DE102013020646B4

DE102013020646B4 - Variable contour adaptation of laminating and pressing tools

Info

Publication number: DE102013020646B4
Application number: DE102013020646.4A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fischer; Torsten Bröker; Sabine Zitzlsberger
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2016-03-03
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: DE102013020646A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines formstabilen Formteils oder Kaschierteils (4') durch Verpressen eines flexiblen Materials (4), wobei das Verfahren aufweist: Einlegen des flexiblen Materials (4) in ein Werkzeug, das eine erste Werkzeughälfte (1) und eine zweite Werkzeughälfte (2) aufweist, wobei wenigstens die zweite Werkzeughälfte (2) mit mehreren Fluidkammern mit je einem elektrorheologischen und/oder magnetorheologischen, zunächst unverfestigten Fluid vorgesehen ist; wobei sich die Verfestigungsgrade in den Fluidkammern getrennt steuern lassen, sodass entlang der Kontur des Materials (4) unterschiedliche Pressdrücke beim Verpressen realisiert werden; Schließen des Werkzeugs, sodass eine erste Seite des Materials (4) wenigstens teilweise mit der ersten Werkzeughälfte (1) in Kontakt gerät und eine zweite Seite des Materials (4) wenigstens teilweise mit einer oder mehreren der Fluidkammern der zweiten Werkzeughälfte (2) in Kontakt gerät; Anlegen wenigstens eines elektrischen und/oder magnetischen Felds, sodass sich die Viskosität des Fluids wenigstens einer Fluidkammer vergrößert; Verpressen und Verfestigen des Materials (4) mittels der beiden Werkzeughälften (1, 2), wodurch das formstabile Formteil oder Kaschierteil (4') erzeugt wird; Entnehmen des Formteils (4').Method for producing a dimensionally stable molding or laminating part (4 ') by pressing a flexible material (4), the method comprising inserting the flexible material (4) into a tool comprising a first mold half (1) and a second mold half (2 ), wherein at least the second mold half (2) is provided with a plurality of fluid chambers each having an electrorheological and / or magnetorheological, initially unconsolidated fluid; wherein the solidification levels in the fluid chambers can be controlled separately, so that along the contour of the material (4) different pressing pressures are realized during pressing; Closing the tool such that a first side of the material (4) at least partially contacts the first tool half (1) and a second side of the material (4) at least partially contacts one or more of the fluid chambers of the second tool half (2) device; Applying at least one electrical and / or magnetic field such that the viscosity of the fluid of at least one fluid chamber increases; Pressing and solidifying the material (4) by means of the two mold halves (1, 2), whereby the dimensionally stable molded part or laminating part (4 ') is produced; Removing the molding (4 ').

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines formstabilen Formteils oder Kaschierteils, vorzugsweise zur Fertigung eines Interieurteils für Fahrzeuginnenräume, durch Verpressen eines flexiblen Materials und eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for producing a dimensionally stable molded part or laminating part, preferably for producing a Interieurteils for vehicle interiors, by pressing a flexible material and an apparatus for performing such a method.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Herstellung von Trägerteilen für Fahrzeug-Interieurteile, beispielsweise für die Türinnenverkleidung, Instrumententafel, Mittelkonsole usw., erfolgt typischerweise im Spritzgussverfahren oder mittels Pressen von thermo-/duroplastischen Naturfasermattensystemen. Das Verpressen von Naturfasermatten, in Verbindung mit einem Anbinden von Funktionselementen, wird beispielsweise in der DE 10 2011 005 350 A1 und der DE 10 2004 054 228 A1 beschrieben. Im letzteren Dokument ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils beschrieben, bei dem in einem ersten Schritt ein Naturfaser aufweisender Rohling erwärmt wird und dann ein Formteil aus dem Rohling durch Zusammenpressen zweier Werkzeughälften hergestellt wird.The production of support parts for vehicle interior parts, for example for the door inner panel, instrument panel, center console, etc., is typically carried out by injection molding or by pressing thermo / thermosetting natural fiber mat systems. The pressing of natural fiber mats, in conjunction with a tying of functional elements, is for example in the DE 10 2011 005 350 A1 and the DE 10 2004 054 228 A1 described. In the latter document, a method for producing a molded article is described in which, in a first step, a natural fiber-containing blank is heated and then a molded part is produced from the blank by compressing two mold halves.

Die Trägerteile können mit Dekoren kaschiert werden. Beim Kaschieren von Dekormaterialien auf einen Träger wird im Stand der Technik primär zwischen dem Vakuumkaschieren (auch als Folienkaschieren bezeichnet) und dem Presskaschieren unterschieden.The carrier parts can be laminated with decors. When laminating decorative materials on a carrier, a distinction is made in the prior art primarily between vacuum lamination (also referred to as film lamination) and press lamination.

Beim Vakuumkaschieren werden in der Regel Kunststofffolien, wie TPO-, PVC- oder PU-Folien, als Dekormaterialien durch Applikation von Vakuum auf einen Träger kaschiert. Zur Verbindung zwischen dem Träger und dem Dekormaterial dient ein auf den Träger und/oder das Dekormaterial aufgetragener Kleber.When Vakuumkaschieren plastic films, such as TPO, PVC or PU films are laminated as decorative materials by application of vacuum on a support in the rule. For the connection between the carrier and the decorative material is applied to the carrier and / or the decorative material adhesive.

Das Presskaschieren kommt in der Regel bei der Verarbeitung von Dekormaterialien, die entweder nicht vakuumfähig sind, wie beispielsweise Textilien, oder die nicht oder nur bedingt dehnbar sind, wie beispielsweise Leder oder Kunstleder, zum Einsatz. Hierbei werden der Träger und das Dekormaterial in ein Presswerkzeug eingelegt und in einem vordefinierten Pressspalt verpresst. Auch hier wird die Verbindung der Elemente durch einen auf den Träger oder das Dekormaterial aufgetragenen Kleber erreicht.The press lamination is usually used in the processing of decorative materials that are either not vacuumable, such as textiles, or that are not or only partially stretchable, such as leather or imitation leather used. Here, the carrier and the decorative material are placed in a pressing tool and pressed in a predefined press nip. Again, the connection of the elements is achieved by an applied to the carrier or the decorative material adhesive.

Beim Verpressen einer Naturfasermatte zu einem formstabilen Trägerteil oder beim Presskaschierprozess waren bisher zwei Werkzeughälften erforderlich, die beim Schließen des Werkzeugs einen gleichbleibenden Presspalt definieren, der nicht nur den Druck auf ein eingelegtes Material bestimmt, sondern dieser auch die auszuformende dreidimensionale Kontur vermittelt. Nach dem Fügevorgang und dem eigentlichen Verpressen wird das Formteil zur Vermeidung von Rückstellkräften im Verbund und nach abgeschlossener Kleberaktivierung durch Temperatur kalt entformt, d. h. nach einer Abkühlphase unter Druck dem Werkzeug entnommen.When pressing a natural fiber mat into a dimensionally stable carrier part or in Presskaschierprozess previously two tool halves were required to define a consistent press nip when closing the tool, which not only determines the pressure on an inserted material, but this also mediates the auszuformende three-dimensional contour. After the joining process and the actual pressing, the molding is cold demolded by temperature to avoid restoring forces in the composite and after completion of adhesive activation by temperature, d. H. taken after a cooling phase under pressure from the tool.

Die verwendeten Press- und/oder Kaschierwerkzeuge sind spezifisch auf eine Kontur, d. h. ein auszubildendes Formteil ausgelegt und können nur für dieses verwendet werden. Sie weisen, mit anderen Worten, im geschlossenen Zustand einen gleichbleibenden Spalt auf. Damit werden die Materialien mit einem gleichbleibenden und entlang der Erstreckung des Materials festgelegten Druck verpresst. Aufgrund der konturbedingten Verstreckungsgrade des Materials ergeben sich hierbei unterschiedliche Dichten entlang der Kontur, aufgrund von Flächen, Radien und Hinterschnitten usw.. Dies hat Auswirkungen auf die Optik und Haptik des Formteils, bewirkt etwa einen inhomogenen Glanzgrad, Änderungen der Haptik, Rauigkeit entlang der Kontur, Sichtbarkeit von Fasern, Änderungen des Farbtons usw.. Um ein gleichmäßiges und homogenes Erscheinungsbild der Oberfläche zu gewährleisten, sind konstante Dichterverhältnisse über das gesamte Formteil wünschenswert, was nur über eine partielle und recht aufwendige Spaltanpassung im Presswerkzeug erfolgen kann.The pressing and / or laminating tools used are specific to a contour, i. H. designed a trainee molding and can only be used for this. In other words, they have a constant gap in the closed state. Thus, the materials are pressed with a constant and fixed along the extension of the material pressure. Due to the contour-related degrees of stretching of the material, this results in different densities along the contour, due to surfaces, radii and undercuts, etc. This has an effect on the look and feel of the molding, causes about an inhomogeneous degree of gloss, changes in feel, roughness along the contour , Visibility of fibers, changes in hue, etc. In order to ensure a uniform and homogeneous appearance of the surface, constant density ratios over the entire molded part are desirable, which can only be done by a partial and quite complicated gap adjustment in the pressing tool.

Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral description of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines formstabilen Formteils und/oder Kaschierteils durch Verpressen eines flexiblen Materials bereitzustellen, mit denen zum einen sich die Materialbeschaffenheit entlang der Kontur steuern lässt, insbesondere die Homogenität der Dichte verbessern lässt, und zum anderen verschiedene Konturen auf einfache Art und Weise herstellbar sind.An object of the invention is to provide a method and an apparatus for producing a dimensionally stable molded part and / or laminating part by pressing a flexible material with which on the one hand can control the material properties along the contour, in particular can improve the homogeneity of the density, and on the other hand different contours can be produced in a simple way.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen folgen aus den Unteransprüchen, sowie der folgenden allgemeinen Beschreibung, als auch der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.The object is achieved by a method according to claim 1 and a device according to claim 6. Advantageous embodiments follow from the dependent claims, as well as the following general description, as well as the description of preferred embodiments.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des formstabilen Formteils oder Kaschierteils wird mittels eines Werkzeugs durchgeführt, das eine erste Werkzeughälfte und eine zweite Werkzeughälfte aufweist. Wie im herkömmlichen Fall wird das zu konturierende und zu verpressende Material, die vorzugsweise eine Naturfasermatte aber auch ein Dekormaterial und/oder Haptikmaterial ist, in das Werkzeug eingelegt, und die beiden Werkzeughälften werden aufeinander gepresst, wodurch eine Verdichtung und Verfestigung des Materials erfolgt. Unter der Bezeichnung „Kaschierteil” kann hier ein zu kaschierendes formstabiles Trägerteil verstanden werden. Unter der Bezeichnung „Kontur” wird hier die dreidimensionale Form des ursprünglich meist ebenen Materials verstanden, in die das Material verpresst wird und die das Formteil nach Entnahme aus dem Werkzeug erhalten hat.The inventive method for producing the dimensionally stable molded part or laminating part is carried out by means of a tool having a first mold half and a second mold half. As in the conventional case, the material to be contoured and pressed is preferably a natural fiber mat as well a decorative material and / or haptic material is inserted into the tool, and the two tool halves are pressed together, whereby a compression and solidification of the material takes place. The term "Kaschierteil" can be understood here to be laminated dimensionally stable support member. The term "contour" is here understood to mean the three-dimensional shape of the originally mostly flat material, into which the material is pressed and which the molded part has received after removal from the tool.

Gemäß der Erfindung weist wenigstens die zweite Werkzeughälfte eine oder mehrere Fluidkammern auf, die jeweils mit einem elektrorheologischen und/oder magnetorheologischen Fluid gefüllt ist bzw. sind. Die erste Werkzeughälfte kann hierbei etwa als eine Art Stempel ausgebildet sein, der beim Schließen des Werkzeugs auf das eingelegte Material drückt, wodurch dieses in Zusammenwirkung mit der zweiten Werkzeughälfte die Kontur des Stempels annimmt. Wenn zum Zwecke der Beschreibung der Einfachheit halber zunächst einmal angenommen wird, dass nur eine Fluidkammer vorgesehen ist, die als offener Behälter ausgebildet ist, in dem ein elektrorheologisches und/oder magnetorheologisches Fluid eingebracht ist, wird das Material durch den Stempel in den Behälter abgesenkt. Hierbei ist wichtig, dass sich das Material in einem Zustand befindet, in dem dieses noch verformbar ist, d. h. es ist vorzugsweise heiß. Die Kontur des Materials wird durch den Stempel bzw. die erste Werkzeughälfte festgelegt und durch Eintauchen in das Fluid darin abgebildet.According to the invention, at least the second mold half has one or more fluid chambers each filled with an electrorheological and / or magnetorheological fluid. The first mold half may in this case be designed, for example, as a type of punch which presses on the inserted material when the tool is closed, as a result of which the latter assumes the contour of the stamp in cooperation with the second mold half. If, for the sake of simplicity of description, it is first assumed that only one fluid chamber is provided, which is designed as an open container in which an electrorheological and / or magnetorheological fluid is introduced, the material is lowered into the container by the stamp. Here it is important that the material is in a state in which this is still deformable, d. H. it is preferably hot. The contour of the material is determined by the punch or the first mold half and imaged by immersion in the fluid therein.

Im Fall des Kaschierens kann die erste Werkzeughälfte als formstabiles Trägerteil gebildet sein, auf das das Material, insbesondere das Dekormaterial und/oder Haptikmaterial, aufkaschiert wird. Im Folgenden ist jedoch zur sprachlichen Vereinfachung nur die Rede von der ersten Werkzeughälfte, welche dann auch die Ausbildung als Trägerteil umfasst.In the case of lamination, the first mold half can be formed as a dimensionally stable carrier part, onto which the material, in particular the decorative material and / or haptic material, is laminated. In the following, however, for linguistic simplification, only the first half of the mold is mentioned, which then also includes the training as a carrier part.

Nach dem Schließen des Werkzeugs steht somit die erste Werkzeughälfte zumindest teilweise mit einer ersten Seite des Materials in Kontakt, und eine zweite Seite des Materials steht wenigstens teilweise mit einer oder mehreren der Fluidkammern der zweiten Werkzeughälfte in Kontakt. Anschließend wird ein elektrisches und/oder magnetisches Feld derart angelegt, dass sich die Viskosität des Fluids wenigstens einer Fluidkammer vergrößert. Mit anderen Worten wird das Fluid bzw. werden Fluide der zweiten Werkzeughälfte durch Anlegen des elektrischen und/oder magnetischen Felds verfestigt oder teilverfestigt.Thus, after closing the tool, the first mold half is at least partially in contact with a first side of the material, and a second side of the material is at least partially in contact with one or more of the fluid chambers of the second mold half. Subsequently, an electric and / or magnetic field is applied in such a way that the viscosity of the fluid of at least one fluid chamber increases. In other words, the fluid or fluids of the second tool half are solidified or partially solidified by application of the electrical and / or magnetic field.

Wenn im Folgenden nur von „einer” Fluidkammer und „einem” Fluid die Rede ist, dann geschieht dies nur zur sprachlichen Vereinfachung; die zweite Werkzeughälfte kann sehr wohl und durchaus bevorzugt mehrere Fluidkammern mit Fluiden gleicher oder unterschiedlicher Beschaffenheit aufweisen.If in the following only "one" fluid chamber and "a" fluid is mentioned, then this is done only for linguistic simplification; the second mold half can very well and quite preferably have a plurality of fluid chambers with fluids of the same or different nature.

Nachdem sich das zunächst unverfestigte Fluid weich an die Kontur des Materials, die von der ersten Werkzeughälfte vorgegeben wird, angelegt hat und anschließend verfestigt wurde, erfolgt das Verpressen und Verfestigen des Materials mittels der beiden Werkzeughälften. Hierzu wird zumindest der Druck, bevorzugt auch die Temperatur, auf das Material erhöht und für ein bestimmtes Zeitfenster aufrechterhalten. Nach Abkühlung des Materials weist dieses nun eine dauerhafte dreidimensionale Kontur auf und kann als formstabiles Formteil dem Werkzeug entnommen werden.After the initially unconsolidated fluid has softly applied to the contour of the material, which is predetermined by the first mold half and was then solidified, the pressing and solidification of the material by means of the two mold halves takes place. For this purpose, at least the pressure, preferably also the temperature, is increased to the material and maintained for a specific time window. After cooling of the material, this now has a permanent three-dimensional contour and can be removed as a dimensionally stable molded part of the tool.

Das oben beschriebene Verfahren und das damit verbundene variable Werkzeug erlauben das Beaufschlagen unterschiedlicher Drücke entlang verschiedener Bereiche der Kontur des dreidimensional umgeformten Materials. Somit kann eine homogene und gleichförmige Oberfläche über das gesamte Formteil erzielt werden. Alternativ kann die Beschaffenheit des verpressten Fasermaterials, die Optik, Rauigkeit usw., gezielt punktuell eingestellt werden. All dies erfordert keine aufwendige Bearbeitung des Presswerkzeugs. Vielmehr erfolgt die Anpassung flexibel mittels der oben dargestellten Fluidkammern. Somit kann das hier dargestellte Werkzeug im Gegensatz zu herkömmlichen Stahlwerkzeugen für unterschiedliche Formteile mit unterschiedlichen Konturen eingesetzt werden. Zusätzlich können die Fluide problemlos beheizt werden, wodurch eine Verpressung und/oder Kaschierung auch unter höheren Temperaturen durchführbar ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Aktivierung des Klebers direkt im Werkzeug erfolgen soll.The method described above and the associated variable tool allow different pressures to be applied along different areas of the contour of the three-dimensionally shaped material. Thus, a homogeneous and uniform surface can be achieved over the entire molded part. Alternatively, the nature of the compressed fiber material, the optics, roughness, etc., can be selectively adjusted selectively. All this requires no elaborate processing of the pressing tool. Rather, the adaptation is flexible by means of the fluid chambers shown above. Thus, in contrast to conventional steel tools, the tool shown here can be used for different shaped parts with different contours. In addition, the fluids can be heated easily, whereby a compression and / or lamination can be carried out even at higher temperatures. This is particularly advantageous if an activation of the adhesive should be done directly in the tool.

Das Material ist vorzugsweise eine Fasermatte zur Herstellung eines faserverstärkten Formteils, da sich auf diese Weise ein besonders haltbares und formstabiles Formteil herstellen lässt. Es kommen hierbei etwa thermo- oder duroplastische Naturfasermatten zum Einsatz. Zur Formgebung wird das Material vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 100°C und 300°C, insbesondere zwischen 180°C und 220°C, entweder außerhalb des Werkzeugs oder mittels einer integrierten Heizvorrichtung im Werkzeug vorgeheizt. Das aufgeheizte Material wird zwischen den beiden Werkzeughälften positioniert und gegebenenfalls fixiert. Die Fixierung kann mittels eines Spannrahmens, Klemmen oder Stiften usw. erfolgen. Vorzugsweise ist eine Werkzeughälfte stationär vorgesehen, während die andere Werkzeughälfte verfahrbar ist. Auch kann die Vorrichtung eine Schneidkante aufweisen, an der ein Konturbeschnitt oder Beschnitt eines Durchbruchs durchgeführt werden kann.The material is preferably a fiber mat for producing a fiber-reinforced molded part, since in this way a particularly durable and dimensionally stable molded part can be produced. It comes here about thermo- or thermosetting natural fiber mats are used. For shaping, the material is preferably preheated to a temperature between 100 ° C and 300 ° C, in particular between 180 ° C and 220 ° C, either outside the tool or by means of an integrated heater in the tool. The heated material is positioned between the two tool halves and optionally fixed. The fixation can be done by means of a clamping frame, clamps or pins, etc. Preferably, a mold half is provided stationary, while the other mold half is movable. Also, the device may have a cutting edge on which a contour cut or trimming of a breakthrough can be performed.

Wie bereits angedeutet, sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur zum Verpressen von flexiblen Materialien bzw. Matten geeignet, sondern auch für Kaschierprozesse und/oder kombinierte Presskaschierprozesse. Im Falle der Verwendung eines Klebers, etwa zwischen einer Dekorschicht und einer Fasermatte, die als Trägerteil fungiert, kann die Kleberaktivierung mittels Temperatur, durch elektromagnetische Strahlung, besonders bevorzugt Mikrowellen, und/oder induktive Felder erfolgen. Die Temperaturbeaufschlagung erfolgt dann beispielsweise ausschließlich oder zusätzlich über eine Aufheizung des elektrorheologischen und/oder magnetorheologischen Fluids. As already indicated, the method according to the invention and the device according to the invention are not only suitable for pressing flexible materials or mats, but also for laminating processes and / or combined press lamination processes. In the case of using an adhesive, such as between a decorative layer and a fiber mat, which acts as a support member, the adhesive activation by means of temperature, by electromagnetic radiation, particularly preferably microwaves, and / or inductive fields can take place. The temperature is then applied, for example exclusively or additionally via a heating of the electrorheological and / or magnetorheological fluid.

Eine Stärke des hier dargestellten Verfahrens und der hier dargestellten Vorrichtung zeigt sich insbesondere auch daran, dass mehrere Fluidkammern vorgesehen sein können, deren Verfestigungsgrade sich getrennt steuern lassen. Dazu weist die Vorrichtung vorzugsweise ein Steuerungsmittel auf, das eine getrennte Steuerung der Fluidkammern ermöglicht. Damit lassen sich entlang der Kontur des Materials besonders einfach unterschiedliche Pressdrücke beim Verpressen realisieren. Dies wiederum trägt zur punktuellen Einstellung der Materialbeschaffenheit des herzustellenden Formteils bei. Wichtig ist, dass die Einstellung der Pressdrücke ganz unproblematisch durch Anpassung der elektrischen und/oder magnetischen Felder erfolgen kann und nicht durch aufwendiges Bearbeiten starrer Werkzeugformen erfolgen muss.One of the strengths of the method and of the device shown here is in particular also evident from the fact that a plurality of fluid chambers can be provided, the degrees of solidification of which can be controlled separately. For this purpose, the device preferably has a control means which allows separate control of the fluid chambers. This makes it particularly easy to realize different pressing pressures along the contour of the material during pressing. This in turn contributes to the selective adjustment of the material properties of the molded part to be produced. It is important that the adjustment of the compression pressures can be done quite easily by adjusting the electrical and / or magnetic fields and must not be done by consuming editing rigid tool shapes.

Eine baulich sehr einfache Realisierung der zweiten Werkzeughälfte sieht so aus, dass diese als einseitig offener Behälter ausgebildet ist, in den das elektrorheologische und/oder magnetorheologische Fluid eingebracht ist und zur offenen Seite des Behälters mit einer flexiblen Abdeckung abgedichtet ist. Auch in diesem Fall können entlang der Kontur des Materials unterschiedliche Pressdrücke beim Verpressen realisiert werden, wenn die Ausrichtung, Geometrie und Stärke des elektrischen bzw. magnetischen Felds auch eine räumlich variable Verfestigung des Fluids ermöglicht.A structurally very simple realization of the second mold half is such that it is designed as a container open on one side, into which the electrorheological and / or magnetorheological fluid is introduced and sealed to the open side of the container with a flexible cover. Also in this case, different pressing pressures can be realized along the contour of the material during pressing, if the orientation, geometry and strength of the electric or magnetic field also allows a spatially variable solidification of the fluid.

Die Fluidkammern sind vorzugsweise jeweils aus einer flexiblen Hülle, die mit dem elektrorheologischen und/oder magnetorheologischen Fluid gefüllt ist, aufgebaut. Als Material für die flexible Hülle kommen hier PVC- oder PE-Folien in Betracht, die mit einer temperaturbeständigen Beschichtung, zum Beispiel PTFE, versehen sein können. Wichtig ist, dass die Hülle oder wenigstens Bereiche der Hülle flexibel sind, damit sie das zu kaschierende bzw. zu verpressende Formteil vollständig oder partiell umschließt.The fluid chambers are preferably each constructed of a flexible sheath filled with the electrorheological and / or magnetorheological fluid. Suitable materials for the flexible shell here PVC or PE films into consideration, which may be provided with a temperature-resistant coating, for example PTFE. It is important that the shell or at least areas of the shell are flexible so that it completely or partially encloses the molded part to be laminated or pressed.

Wenngleich die Erfindung zur Herstellung von Formteilen im Bereich der Innenausstattung von Automobilen besonders geeignet ist, versteht es sich, dass die Erfindung auch in anderen Bereichen umgesetzt werden kann, beispielsweise im Transportbereich allgemein, insbesondere der Luftfahrt und Schifffahrt, im Möbelbau usw.. Allerdings ist die vorliegende Erfindung für eine Herstellung von Formteilen für Fahrzeuginnenräume ganz besonders geeignet, da es hierbei in ausgesprochen hohem Maße auf eine ansprechende Erscheinung über eine lange Lebensdauer bei hoher Herstellungsproduktivität ankommt. Darüber hinaus sind weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich. Die dort und oben beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.Although the invention is particularly suitable for the production of molded parts in the field of automotive interiors, it is understood that the invention can also be implemented in other areas, for example in the transport sector in general, in particular aviation and shipping, in furniture, etc. However the present invention for a production of moldings for vehicle interiors particularly suitable, since it depends here on a very high degree to an attractive appearance over a long life with high production productivity. In addition, other advantages and features of the invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments. The features described there and above may be implemented alone or in combination insofar as the features do not contradict each other. The following description of the preferred embodiments will be made with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die 1a bis 1f zeigen schematisch die Anordnung aus einer oberen Werkzeughälfte, einer unteren Werkzeughälfte und eines zu verpressenden Material, hier beispielhaft eine Matte, in mehreren Verfahrensstadien.The 1a to 1f schematically show the arrangement of an upper mold half, a lower mold half and a material to be pressed, here by way of example a mat, in several stages of the process.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

1a zeigt eine erste (obere) Werkzeughälfte 1 und eine zweite (untere) Werkzeughälfte 2. Die erste Werkzeughälfte 1 weist auf der Unterseite eine spezielle Kontur auf, welche als Schablone für das herzustellende Formteil dient. Ferner kann die erste Werkzeughälfte 1 stempelförmig nach unten bewegt werden, wie es mit dem Pfeil A in 1b dargestellt ist. 1a shows a first (upper) mold half 1 and a second (lower) mold half 2 , The first tool half 1 has on the bottom of a special contour, which serves as a template for the molded part to be produced. Furthermore, the first tool half 1 stamp-shaped to be moved down, as indicated by the arrow A in 1b is shown.

Der konturierten Unterseite der ersten Werkzeughälfte 1 liegt die zweite Werkzeughälfte 2 gegenüber, die im vorliegenden Beispiel der Einfachheit halber als Ein-Kammer-Fluidsystem ausgebildet ist. D. h., die zweite Werkzeughälfte 2 ist als Behälter ausgebildet, in den ein elektrorheologisches und/oder magnetorheologisches Fluid eingebracht ist, das nach oben hin mit einer flexiblen Abdeckung bzw. Hülle 3 abgedichtet ist. Es ist leicht vorstellbar, wie sich die zweite Werkzeughälfte 2 auf Mehr-Kammer-Fluidsysteme erweitern lässt.The contoured underside of the first tool half 1 lies the second half of the mold 2 opposite, which in the present example is designed for simplicity as a single-chamber fluid system. That is, the second half of the mold 2 is formed as a container into which an electrorheological and / or magnetorheological fluid is introduced, which upwards with a flexible cover or shell 3 is sealed. It is easy to imagine how the second tool half 2 expand to multi-chamber fluid systems.

In der 1b ist zwischen der Hülle 3 und dem oberen Werkzeug 1 eine Naturfasermatte 4 eingelegt, welche die Kontur der Unterseite der ersten Werkzeughälfte 1 annimmt, nachdem diese in die zweite Werkzeughälfte 2, d. h. den Behälter mit dem Fluid abgesenkt wurde.In the 1b is between the shell 3 and the upper tool 1 a natural fiber mat 4 inserted, which is the contour of the bottom of the first tool half 1 after this in the second tool half 2 That is, the container was lowered with the fluid.

Durch Anlegen eines steuerbaren, gegebenenfalls variablen elektrischen Felds bzw. Magnetfelds nach dem Eintauchen kann das Fluid der zweiten Werkzeughälfte 2 vollständig oder teilweise verfestigt werden. Es sei bemerkt, dass die Ausrichtung, Geometrie und Stärke des elektrischen bzw. magnetischen Felds gegebenenfalls auch eine räumlich variable Verfestigung des Fluids ermöglicht. In diesem Fall können auch im hier vorliegenden Ein-Kammer-Fluidsystem unterschiedliche Drücke entlang der Kontur der Matte 4 realisiert werden. Die vormals flexible Hülle 3 und nach Anlegen des Felds zumindest teilweise verfestigte Hülle 3 weist nun die perfekte Kontur auf und dient als Gegenstück zur formgebenden Kontur der ersten Werkzeughälfte 1.By applying a controllable, optionally variable electric field or magnetic field after immersion, the fluid of the second mold half 2 be fully or partially solidified. It should be noted that the orientation, geometry and strength of the electric or magnetic field optionally also allows a spatially variable solidification of the fluid. In this case, also in the single-chamber fluid system present here, different pressures along the contour of the mat can occur 4 will be realized. The formerly flexible case 3 and after application of the field at least partially solidified shell 3 now has the perfect contour and serves as a counterpart to the shaping contour of the first mold half 1 ,

Durch Erhöhung des Drucks der ersten Werkzeughälfte 1, wie es mit dem Pfeil P in 1d gezeigt ist, erfolgt anschließend die Verpressung der Matte 4. Der Druck und die Temperatur werden für eine gewisse Zeit aufrechterhalten; selbstverständlich können die Parameter auch geeignet geändert werden, um den Verdichtungs- und Aushärtungsprozess zu verfeinern. Nach Beendigung des Pressvorgangs wird der Druck auf die Matte 4 aufgehoben.By increasing the pressure of the first mold half 1 as indicated by the arrow P in 1d is shown, followed by the compression of the mat 4 , The pressure and the temperature are maintained for a certain time; Of course, the parameters can also be suitably changed to refine the compaction and curing process. After completion of the pressing process, the pressure on the mat 4 canceled.

Eine Feineinstellung der Materialbeschaffenheit des auszubildenden Formteils 4' (vgl. 1e und 1f) kann durch unterschiedliche Druckkräfte auf verschiedene Teilbereiche der Matte 4 erfolgen, wodurch die Oberflächenbeschaffenheit des Formteils 4', etwa Haptik, Glanzgrad, Rauigkeit usw., gezielt eingestellt werden können.A fine adjustment of the material properties of the trainee molding 4 ' (see. 1e and 1f ) can by different pressure forces on different parts of the mat 4 done, whereby the surface texture of the molding 4 ' , such as feel, gloss, roughness, etc., can be adjusted specifically.

Nach Aushärtung des Formteils wird, wie es in 1e gezeigt ist, das Werkzeug geöffnet, im vorliegenden Fall die erste Werkzeughälfte 1 nach oben verfahren, wie es mit einem Pfeil B in 1e gezeigt ist. Anschließend wird das Formteil 4' entnommen, vgl. 1f.After curing of the molding, as in 1e is shown, the tool is open, in the present case, the first mold half 1 Move upwards as indicated by an arrow B in 1e is shown. Subsequently, the molding 4 ' taken, cf. 1f ,

Vorstellbar ist, dass die gesamte Vorrichtung um 180° gedreht wird, im Vergleich zur Darstellung der 1a bis 1f, und die zu verpressende Matte 4 in eine stationäre Werkzeughälfte gelegt wird und der oben beschriebene Vorgang umgekehrt abläuft, d. h. die flexible Hülle 3 der das Fluid aufweisenden Werkzeughälfte abgesenkt wird und sich der Formteilkontur, etwa durch ihr Eigengewicht, anpasst. Die zusätzliche Druckbeaufschlagung erfolgt dann gegebenenfalls von unten, relativ zur Ausrichtung der 1a bis 1f.It is conceivable that the entire device is rotated by 180 °, compared to the representation of 1a to 1f , and the mat to be pressed 4 placed in a stationary mold half and the process described above is reversed, ie the flexible shell 3 the tool half having the fluid is lowered and adapts to the molding contour, for example by its own weight. The additional pressurization is then optionally from below, relative to the orientation of the 1a to 1f ,

Weiterhin ist vorstellbar, dass mittels der dargestellten Vorrichtung ein Presskaschierprozess ausgeführt wird, wobei die Temperaturbeaufschlagung über ein Aufheizen des elektrorheologischen und/oder magnetorheologischen Fluids, vorzugsweise im hochviskosen Zustand, erfolgt. Eine Kleberaktivierung beim Presskaschieren kann entweder durch Temperatur und/oder durch elektromagnetische Strahlung, wie beispielsweise Mikrowellen oder induktive Felder, erfolgen.Furthermore, it is conceivable that a Presskaschierprozess is carried out by means of the device shown, wherein the temperature is applied via a heating of the electrorheological and / or magnetorheological fluid, preferably in the high-viscosity state. Adhesive activation in press laminating can be done either by temperature and / or by electromagnetic radiation, such as microwaves or inductive fields.

Claims

Process for producing a dimensionally stable molded part or laminating part ( 4 ' ) by pressing a flexible material ( 4 ), the method comprising: placing the flexible material ( 4 ) into a tool that has a first tool half ( 1 ) and a second mold half ( 2 ), wherein at least the second mold half ( 2 ) is provided with a plurality of fluid chambers each having an electrorheological and / or magnetorheological, initially unconsolidated fluid; wherein the solidification levels in the fluid chambers can be controlled separately so that along the contour of the material ( 4 ) different pressing pressures are realized during pressing; Close the tool so that a first side of the material ( 4 ) at least partially with the first mold half ( 1 ) and a second side of the material ( 4 ) at least partially with one or more of the fluid chambers of the second mold half ( 2 ) in contact; Applying at least one electrical and / or magnetic field such that the viscosity of the fluid of at least one fluid chamber increases; Pressing and solidifying the material ( 4 ) by means of the two tool halves ( 1 . 2 ), whereby the dimensionally stable molded part or laminating part ( 4 ' ) is produced; Removing the molded part ( 4 ' ).

A method according to claim 1, characterized in that the material ( 4 ) a fiber mat for producing a fiber-reinforced molded part ( 4 ' ).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the material ( 4 ) is concealed simultaneously with one or more layers during pressing.

Method according to claim 3, characterized in that the material ( 4 ) is laminated with a decorative layer, wherein between material ( 4 ) and decorative layer, an adhesive is provided, which is activated in the tool by means of temperature and / or electromagnetic radiation and / or by inductive fields.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the fluid chambers a flexible sheath ( 3 ), in which the electrorheological and / or magnetorheological fluid is introduced.

Device for producing a dimensionally stable molded part or laminating part ( 4 ' ) by pressing a flexible material ( 4 ), wherein the device has a first tool half ( 1 ) and a second mold half ( 2 ), wherein at least the second mold half ( 2 ) is provided with a plurality of fluid chambers each having an electrorheological and / or magnetorheological fluid, wherein the solidification levels in the fluid chambers can be controlled separately, so that along the contour of the material ( 4 ) Different pressing pressures during pressing can be realized; the tool halves ( 1 . 2 ) are provided so that when closing the tool with inserted material ( 4 ) a first side of the material ( 4 ) at least partially with the first mold half ( 1 ) and a second side of the material ( 4 ) at least partially with one or more of the fluid chambers of the second mold half ( 2 ), and the apparatus further comprises a controller for applying an electric and / or magnetic field to the fluid of at least one fluid chamber so as to increase the viscosity thereof.

Apparatus according to claim 6, characterized in that one or more of the fluid chambers a flexible sheath ( 3 ), in which the electrorheological and / or magnetorheological fluid is introduced.

Device according to one of claims 6 to 7, characterized in that the second mold half ( 2 ) is a unilaterally open container, in which the electrorheological and / or magnetorheological fluid is introduced and sealed to the open side of the container with a flexible cover.

Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that at least one of the two tool halves ( 1 . 2 ) is heated.

Apparatus according to claim 9, characterized in that one or more of the fluid chambers of the second mold half ( 2 ) are heated.