltrated by the molten metal (gray).

Aus 3 ist ersichtlich, dass neben einfachen Glasfaserenden, welche über Stoffschluss die Anbindung an das Metall bewirken (siehe linker Bildteil), werden auch formschlüssige Faserverläufe (siehe rechter Bildteil) eingesetzt. In 3 ist links die Lösung mit offenen Glaserfaserschlaufen und rechts mit zusätzlichen Glasfaser-Kohlenstofffaserschlaufen dargestellt.Out 3 It can be seen that in addition to simple glass fiber ends, which bring about the material connection to the metal (see left part of the picture), also positive fiber courses are used (see right part of the picture). In 3 left is the solution with open glass fiber loops and right with additional fiberglass carbon fiber loops.

4 verdeutlicht schematisch eine formschlüssige Verbindung zwischen Faserverbundwerkstoff mit Glasfaser-Kohlenstofffaserschlaufen. Bei Beanspruchung können die Kräfte direkt über die die Schlaufe umschlingenden Fasern formschlüssig übertragen werden. 4 schematically illustrates a positive connection between fiber composite material with glass fiber carbon fiber loops. When loaded, the forces can be transferred directly via the loop looping fibers form-fitting.

Aus den Figuren 5 sowie 6 sind schematische Darstellungen einer zur Fixierung der Fasern dienenden Halterung sowie eines Abdeckgegenstandes, die zumindest zur teilweisen Abdeckung des Faserverbundwerkstoffes dient, ersichtlich. In der erfindungsgemäßen Halterung werden die Enden des Faserverbundwerkstoffes in einem Rahmen durch Verklammerung befestigt. Die vorgeschlagene Geometrie ermöglicht die Positionierung der Einzelfasern und Fasergelege sowie die Infiltration von Fasern in unterschiedlichen Verbundbauteilbereichen. Dadurch wird eine exakte Positionierung und Fixierung des Faserverbundwerkstoffes in der Gießform sowie eine genaue Einstellung der Dicke der Verbindungszone gestattet.From the figures 5 such as 6 are schematic representations of a serving for fixing the fibers holder and a Abdeckgegenstandes, which serves at least for partial coverage of the fiber composite material, can be seen. In the holder according to the invention, the ends of the fiber composite material are fastened in a frame by clamping. The proposed geometry enables the positioning of the individual fibers and fiber webs as well as the infiltration of fibers in different composite component areas. This allows exact positioning and fixing of the fiber composite material in the casting mold and precise adjustment of the thickness of the connection zone.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Verbundbauteilcomposite component
22
Metallmetal
33
FaserverbundwerkstoffFiber composite material
44
Verbindungszoneconnecting zone
4141
erster Teilbereich der Verbindungszonefirst part of the connection zone
4242
zweiter Teilbereich der Verbindungszonesecond subregion of the connection zone
4343
dritter Teilbereich der Verbindungszonethird part of the connection zone
55
Faserschlaufefiber loop
66
KohlenstofffaserbündelCarbon fiber bundle
77
Glasfaserbündelglass fiber bundle
88th
Halterungbracket
99
Abdeckgegenstandcover object
1010
Verklammerung der FasernClamping the fibers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6132857 [0007] US 6132857 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • http://www.uni-kl.de/wcms/wkk-f-ult6.html [0005] http://www.uni-kl.de/wcms/wkk-f-ult6.html [0005]
  • http://www.tu-dresden.de/mw/ilk/spp1123 [0006] http://www.tu-dresden.de/mw/ilk/spp1123 [0006]

Claims (14)

Verbundbauteil bestehend aus einem Metall, einem Faserverbundwerkstoff und einer Verbindungszone dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung des Metalls mit dem Faserverbundwerkstoff in der Verbindungszone durch Gießen mit anschließendem Erstarren des Metalls entstanden ist.Composite component consisting of a metal, a fiber composite material and a connection zone, characterized in that the cohesive connection of the metal with the fiber composite material in the connection zone is formed by casting with subsequent solidification of the metal. Verbundbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefüge der Verbindungszone mindestens aus den Fasern des Faserverbundwerkstoffes und/oder aus mit erstarrter Metallschmelze umhüllten Fasern des Faserverbundwerkstoffes, die zumindest teilweise in einer metallischen Matrix eingebettet sind, zusammengesetzt ist.Composite component according to claim 1, characterized in that the structure of the connection zone at least from the fibers of the fiber composite material and / or of solidified molten metal sheathed fibers of the fiber composite material, which are at least partially embedded in a metallic matrix, is composed. Verbundbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungszone eine gleichmäßige Angleichung einer mechanischen Last zwischen dem Metall und dem Faserverbundwerkstoff durch unterschiedlichen Metallanteil und/oder Faseranteil im Gefüge der Verbindungszone ausgehend vom Faserverbundwerkstoff zum Metall hin herbeiführt.Composite component according to claim 1, characterized in that the connection zone brings about a uniform alignment of a mechanical load between the metal and the fiber composite material through different metal content and / or fiber content in the structure of the connection zone, starting from the fiber composite material towards the metal. Verbundbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungszone mindestens eine Faserschlaufe ausgebildet ist, wobei diese Faserschlaufe zumindest in einem Teilbereich der Verbindungszone eine formschlüssige Komponente darstellt.Composite component according to claim 1, characterized in that at least one fiber loop is formed in the connection zone, wherein this fiber loop represents a positive-locking component at least in a partial region of the connection zone. Verbundbauteil nach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Aluminium, Magnesium, Titan oder eine wenigstens Aluminium oder Magnesium oder Titan enthaltende Legierung ist.Composite component according to claim 1, characterized in that the metal is aluminum, magnesium, titanium or an alloy containing at least aluminum or magnesium or titanium. Verbundbauteil nach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff ein Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff oder ein Glasfaserverstärkter Kunststoff oder ein Aramidfaserverstärkter Kunststoff oder ein Textilglasfaser oder ein Faserverstärktes Leichtmetall oder Kombinationen aus den genannten Materialien ist.Composite component according to claim 1, characterized in that the fiber composite material is a carbon fiber reinforced plastic or a glass fiber reinforced plastic or an aramid fiber reinforced plastic or a textile glass fiber or a fiber reinforced light metal or combinations of said materials. Verbundbauteil nach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff aus Faserverbünden in Form von Gewebe, Bändern, Zwirne, Rovings (Faserstränge), Gelege, Gestricke, Gewirke, Filz, Matte, Netz, Gitter, ein- oder mehrlagige Laminate und/oder hybridartig aus diesen Formen zusammengefassten Fasergebilde besteht.Composite component according to claim 1, characterized in that the fiber composite material of fiber composites in the form of woven, ribbons, twines, rovings (fiber strands), scrim, knits, knitted fabric, felt, mat, mesh, grid, single or multi-layer laminates and / or hybrid-like fiber structures composed of these forms. Verbundbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern des Faserverbundwerkstoffes ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstofffasern, Glasfasern, Keramikfasern, SiC-Fasern, beschichteten Fasern, Aramid und/oder Borfasern oder Metallfasern oder aus Kombination aus wenigstens zwei dieser Stoffe.Composite component according to one of the preceding claims, characterized in that the fibers of the fiber composite material are selected from the group consisting of carbon fibers, glass fibers, ceramic fibers, SiC fibers, coated fibers, aramid and / or boron fibers or metal fibers or a combination of at least two of these substances , Verwendung eines Verbundbauteils gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche im Fahrzeugbau, in Luft- und Raumfahrt oder in Windkraftanlagen.Use of a composite component according to one of the preceding claims in vehicle construction, in aerospace or in wind power plants. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteiles gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte, a) Befestigen des Faserverbundwerkstoffes, der wenigstens einen Teil des fertigen Verbundbauteiles definiert, in einer Halterung, b) Zumindest teilweise Abdeckung des Faserverbundwerkstoffes mit einem Abdeckgegenstand, wobei der Faserverbundwerkstoff mindestens an einer Stelle als Kontaktfläche zur Metallschmelze nicht abgedeckt wird, c) Positionierung des Faserverbundwerkstoffes mit einer Halterung und/oder mit einem Abdeckgegenstand in den vorgesehenen Raum einer der Verbundbauteil bildeneden Gießform, d) Füllen des verbleibenden Raums der Gießform mit der Schmelze des Metalls, e) Ausformen des Verbundbauteiles nach Abkühlung.Process for producing a composite component according to Claim 1, characterized by the following steps, a) fixing the fiber composite material, which defines at least a portion of the finished composite component, in a holder, b) at least partially covering the fiber composite material with a cover article, wherein the fiber composite material is not covered at least at one point as a contact surface to the molten metal, c) positioning the fiber composite material with a holder and / or with a cover article in the space provided a forming the composite component mold, d) filling the remaining space of the mold with the melt of the metal, e) forming the composite component after cooling. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Gießform durch ein Gussverfahren oder Druckgussverfahren mit einer metallischen Schmelze aus Aluminium, Magnesium oder Titan oder aus einer wenigstens Aluminium oder Magnesium oder Titan enthaltenden Legierung erfolgt.A method according to claim 10, characterized in that the filling of the mold by a casting process or die casting process with a metallic melt of aluminum, magnesium or titanium or of an alloy containing at least aluminum or magnesium or titanium. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff und/oder die Verbindungszone nach dem Gießvorgang mit einem Matrixwerkstoff imprägniert oder vergoßen oder getränkt wird und/oder eine anschließende Nachbehandlung erfolgt.A method according to claim 10, characterized in that the fiber composite material and / or the connection zone after the casting process is impregnated or shed or impregnated with a matrix material and / or a subsequent aftertreatment takes place. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Matrixwerkstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Thermoplasten oder Duroplasten.A method according to claim 12, characterized in that the matrix material is selected from the group consisting of thermoplastics or thermosets. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbehandlung eine Härtung, Polymerisation, Co-Polymerisation oder Polyaddition ist.A method according to claim 12, characterized in that the post-treatment is a curing, polymerization, co-polymerization or polyaddition.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103255360A (en) * 2013-05-02 2013-08-21 昆明理工大学 Low-melting point metal-matrix aramid fiber composite material and preparation method thereof
DE102012011264A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 Technische Universität Dresden Metal casting composite component has component main portion with which textile fiber reinforcement formed from fibers, threads, fiber bundles or metallic wires is embedded
EP2695687A1 (en) 2012-08-10 2014-02-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for producing a component with a compound structure and component which can be produced by means of the method
DE102013109661A1 (en) 2013-09-04 2015-03-05 Inometa Gmbh & Co. Kg Method for producing a coated component and coated component
DE102013225939A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Method for producing a composite component
EP3006591A1 (en) 2014-10-10 2016-04-13 INOMETA GmbH & Co. KG Method for producing a coated component and coated component
DE102014223777A1 (en) * 2014-11-21 2016-05-25 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Method for producing a composite component
DE102014118747A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Universität Stuttgart Method and device for connecting fiber materials to metal materials
EP3088556A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-02 Technische Universität Dresden Carbon fibre metal composite material
DE102013020908B4 (en) * 2013-12-12 2017-05-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. connecting structure
CN108568511A (en) * 2018-05-16 2018-09-25 广东鸿特精密技术肇庆有限公司 A kind of Metal screen cloth reinforced phase and its application in infiltration by squeeze casting casting
EP3549854A1 (en) * 2018-04-05 2019-10-09 The Boeing Company Improved joint for a metal airplane skin using metal matrix composite
CN110408864A (en) * 2019-09-12 2019-11-05 王书杰 Preparation method, composite material and the components of carbon fiber reinforced aluminum matrix composite
DE102019218124B3 (en) * 2019-11-25 2021-01-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for the positive connection of a hollow body made of fiber-reinforced plastic with a metal body
DE102019218125B3 (en) * 2019-11-25 2021-01-21 Zf Friedrichshafen Ag Method for the positive connection of a rod-shaped body made of fiber-reinforced plastic with a metal body
DE102020203664A1 (en) 2020-03-20 2021-09-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Method for the casting connection of a component with a metal

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6132857A (en) 1996-02-29 2000-10-17 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moterus D'aviation "Snecma" Hybrid component with high strength/mass ratio and method of manufacturing said component
DE102004041084A1 (en) * 2004-08-20 2006-03-09 Ask-Kugellagerfabrik Artur Seyfert Gmbh Spherical plain bearing, has outer ring divided into two halves, which are positioned on inner ring and provided with enclosure and radially and axially fixed and connected by enclosure
EP1835044A1 (en) * 2006-03-14 2007-09-19 Institut für Umformtechnik Universität Stuttgart Component based on a hybrid material
DE102007023836A1 (en) * 2007-05-21 2008-11-27 Karl-Heinz Peine Method for constructing a hybrid building module has reinforcing fibers running through one section and extending into an adjacent section where they are bonded in place

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6132857A (en) 1996-02-29 2000-10-17 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moterus D'aviation "Snecma" Hybrid component with high strength/mass ratio and method of manufacturing said component
DE69709203T2 (en) * 1996-02-29 2002-08-22 Snecma Moteurs Paris Hybrid material object with a large "strength-to-mass" ratio and process for its production
DE102004041084A1 (en) * 2004-08-20 2006-03-09 Ask-Kugellagerfabrik Artur Seyfert Gmbh Spherical plain bearing, has outer ring divided into two halves, which are positioned on inner ring and provided with enclosure and radially and axially fixed and connected by enclosure
EP1835044A1 (en) * 2006-03-14 2007-09-19 Institut für Umformtechnik Universität Stuttgart Component based on a hybrid material
DE102007023836A1 (en) * 2007-05-21 2008-11-27 Karl-Heinz Peine Method for constructing a hybrid building module has reinforcing fibers running through one section and extending into an adjacent section where they are bonded in place

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DFG-Schwerpunktprogramm 1123 Textile Verbundbauweisen und Fertigungstechnologien für Leichtbaustrukturen des Maschinen- und Fahrzeubaus,(online),rech.am 14.08.2009. http://www.tu-dresden.de/mw/ilk/spp1123/ $ges.Dokument$ *
DFG-Schwerpunktprogramm 1123 Textile Verbundbauweisen und Fertigungstechnologien für Leichtbaustrukturen des Maschinen- und Fahrzeubaus,(online),rech.am 14.08.2009. http://www.tu-dresden.de/mw/ilk/spp1123/ ges.Dokument
http://www.tu-dresden.de/mw/ilk/spp1123
http://www.uni-kl.de/wcms/wkk-f-ult6.html

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012011264A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 Technische Universität Dresden Metal casting composite component has component main portion with which textile fiber reinforcement formed from fibers, threads, fiber bundles or metallic wires is embedded
EP2695687A1 (en) 2012-08-10 2014-02-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for producing a component with a compound structure and component which can be produced by means of the method
DE102012015944A1 (en) 2012-08-10 2014-02-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for producing a component having a composite structure and component that can be produced by the method
CN103255360A (en) * 2013-05-02 2013-08-21 昆明理工大学 Low-melting point metal-matrix aramid fiber composite material and preparation method thereof
CN103255360B (en) * 2013-05-02 2015-06-03 昆明理工大学 Low-melting point metal-matrix aramid fiber composite material and preparation method thereof
DE102013109661A1 (en) 2013-09-04 2015-03-05 Inometa Gmbh & Co. Kg Method for producing a coated component and coated component
DE102013020908B4 (en) * 2013-12-12 2017-05-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. connecting structure
DE102013225939A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Method for producing a composite component
EP3006591A1 (en) 2014-10-10 2016-04-13 INOMETA GmbH & Co. KG Method for producing a coated component and coated component
DE102014223777A1 (en) * 2014-11-21 2016-05-25 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Method for producing a composite component
EP3034892A1 (en) 2014-12-16 2016-06-22 Universität Stuttgart Method and device for connecting fibre materials with metallic materials
DE102014118747A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Universität Stuttgart Method and device for connecting fiber materials to metal materials
EP3088556A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-02 Technische Universität Dresden Carbon fibre metal composite material
EP3549854A1 (en) * 2018-04-05 2019-10-09 The Boeing Company Improved joint for a metal airplane skin using metal matrix composite
US11338899B2 (en) 2018-04-05 2022-05-24 The Boeing Company Joint for a metal airplane skin using metal matrix composite
CN108568511A (en) * 2018-05-16 2018-09-25 广东鸿特精密技术肇庆有限公司 A kind of Metal screen cloth reinforced phase and its application in infiltration by squeeze casting casting
CN108568511B (en) * 2018-05-16 2020-02-28 广东鸿特精密技术肇庆有限公司 Metal mesh cloth reinforcing phase and application thereof in extrusion infiltration casting
CN110408864A (en) * 2019-09-12 2019-11-05 王书杰 Preparation method, composite material and the components of carbon fiber reinforced aluminum matrix composite
DE102019218124B3 (en) * 2019-11-25 2021-01-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for the positive connection of a hollow body made of fiber-reinforced plastic with a metal body
DE102019218125B3 (en) * 2019-11-25 2021-01-21 Zf Friedrichshafen Ag Method for the positive connection of a rod-shaped body made of fiber-reinforced plastic with a metal body
DE102020203664A1 (en) 2020-03-20 2021-09-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Method for the casting connection of a component with a metal

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