DE102012222376A1 - Method for manufacturing sandwich component for use as structural component of vehicle, involves arranging inner cover layer in tool, and arranging partial porous core layer on inner cover layer - Google Patents

Method for manufacturing sandwich component for use as structural component of vehicle, involves arranging inner cover layer in tool, and arranging partial porous core layer on inner cover layer Download PDF

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Markus Springsklee
Bernt Arne Syvertsen
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Abstract

The method involves arranging an inner cover layer (20) in a tool (100), and arranging a partial porous core layer (30) on the inner cover layer. An outer cover layer is arranged on the core layer. A process pressure is generated against the both cover layers. A core pressure is generated in the core layer to equalize the pressure against the process pressure. The plastic foam, metal foam or glass spacer fabric is used as core layer. The glass fiber composite and the carbon fiber composite are used as cover layer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung eines Sandwichbauteils für die Verwendung als Strukturbauteil eines Fahrzeugs.The present invention relates to a method for the production of a sandwich component for use as a structural component of a vehicle.

Es ist grundsätzlich bekannt, dass bei Strukturbauteilen für Fahrzeuge Sandwichbauteile eingesetzt werden. Unter einem Sandwichbauteil ist dabei ein mehrschichtiger Aufbau des Bauteils zu verstehen, wobei zumindest eine Schicht im Inneren mit einer äußeren Deckschicht und einer inneren Deckschicht abgeschlossen ist. Solche Sandwichbauteile werden z. B. zur Reduktion des Gewichts eines entsprechenden Strukturbauteils eingesetzt. So können solche Strukturbauteile z. B. durch die Motorhaube eines Fahrzeugs ausgebildet werden. Auch das Dach des Fahrzeugs, der Kofferraumdeckel oder Seitenverkleidungen können solche Strukturbauteile sein. Bei bekannten Sandwichbauteilen wird eine tragende Struktur zumindest in einer Z-Richtung gegen die beiden Deckschichten als Kernschicht zur Verfügung gestellt. Die beiden Deckschichten decken die Kernschicht ab und stellen zumindest in den beiden zusätzlichen Richtungen die mechanische Stabilität zur Verfügung.It is generally known that sandwich components are used in structural components for vehicles. In this case, a sandwich component is to be understood as meaning a multilayer structure of the component, wherein at least one layer in the interior is finished with an outer cover layer and an inner cover layer. Such sandwich components are z. B. used to reduce the weight of a corresponding structural component. Thus, such structural components z. B. be formed by the hood of a vehicle. Also, the roof of the vehicle, the boot lid or side panels may be such structural components. In known sandwich components, a supporting structure is provided as a core layer at least in a Z-direction against the two cover layers. The two cover layers cover the core layer and provide mechanical stability at least in the two additional directions.

Nachteilhaft bei bekannten Verfahren für die Herstellung eines Sandwichbauteils ist es, dass häufig ein relativ hoher Prozessdruck für die Herstellung und Verbindung der einzelnen Sandwichschichten notwendig ist. Dieser hoher Prozessdruck wird z. B. durch Werkzeughälften, die gegen die Deckschichten verpresst werden, auf das Sandwichbauteil aufgebracht. Dabei stützen sich die Deckschichten zum einen nach außen gegen die Werkzeughälften ab und zum anderen nach innen gegen die Kernschicht. Da je nach Verfahrensweise ein relativ hoher Prozessdruck eingesetzt werden muss, wird dieser hohe Prozessdruck auch automatisch auf die innenliegende Kernschicht weitergegeben. Um sicherzustellen, dass die Herstellung des Sandwichbauteils auch in ausreichender Stabilität erfolgt, muss diese Kernschicht dementsprechend eine ausreichende mechanische Stabilität zur Widerstandsfähigkeit gegen diesen Prozessdruck mit sich bringen. Jedoch ist je nach Prozessschritt und Einsatzsituation des Sandwichbauteils der bestehende Prozessdruck häufig deutlich höher als die tatsächlichen Einsatzbedingungen des Strukturbauteils. Dies führt dazu, dass ausschließlich für den Herstellschritt das Sandwichbauteil mit einer höheren mechanischen Stabilität in der Kernschicht ausgestattet wird, als dies für den eigentlichen täglichen Einsatz am Fahrzeug notwendig wäre. Es ist also eine herstellbedingte Überdimensionierung notwendig, welche mit höherem Kostenaufwand und vor allem höherem Gewicht einhergeht.A disadvantage of known methods for the production of a sandwich component is that often a relatively high process pressure for the production and connection of the individual sandwich layers is necessary. This high process pressure is z. B. by tool halves, which are pressed against the outer layers, applied to the sandwich component. The cover layers are based on the one hand to the outside against the tool halves and the other inwards against the core layer. Since, depending on the procedure, a relatively high process pressure has to be used, this high process pressure is also automatically passed on to the inner core layer. To ensure that the production of the sandwich component also takes place in sufficient stability, this core layer accordingly has to provide sufficient mechanical stability for resistance to this process pressure. However, depending on the process step and application situation of the sandwich component, the existing process pressure is often significantly higher than the actual operating conditions of the structural component. As a result, the sandwich component is provided with a higher mechanical stability in the core layer exclusively for the production step than would be necessary for the actual daily use on the vehicle. So it is a production-related oversizing necessary, which is associated with higher cost and above all higher weight.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einfacher und kostengünstiger Weise eine besonders leichtes Strukturbauteil in Form eines Sandwichbauteils durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Verfügung zu stellen.It is an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages described above. In particular, it is an object of the present invention, in a simple and cost-effective manner to provide a particularly lightweight structural component in the form of a sandwich component by a method according to the invention.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Hauptanspruch beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß den Unteransprüchen und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above object is achieved by a method having the features of claim 1. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the inventive method according to the main claim, of course, also in connection with the inventive method according to the subclaims and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or will be can.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient der Herstellung eines Sandwichbauteils für die Verwendung als Strukturbauteil eines Fahrzeugs. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  • – Anordnen einer inneren Deckschicht in einem Werkzeug,
  • – Anordnen einer wenigstens abschnittsweise porösen Kernschicht auf der inneren Deckschicht,
  • – Anordnen einer äußeren Deckschicht auf der Kernschicht,
  • – Erzeugen eines Prozessdrucks gegen die beiden Deckschichten,
  • – Erzeugen eines Kerndrucks in der Kernschicht zum Druckausgleich gegen den Prozessdruck.
An inventive method is used to produce a sandwich component for use as a structural component of a vehicle. The method according to the invention comprises the following steps:
  • Arranging an inner cover layer in a tool,
  • Arranging an at least partially porous core layer on the inner cover layer,
  • Arranging an outer cover layer on the core layer,
  • Generating a process pressure against the two cover layers,
  • - Generating a core pressure in the core layer for pressure equalization against the process pressure.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren für die Herstellung eines Sandwichbauteils setzt auf bekannten Verfahren für die Herstellung eines Sandwichbauteils auf. So wird in bekannter Weise eine Anordnung von zwei Deckschichten und einer dazwischenliegenden Kernschicht durchgeführt. Ein wesentliches Merkmal eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Tatsache, dass es sich bei der Kernschicht um eine zumindest abschnittsweise poröse Kernschicht handelt. Dies erlaubt es nämlich, im Inneren der Kernschicht einen Kerndruck aufzubringen, welcher zum Druckausgleich gegen den Prozessdruck führt.An inventive method for the production of a sandwich component is based on known methods for the production of a sandwich component. Thus, an arrangement of two outer layers and an intermediate core layer is carried out in a known manner. An essential feature of a method according to the invention is the fact that the core layer is an at least partially porous core layer. This allows namely to apply a core pressure inside the core layer, which leads to pressure equalization against the process pressure.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird für die Herstellung ein Prozessdruck auf die Deckschichten ausgeübt. Dies kann z. B. zum Laminieren, Verbinden oder zusätzlichem Beschichten notwendig sein, um das Sandwichbauteil zu finalisieren. Während bei bekannten Verfahren jedoch dies zur Druckeinwirkung auf die Kernschicht führt, kann nun dieser Prozessdruck im Inneren gegen den Kerndruck abgestützt werden. Der Kerndruck entspricht dabei vorzugsweise genau oder im Wesentlichen genau dem Prozessdruck, so dass von einem Gegendruck und/oder einem Druckausgleich gesprochen werden kann. Damit erfolgt ein Abstützen gegen das eingebrachte Fluid, welches den Kerndruck zur Verfügung stellt und nicht mehr oder nur noch teilweise durch die mechanische Stabilität der Kernschicht selbst.In a method according to the invention, a process pressure is exerted on the cover layers for the production. This can be z. B. for lamination, bonding or additional coating may be necessary to finalize the sandwich component. While this leads to pressure on the core layer in known methods, however, this process pressure can now be supported against the core pressure in the interior. The core pressure corresponds thereby preferably exactly or substantially exactly the process pressure, so that it can be spoken of a back pressure and / or a pressure equalization. This is a support against the introduced fluid, which provides the core pressure available and no longer or only partially by the mechanical stability of the core layer itself.

Durch den erfindungsgemäßen Druckausgleich kann dementsprechend die mechanische Stabilität der Kernschicht ausschließlich anhand der tatsächlichen Einsatzbedingungen am Fahrzeug ausgelegt werden. Eine mechanische Belastbarkeit mit Bezug auf den aufgebrachten Prozessdruck ist nicht mehr erforderlich. Somit kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren die Kernschicht mechanisch einfacher und mit weniger Stabilität ausgestattet werden, was zu verringerten Kosten und zu reduziertem Gewicht führt.Accordingly, by means of the pressure equalization according to the invention, the mechanical stability of the core layer can be designed exclusively on the basis of the actual conditions of use on the vehicle. A mechanical load capacity with respect to the applied process pressure is no longer required. Thus, by a method according to the invention, the core layer can be made mechanically simpler and less stable, resulting in reduced costs and reduced weight.

Unter einer zumindest abschnittsweisen porösen Kernschicht ist ein Material zu verstehen, welches eine Aufnahme eines Kerndrucks ermöglicht. So können unter Poren schwammartige oder gewebeartige Strukturen verstanden werden. Selbstverständlich sind auch wabenartige Strukturen bzw. Kernschichtmaterialien mit größeren Öffnungen im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.An at least partially porous core layer is to be understood as meaning a material which makes it possible to absorb a core pressure. Under pores, for example, sponge-like or fabric-like structures can be understood. Of course, honeycomb structures or core layer materials with larger openings in the context of the present invention are conceivable.

Der Kerndruck wird vorzugsweise durch ein Fluid aufgebracht, welches ein Gas oder eine Flüssigkeit bzw. ein Gemisch aus Gas und Flüssigkeit sein kann. Das Werkzeug selbst besteht dabei vorzugsweise aus zwei oder mehr Werkzeugenhälften, wobei zumindest eine Öffnung vorgesehen ist, um den Kerndruck mit dem entsprechenden Fluid auf die Kernschicht zu beaufschlagen.The core pressure is preferably applied by a fluid, which may be a gas or a liquid or a mixture of gas and liquid. The tool itself preferably consists of two or more tool halves, wherein at least one opening is provided to pressurize the core pressure with the corresponding fluid to the core layer.

Die Begrifflichkeiten der inneren Deckschicht und der äußeren Deckschicht beziehen sich insbesondere auf die Anordnung des Strukturbauteils am Fahrzeug. Handelt es sich bei dem Sandwichbauteil z. B. um die Motorhaube eines Fahrzeugs, so ist die äußere Deckschicht die von außen sichtbare Deckschicht, während die innere Deckschicht die dem Motorraum zugewandte Deckschicht ist. Die äußere Deckschicht ist also die sichtbare Deckschicht des Sandwichbauteils in der Einsatzsituation als Strukturbauteil am Fahrzeug.The terms of the inner cover layer and the outer cover layer relate in particular to the arrangement of the structural component on the vehicle. If it is the sandwich component z. Example, to the hood of a vehicle, the outer cover layer is the outer layer visible covering layer, while the inner cover layer is the engine compartment facing cover layer. The outer cover layer is thus the visible cover layer of the sandwich component in the operational situation as a structural component on the vehicle.

Als Materialien kommen vorzugsweise dünne Deckschichten mit entsprechender dicker Kernschicht zum Einsatz. Die Kernschicht stellt dabei die mechanische Stabilität zumindest in einer Richtung zur Verfügung. Dies ist vorzugsweise die Z-Richtung, welche sich zwischen den beiden Deckschichten erstreckt. Damit kann eine ausreichende Stabilität gegen einen Aufprall in dieser Richtung auf dem Strukturbauteil zur Verfügung gestellt werden. Die Deckschichten können dementsprechend hinsichtlich ihrer Dicke eine deutlich geringere Abmessung aufweisen.The materials used are preferably thin cover layers with a corresponding thicker core layer. The core layer provides the mechanical stability at least in one direction. This is preferably the Z-direction which extends between the two cover layers. Thus, a sufficient stability against an impact in this direction can be provided on the structural component. The cover layers can accordingly have a significantly smaller dimension in terms of their thickness.

Der Prozessdruck ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein notwendiger Druck auf die beiden Deckschichten, welcher notwendig ist für die Herstellung. Dies kann z. B. für das Laminieren dieser Deckschichten der Fall sein. Auch für das Herstellen einer Oberflächenbeschichtung auf zumindest einer der beiden Deckschichten kann ein solcher Prozessdruck notwendig sein.The process pressure in the context of the present invention is a necessary pressure on the two outer layers, which is necessary for the production. This can be z. As for the lamination of these layers be the case. Such a process pressure may also be necessary for producing a surface coating on at least one of the two cover layers.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren lässt sich dahingehend weiterbilden, dass der Kerndruck mittels eines Fluids aufgebracht wird, welches in die poröse Kernschicht eingebracht wird. Vorzugsweise wird die poröse Kernschicht im Wesentlichen vollständig mit dem Fluid ausgefüllt. Insbesondere, wenn es sich bei dem Fluid um eine Flüssigkeit, also ein inkompressibles Medium handelt, ist darauf zu achten, dass die poröse Kernschicht vollständig oder im Wesentlichen vollständig mit dem Fluid gefüllt wird. Handelt es sich bei dem Fluid um ein Gas, also ein kompressibles Medium, so wird mithilfe eines Kompressors der gewünschte Gegendruck aufgebracht. Beim Einbringen von Flüssigkeit kann durch Auffüllen der porösen Kernschicht und Absperren mithilfe eines Ventils der Gegendruck sozusagen automatisch aufgebracht werden. Das Einbringen erfolgt z. B. durch eine entsprechende Öffnung in einem Werkzeug bzw. einer Werkzeughälfte.A method according to the invention can be further developed such that the core pressure is applied by means of a fluid, which is introduced into the porous core layer. Preferably, the porous core layer is substantially completely filled with the fluid. In particular, if the fluid is a liquid, ie an incompressible medium, care must be taken that the porous core layer is completely or substantially completely filled with the fluid. If the fluid is a gas, ie a compressible medium, then the desired back pressure is applied by means of a compressor. When introducing liquid, the back pressure can be automatically applied by filling the porous core layer and shutting off with the aid of a valve, so to speak. The introduction takes place z. B. by a corresponding opening in a tool or a tool half.

Es ist weiter möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem voranstehenden Absatz der Kerndruck mittels einer Flüssigkeit aufgebracht wird. Diese Flüssigkeit wird vorzugsweise vollständig oder im Wesentlichen vollständig in die poröse Kernschicht eingefüllt und füllt damit die Poren, also die Hohlräume, aus. Anschließend wird die Kernschicht und die Kombination mit der Flüssigkeit flüssigkeitsdicht nach außen abgedichtet. Wird nun ein Prozessdruck aufgebracht, so ist die Kernschicht nicht mehr kompressibel, da die Hohlräume durch die Flüssigkeit, also mit inkompressiblem Fluid, ausgefüllt sind. Es stellt sich automatisch ein Druckausgleich mithilfe eines Kraftgewichts zwischen dem Kerndruck und dem Prozessdruck ein. Dies ist von großem Vorteil, da keine aktive Regelung und kein Kompressor mehr notwendig ist. Vielmehr wird der exakte Gegendruck zum entsprechenden Zeitpunkt auch während der Anstiegsphase des Prozessdrucks zur Verfügung gestellt.It is also possible that in a method according to the invention in accordance with the preceding paragraph, the core pressure is applied by means of a liquid. This liquid is preferably completely or substantially completely filled in the porous core layer and thus fills the pores, ie the cavities. Subsequently, the core layer and the combination with the liquid is sealed liquid-tight to the outside. Now, if a process pressure is applied, the core layer is no longer compressible, since the cavities are filled by the liquid, ie with incompressible fluid. It automatically adjusts pressure balance using a force weight between the core pressure and the process pressure. This is of great advantage, as no active control and no compressor is necessary. Rather, the exact back pressure at the appropriate time is also provided during the rise phase of the process pressure.

Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren auf zumindest einer der Deckschichten eine Beschichtung unter Prozessdruck aufgebracht wird. Eine solche Beschichtung kann z. B. ein sogenanntes In-Mould-Coating (IMC) sein. Eine solche Beschichtung kann z. B. der verbesserten Lackierbarkeit der jeweiligen Deckschicht dienen. Selbstverständlich können auch mehrere Dickschichten, insbesondere beide Deckschichten mit einer solchen Beschichtung versehen sein. Der zugehörige Prozessdruck kann dabei z. B. im Bereich zwischen ca. 80 und ca. 400 bar liegen. Insbesondere hohe Drücke sind für die vorliegende Erfindung wichtig, da die Kernschicht nun durch das Vorsehen des Gegendrucks nicht mehr an diese Prozessdrücke mechanisch stabilisierend angepasst sein muss.It may also be advantageous if, in a method according to the invention, a coating is applied under process pressure to at least one of the cover layers. Such a coating may, for. As a so-called in-mold coating (IMC). Such a coating may, for. B. the improved paintability of the respective Serve cover layer. Of course, several thick layers, in particular both outer layers can be provided with such a coating. The associated process pressure can be z. B. in the range between about 80 and about 400 bar. In particular, high pressures are important for the present invention, since the core layer no longer has to be mechanically stabilized by providing the backpressure to these process pressures.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren das Anordnen der Kernschicht unter zumindest teilweisem Erzeugen der Kernschicht, insbesondere unter Schäumen der Kernschicht, erfolgt. Das Erzeugen der Kernschicht ist also Teil des Anordenverfahrens. So kann z. B. ein Kunststoffschaum als chemische Reaktion in erzeugender Weise auf der inneren Deckschicht angeordnet werden. Als Teil des Verfahrens wird also beim Anordnen gleichzeitig der Schaum erzeugt. Dies ist insbesondere eine chemische Reaktion, jedoch nicht zwangsläufig. Unter dem Erzeugen kann darüber hinaus im Wesentlichen gemeinsam auch die kraftschlüssige und/oder formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung mit einer oder beiden der beiden Deckschichten erfolgen. Handelt es sich bei den Deckschichten z. B. um eine Gewebematerial bzw. ein Fließmaterial, so kann das Schäumen diese Fasern zumindest teilweise umschäumen. Durch das Umschäumen erfolgt also ein Formschluss, welcher die entsprechende Verbindung in kraftübertragender Weise zwischen Kernschicht und Deckschicht zur Verfügung stellen kann.In addition, it is advantageous if, in a method according to the invention, the core layer is arranged with at least partial generation of the core layer, in particular with foaming of the core layer. The generation of the core layer is thus part of the arrangement process. So z. B. a plastic foam can be arranged as a chemical reaction in a generating manner on the inner cover layer. As part of the process, therefore, the foam is generated simultaneously when arranging. This is in particular a chemical reaction, but not necessarily. In addition, the frictional and / or positive-locking and / or material-bonding connection with one or both of the two cover layers can essentially also take place together in common. Is it the cover layers z. B. a fabric material or a flow material, the foaming may at least partially foam these fibers. By foaming therefore takes place a positive connection, which can provide the corresponding compound in a force-transmitting manner between the core layer and cover layer available.

Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Kerndruck vor und/oder während des Erstarrens der Kernschicht aufgebracht wird. Der Kerndruck kann also auch sicherstellen, dass während des Erstarrens der Kernschicht diese in der gewünschten Form verbleibt. Insbesondere wird ein Vermeiden des Eindrückens der Struktur der Kernschicht in eine der beiden Deckschichten vermieden. So kann sichergestellt werden, dass diese Struktur auf der Außenseite der jeweiligen Deckschicht nicht zu erkennen ist.It may also be advantageous if, in a method according to the invention, the core pressure is applied before and / or during the solidification of the core layer. The core pressure can also ensure that it remains in the desired shape during the solidification of the core layer. In particular, avoidance of the indentation of the structure of the core layer in one of the two cover layers is avoided. So it can be ensured that this structure is not visible on the outside of the respective cover layer.

Weiter kann es von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Kernschicht schubstarr in einer Richtung auf die beiden Deckschichten zu ausgebildet ist. Dies ist bei einem Fahrzeug z. B. die Z-Achse des jeweiligen Strukturbauteils. In den beiden anderen Richtungen, also der X- und der Y-Achse, wird die mechanische Stabilität vorzugsweise durch die Deckschichten zur Verfügung gestellt. Damit können die Kernschichten noch kostengünstiger hergestellt werden, da die mechanische Stabilisierung auf eine einzige Richtung begrenzt ist.Furthermore, it may be advantageous if, in a method according to the invention, the core layer is designed to be parallel to the slide in one direction on the two cover layers. This is in a vehicle z. B. the Z-axis of the respective structural component. In the two other directions, ie the X and Y axes, the mechanical stability is preferably provided by the cover layers. Thus, the core layers can be made even more cost effective, since the mechanical stabilization is limited to a single direction.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren als Kernschicht zumindest eines der folgenden Materialien zum Einsatz kommt:

  • – Kunststoffschaum
  • – Metallschaum
  • – Wabenstruktur, insbesondere aus Zellstoff und/oder Papier
  • – Glasabstandsgewebe
In addition, it is advantageous if at least one of the following materials is used as the core layer in a method according to the invention:
  • - Plastic foam
  • - Metal foam
  • Honeycomb structure, in particular of pulp and / or paper
  • - Glass spacer fabric

Bei der voranstehenden nicht abschließenden Liste handelt es sich um eine mögliche Aufzählung von Materialien. Diese weisen alle vorzugsweise eine ausreichende Stabilität in Z-Richtung auf, also auf die beiden Deckschichten zu. Je nach Art des Materials wird die gewünschte erfindungsgemäße Porosität in unterschiedlicher Weise hergestellt. Kunststoffschäume und/oder Metallschäume können dabei z. B. durch chemische Reaktionen hergestellt werden. Die Wabenstruktur, insbesondere aus Zellstoff oder Papier, kann durch Falttechnik zur Verfügung gestellt werden. Auch das Weben von Einzelmaterialien zu einem Gewebe, insbesondere zu Glasabstandsgewebe, ist als Material für eine Kernschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.The above non-exhaustive list is a possible list of materials. These all preferably have sufficient stability in the Z-direction, ie towards the two outer layers. Depending on the type of material, the desired porosity according to the invention is produced in different ways. Plastic foams and / or metal foams can be z. B. be prepared by chemical reactions. The honeycomb structure, in particular made of pulp or paper, can be made available by folding technology. The weaving of individual materials to a fabric, in particular to glass spacer fabric, is conceivable as a material for a core layer in the context of the present invention.

Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren als Deckschicht zumindest eines der folgenden Materialien zum Einsatz kommt:

  • – Glasfaserverbund (Fließ)
  • – Glasfaserverbund (Gelege)
  • – Kohlefaserverbund (Fließ)
  • – Kohlefaserverbund (Gelege)
It may also be advantageous if, in the case of a method according to the invention, at least one of the following materials is used as cover layer:
  • - glass fiber composite (flow)
  • - Glass fiber composite (scrim)
  • - carbon fiber composite (flow)
  • - carbon fiber composite (scrim)

Auch bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste möglicher Materialien für die Deckschichten. Dabei sind insbesondere die Verbundmaterialien mit Fasermaterialien zu bevorzugen, da auf diese Weise ein Schaummaterial als Kernschicht ein Umschäumen der einzelnen Fasern ermöglicht. Dies erzielt eine besonders einfache und kostengünstige Kombination der Kernschicht bzw. Verbindungen der Kernschicht mit den Deckschichten.Also in the above enumeration is a non-exhaustive list of possible materials for the outer layers. In particular, the composite materials with fiber materials are to be preferred, since in this way a foam material as a core layer allows foaming of the individual fibers. This achieves a particularly simple and cost-effective combination of the core layer or connections of the core layer with the cover layers.

Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Es zeigen schematisch:The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing figures. They show schematically:

1 der erste Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 the first step of a method according to the invention,

2 ein weiterer Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 2 a further step of a method according to the invention,

3 ein weiterer Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 3 a further step of a method according to the invention,

4 ein weiterer Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens und 4 a further step of a method according to the invention and

5 ein Sandwichbauteil, welches durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt worden ist. 5 a sandwich component which has been produced by a method according to the invention.

Anhand der 1 bis 4 wird schematisch die Durchführung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. So wird in eine untere Werkzeughälfte 110 eines Werkzeugs 100 in 1 eine innere Deckschicht 20 eingelegt. Diese ist z. B. aus Kohlefaserverbund hergestellt. Das Einlegen erfolgt entlang der Pfeilrichtung.Based on 1 to 4 the implementation of an embodiment of a method according to the invention is explained schematically. So is in a lower mold half 110 a tool 100 in 1 an inner cover layer 20 inserted. This is z. B. made of carbon fiber composite. The insertion takes place along the direction of the arrow.

2 zeigt die Situation, bei welcher die innere Deckschicht 20 bereits in die untere Werkzeughälfte 110 eingelegt ist. Entlang der Pfeilrichtung wird nun eine Kernschicht 30 eingelegt und auf der inneren Deckschicht 20 angeordnet. Bei der Kernschicht 30 handelt es sich um ein zumindest abschnittsweise poröses Material. 2 shows the situation where the inner cover layer 20 already in the lower half of the mold 110 is inserted. Along the direction of the arrow now becomes a core layer 30 inserted and on the inner cover layer 20 arranged. At the core layer 30 it is an at least partially porous material.

3 zeigt die Situation nach dem Einlegen der Kernschicht 30. Entlang einer Pfeilrichtung wird nun die äußere Deckschicht 40 auf der Kernschicht 30 angeordnet. Abschießend erfolgt ein Schließen des Werkzeugs 100 mit einer oberen Werkzeughälfte 120. 3 shows the situation after inserting the core layer 30 , Along an arrow direction now becomes the outer cover layer 40 on the core layer 30 arranged. Finally, the tool is closed 100 with an upper mold half 120 ,

4 zeigt die geschlossene Situation des Werkzeugs 100, während des Prozesses. So wurde hier über eine Einfüllöffnung 130 die Kernschicht 30 mit Fluid gefüllt. Das Fluid kann z. B. ein über einen Kompressor mit Druck aufgeladenes Gas sein. Auch kann über die Einfüllöffnung 130 ein inkompressibles Medium in Form einer Flüssigkeit in die Kernschicht eingebracht worden sein. Anschließend kann durch ein fluiddichtes Abdichten bei der Flüssigkeitsvariante diese Flüssigkeit inkompressibel innerhalb der Kernschicht verbleiben. 4 shows the closed situation of the tool 100 , during the process. So here was about a filling hole 130 the core layer 30 filled with fluid. The fluid may, for. B. be charged via a compressor with pressure gas. Also can over the filling opening 130 an incompressible medium has been introduced into the core layer in the form of a liquid. Subsequently, by fluid-tight sealing in the liquid variant, this liquid can remain incompressible within the core layer.

Wird nun über das Werkzeug 100 ein Prozessdruck P flächig auf die beiden Deckschichten 20 und 40 aufgebracht, so kann entweder automatisch durch das inkompressible Medium innerhalb der Kernschicht 30 oder aktiv über einen Kompressor über die Einfüllöffnung 130 ein Kerndruck K zum Druckausgleich gegen den Prozessdruck P aufgebracht werden. Eine mechanische Abstützung durch die Kernschicht 30 ist somit nicht mehr notwendig, so dass diese kostengünstig und einfach hinsichtlich der notwendigen Stabilität ausgebildet ist.Will now about the tool 100 a process pressure P flat on the two outer layers 20 and 40 applied, so can either automatically by the incompressible medium within the core layer 30 or actively via a compressor via the filling opening 130 a core pressure K for pressure equalization against the process pressure P are applied. A mechanical support through the core layer 30 is therefore no longer necessary, so that it is designed inexpensively and simply with regard to the necessary stability.

5 zeigt ein fertiges Sandwichbauteil 10, welches mit einer inneren Deckschicht 20 und einer äußeren Deckschicht 40 und dazwischenliegend mit einer Kernschicht 30 ausgebildet ist. Dieses Sandwichbauteil 10 kann z. B. als Motorhaube eines Fahrzeugs eingesetzt werden. 5 shows a finished sandwich component 10 which has an inner cover layer 20 and an outer cover layer 40 and intervening with a core layer 30 is trained. This sandwich component 10 can z. B. can be used as a bonnet of a vehicle.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiments describes the present invention solely by way of example. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another, without departing from the scope of the present invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Sandwichbauteilsandwich component
2020
innere Deckschichtinner cover layer
3030
Kernschichtcore layer
4040
äußere Deckschichtouter cover layer
100100
WerkzeugTool
110110
Werkzeughälftetool half
120120
Werkzeughälftetool half
130130
Einfüllöffnungfill opening
KK
Kerndruckcentral pressure
PP
Prozessdruckprocess pressure

Claims (9)

Verfahren für die Herstellung eines Sandwichbauteils (10) für die Verwendung als Strukturbauteil eines Fahrzeugs, aufweisend die folgenden Schritte: – Anordnen einer inneren Deckschicht (20) in einem Werkzeug (100), – Anordnen einer wenigstens abschnittsweise porösen Kernschicht (30) auf der inneren Deckschicht (20), – Anordnen einer äußeren Deckschicht (40) auf der Kernschicht (30), – Erzeugen eines Prozessdrucks (P) gegen die beiden Deckschichten (20, 40), – Erzeugen eines Kerndrucks (K) in der Kernschicht (30) zum Druckausgleich gegen den Prozessdruck (P).Method for the production of a sandwich component ( 10 ) for use as a structural component of a vehicle, comprising the following steps: - arranging an inner cover layer ( 20 ) in a tool ( 100 ), - arranging an at least partially porous core layer ( 30 ) on the inner cover layer ( 20 ), - arranging an outer cover layer ( 40 ) on the core layer ( 30 ), - generating a process pressure (P) against the two outer layers ( 20 . 40 ), - generating a core pressure (K) in the core layer ( 30 ) for pressure equalization against the process pressure (P). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerndruck (K) mittels eines Fluids aufgebracht wird, welches in die poröse Kernschicht (30) eingebracht wird.A method according to claim 1, characterized in that the core pressure (K) is applied by means of a fluid which is in the porous core layer ( 30 ) is introduced. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerndruck (K) mittels einer Flüssigkeit aufgebracht wird.A method according to claim 2, characterized in that the core pressure (K) is applied by means of a liquid. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf zumindest einer der Deckschichten (20, 40) eine Beschichtung unter Prozessdruck (P) aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that on at least one of the outer layers ( 20 . 40 ) a coating under process pressure (P) is applied. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anordnen der Kernschicht (30) unter zumindest teilweisem Erzeugen der Kernschicht (30), insbesondere unter Schäumen der Kernschicht (30), erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the arrangement of the core layer ( 30 ) with at least partial generation of the core layer ( 30 ), in particular with foaming of the core layer ( 30 ), he follows. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerndruck (K) vor und/oder während dem Erstarren der Kernschicht (30) aufgebracht wird. A method according to claim 5, characterized in that the core pressure (K) before and / or during the solidification of the core layer ( 30 ) is applied. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (30) schubstar in einer Richtung auf die beiden Deckschichten (20, 40) zu ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the core layer ( 30 ) in one direction on the two outer layers ( 20 . 40 ) is formed too. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kernschicht (30) zumindest eines der folgenden Materialien zum Einsatz kommt: – Kunststoffschaum – Metallschaum – Wabenstruktur, insbesondere aus Zellstoff und/oder Papier – GlasabstandsgewebeMethod according to one of the preceding claims, characterized in that as the core layer ( 30 ) at least one of the following materials is used: - plastic foam - metal foam - honeycomb structure, in particular of cellulose and / or paper - glass spacer fabric Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Deckschicht (20, 40) zumindest eines der folgenden Materialien zum Einsatz kommt: – Glasfaserverbund (Fließ) – Glasfaserverbund (Gelege) – Kohlefaserverbund (Fließ) – Kohlefaserverbund (Gelege)Method according to one of the preceding claims, characterized in that as cover layer ( 20 . 40 ) at least one of the following materials is used: - glass fiber composite (flow) - glass fiber composite (scrim) - carbon fiber composite (flow) - carbon fiber composite (scrim)
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