DE102011100549A1 - Fiber-matrix semi-finished product comprises reinforcing fibers and a curable matrix resin, where the fiber-matrix semi-finished product comprises two different matrix resins in the form of semi-finished segments - Google Patents

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Abstract

Fiber-matrix semi-finished product (6) comprises reinforcing fibers (5) and a curable matrix resin. The fiber-matrix semi-finished product comprises at least two different matrix resins (1', 2', 3'), where at least two fiber-matrix are in the form of semi-finished parts (1,2,3). Independent claims are also included for: (1) a sheet molding compound (SMC) structural component made of a composite of a plastic matrix with reinforcing fibers, where the SMC structural component comprises at least two component regions with different mechanical and/or chemical properties, the plastic matrix of the at least component region is formed from at least two different cured matrix resins, the compositions comprise cross linkable resin and at least one additive including plasticizers, fillers, preferably additives for loss reduction, inhibitors, inert release agent, dyes, flame retardants, conductive additives and stabilizers, and the difference between the two matrices resins differ at least in terms of a component; and (2) producing a fiber-matrix semi-finished product comprising (i) production of at least two doughs of reinforcing fibers and matrix resin, where the two doughs differ in terms of different matrix resins, (ii) arranging at least two doughs adjacent to each other for the formation of at least two fiber-matrix semi-finished sections and (iii) shaping the adjacent arranged doughs to the fiber-matrix semi-finished products.

Description

Die Erfindung betrifft ein Faser-Matrix-Halbzeug, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie ein SMC-Strukturbauteil, das aus dem Faser-Matrix-Halbzeug hergestellt wird.The invention relates to a fiber-matrix semi-finished product, to a method for the production thereof and to an SMC structural component which is produced from the fiber-matrix semifinished product.

Die Herstellung von Verbund-Strukturbauteilen im SMC-Verfahren (Sheet-Moulding-Compound-Verfahren) zur Fertigung von Leichtbauteilen im Kraftfahrzeugbereich ist an sich bekannt. Solche Verbund-Strukturbauteile sind zum Einsatz in Anwendungsgebieten geeignet, die großen mechanischen Beanspruchungen unterliegen.The production of composite structural components in the SMC process (sheet-molding compound process) for the production of lightweight components in the automotive sector is known per se. Such composite structural components are suitable for use in applications subject to high mechanical stresses.

Dabei werden die Fertigungskomponenten Verstärkungsfasern und Matrixmaterial, etwa Glasfasern und ein Reaktionsharz, angeteigt und in Form, etwa Platten- oder Folienform gebracht, um ein Prepreg bzw. ein Faser-Matrix-Halbzeug zu schaffen, das dann durch Fließpressen zum fertigen Bauteil weiterverarbeitet werden kann.In this case, the manufacturing components reinforcing fibers and matrix material, such as glass fibers and a reaction resin, are pasted and brought into shape, such as sheet or foil to create a prepreg or a fiber-matrix semi-finished, which can then be further processed by extrusion to finished component ,

Entsprechend ergeben sich die Eigenschaften des fertigen Bauteils aus Matrixmaterial und Verstärkungsfaser, wobei im Stand der Technik ein einziges Matrixmaterial verwendet wird, das ein duroplastisches Reaktionsharz wie Polyester- oder Vinylesterharz ist, und das üblicherweise mit Füllstoffen und Additiven versetzt wird.Accordingly, the properties of the finished component of matrix material and reinforcing fiber, wherein the prior art, a single matrix material is used, which is a thermosetting reaction resin such as polyester or vinyl ester resin, and is usually added to fillers and additives.

Das Faser-Matrix-Halbzeug wird zur Bauteilfertigung in ein heizbares Presswerkzeug gegeben, um das Matrixmaterial des Faserhalbzeugs fließfähig zu machen, so dass es das Fasermaterial ideal durchdringen kann; ferner erfolgt im Presswerkzeug die Formgebung des mit dem Matrixmaterial imprägnierten Fasermaterials und das geformte Bauteil kann aus dem Presswerkzeug entformt werden, wenn das Matrixmaterial durch Erkalten so weit gehärtet ist, dass das fertige Bauteil beschädigungsfrei entnehmbar ist.The fiber-matrix semifinished product is added to the component production in a heatable pressing tool in order to make the matrix material of the semi-finished fiber flowable, so that it can penetrate the fiber material ideally; Furthermore, in the pressing tool, the shaping of the impregnated with the matrix material fiber material and the molded component can be removed from the mold when the matrix material is cured by cooling so far that the finished component is free of damage removed.

Das Faser-Matrix-Halbzeug kann als Additiv etwa ein Trennmittel aufweisen, das dazu vorgesehen ist, bei dem genannten Pressprozess in dem heißem Presswerkzeug an die Oberfläche des Halbzeugs zu gelangen um zu verhindern, dass das Matrixmaterial an den Werkzeugoberflächen der Presse anhaftet.As an additive, the fiber-matrix semifinished product may have, for example, a release agent which is intended to reach the surface of the semifinished product during the said pressing process in the hot pressing tool in order to prevent the matrix material from adhering to the tool surfaces of the press.

Derart geschaffene SMC-Strukturbauteile, die zur Leichtbauweise im Kraftfahrzeug- und Flugzeugwesen zunehmend eingesetzt werden, weisen üblicherweise hohe Festigkeiten und Steifigkeiten auf, weswegen sie meist auch sehr spröde sind und daher weniger geeignet sind, sich elastisch zu deformieren. Ferner erstrecken sich die durch das Matrixmaterial bedingten Eigenschaften durch das gesamte Bauteil, was nachteilig sein kann, wenn unterschiedliche Abschnitte des aus dem Faser-Matrix-Halbzeug erhaltenen SMC-Strukturbauteils verschiedenen Belastungsanforderungen ausgesetzt sind, die durch ein einziges Material nicht ideal erfüllt werden.Such created SMC structural components, which are increasingly used for lightweight construction in motor vehicle and aircraft industry, usually have high strengths and stiffness, which is why they are usually very brittle and therefore less suitable to deform elastically. Furthermore, the properties caused by the matrix material extend through the entire component, which may be disadvantageous if different portions of the SMC structural component obtained from the fiber matrix semifinished product are exposed to different loading requirements that are not ideally met by a single material.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Faser-Matrix-Halbzeug zu schaffen, das die Fertigung von Bauteilen mit abschnittsweise an die Belastungsanforderungen angepassten Eigenschaften erlaubt.Based on this prior art, it is an object of the present invention to provide a fiber-matrix semifinished product, which allows the production of components with properties adapted in sections to the load requirements.

Diese Aufgabe wird durch das Faser-Matrix-Halbzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the fiber-matrix semifinished product with the features of claim 1.

Ferner ergibt sich die Aufgabe, ein entsprechendes Fertigungsverfahren für solche Faser-Matrix-Halbzeuge zur Verfügung zu stellen. Das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 löst diese Aufgabe.Furthermore, the task results to provide a corresponding manufacturing method for such fiber-matrix semi-finished products available. The method with the features of claim 7 solves this problem.

Weiter ergibt sich die Aufgabe, ein SMC-Strukturbauteil bereitzustellen, das eine Bauteilauslegung gezielt innerhalb des Bundbauteils ermöglicht, die auch abschnittsweise sich ändernden Belastungsanforderungen genügt.Furthermore, the task results to provide an SMC structural component that allows a component design targeted within the collar component, which also meets sections of changing load requirements.

Durch das SMC-Strukturbauteil mit den Merkmalen den Anspruchs 4 wird diese Aufgabe gelöst.By the SMC structural component with the features of claim 4, this object is achieved.

Weiterbildungen des Faser-Matrix-Halbzeugs, des Fertigungsverfahrens und des SMC-Strukturbauteils sind in den jeweiligen Unteransprüchen ausgeführt.Further developments of the fiber-matrix semifinished product, the manufacturing method and the SMC structural component are set forth in the respective subclaims.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf ein Faser-Matrix-Halbzeug, das aus Verstärkungsfasern und einem zu einer Kunststoffmatrix aushärtbaren Matrixharz besteht. Dabei weist das Faser-Matrix-Halbzeug wenigstens zwei unterschiedliche Matrixharze auf, die entsprechend zwei Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitte voneinander abgrenzen. Durch die unterschiedlichen Matrixharze kann ein später aus dem erfindungsgemäßen Faser-Matrix-Halbzeug gebildetes SMC-Strukturbauteil mit zwei oder mehr Bauteilbereichen geschaffen werden, die vorteilhaft unterschiedlichen Belastungsanforderungen angepasst sind.A first embodiment of the invention relates to a fiber-matrix semifinished product which consists of reinforcing fibers and a matrix resin curable to a plastic matrix. In this case, the fiber-matrix semifinished product has at least two different matrix resins which delimit each other correspondingly from two fiber-matrix semifinished product sections. As a result of the different matrix resins, an SMC structural component formed later from the fiber-matrix semifinished product according to the invention can be created with two or more component regions which are advantageously adapted to different load requirements.

Die zwei unterschiedlichen Matrixharze sind vorteilhaft miteinander mischbar, so dass sie an einer Grenze zwischen zwei Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitten einen Übergangsbereich aus einem Gemisch zweier Matrixharze bilden, wobei die Eigenschaften des Materialgemischs am Übergangsbereich wenigstens so gut sind – im Hinblick auf die Verwendung des Faser-Matrix-Halbzeugs – wie die einzelnen unterschiedlichen Matrixmaterialien, Es können dabei zwei oder mehrere Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitte gestaltet werden, wobei zwei verschiedene Matrixharze für eine Vielzahl von Abschnitten alternierend eingesetzt werden können, es können jedoch auch für mehrere Abschnitte entsprechend viele Matrixharze verwendet werden.The two different matrix resins are advantageously miscible with one another so that they form a transition region of a mixture of two matrix resins at a boundary between two fiber-matrix semifinished sections, the properties of the material mixture at least as good at the transition region - with regard to use of the fiber-matrix semifinished product - like the individual different matrix materials. Two or more fiber-matrix semifinished product sections can be designed, wherein two different matrix resins can be used alternately for a large number of sections, but it is also possible to use a corresponding number of matrix resins for several sections.

Die zwei oder mehr unterschiedlichen Matrixharze sind aus den Komponenten vernetzungsfähiges Harz bzw. Reaktionsharz und zumindest einem Zusatzstoff hergestellt. Der Zusatzstoff kann ein Weichmacher, Füllstoffe, insbesondere mineralische Füllstoffe, ein Reaktionsmittel, ein Vernetzungsmittel, eines oder mehrere Additive, insbesondere Additive zur Schwundreduktion, Inhibitoren, inerte Trennmittel, Farbstoffe, Flammschutzmittel, leitende Zusatzstoffe, Stabilisatoren sein; selbstverständlich können mehrere Zusatzstoffe für ein Matrixmaterial ausgewählt werden. Die unterschiedlichen Matrixmaterialien unterscheiden sich daher zumindest hinsichtlich einer Komponente.The two or more different matrix resins are made of the crosslinkable resin components and at least one additive. The additive may be a plasticizer, fillers, especially mineral fillers, a reactant, a crosslinking agent, one or more additives, especially anti-fading additives, inhibitors, inert release agents, dyes, flame retardants, conductive additives, stabilizers; Of course, several additives can be selected for a matrix material. The different matrix materials therefore differ at least with regard to one component.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Faser-Matrix-Halbzeugs umfasst die Schritte des Herstellens von zumindest zwei Teigen aus Verstärkungsfasern und Matrixharz, wobei sich die Teige hinsichtlich der verwendeten unterschiedlichen Matrixharze unterscheiden. Dann werden die Teige oder mehrere Teige aneinander angrenzend angeordnet, so dass sie auf geeignete Weise vorliegen, um die zwei oder mehr Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitte zu bilden. Anschließend erfolgt das Formgeben der angrenzend angeordneten Teige zu dem Faser-Matrix-Halbzeug, das gelagert oder unmittelbar weiterverarbeitet werden kann, um ein SMC-Strukturbauteil zu bilden.The method according to the invention for producing a fiber-matrix semifinished product comprises the steps of producing at least two doughs of reinforcing fibers and matrix resin, the doughs differing with regard to the different matrix resins used. Then the doughs or several doughs are arranged adjacent to each other so that they are suitably present to form the two or more fiber-matrix semi-finished sections. Subsequently, shaping of the adjoining doughs to form the fiber-matrix semifinished product, which can be stored or further processed directly to form an SMC structural component takes place.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen SMC-Strukturbauteils besteht aus einem Verbund einer Kunststoffmatrix mit Verstärkungsfasern. Dabei hat das SMC-Strukturbauteil zumindest zwei Bauteilbereiche mit unterschiedlichen mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften, die sich durch die Auswahl unterschiedlicher Matrixharze ergeben, die nach Aushärtung die Kunststoffmatrix des SMC-Strukturbauteils bilden.An embodiment of the SMC structural component according to the invention consists of a composite of a plastic matrix with reinforcing fibers. In this case, the SMC structural component has at least two component regions with different mechanical and / or chemical properties, which result from the selection of different matrix resins, which form the plastic matrix of the SMC structural component after curing.

Die Matrixharze sind Zusammensetzungen aus den Komponenten vernetzungsfähiges Harz und zumindest ein Zusatzstoff aus der Gruppe umfassend Weichmacher, Füllstoffe, insbesondere mineralische Füllstoffe, Reaktionsmittel, Vernetzungsmittel, Additive, insbesondere Additive zur Schwundreduktion, Inhibitoren, inerte Trennmittel, Farbstoffe, Flammschutzmittel, leitende Zusatzstoffe, Stabilisatoren, und unterschiedliche Matrixharze zweier benachbarter Bauteilbereiche unterscheiden sich zumindest hinsichtlich einer Komponente. Um die genannte gute Mischbarkeit der sich unterscheidenden Matrixharze sicherzustellen, können diese das gleiche Basismaterial bzw. vernetzungsfähige Harz aufweisen. Hierfür sind alle gängigen, in SMC-Verfahren verwendbaren Harze geeignet, insbesondere die miteinander kompatibel sind. Die Zusammensetzungen dieser verschiedenen Matrixharze unterscheiden sich dann hinsichtlich der Art und der Menge der zu dem Basismaterial zugegebenen Zusatzstoffe.The matrix resins are compositions of the components crosslinkable resin and at least one additive from the group comprising plasticizers, fillers, especially mineral fillers, reactants, crosslinking agents, additives, in particular additives for shrinkage reduction, inhibitors, inert release agents, dyes, flame retardants, conductive additives, stabilizers, and different matrix resins of two adjacent component regions differ at least with respect to one component. To ensure said miscibility of the differing matrix resins, they may comprise the same base material or crosslinkable resin. For this purpose, all common resins which can be used in SMC processes are suitable, in particular those which are compatible with one another. The compositions of these various matrix resins will then differ in the nature and amount of additives added to the base material.

So ergibt sich ein SMC-Strukturbauteil, das eine Bauteilauslegung gezielt innerhalb des Verbundbauteils durch die Matrixmaterialauswahl ermöglicht, die die Basis für Abschnitte oder Bereiche des Bauteils bilden. Damit können die Bereiche eines einzigen SMC-Bauteils verschiedenen Belastungsanforderungen genügen, da die zwei oder mehrere Bauteilbereiche unterschiedliche mechanische und/oder chemische Eigenschaften zeigen.This results in an SMC structural component that enables a component design targeted within the composite component by the matrix material selection, which form the basis for sections or areas of the component. Thus, the areas of a single SMC component can satisfy different loading requirements, since the two or more component areas exhibit different mechanical and / or chemical properties.

Jeder der sich unterscheidenden Bauteilbereiche besteht aus einem Verbund eines ausgehärteten Matrixharzes mit Fasern, wobei die Matrixharze zweier benachbarter Bauteilbereiche miteinander mischbar sind, so dass sie in einer Grenze zwischen den Bauteilbereichen vermischt vorliegen, bedingt durch die Mischung bereits im Halbzeug, aus dem das Bauteil geschaffen wird. Das so gestaltete SMC-Strukturbauteil weist bedarfsgerecht hinsichtlich seiner mechanischen oder chemischen Eigenschaften modifizierte Bauteilbereiche innerhalb eines einzigen Bauteils auf. Dabei ist es möglich, dass ein oder mehrere Matrixharze in einem Bauteil vorkommen, aber nicht bei benachbarten Bauteilbereichen.Each of the differing component areas consists of a composite of a cured matrix resin with fibers, wherein the matrix resins of two adjacent component areas are miscible with each other so that they are mixed in a boundary between the component areas, due to the mixture already in the semi-finished product, from which created the component becomes. The SMC structural component designed in this way has, as needed, modified component regions within a single component with regard to its mechanical or chemical properties. It is possible that one or more matrix resins occur in one component, but not in adjacent component areas.

Bei den sich unterscheidenden mechanischen Eigenschaften der Bauteilbereiche kann es sich um deren Elastizität, Plastizität, Festigkeit und/oder Härte, aber auch um die Wärmebeständigkeit oder Chemikalienresistenz handeln, nur um einige Eigenschaften nicht abschließend zu nennen.The differing mechanical properties of the component regions can be their elasticity, plasticity, strength and / or hardness, but also the heat resistance or chemical resistance, just to mention a few properties.

Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitende Figur dargelegt. Der Bezug auf die Figur in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die einzige Figur ist lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; sie zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Faser-Matrix-Halbzeugs mit drei Abschnitten.These and other advantages will be set forth by the following description with reference to the accompanying figure. The reference to the figure in the description is to aid in the description and understanding of the subject matter. The single figure is merely a schematic representation of an embodiment of the invention; It shows a plan view of a portion of a fiber-matrix semifinished product with three sections.

Die 1 zeigt ein Faser-Matrix-Halbzeug 6, das aus Verstärkungsfasern 5 und aushärtbaren Matrixharzen 1', 2', 3' besteht. Die drei unterschiedlichen Matrixharze 1', 2', 3' bilden im gezeigten Fall die drei Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitte 1, 2, 3 aus. An den Grenzen zwischen den beiden Abschnitten 1, 2 und 2, 3 wird durch die Gemische 4' der mischbaren Matrixharze 1', 2', 3' jeweils ein Übergangsbereich 4 ausgebildet, wobei der Übergangsbereich 4 zwischen den Abschnitten 1, 2 durch ein Gemisch aus den Matrixharzen 1', 2' und der Übergangsbereich 4 zwischen den Abschnitten 2, 3 durch ein Gemisch 4' aus den Matrixharzen 2', 3' gebildet wird.The 1 shows a fiber-matrix semi-finished product 6 made of reinforcing fibers 5 and curable matrix resins 1' . 2 ' . 3 ' consists. The three different matrix resins 1' . 2 ' . 3 ' form in the case shown, the three fiber-matrix semi-finished sections 1 . 2 . 3 out. At the boundaries between the two sections 1 . 2 and 2 . 3 is through the mixtures 4 ' of miscible matrix resins 1' . 2 ' . 3 ' one transitional area each 4 formed, wherein the transition region 4 between the sections 1 . 2 through a mixture of the matrix resins 1' . 2 ' and the transition area 4 between the sections 2 . 3 through a mixture 4 ' from the matrix resins 2 ' . 3 ' is formed.

Die in dem Faser-Matrix-Halbzeug 6 verwendeten Matrixharze 1', 2', 3', die sich hinsichtlich ihrer Zusammensetzung zur Ausbildung unterschiedlicher mechanischer und/oder chemischer Eigenschaften unterscheiden, führen dazu, dass ein SMC-Bauteil, das aus dem Faser-Matrix-Halbzeug 6 durch Aushärtung der Matrixharze 1', 2', 3', zu einer Kunststoffmatrix gebildet wird, mit Bereichen gestaltet werden kann, die unterschiedliche mechanische und chemische Eigenschaften haben und so bedarfsangepasst designt werden können. Auch im fertigen Bauteil liegen dann in den Übergangsbereichen Gemische aus den Matrixmaterialien in angrenzenden Bauteilbereichen vor, die den Abschnitten des Faser-Matrix-Halbzeugs entsprechen. Das so geschaffene faserverstärkte Kunststoffverbundbauteil hat daher Eigenschaften in verschiedenen Bauteilbereichen innerhalb des Kunststoffverbundbauteils, die gezielt modifiziert und daher anwendungsorientiert ausgelegt sind.The in the fiber matrix semifinished product 6 used matrix resins 1' . 2 ' . 3 ' , which differ in their composition for the formation of different mechanical and / or chemical properties, lead to an SMC component, which consists of the fiber-matrix semifinished product 6 by curing the matrix resins 1' . 2 ' . 3 ' , is formed into a plastic matrix, can be designed with areas that have different mechanical and chemical properties and can be designed as needed. Even in the finished component, mixtures of the matrix materials in adjoining component regions, which correspond to the sections of the fiber-matrix semifinished product, are then present in the transition regions. The thus created fiber-reinforced plastic composite component therefore has properties in different component areas within the plastic composite component, which are selectively modified and therefore designed application-oriented.

Um die Bauteilbereiche des SMC-Strukturbauteils mit unterschiedlichen Eigenschaften auszustatten, werden also unterschiedliche Matrixharze eingesetzt. Bei den Matrixharzen handelt es sich um Zusammensetzungen aus vernetzungsfähigem Harz bzw. Reaktionsharz und Zusatzstoffen. Die unterschiedlichen Matrixharze können sich dann hinsichtlich des Reaktionsharzes und/oder der Art und der Menge der Zusatzstoffe unterscheiden.In order to equip the component areas of the SMC structural component with different properties, therefore, different matrix resins are used. The matrix resins are compositions of crosslinkable resin or reaction resin and additives. The different matrix resins may then differ with respect to the reaction resin and / or the type and amount of the additives.

Die Kunststoffmatrix des gesamten SMC-Strukturbauteils im Verbund mit den Verstärkungsfasern wird aus den unterschiedlichen Matrixharzen geschaffen, die die Abschnitte des Faser-Matrix-Halbzeugs bilden, indem die Matrixharze in den Abschnitten zu den Bauteilbereichen mit den gewünschten Eigenschaften und die jeweiligen Gemische der Matrixharze in den Übergangsbereichen ausgehärtet werden. Dabei umfasst die Kunststoffmatrix das Reaktionsprodukt des vernetzungsfähigen Harzes bzw. Reaktivharzes sowie die Zusatzstoffe.The plastic matrix of the entire SMC structural component in combination with the reinforcing fibers is created from the different matrix resins which form the sections of the fiber-matrix semifinished product by forming the matrix resins in the sections to the component areas having the desired properties and the respective mixtures of the matrix resins the transition areas are cured. In this case, the plastic matrix comprises the reaction product of the crosslinkable resin or reactive resin and the additives.

Es sind Bauteile denkbar, bei denen drei oder mehr Bauteilbereiche vorliegen, die hinsichtlich ihrer Eigenschaften modifiziert sind. Dazu werden dann entsprechend drei verschiedene Matrixharze eingesetzt. Eine Grenzzone muss nicht zwangsläufig zwischen zwei Bereichen liegen, sie kann auch an dem Zusammentreffen dreier Bereiche entstehen. Hier weist dann die Grenzzone ein Gemisch aller drei Matrixharze auf.It is conceivable components in which there are three or more component areas that are modified in terms of their properties. For this purpose, three different matrix resins are used accordingly. A border zone does not necessarily have to be between two areas, it can also be the result of the meeting of three areas. Here then the boundary zone has a mixture of all three matrix resins.

Bei den sich unterscheidenden mechanischen Eigenschaften der verschiedenen Bauteilbereiche kann es sich beispielsweise um die Elastizität, die Plastizität, die Festigkeit und/oder die Härte, aber auch um eine chemische Eigenschaft wie die Hitzebeständigkeit handeln.The differing mechanical properties of the various component regions may be, for example, elasticity, plasticity, strength and / or hardness, but also a chemical property such as heat resistance.

Um das Mischen und das Verbinden der verschiedenen Matrixharze 1', 2', 3' an der Grenze bzw. in dem Übergangsbereich 4 bereits des Halbzeugs 6 zu erleichtern, können die Matrixharze 1', 2', 3' aus demselben Reaktivharz bestehen, das lediglich unterschiedliche Beimengungen von Zusatzstoffen zur Veränderung der Eigenschaften aufweist. Art und Menge der Zusatzstoffe bestimmen dann die jeweiligen mechanischen Eigenschaften des aus dem Matrixharz gebildeten Matrixmaterials und in Folge dessen auch des Bauteilbereichs. Während es sich bei dem Basismaterial um ein vernetzungsfähiges Harz handeln kann, können die eigenschaftsbestimmenden Zusatzstoffe aus der Gruppe ausgewählt werden, die vor allem Weichmacher, Füllstoffe, insbesondere mineralische Füllstoffe umfasst. Weitere Zusatzstoffe sind Reaktionsmittel, Vernetzungsmittel, Additive zur Schwundreduktion, Inhibitoren, inerte Trennmittel, Farbstoffe, Flammschutzmittel, leitende Zusatzstoffe sowie Stabilisatoren.To mix and connect the different matrix resins 1' . 2 ' . 3 ' at the border or in the transition area 4 already the semifinished product 6 To facilitate, the matrix resins 1' . 2 ' . 3 ' consist of the same reactive resin, which has only different admixtures of additives to change the properties. The type and amount of the additives then determine the respective mechanical properties of the matrix material formed from the matrix resin and consequently also of the component region. While the base material may be a crosslinkable resin, the property-determining additives may be selected from the group consisting primarily of plasticizers, fillers, especially mineral fillers. Further additives are reactants, crosslinking agents, additives for shrinkage reduction, inhibitors, inert release agents, dyes, flame retardants, conductive additives and stabilizers.

Als Fasern 5 kommen neben Glasfasern auch Carbon- oder andere Fasern oder Gemische von Fasern in Frage.As fibers 5 In addition to glass fibers and carbon or other fibers or mixtures of fibers in question.

Claims (7)

Faser-Matrix-Halbzeug (6), das aus Verstärkungsfasern (5) und einem aushärtbaren Matrixharz besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Faser-Matrix-Halbzeug (6) zumindest zwei unterschiedliche Matrixharze (1', 2', 3') aufweist, wobei die zumindest zwei unterschiedlichen Matrixharze (1', 2', 3') zumindest zwei Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitte (1, 2, 3) ausbilden.Fiber matrix semi-finished products ( 6 ) made of reinforcing fibers ( 5 ) and a curable matrix resin, characterized in that the fiber matrix semifinished product ( 6 ) at least two different matrix resins ( 1' . 2 ' . 3 ' ), wherein the at least two different matrix resins ( 1' . 2 ' . 3 ' ) at least two fiber-matrix semi-finished sections ( 1 . 2 . 3 ) train. Faser-Matrix-Halbzeug (6) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zwei unterschiedlichen Matrixharze (1', 2', 3') miteinander mischbar sind und an einer Grenze zwischen zwei Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitten (1, 2, 3) einen Übergangsbereich (4) aus einem Gemisch (4') zweier Matrixharze (1', 2', 3') bilden.Fiber matrix semi-finished products ( 6 ) according to claim 1, characterized in that the two different matrix resins ( 1' . 2 ' . 3 ' ) are miscible with each other and at a boundary between two fiber-matrix semi-finished sections ( 1 . 2 . 3 ) a transitional area ( 4 ) from a mixture ( 4 ' ) of two matrix resins ( 1' . 2 ' . 3 ' ) form. Faser-Matrix-Halbzeug (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei unterschiedlichen Matrixharze (1', 2', 3') Zusammensetzungen aus den Komponenten: ein vernetzungsfähiges Harz und zumindest ein Zusatzstoff aus der Gruppe umfassend Weichmacher, Füllstoffe, insbesondere mineralische Füllstoffe, Reaktionsmittel, Vernetzungsmittel, Additive, insbesondere Additive zur Schwundreduktion, Inhibitoren, inerte Trennmittel, Farbstoffe, Flammschutzmittel, leitende Zusatzstoffe, Stabilisatoren sind, und wobei sich die zwei unterschiedlichen Matrixharze (1', 2', 3') zumindest hinsichtlich einer Komponente unterscheiden.Fiber matrix semi-finished products ( 6 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the two different matrix resins ( 1' . 2 ' . 3 ' ) Compositions of the components: a crosslinkable resin and at least one additive from the group comprising plasticizers, fillers, especially mineral fillers, reactants, crosslinking agents, additives, in particular additives for shrinkage reduction, inhibitors, inert release agents, dyes, flame retardants, conductive additives, stabilizers , and where the two different matrix resins ( 1' . 2 ' . 3 ' ) differ at least in one component. SMC-Strukturbauteil aus einem Verbund einer Kunststoffmatrix mit Verstärkungsfasern (5), dadurch gekennzeichnet, dass das SMC-Strukturbauteil zumindest zwei Bauteilbereiche mit unterschiedlichen, durch die Kunststoffmatrix bereitgestellten mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften aufweist, wobei die Kunststoffmatrix der zumindest zwei Bauteilbereiche aus zumindest zwei unterschiedlichen ausgehärteten Matrixharzen (1', 2', 3') gebildet ist, die Zusammensetzungen aus den Komponenten vernetzungsfähiges Harz und zumindest ein Zusatzstoff aus der Gruppe umfassend Weichmacher, Füllstoffe, insbesondere mineralische Füllstoffe, Reaktionsmittel, Vernetzungsmittel, Additive, insbesondere Additive zur Schwundreduktion, Inhibitoren, inerte Trennmittel, Farbstoffe, Flammschutzmittel, leitende Zusatzstoffe, Stabilisatoren sind, und wobei sich die Matrixharze (1', 2', 3') der zumindest zwei Bauteilbereiche zumindest hinsichtlich einer Komponente unterscheiden.SMC structural component made of a composite of a plastic matrix with reinforcing fibers ( 5 ), characterized in that the SMC structural component has at least two component regions with different mechanical and / or chemical properties provided by the plastic matrix, wherein the plastic matrix of the at least two component regions consists of at least two different cured matrix resins ( 1' . 2 ' . 3 ' ), the compositions of the components crosslinkable resin and at least one additive from the group comprising plasticizers, fillers, especially mineral fillers, reactants, crosslinking agents, additives, in particular additives for shrinkage reduction, inhibitors, inert release agents, dyes, flame retardants, conductive additives, Stabilizers, and where the matrix resins ( 1' . 2 ' . 3 ' ) differentiate the at least two component regions at least with respect to a component. SMC-Strukturbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei unterschiedlichen Matrixharze (1', 2', 3') miteinander mischbar sind, und zwischen zwei benachbarten Bauteilbereichen ein Übergangsbereich vorliegt, in dem die Kunststoffmatrix aus einem ausgehärteten Gemisch der unterschiedlichen Matrixharze (1', 2', 3') der zwei benachbarten Bauteilbereiche besteht.SMC structural component according to claim 4, characterized in that the two different matrix resins ( 1' . 2 ' . 3 ' ) are miscible with one another, and there is a transition region between two adjacent component regions, in which the plastic matrix consists of a hardened mixture of the different matrix resins ( 1' . 2 ' . 3 ' ) of the two adjacent component areas. SMC-Strukturbauteil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sich unterscheidenden mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften der zumindest zwei Bauteilbereiche die Elastizität und/oder die Plastizität und/oder die Festigkeit und/oder die Härte und/oder die Wärmebeständigkeit oder Chemikalienresistenz sind.SMC structural component according to claim 4 or 5, characterized in that the differing mechanical and / or chemical properties of the at least two component areas, the elasticity and / or plasticity and / or strength and / or hardness and / or heat resistance or chemical resistance are. Verfahren zum Herstellen eines Faser-Matrix-Halbzeugs (6) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend die Schritte: – Herstellen von zumindest zwei Teigen aus Verstärkungsfasern (5) und Matrixharz, wobei sich die zwei Teige hinsichtlich der unterschiedlichen Matrixharze (1', 2', 3') unterscheiden, – Anordnen der zumindest zwei Teige aneinander angrenzend zur Ausbildung von zumindest zwei Faser-Matrix-Halbzeug-Abschnitten (1, 2, 3) und Formgeben der angrenzend angeordneten Teige zu dem Faser-Matrix-Halbzeug (6).Method for producing a fiber-matrix semifinished product ( 6 ) according to at least one of claims 1 to 3, comprising the steps: - producing at least two doughs of reinforcing fibers ( 5 ) and matrix resin, wherein the two doughs with respect to the different matrix resins ( 1' . 2 ' . 3 ' ), arranging the at least two doughs adjacent to one another to form at least two fiber-matrix semifinished product sections ( 1 . 2 . 3 ) and forming the adjoining doughs to the fiber matrix semifinished product ( 6 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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