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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen eines zweidimensionalen Faserhalbzeugs gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Umformung eines zweidimensionalen Faserhalbzeugs gemäß Oberbegriff des Anspruchs 4.
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Verfahren und Vorrichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Mit ihrer Hilfe werden zweidimensionale textile Faserhalbzeuge in eine zumindest bereichsweise dreidimensional geformte Vorform, insbesondere durch Drapieren auf einer entsprechend geformten Oberfläche, umgeformt. Aus einem so gebildeten, textilen Vorformling, einer sogenannten Preform, kann in weiteren Prozessschritten ein faserverstärktes Kunststoff-Bauteil hergestellt werden. Solche Bauteile werden insbesondere im Kraftfahrzeugbau verwendet, weil sie leicht sind und hervorragende mechanische Eigenschaften aufweisen. Problematisch ist, dass die Drapierung beziehungsweise Umformung des Faserhalbzeugs in die dreidimensionale Zielgeometrie nicht immer faltenfrei möglich und in automatisierten Prozessschritten nur aufwändig umsetzbar ist. Verschiedene Möglichkeiten, eine möglichst faltenfreie Drapierung zu bewirken, sind vorgeschlagen worden. Gemäß einem nicht vorveröffentlichten Stand der Technik ist eine Kombination aus einem segmentierten Niederhaltesystem und einem segmentierten Manipulatorsystem bekannt, wobei mithilfe der Niederhalter und Manipulatoren lokal veränderliche Membranspannungen in dem Faserhalbzeug erzeugt werden können. Hierdurch kann beim Drapieren eine Faltenbildung vermieden werden, oder es können bereits gebildete Falten eliminiert werden. Es ist weiterhin möglich, zur gezielten Entlastung von Verspannungen Schnitte in das gespannte Faserhalbzeug einzubringen. Gemäß einem anderen, ebenfalls nicht vorveröffentlichten Stand der Technik ist es bekannt, das Faserhalbzeug für die Drapierung mittels vertikal verschieblicher Spannelemente zu spannen, die vor oder bei dem Drapieren, welches vorzugsweise sequentiell durch Werkzeugteile eines segmentierten Oberwerkzeugs erfolgt, verlagert werden, um eine möglichst konturnahe und faltenarme beziehungsweise faltenfreie Anlage des Faserhalbzeugs auf einer Formfläche zu bewirken, auf der das Faserhalbzeug drapiert werden soll. Diese Vorgehensweisen sind apparativ vergleichsweise aufwändig und komplex in der Ansteuerung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll es mithilfe des Verfahrens und der Vorrichtung möglich sein, Faserhalbzeuge mit geringem apparativen Aufwand und wenig komplexer Steuerung möglichst faltenarm beziehungsweise faltenfrei zu drapieren.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird.
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Das Verfahren zum Umformen eines zweidimensionalen Faserhalbzeugs in eine zumindest bereichsweise dreidimensional geformte Vorform umfasst folgende Schritte: Es wird ein Faserhalbzeug auf eine Oberfläche eines in einer Ebene vorgespannten Netzes aufgelegt. Ein Stempel wird auf das Faserhalbzeug zu verlagert. Das Faserhalbzeug und das vorgespannte Netz werden durch den Stempel mitgenommen und an eine Formfläche einer dem Stempel – in Wirkrichtung gesehen – gegenüber angeordneten Werkzeugform gedrängt. Das Netz ist dabei derart vorgespannt, dass es im Wesentlichen eine Ebene definiert. Dabei zeigt sich, dass unabhängig von der Vorspannkraft ein vorgespanntes Netz stets unter seinem Eigengewicht zumindest minimal durchhängt. Dabei ist ein solches, minimales Durchhängen des Netzes, welches prinzipiell unvermeidbar ist, mit der Formulierung vereinbar, dass das Netz in einer Ebene vorgespannt ist. Die Vorspannung ist ausreichend, sodass das Netz jedenfalls im Wesentlichen eine Ebene definiert und höchstens unter seinem Eigengewicht eine minimale, unvermeidbare Auslenkung aus der Ebene aufweist. Es zeigt sich, dass das Ablegen des zweidimensionalen Faserhalbzeugs auf der durch das vorgespannte Netz definierten Ebene sehr viel einfacher möglich ist als die Ablage des Netzes auf einer zumindest bereichsweise dreidimensional geformten Fläche. Bei der anschließenden Drapierung des Faserhalbzeugs mittels des Stempels auf der Formfläche wird das Netz gemeinsam mit dem Faserhalbzeug drapiert und unterstützt dieses dabei. Dabei hilft die Vorspannung des Netzes sowie die unterstützende Auflage des Faserhalbzeugs auf dem Netz dabei, eine Faltenbildung beim Drapieren zu vermeiden, sodass es ohne besonderen apparativen Aufwand und komplexe Steuerung möglich ist, eine faltenarme beziehungsweise faltenfreie Umformung des Faserhalbzeugs unter Drapierung auf der Formfläche vorzunehmen.
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Der Begriff „Netz” spricht insbesondere eine Struktur an, welche Maschen aufweist. Dabei ist es möglich, dass das Netz eine grobmaschige oder eine engmaschige Struktur, insbesondere eine feinmaschige Struktur aufweist. Bevorzugt weisen die Maschen des Netzes eine Größe in der Größenordnung von Maschen oder einer Gitterkonstante des Faserhalbzeugs auf. Der Begriff „Netz” ist aber nicht so zu verstehen, dass das Netz zwingend als Maschenware ausgebildet sein muss. Vielmehr ist unter dem Begriff „Netz” jedes flexible, im Rahmen des Verfahrens verwendbare Material zu verstehen, welches entsprechend in einer Ebene vorspannbar ist. Es ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens möglich, dass als Netz ein textiles Material verwendet wird. Bei einer anderen Ausführungsform ist es möglich, dass als Netz eine Gitterstruktur aus Metallfäden oder Metalldrähten verwendet wird. Es ist offensichtlich, dass das Netz eine hinreichende Flexibilität und Verformbarkeit aufweisen muss, um der zumindest bereichsweise dreidimensionalen Form der Formfläche folgen beziehungsweise glatt an dieser anliegen zu können. Weiterhin sollten die Kreuzungspunkte des Materials knotenfrei ausgeführt sein, damit zum einen keine erhöhten Reibwerte an diesen Stellen erzeugt werden, zum anderen ein glattes Anliegen an der Formfläche gewährleistet werden kann. Nur so ist gewährleistet, dass das Faserhalbzeug konturgenau an die Formfläche angelegt wird.
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Als Faserhalbzeug wird vorzugsweise ein Gestrick, Gewirk, Gewebe, Geflecht oder Gelege verwendet, das ein- oder mehrlagig ausgebildet sein kann. Insbesondere ist es möglich, dass als Faserhalbzeug ein Multiaxialgelege verwendet wird. Das Faserhalbzeug kann anorganische oder organische Fasern oder Faserbündel, sogenannte Rovings, umfassen, beispielsweise Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern, Metallfasern, Baumwollfasern, Abacafasern oder andere geeignete Fasern sowie gegebenenfalls auch Mischungen von Fasern. Das Faserhalbzeug kann auch als Hybridgarn aus Verstärkungsfasern und thermoplastischen Matrixfasern ausgebildet sein.
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Der Stempel wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens von einem Roboter verlagert, wobei der Stempel bevorzugt als Roboterhand ausgebildet, Teil einer Roboterhand oder von einer Roboterhand gehalten ist.
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Es wird ein Verfahren bevorzugt, bei welcher die Vorspannung des Netzes zeitlich während des Umformens variiert wird. Hierbei wird sie insbesondere auf den konkreten Umformvorgang abgestimmt, wodurch es möglich ist, eine Faltenbildung zu vermeiden oder bereits gebildete Falten zu eliminieren, insbesondere auszuziehen. Alternativ oder zusätzlich wird die Vorspannung des Netzes während des Umformens lokal variiert. Hierdurch ist es möglich, Membranspannungen in dem Netz und damit letztlich auch in dem Faserhalbzeug bedarfsgerecht lokal an den Umformvorgang anzupassen, um insbesondere eine lokale Scherfestigkeit des Netzes und damit auch des Faserhalbzeugs zu beeinflussen und so einer lokalen Faltenbildung vorzubeugen oder lokal Falten auszuziehen.
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Es wird außerdem ein Verfahren bevorzugt, bei dem nach dem Umformen das Faserhalbzeug durch den Stempel von der Werkzeugform gelöst und weiter verlagert wird. Es bedarf dabei keines separaten Handhabungswerkzeugs, weil das Faserhalbzeug direkt mithilfe des Stempels von der Werkzeugform gelöst und wegverlagert wird. Der Stempel dient insoweit als Handhabungswerkzeug für das umgeformte Faserhalbzeug. Hierdurch gestaltet sich das Verfahren apparativ besonders wenig aufwändig und kostengünstig. Vorzugsweise wird das Faserhalbzeug durch Unterdruck an den Stempel gedrängt. Dabei wird insbesondere zwischen einer dem Faserhalbzeug zugewandten Fläche des Stempels und dem Faserhalbzeug ein Unterdruck erzeugt, sodass dieses von dem Umgebungsdruck, der größer ist als der zwischen dem Faserhalbzeug und der Fläche des Stempels herrschende Unterdruck, an die entsprechende Fläche des Stempels gedrückt wird. Somit ist das Faserhalbzeug gemeinsam mit dem Stempel verlagerbar und kann von diesem aus der Werkzeugform entnommen und von dieser wegverlagert werden. Dies ist besonders flexibel möglich, wenn der Stempel durch einen Roboter gehandhabt wird, insbesondere indem er als Roboterhand ausgebildet, Teil einer Roboterhand oder von einer Roboterhand gehalten ist.
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Das Ablösen des Faserhalbzeugs von der Werkzeugform wird durch das vorgespannte Netz unterstützt, indem dieses das Faserhalbzeug aufgrund seiner Vorspannung von der Werkzeugform wegdrängt. Hierdurch ist die umgeformte Vorform leicht und zuverlässig von der Werkzeugform lösbar.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 geschaffen wird. Die Vorrichtung zur Umformung eines zweidimensionalen Faserhalbzeugs in eine zumindest bereichsweise dreidimensional geformte Vorform ist bevorzugt ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3. Sie weist einen Stempel auf, der eine erste Formfläche aufweist. Weiterhin umfasst sie eine – in Wirkrichtung der Vorrichtung gesehen – dem Stempel gegenüber angeordnete Werkzeugform, die eine zweite Formfläche aufweist. Der Stempel ist in Richtung auf die Werkzeugform hin verlagerbar. Durch die Verlagerungsrichtung des Stempels auf die Werkzeugform hin ist die Wirkrichtung der Vorrichtung vorgegeben beziehungsweise definiert. Die Vorrichtung zeichnet sich durch ein zwischen dem Stempel und der Werkzeugform in einer Ebene randseitig vorgespanntes Netz aus. Das Netz weist eine Oberfläche zur Ablage eines Faserhalbzeugs auf. Dabei ist das Netz derart gehalten und vorgespannt, dass es durch den Stempel gegen die Werkzeugform drängbar ist, wenn der Stempel in Richtung auf die Werkzeugform hin verlagert wird. Dadurch ist es möglich, das Faserhalbzeug statt auf einer dreidimensional geformten Fläche zunächst auf der zweidimensional geformten Oberfläche des vorgespannten Netzes abzulegen, was einfach möglich ist. Anschließend ist es möglich, das Netz und das Faserhalbzeug gemeinsam durch Verlagerung des Stempels zu der Werkzeugform hin umzuformen, wobei das Netz das Faserhalbzeug bei der Umformung unterstützt und so eine Faltenbildung vermeiden hilft. Insgesamt verwirklichen sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Netz in einer Ebene vorgespannt ist, die auf der Wirkrichtung der Vorrichtung senkrecht steht. In diesem Fall wird im Rahmen des Verfahrens der Stempel in einer Richtung senkrecht zu der Ebene verlagert. Alternativ wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, bei welcher die Ebene, in der das Netz vorgespannt ist, schräg zu der Wirkrichtung orientiert ist. In diesem Fall wird im Rahmen des Verfahrens der Stempel in einer Richtung verlagert, die schräg auf der Ebene steht. Der Winkel, den die Wirkrichtung mit der Ebene einschließt, wird vorzugsweise auf die konkrete Drapieraufgabe, insbesondere auf die Geometrie der zweiten Formfläche abgestimmt.
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Bevorzugt entspricht die Wirkrichtung der Vorrichtung einer Vertikalen zwischen dem Stempel und der Werkzeugform. Es ist aber auch ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welcher der Stempel schräg in Richtung auf die Werkzeugform verlagert wird, sodass die Wirkrichtung von der Vertikalen abweicht. Dabei wird der konkrete Winkel, indem der Stempel zu der Werkzeugform hin verlagert wird, bevorzugt auf die konkrete Drapieraufgabe und insbesondere auf die Geometrie der zweiten Formfläche abgestimmt.
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Die erste Formfläche ist bevorzugt komplementär zu der zweiten Formfläche ausgebildet. Wird der Stempel maximal auf die Werkzugform zu verlagert, bildet sich auf diese Weise eine Kavität zwischen der ersten Formfläche und der zweiten Formfläche aus, in welcher das Faserhalbzeug und das Netz angeordnet und umgeformt werden.
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Es ist möglich, dass die Werkzeugform als Unterwerkzeug und der Stempel als Oberwerkzeug eines Umformwerkzeugs ausgebildet sind. Die Vorrichtung ist dabei bevorzugt als eine Art Pressenwerkzeug zur Umformung des Faserhalbzeugs ausgebildet. Alternativ ist es möglich, dass die Vorrichtung die stationär angeordnete Werkzeugform sowie einen Roboter umfasst, an dem der Stempel angeordnet ist. Dabei ist der Stempel bevorzugt als Roboterhand ausgebildet, Teil einer Roboterhand oder von einer Roboterhand des Roboters gehalten. Besonders bevorzugt ist der Roboter als Mehr-Achs-, insbesondere Fünf-Achs-Roboterarm ausgebildet. Dies erlaubt eine Vielzahl von Freiheitsgraden bei der Verlagerung des Stempels, der insoweit nicht ausschließlich in Wirkrichtung der Vorrichtung verlagerbar ist.
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Wie bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren ausgeführt, kann das Netz auf vielfältige Weise realisiert sein. Es wird hierzu auf die Ausführungen zu dem Verfahren verwiesen.
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Es wird eine Vorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Netz entlang seines Randes durch eine Mehrzahl von Halteelementen gehalten ist. Mithilfe der Halteelemente wird eine Vorspannung in dem Netz erzeugt.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, bei welchem mindestens ein Halteelement elastisch ausgebildet ist. Vorzugsweise umfasst das mindestens eine Halteelement mindestens ein Federelement. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das Halteelement mindestens ein elastisches Seil, beispielsweise ein Gummiseil, umfasst. Dabei ist es möglich, dass eine Vorspannung des Federelements und/oder des elastischen Seils mithilfe eines geeigneten Verstellelements variierbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das mindestens eine Halteelement selbst als aktiv verlagerbares Verstellelement ausgebildet ist. Dabei umfasst das Verstellelement ein Antriebsmittel, beispielsweise einen Elektromotor, insbesondere einen Servomotor oder einen Schrittmotor. Besonders bevorzugt umfasst das Verstellelement einen Linearantrieb, insbesondere einen elektrischen Linearantrieb und/oder einen Linearantrieb mit einem in einem Zylinder beweglichen Kolben, beispielsweise einen Pneumatikzylinder oder Hydraulikzylinder.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich durch ein Steuergerät auszeichnet, welches mit dem mindestens einen Verstellelement wirkverbunden ist. Das Steuergerät ist eingerichtet zur Ansteuerung des mindestens einen Verstellelements, wobei durch die Ansteuerung die Vorspannung des Netzes zeitlich und/oder lokal variiert werden kann. Hierdurch ist der Umformprozess mithilfe des Steuergeräts derart steuerbar, dass eine Faltenbildung nach Möglichkeit vermieden oder bereits gebildete Falten eliminiert, insbesondere ausgezogen werden.
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Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Vielzahl von Halteelementen, die verschieden oder identisch, insbesondere als elastische oder als aktiv verlagerbare Verstellelemente ausgebildet sein können. Das Steuergerät ist besonders bevorzugt mit zumindest den Verstellelementen wirkverbunden, welche eine aktive Einstellbarkeit in Hinblick auf ihre Federkonstante und/oder auf eine aktive Verlagerbarkeit aufweisen.
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Es wird auch eine Vorrichtung bevorzugt, die sich durch eine Unterdruck-Einrichtung auszeichnet, wobei mithilfe der Unterdruck-Einrichtung zwischen der ersten Formfläche des Stempels und einem an dieser anliegenden Faserhalbzeug ein Unterdruck erzeugbar ist, um das Faserhalbzeug gegen die erste Formfläche zu drängen.
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Dabei weist die Unterdruck-Einrichtung bevorzugt eine Unterdruck-Quelle und mindestens eine Bohrung in der ersten Formfläche auf, wobei die mindestens eine Bohrung mit der Unterdruck-Quelle in Fluidverbindung ist. Bevorzugt weist der Stempel eine Vielzahl von Bohrungen in der ersten Formfläche auf, die mit der Unterdruck-Quelle in Fluidbindung sind. Die Unterdruck-Quelle kann eine evakuierte beziehungsweise unter Unterdruck gesetzte Leitung sein, die über eine Ventileinrichtung mit der mindestens einen Bohrung in Fluidverbindung bringbar ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Unterdruck-Einrichtung als Pumpe ausgebildet, insbesondere als Vakuumpumpe, wobei die Pumpe besonders bevorzugt bedarfsgerecht aktivierbar und vorzugsweise auch deaktivierbar ist. Auch hierbei ist es möglich, dass eine Ventileinrichtung in einer Fluidverbindung zwischen der Unterdruck-Quelle und der mindestens einen Bohrung angeordnet ist. Der durch die Unterdruck-Quelle erzeugte Unterdruck ist vorzugsweise einstellbar, insbesondere um hierdurch erzeug bare Haltekräfte auf die konkrete Umformaufgabe beziehungsweise das konkret zu handhabende Faserhalbzeug abzustimmen.
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Die Beschreibung des Verfahrens einerseits und der Vorrichtung andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Merkmale, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander auch Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung. Umgekehrt sind Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander auch Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung sowie eines ersten Schritts einer Ausführungsform des Verfahrens;
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2 eine schematische Darstellung eines zweiten Schritts des Verfahrens;
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3 eine schematische Darstellung eines dritten Schritts des Verfahrens;
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4 eine schematische Darstellung eines vierten Schritts des Verfahrens, und
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5 eine schematische Darstellung eines fünften Schritts des Verfahrens.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 in schematischer Darstellung. Diese weist einen Stempel 3 mit einer ersten Formfläche 5 auf.
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Der Stempel 3 ist – in 1 in vertikaler Richtung – auf eine Werkzeugform 7 hin verlagerbar, wobei die Verlagerung des Stempels 3 in Richtung auf die Werkzeugform 7 eine Wirkrichtung der Vorrichtung 1 definiert, die in 1 in vertikaler Richtung verläuft. Die Werkzeugform 7 ist – in Wirkrichtung der Vorrichtung 1 gesehen – dem Stempel gegenüber angeordnet.
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Die Werkzeugform 7 weist eine zweite Formfläche 9 auf. Dabei zeigt sich, dass die erste Formfläche 5 und die zweite Formfläche 9 komplementär zueinander ausgebildet sind. Wird der Stempel 3 maximal auf die Werkzeugform 7 zu verlagert, wird eine Kavität zwischen der ersten Formfläche 5 und der zweiten Formfläche 9 geschlossen, wobei in der Kavität ein Faserhalbzeug anordenbar und umformbar ist.
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Zwischen dem Stempel 3 und der Werkzeugform 7 ist ein Netz 11 in einer in 1 horizontal orientierten Ebene, auf der die Wirkrichtung entsprechend senkrecht steht, vorgespannt. Hierzu ist das Netz 11 randseitig mit nur schematisch angedeuteten Halteelementen 13 verbunden, die bevorzugt eine elastische Vorspannung des Netzes 11 bewirken. Besonders bevorzugt ist die Vorspannung des Netzes variierbar beziehungsweise einstellbar. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass eine durch das Netz 11 im Rahmen des Umformverfahrens zurücklegbare Wegstrecke mithilfe der Halteelemente 13 vorgebbar ist. Auf diese Weise kann durch das Zusammenwirken des Netzes 11 mit dem Stempel 3 eine Vorspannung vorgegeben beziehungsweise variiert werden.
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Das Netz 11 weist eine Oberfläche 15 auf, auf der hier ein Faserhalbzeug 17 abgelegt ist. Es ist offensichtlich, dass das flächige, zweidimensionale Faserhalbzeug 17 einfach auf der ebenfalls flächigen, zweidimensionalen Oberfläche 15 abgelegt werden kann. Bevorzugt ist der Stempel 3 als Roboterhand ausgebildet, Teil einer Roboterhand oder von einer Roboterhand gehalten. In diesem Fall ist er insbesondere derart von der Oberfläche 15 weg verlagerbar, dass das Faserhalbzeug 17 einfach auf dieser abgelegt werden kann, ohne dass sich hierbei durch den Stempel 3 eine störende Struktur ergibt, beziehungsweise ohne dass der Stempel 3 im Weg angeordnet ist.
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2 zeigt einen zweiten Verfahrensschritt einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Hierbei wird der Stempel 3 in Wirkrichtung der Vorrichtung 1 verlagert, hier nämlich senkrecht zu der durch das Netz 11 definierten Ebene. Dabei nimmt er das Faserhalbzeug 17 und das Netz 11 mit. Das Netz 11 kann unter seiner elastischen Vorspannung nachgeben oder mithilfe aktiv verlagerbarer Verstellelemente unter vorgebbarer Vorspannung mitgeführt werden.
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3 zeigt einen dritten Schritt der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei zeigt sich, dass das Faserhalbzeug 17 und das Netz 11 durch den Stempel 3 mit dessen erster Formfläche 5 an die zweite Formfläche 9 der Werkzeugform 7 gedrängt werden. Dabei wird eine zwischen der ersten Formfläche 5 und der zweiten Formfläche 9 angeordnete Kavität 19 geschlossen, und das Faserhalbzeug 17 sowie das Netz 11 werden in der Kavität 19 angeordnet und umgeformt. Bei der Umformung wird das Faserhalbzeug 17 durch das Netz 11 unterstützt, sodass sich eine möglichst geringe Faltenbildung ergibt. Besonders bevorzugt wird während der Umformung die Vorspannung des Netzes 11 lokal und/oder zeitlich variiert, um diese auf den Umformprozess anzupassen, sodass eine Faltenbildung weitestgehend vermieden werden kann, wobei bereits gebildete Falten durch entsprechende Variation der Vorspannung beziehungsweise von lokalen Membranspannungen in dem Netz 11 und somit auch in dem Faserhalbzeug 17 ausgezogen werden können.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Schritts der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Hierbei wird der Stempel 3 entgegen der Wirkrichtung der Vorrichtung 1 – in 4 nach oben – verlagert, wobei das Faserhalbzeug 17 durch den Stempel 3 von der Werkzeugform 7 gelöst wird. Hierzu wird vorzugsweise ein Unterdruck zwischen der ersten Formfläche 5 und dem Faserhalbzeug 17 erzeugt, sodass dieses durch den Umgebungsdruck gegen die erste Formfläche 5 beziehungsweise den Stempel 3 angedrückt wird. Das unter Vorspannung stehende Netz 11 unterstützt die Ablösung des Faserhalbzeugs 17 von der Werkzeugform 7, führt und fixiert das Faserhalbzeug 17 zumindest bereichsweise. Hierdurch wird die Entnahme des Faserhalbzeugs 17 aus der Werkzeugform 7 erleichtert.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines fünften Schritts der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Das Faserhalbzeug 17 wird bevorzugt nach dem Umformen durch den Stempel 3 von der Werkzeugform 7 weg verlagert. Dabei wird es durch Unterdruck an den Stempel 3 gedrängt. Insbesondere wenn der Stempel 3 durch einen Roboter verlagert wird, wobei er bevorzugt als Roboterhand, als Teil einer Roboterhand ausgebildet oder von einer Roboterhand gehalten ist, ist es in besonders flexibler Weise möglich, das Faserhalbzeug 17 mithilfe des insoweit als Handhabungseinrichtung dienenden Stempels 3 aus der Vorrichtung 1 heraus zu verlagern und einer nachfolgenden Bearbeitung zuzuführen. Es bedarf somit keines separaten Handhabungswerkzeugs, wodurch insbesondere zusätzliche Fehlerquellen in Hinblick auf eine Greifgenauigkeit vermieden werden.
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Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe des Verfahrens auf einfache, prozesssichere Weise möglich ist, ein zweidimensionales Faserhalbzeug 17 zumindest bereichsweise dreidimensional umzuformen. Dabei kann das Faserhalbzeug 17 prozesssicher auf dem Netz 11 abgelegt werden. Das Verfahren ist hochgradig reproduzierbar. Es entstehen nur geringe Kosten, da keine komplizierte Kinematisierung der Vorrichtung 1 notwendig ist. Eine Faltenbildung wird vermieden, beziehungsweise eine Falteneliminierung wird ermöglicht, indem der Drapiervorgang durch das vorgespannte Netz 11 unterstützt wird.
