DE102011011387B4 - Process for producing a multilayer fiber-plastic composite semifinished product - Google Patents
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- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
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Abstract
Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Faserkunststoffverbundhalbzeugs (1), das drei oder mehr Schichten aufweist, wobei zumindest eine Kernschicht (3) aus miteinander verbundenen Füllkörpern (6) zwischen zwei Randschichten (2) angeordnet ist, wobei die Randschichten (2) mit der Kernschicht (3) verbunden sind, und zumindest eine der Randschichten (2) eine SMC-Schicht (2) aus einer mit einem ersten Matrixmaterial (4) trockenimprägnierten Faseranordnung (5) ist, wobei das erste Matrixmaterial (4) ein schrumpfreduziertes Matrixmaterial (4) ist und eine Zusammensetzung aufweist, die geeignet ist, eine Class-A-Oberfläche bereitzustellen, umfassend die Schritte: – Trockenimprägnieren zumindest einer Faseranordnung (5) mit dem ersten Matrixmaterial (4), das ein pulverförmiges Matrixmaterial (4) mit elektrostatisierbaren Partikeln ist, in einem elektrischen Wechselfeld, – Vermischen, Trockenimprägnieren und/oder Beschichten der Füllkörper (6) mit einem dritten Matrixmaterial (7) und – Anordnen der mit dem dritten Matrixmaterial (7) vermischten, trockenimprägnierten und/oder beschichteten Füllkörper (6) zwischen der mit dem ersten Matrixmaterial (4) trockenimprägnierten Faseranordnung (5) und einer eine zweite Randschicht (2) bildenden Lage, die eine Kunststoffplatte, Metallplatte oder eine faserverstärkte Kunststoffverbundplatte, insbesondere eine mit einem zweiten Matrixmaterial (4) trockenimprägnierte Faseranordnung (5) ist, wobei das zweite Matrixmaterial (4) das gleiche Matrixmaterial (4) wie das erste Matrixmaterial (4) ist oder sich davon unterscheidet, – Imprägnieren der Faseranordnung (5) mit dem ersten Matrixmaterial (4), dabei Bilden der als SMC-Schicht (2) ausgebildeten Randschicht (2), und Verbinden der Füllkörper (6) mit dem dritten Matrixmaterial (7), dabei Bilden der Kernschicht (3), und Verbinden der Kernschicht (3) mit den Randschichten (2) durch Zuführen von Wärme und/oder durch Ausüben eines Pressdrucks, die/der ein Aufschmelzen der Matrixmaterialen (4, 7) bereitstellt.Process for the production of a multi-layer fiber-reinforced plastic semi-finished product (1), which has three or more layers, wherein at least one core layer (3) made of filler bodies (6) connected to one another is arranged between two outer layers (2), the outer layers (2) being connected to the core layer ( 3) are connected, and at least one of the edge layers (2) is an SMC layer (2) made from a fiber arrangement (5) dry-impregnated with a first matrix material (4), the first matrix material (4) being a shrinkage-reduced matrix material (4). and has a composition that is suitable for providing a class A surface, comprising the steps of: - dry impregnating at least one fiber arrangement (5) with the first matrix material (4), which is a powdered matrix material (4) with electrostatically capable particles, in an alternating electric field, - mixing, dry impregnation and/or coating of the filler bodies (6) with a third matrix material (7) and - arranging the filler bodies (6) mixed, dry impregnated and/or coated with the third matrix material (7) between the with the first matrix material (4) dry-impregnated fiber arrangement (5) and a layer forming a second edge layer (2), which is a plastic plate, metal plate or a fiber-reinforced plastic composite plate, in particular a fiber arrangement (5) dry-impregnated with a second matrix material (4), the second Matrix material (4) is the same matrix material (4) as the first matrix material (4) or differs therefrom, - impregnating the fiber arrangement (5) with the first matrix material (4), thereby forming the surface layer designed as an SMC layer (2). (2), and connecting the filling bodies (6) to the third matrix material (7), thereby forming the core layer (3), and connecting the core layer (3) to the surface layers (2) by supplying heat and/or by applying a Pressing pressure, which / the melting of the matrix materials (4, 7) provides.
Description
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein mehrschichtiges Faserkunststoffverbundhalbzeug mit einer zwischen zwei Randschichten angeordneten Kernschicht.The invention relates to a production method for a multilayer composite fiber-plastic composite with a core layer arranged between two edge layers.
Im Zuge der Leichtbauweise werden beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich als Bauteilwerkstoffe zunehmend Faserkunststoffverbundhalbzeuge wie etwa Sheet Molding Compounds, SMCs, verwendet, die plattenförmig oder als Coil vorliegen und die sich zu dem gewünschten Bauteil zuschneiden und umformen lassen. Diese Bauteile verbinden die Vorteile des geringen Gewichts mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften.In the course of lightweight construction, for example in the motor vehicle sector, fiber composite semifinished products, such as sheet molding compounds, SMCs, which are plate-shaped or coil-shaped and can be cut to form the desired component and are reshaped, are increasingly being used as component materials. These components combine the advantages of low weight with excellent mechanical properties.
Zur Herstellung von solchen Faserkunststoffverbund- und SMC-Halbzeugen werden Verstärkungsfasern in entsprechenden Anlagen mit lösungsmittelhaltigen Pasten bzw. Harzen im flüssigen Zustand imprägniert. So entstehen teigartige Pressmassen aus meist duroplastischen Reaktionsharzen und Verstärkungsfasern zur Herstellung von Faserkunststoffverbundbauteilen. In dem SMC liegen alle nötigen Komponenten vollständig vorgemischt verarbeitungsbereit vor. Übliche Faserlängen der Verstärkungsfasern liegen dabei zwischen 25 und 50 mm. Ferner können SMCs mit anisotroper Faserstruktur orientiert liegende Fasern mit einer Länge von bis zu 200 mm aufweisen, wodurch allerdings der Fließwiderstand des SMCs erhöht wird.To produce such fiber-plastic composite and SMC semi-finished products, reinforcing fibers are impregnated in appropriate systems with solvent-containing pastes or resins in the liquid state. This results in dough-like molding compounds of mostly thermosetting reaction resins and reinforcing fibers for the production of fiber-reinforced plastic composite components. In the SMC, all necessary components are ready for use completely pre-mixed. Usual fiber lengths of the reinforcing fibers are between 25 and 50 mm. Further, SMCs with anisotropic fiber structure may have oriented fibers up to 200 mm in length, however, increasing the flow resistance of the SMC.
Durch Zusatz von Mitteln zur Schwundreduktion können SMCs mit niedrigem Schrumpf hergestellt werden, bzw. der Schrumpf des Polyesterharzes kann beim Aushärten zum Teil ganz ausgeglichen werden. SMC-Systeme, die lackierbare Oberflächen mit Class-A-Qualität ausbilden sollen, weisen einen Schrumpf kleiner 0,05% auf.By adding means for shrinkage reduction SMCs can be produced with low shrinkage, or the shrinkage of the polyester resin can be completely compensated during curing. SMC systems designed to form paintable surfaces with Class A quality have a shrinkage of less than 0.05%.
Eine SMC-Masse setzt sich aus Verstärkungsfasern und einem Matrixmaterial zusammen, das ein vernetzungsfähiges Kunststoffmaterial, beispielsweise ein Harz, mineralische Füllstoffe wie etwa Kreide oder Gesteinsmehl, sowie Additive zur Schwundreduktion, Inhibitoren, inerte Trennmittel, Reaktionsbeschleuniger, etc. umfasst. Je nach Anforderung kann das Matrixmaterial auch Farbstoffe oder Flammschutzmittel aufweisen. Eine typische SMC-Masse enthält etwa 12% vernetzungsfähiges Kunststoffmaterial, 45% mineralische Füllstoffe, und 30% Verstärkungsfasern, es handelt sich also um ein harz- und füllstoffreiches Fasermaterial.An SMC composition is composed of reinforcing fibers and a matrix material comprising a crosslinkable plastic material, for example a resin, mineral fillers such as chalk or rock flour, and additives for shrinkage reduction, inhibitors, inert release agents, reaction accelerators, etc. Depending on requirements, the matrix material may also comprise dyes or flame retardants. A typical SMC mass contains about 12% crosslinkable plastic material, 45% mineral fillers, and 30% reinforcing fibers, so it is a resin and filler-rich fiber material.
Das SMC-Halbzeug lässt sich zuschneiden und mittels Fließ- oder Formpressen zum fertigen Bauteil weiter verarbeiten. Allerdings weisen SMC-Halbzeuge bislang Mängel durch mangelnde Mischungsgüte, Lufteinschlüsse und durch die im Prozess zu integrierende Transport- und Verpackungsfolien auf, die schwierig zu beherrschen sind und die Produktqualität beeinträchtigen.The SMC semi-finished product can be cut to size and further processed to the finished component using flow or compression molding. However, SMC semi-finished products have so far been characterized by poor mixing quality, air pockets and by the transport and packaging films to be integrated in the process, which are difficult to control and impair the product quality.
Zur Herstellung von Karosseriebauteilen für ein Kraftfahrzeug ist ferner ein dreischichtiger Werkstoffverbund aus zwei Stahldeckblechen und einer Zwischenlage aus viskoelastischem Material bekannt. Weiter werden zu diesem Zweck Mehrschichtverbundplatten aus leichten Werkstoffen, wie beispielsweise Aluminium oder Faserverbundkunststoffe verwendet. Hierzu beschreibt die
So bieten solche Mehrschichtverbundplatten für die Herstellung eines Karosseriebauteils wie etwa einem Fahrzeugdach eine maximale Gewichtseinsparung. Aufgrund der oben stehenden Nachteile bei SMC-Halbzeugen werden diese zum Aufbau von solchen Mehrschichtverbundplatte nicht verwendet.Thus, such multilayer composite panels provide maximum weight savings for the manufacture of a body component such as a vehicle roof. Due to the above disadvantages of SMC semi-finished products, these are not used for the construction of such multilayer composite panel.
Aus der
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für ein optimiertes mehrschichtiges Faserkunststoffverbundhalbzeug bereitzustellen, das zur Herstellung eines Karosseriebauteils mit einer lackierbaren Oberfläche geeignet ist.Based on this prior art, it is an object of the present invention to provide a production method for an optimized multilayer composite fiber-plastic composite, which is suitable for producing a body component with a paintable surface.
Diese Aufgabe wird durch das Fertigungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the manufacturing method with the features of
Weiterbildungen des Verfahrens sind in den jeweiligen Unteransprüchen ausgeführt.Further developments of the method are carried out in the respective subclaims.
Eine durch das Verfahren herstellbare Ausführungsform bezieht sich auf ein mehrschichtiges Faserkunststoffverbundhalbzeug aus drei oder mehr Schichten, wobei zumindest eine zwischen zwei Randschichten angeordnete Kernschicht aus miteinander verbundenen Füllkörpern besteht und die Randschichten mit der Kernschicht verbunden sind. Zumindest eine dieser Randschichten ist dabei als eine SMC-Schicht ausgeführt, die aus einer mit einem ersten Matrixmaterial trockenimprägnierten Faseranordnung gebildet wird, wobei es sich bei diesem Matrixmaterial um ein schrumpfreduziertes Matrixmaterial handelt, das eine Zusammensetzung zur Ausbildung einer Class-A-Oberfläche aufweist. Die SMC-Randschicht ist somit zur Ausbildung einer lackierbaren Oberfläche geeignet, so dass das Faserkunststoffverbundhalbzeug zur Fertigung eines Karosseriebauteils verwendet werden kann.An embodiment which can be produced by the method relates to a multi-layered fiber-plastic composite semifinished product of three or more layers, wherein at least one core layer arranged between two edge layers consists of interconnected fillers and the edge layers are connected to the core layer. At least one of these edge layers is embodied as an SMC layer which is formed from a fiber arrangement dry-impregnated with a first matrix material, this matrix material being a shrink-reduced matrix material having a composition for forming a Class A surface. The SMC edge layer is thus suitable for the formation of a paintable surface, so that the fiber-plastic composite semifinished product can be used to produce a body component.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Faserkunststoffverbundhalbzeugs umfasst das Trockenimprägnieren zumindest einer Faseranordnung mit einem ersten elektrostatisierbaren pulverförmigen Matrixmaterial in einem elektrischen Wechselfeld. Ferner werden die Füllkörper mit dem dritten, vorzugsweise ebenfalls elektrostatisierbaren pulverförmigen Matrixmaterial vermischt, trockenimprägniert und/oder beschichtet. Es folgt das Anordnen der mit dem dritten Matrixmaterial vermischten, trockenimprägnierten und/oder beschichteten Füllkörper zwischen der mit dem ersten Matrixmaterial trockenimprägnierten Faseranordnung und einer eine zweite Randschicht bildenden Lage. Bei dieser kann es sich um eine Kunststoffplatte, eine Metallplatte oder eine faserverstärkte Kunststoffverbundplatte handeln, es kann sich aber auch um eine mit einem zweiten Matrixmaterial trockenimprägnierte Faseranordnung handeln. Das dazu verwendete Matrixmaterial kann das gleiche Matrixmaterial wie das erste Matrixmaterial sein, so dass die zweite Randschicht ebenfalls eine SMC-Schicht ist, es kann aber auch ein sich von dem ersten Matrixmaterial unterscheidendes Matrixmaterial verwendet werden.A method according to the invention for producing a multilayer fiber-plastic composite semifinished product comprises the dry impregnation of at least one fiber arrangement with a first, electrostatically matable powdered matrix material in an alternating electric field. Furthermore, the fillers are mixed with the third, preferably also electrostatically powdered matrix material, dry-impregnated and / or coated. This is followed by arranging the dry-impregnated and / or coated filling bodies mixed with the third matrix material between the fiber arrangement dry-impregnated with the first matrix material and a layer forming a second boundary layer. This can be a plastic plate, a metal plate or a fiber-reinforced plastic composite plate, but it can also be a fiber arrangement dry-impregnated with a second matrix material. The matrix material used for this purpose may be the same matrix material as the first matrix material, so that the second edge layer is likewise an SMC layer, but it is also possible to use a matrix material which differs from the first matrix material.
In dieser Schichtanordnung erfolgt durch Zuführen von Wärme und/oder durch Ausüben eines Pressdrucks das eigentliche Imprägnieren der Faseranordnung mit dem ersten Matrixmaterial, wobei die SMC-Schicht gebildet wird, und das Verbinden der Füllkörper mit dem dritten Matrixmaterial, so dass die Kernschicht entsteht, sowie das Verbinden der Kernschicht mit den Randschichten. Ist die zweite Randschicht eine entsprechende trocken imprägnierte Faseranordnung, so erfolgt auch dort im Schichtaufbau durch Zuführen von Wärme und/oder durch Ausüben des Pressdrucks das Imprägnieren, indem die Matrixmaterialen aufgeschmolzen werden, und die Fasern beziehungsweise die Füllkörper umfließen können, wobei sie jedoch noch nicht aushärten, bzw. vernetzen. Nach erfolgter Imprägnierung kann das Faserkunststoffverbundhalbzeug gegebenenfalls gekühlt werden und der Weiterverarbeitung beispielsweise der Herstellung von Karosseriebauteilen zugeführt werden.In this layer arrangement, the actual impregnation of the fiber arrangement with the first matrix material, whereby the SMC layer is formed, and the bonding of the filler bodies to the third matrix material, so that the core layer is formed, takes place by supplying heat and / or by exerting a pressing pressure the bonding of the core layer to the edge layers. If the second boundary layer is a corresponding dry-impregnated fiber arrangement, the layer structure is also produced there by applying heat and / or by exerting the pressure by impregnating the matrix materials and allowing the fibers or fillers to flow around, but not yet harden, or network. After impregnation, the fiber-plastic composite semifinished product can optionally be cooled and the further processing, for example, the production of body parts supplied.
Das Herstellungsverfahren kann das separate Fertigen der trockenimprägnierten Faseranordnungen, die die Randschichten bilden sollen, und der Füllkörper-Matrix-Mischung, die die Kernschicht bilden wird, umfassen, wobei anschließend das Anordnen der Füllkörper-Matrix-Mischung zwischen den trockenimprägnierten Faseranordnungen erfolgt, die dann in einem Laminierprozess zusammengeführt und imprägniert werden.The manufacturing process may include separately preparing the dry-impregnated fiber assemblies that are to form the skin layers and the filler-matrix mixture that will form the core layer, then placing the filler-matrix mixture between the dry-impregnated fiber assemblies, which then be combined and impregnated in a lamination process.
Alternativ kann das Herstellungsverfahren die Schritte des Trockenimprägnierens und des Anordnens kombinieren und die kontinuierliche sequenzielle Fertigung der Schichten umfassen, wobei in einem ersten Trockenimprägnierschritt eine Faseranordnung gebildet wird, die die untere Randschicht bildet, und auf die die Mischung aus Füllkörpern und Matrixmaterial, die gegebenenfalls im elektrischen Wechselfeld homogenisiert wird, zur Bildung der Kernschicht aufgebracht wird. In der letzten Stufe wird zur Bildung der oberen Randschicht auf der Füllkörper-Matrix-Schicht eine weitere trockenimprägnierte Faseranordnung aufgebracht, woraufhin direkt der eigentliche Imprägnierschritt folgen kann.Alternatively, the manufacturing method may combine the steps of dry impregnating and placing and comprising the continuous sequential fabrication of the layers, wherein in a first dry impregnation step a fiber assembly is formed which forms the lower surface layer and onto which the mixture of packing and matrix material optionally incorporated in the alternating electric field is homogenized, is applied to form the core layer. In the last stage, a further dry-impregnated fiber arrangement is applied to form the upper boundary layer on the filler-matrix layer, whereupon the actual impregnation step can follow directly.
Das Entlüften des mehrschichtigen Faserkunststoffverbundhalbzeugs kann dabei durch Anlegen eines Vakuums während des Imprägnierens und/oder durch zusätzliches Walzen des gebildeten mehrschichtigen Faserkunststoffverbundhalbzeugs bei leicht erhöhter Temperatur erfolgen.The venting of the multi-layer fiber composite plastic semifinished product can be carried out by applying a vacuum during impregnation and / or by additional rolling of the formed multilayer fiber-plastic composite semifinished product at a slightly elevated temperature.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich das mehrschichtige Faserkunststoffverbundhalbzeug mit einem Minimum an Lufteinschlüssen und einem minimalen Aufwand an Transport und Verpackung, und zugleich verbesserter Durchmischung des die Randschichten bildenden SMCs herstellen. Es können Class-A-Oberflächen in Leichtbauweise realisiert werden.By means of the method according to the invention, the multilayer can be Semi-finished fiber-plastic composite with a minimum of trapped air and a minimum of transport and packaging, and at the same time improved mixing of the surface layers forming SMCs. Class A surfaces can be realized in lightweight construction.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient dabei der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.These and other advantages are set forth by the following description with reference to the accompanying figures. The reference to the figures in the description serves to assist in describing and facilitating the understanding of the subject matter. The figures are merely a schematic representation of an embodiment of the invention.
Dabei zeigen:Showing:
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Faserkunststoffverbundhalbzeugs
Im vorliegenden Beispiel sind beide Randschichten
Mit diesem Schichtaufbau, der SMC-Schichten als Randschichten
Die Füllkörper
Die SMC-Randschicht(en)
Um eine gute Verbindung, die bei Verwendung gleicher Matrixmaterialien gewährleistet ist, zwischen Schichten
Idealer Weise sollte sich bei Verwendung unterschiedlicher Matrixmaterialien
Über den Fasermattenaufbau, beispielsweise über die Faserlänge, und über die Eigenschaften der Matrixmaterialien bzw. deren Zusammensetzungen, können die Fließfähigkeiten von Rand- und Kernschicht abgestimmt werden. Je größer die verwendete Faserlänge, desto höher der Fließwiderstand. Generell eignet sich der mehrschichtige Aufbau des erfindungsgemäßen Faserkunststoffverbundhalbzeugs jedoch vorzugsweise für das Formpressen zu komplex geformten Bauteilen wie etwa einer Dach-Außenhaut einer Kraftfahrzeugkarosserie.Over the fiber mat structure, for example over the fiber length, and over the properties of the matrix materials or their compositions, the flow capabilities of edge and core layer can be tuned. The larger the fiber length used, the higher the flow resistance. In general, however, the multi-layer structure of the fiber-plastic composite semi-finished product according to the invention is preferably suitable for molding into components of complex shape, such as a roof outer skin of a motor vehicle body.
Abweichend von dem in
Die zur Bildung der Kernschicht
Das Faserkunststoffverbundhalbzeug eignet sich damit insbesondere zur Herstellung eines Karosseriebauteils, wobei eine als SMC-Schicht ausgebildete Randschicht des Faserkunststoffverbundhalbzeugs, die die lackierbare Class-A-Oberfläche aufweist, die eine Außenhaut des Karosseriebauteils bildet.The fiber-plastic composite semifinished product is thus particularly suitable for producing a body component, wherein an edge layer of the fiber-plastic composite semifinished product, which has the class A paintable surface which forms an outer skin of the body component, forms as an SMC layer.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Faserkunststoffverbundhalbzeugs umfasst das Trockenimprägnieren zumindest einer, eine Randschicht
Diese Art der Einbringung eines pulverförmigen Materials in eine Faseranordnung ist bekannt und wird etwa in der
Voraussetzung für ein solches Trockenimprägnier-Verfahren im elektrischen Wechselfeld sind Pulver, die im elektrischen Wechselfeld beweglich sind, d. h. Ladung aufnehmen und abgeben. Somit werden hier zur Bildung der erfindungsgemäßen SMC-Randschichten durch Trockenimpägnieren die Matrixmaterialien in Pulverform verwendet und nicht, wie bislang in SMC-Technologie üblich, in Form flüssiger Pasten.Prerequisite for such a dry impregnation process in the alternating electric field are powders which are movable in the alternating electric field, d. H. Pick up and deliver cargo. Thus, the matrix materials are used in powder form here to form the SMC edge layers according to the invention by dry impregnation and not, as usual in SMC technology, in the form of liquid pastes.
Wie die separat trockenimprägnierte Fasermatte
Anders als dargestellt, könnte die zweite Randschicht unter Umständen auch nur aus einer Kunststofffolie, einer Metallplatte oder einer Kunststofffaserverbundschicht bestehen, die nicht den Anforderungen an eine Class-A-Oberfläche genügen muss. Vorzugsweise wird aber auch die zweite Randschicht
Die Schichten
Das Entlüften des mehrschichtigen Faserkunststoffverbundhalbzeugs kann dabei durch Anlegen eines Vakuums während des Imprägnierens in Vorrichtung
In beiden in
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich das mehrschichtige Faserkunststoffverbundhalbzeug mit einem Minimum an Lufteinschlüssen und einem minimalen Aufwand an Transport und Verpackung, und zugleich verbesserter Durchmischung des die Randschichten bildenden SMCs herstellen. So können vorteilhaft Class-A-Oberflächen in Leichtbauweise realisiert werden.By means of the method according to the invention, the multilayer fiber composite semifinished product can be produced with a minimum of air inclusions and a minimal amount of transport and packaging, and at the same time improved mixing of the SMCs forming the surface layers. Thus, it is advantageous to realize class A surfaces in lightweight construction.
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Families Citing this family (6)
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DE102016213795A1 (en) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | Airbus Defence and Space GmbH | Fiber composite component |
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3126242A1 (en) * | 1981-07-03 | 1983-01-20 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Moulding of sandwich construction and semi-finished product for the production thereof |
DE69028550T2 (en) * | 1989-11-27 | 1997-04-17 | Materials Technics | MANUFACTURE OF SINTER COMPOSITES |
DE69130111T2 (en) * | 1990-05-31 | 1999-01-21 | Valtion Teknillinen | METHOD FOR PRODUCING A COMPOSITE AND COMPOSITE |
DE19939513A1 (en) * | 1999-08-20 | 2001-03-08 | Daimler Chrysler Ag | Method of production of composite multi-ply panel involves covering and base plates, intermediate layer and hollow balls |
DE19949318A1 (en) * | 1999-09-11 | 2001-03-15 | Menzolit Fibron Gmbh | Carbon fiber reinforced SMC for multiaxially reinforced components |
DE10059801A1 (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Pressed fiber compound material, for Class A vehicle body parts, is of prepared layers with a low fiber content in the outer layer and a higher fiber content in the structure layer, impregnated with a heat-setting resin |
DE102005039709A1 (en) * | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Johns Manville International, Inc., Denver | Glass fiber nonwovens, resin mats and process for their preparation |
EP1678372B1 (en) * | 2003-10-21 | 2009-07-08 | Fibroline France | Process and device for impreganting a fibre network with powder material in an electrostatic field with alternating current |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3126242A1 (en) * | 1981-07-03 | 1983-01-20 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Moulding of sandwich construction and semi-finished product for the production thereof |
DE69028550T2 (en) * | 1989-11-27 | 1997-04-17 | Materials Technics | MANUFACTURE OF SINTER COMPOSITES |
DE69130111T2 (en) * | 1990-05-31 | 1999-01-21 | Valtion Teknillinen | METHOD FOR PRODUCING A COMPOSITE AND COMPOSITE |
DE19939513A1 (en) * | 1999-08-20 | 2001-03-08 | Daimler Chrysler Ag | Method of production of composite multi-ply panel involves covering and base plates, intermediate layer and hollow balls |
DE19949318A1 (en) * | 1999-09-11 | 2001-03-15 | Menzolit Fibron Gmbh | Carbon fiber reinforced SMC for multiaxially reinforced components |
DE10059801A1 (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Pressed fiber compound material, for Class A vehicle body parts, is of prepared layers with a low fiber content in the outer layer and a higher fiber content in the structure layer, impregnated with a heat-setting resin |
EP1678372B1 (en) * | 2003-10-21 | 2009-07-08 | Fibroline France | Process and device for impreganting a fibre network with powder material in an electrostatic field with alternating current |
DE102005039709A1 (en) * | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Johns Manville International, Inc., Denver | Glass fiber nonwovens, resin mats and process for their preparation |
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