DE102013112620A1

DE102013112620A1 - Process for producing a fiber composite material

Info

Publication number: DE102013112620A1
Application number: DE102013112620.0A
Authority: DE
Inventors: Mesut Cetin; Thomas Gerhard Gries
Original assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2015-06-03
Also published as: WO2015071097A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs, aufweisend zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines zumindest teilweise aus einem Leichtschaum bestehenden Trägers (1); b) Fixieren mindestens eines Textils (2) an dem Träger (1); c) Transportieren des Trägers (1) mit dem mindestens einen Textil (2) zu einem Infusionswerkzeug (3); d) Einlegen des Trägers (1) mit dem mindestens einen Textil (2) in das Infusionswerkzeug (3); e) Lösen des mindestens einen Textils (2) von dem Träger (1); f) Entfernen des Trägers (1) aus dem Infusionswerkzeug (3); und g) Einbringen eines Matrixwerkstoffs (4) in das Infusionswerkzeug (3).A method for producing a fiber composite material, comprising at least the following steps: a) providing a support (1) consisting at least partially of a lightweight foam; b) fixing at least one textile (2) to the carrier (1); c) transporting the carrier (1) with the at least one textile (2) to an infusion tool (3); d) inserting the carrier (1) with the at least one textile (2) into the infusion tool (3); e) releasing the at least one textile (2) from the carrier (1); f) removing the carrier (1) from the infusion tool (3); and g) introducing a matrix material (4) into the infusion tool (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs, der aus in einer Matrix eingebetteten textilen Fasern besteht. Solche Faserverbundwerkstoffe weisen eine besonders hohe spezifische Festigkeit auf und können dadurch besonders vorteilhaft für Einsatzzwecke verwendet werden, bei denen Materialien mit einer hohen Festigkeit und gleichzeitig geringem Gewicht erforderlich sind. The present invention relates to a process for producing a fiber composite material consisting of textile fibers embedded in a matrix. Such fiber composites have a particularly high specific strength and can thereby be used particularly advantageously for applications in which materials with a high strength and low weight are required.

Faserverbundwerkstoffe bestehen zum einen aus Verstärkungsfasern, welche für hohe mechanische Kennwerte in Faserrichtung verantwortlich sind. Typischerweise werden Glas- und/oder Kohlenstofffasern eingesetzt. Zum anderen bestehen Faserverbundwerkstoffe aus einem Matrixsystem, welches im Wesentlichen der Formgebung des Bauteils und/oder dem Schutz der Verstärkungsfasern vor äußeren Einflüssen dient. Die Herstellung von Bauteilen aus einem Faserverbundwerkstoff kann in zwei übergeordnete Prozessschritte eingeteilt werden, nämlich dem Preformingprozess und dem Infusionsprozess. Im Preformingprozess werden textile Verstärkungsfasern durch Füge-, Fixier- und/oder Trenntechniken auf einem Preformingwerkzeug zu einem textilen Preform geformt. Das Preformingwerkzeug dient zur Herstellung der Preforms und besteht aus festen Materialien wie beispielsweise Metall. Der Preformingprozess ist notwendig, um zum einen eine belastungsgerechte Faserablage zu realisieren und zum anderen, einzelne Verstärkungslagen miteinander zu fixieren oder zu verfestigen, damit sich eine Biegesteifigkeit des Preforms erhöht. Dies ist für ein Herausnehmen des fertigen Preforms von dem Preformingwerkzeug und den Transport des Preforms in ein Infusionswerkzeug notwendig. Ohne eine Fixierung bzw. eine Verfestigung würden die biegeschlaffen einzelnen Lagen des Preforms auseinanderfallen oder mindestens zueinander verrutschen. Im Gegensatz zu verfestigten Prepregs, bei denen z. B. ein Schmelzkleber die Verstärkungsfasern zusammenhält, sind die für die Herstellung von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen notwendigen fertig vernähten Preforms oft nicht formstabil und somit biegeschlaff. Daher müssen die Preforms direkt nach der Herstellung in das Injektionswerkzeug transferiert, in diesem nachjustiert und gegebenenfalls neu fixiert werden. Hierzu ist eine Vielzahl von Prozessschritten erforderlich, die zu hohen Herstellungskosten führen. Während des Infusionsprozesses erfolgt die Ausbildung einer Matrix.Fiber composite materials consist on the one hand of reinforcing fibers, which are responsible for high mechanical characteristics in the fiber direction. Typically, glass and / or carbon fibers are used. On the other hand, fiber composite materials consist of a matrix system which essentially serves to shape the component and / or protect the reinforcing fibers from external influences. The production of components from a fiber composite material can be divided into two higher-level process steps, namely the preforming process and the infusion process. In the preforming process, textile reinforcing fibers are formed by joining, fixing and / or separating techniques on a preforming tool to form a textile preform. The preforming tool is used to manufacture the preforms and consists of solid materials such as metal. The preforming process is necessary, on the one hand, to realize load-adapted fiber deposition and, on the other hand, to fix or consolidate individual reinforcement layers with one another, so that a flexural rigidity of the preform increases. This is necessary for removing the finished preform from the preforming tool and transporting the preform into an infusion tool. Without a fixation or a solidification the limp individual layers of the preform would fall apart or at least slip to each other. In contrast to solidified prepregs, in which z. B. a hot melt adhesive holds the reinforcing fibers together, are necessary for the production of components made of fiber composites finished sewn preforms often not dimensionally stable and thus limp. Therefore, the preforms must be transferred directly after production in the injection tool, readjusted in this and optionally refixed. For this purpose, a large number of process steps is required, which lead to high production costs. During the infusion process, the formation of a matrix takes place.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs anzugeben, welches die notwendigen Prozessschritte zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs reduziert und eine Nachjustierung der textilen Verstärkungsfasern des Preforms in dem Injektionswerkzeug weitgehend vermeidet. The object of the invention is therefore to solve the problems described with reference to the prior art at least partially and in particular to provide a method for producing a fiber composite material, which reduces the necessary process steps for producing a fiber composite material and a readjustment of the textile reinforcing fibers of the preform in the Injection tool largely avoids.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden. These objects are achieved by a method according to the features of the independent claim. Further advantageous embodiments of the method are specified in the dependent claims. It should be noted that the features listed individually in the dependent claims can be combined with each other in any technologically meaningful manner and define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, wherein further preferred embodiments of the invention are shown.

Das Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs weist zumindest die folgenden Schritte auf:

a) Bereitstellen eines zumindest teilweise aus einem Leichtschaum bestehenden Trägers;
b) Fixieren mindestens eines Textils an dem Träger;
c) Transportieren des Trägers mit dem mindestens einen Textil zu einem Infusionswerkzeug;
d) Einlegen des Trägers mit dem mindestens einen Textil in das Infusionswerkzeug;
e) Lösen des mindestens einen Textils von dem Träger;
f) Entfernen des Trägers aus dem Infusionswerkzeug; und
g) Einbringen eines Matrixwerkstoffs in das Infusionswerkzeug.

The process for producing a fiber composite material has at least the following steps:

a) providing a carrier consisting at least partially of a light foam;
b) fixing at least one textile to the carrier;
c) transporting the carrier with the at least one textile to an infusion tool;
d) inserting the carrier with the at least one textile into the infusion tool;
e) releasing the at least one textile from the carrier;
f) removing the carrier from the infusion tool; and
g) introducing a matrix material into the infusion tool.

Bei dem Verfahren wird gemäß Schritt a) zunächst ein Träger bereitgestellt, der zumindest teilweise aus einem Leichtschaum besteht. Bei dem Träger handelt es sich insbesondere um ein Preformingwerkzeug, dessen äußere Kontur eine Form des herzustellenden Preforms zumindest teilweise vorgibt. Bei dem Leichtschaum handelt es sich insbesondere um ein Material, dessen Härte so gering ist, dass es durch eine Sticknadel eines Stickkopfs ohne Beschädigung der Sticknadel durchstechbar und insbesondere mit einem Faden bestickbar ist. In the method, according to step a), first of all a support is provided which consists at least partly of a lightweight foam. The carrier is in particular a preforming tool whose outer contour at least partially defines a shape of the preform to be produced. The lightweight foam is in particular a material whose hardness is so low that it can be pierced by an embroidery needle of an embroidery head without damaging the embroidery needle and in particular can be embroidered with a thread.

Während Schritt b) erfolgt zur Herstellung eines Preforms eine Fixierung mindestens eines Textils an dem Träger. Bei dem mindestens einen Textil handelt es sich insbesondere um textile Fasern, daraus hergestellte linienförmige textile Gebilde, wie z. B. Faserstränge, Garne oder Zwirne, oder flächenförmige textile Gebilde, wie z. B. Gewebe, Gewirke, Gestricke, Geflechte, Nähgewirke, Vliesstoffe oder Filze. Das Textil kann darüber hinaus auch mehrlagig aufgebaut sein, wobei in diesem Fall die mehreren Lagen des Textils bevorzugt miteinander, insbesondere nähtechnisch, verbunden werden. Das mindestens eine Textil umfasst (insbesondere ausschließlich) die Verstärkungsfasern des herzustellenden Faserverbundwerkstoffs. Die Fixierung des mindestens einen Textils an dem Träger erfolgt zudem bevorzugt lösbar, so dass das mindestens eine Textil insbesondere beim Lösen vom dem Träger nicht beschädigt wird. Eine Einarbeitung von Nuten, wie beispielsweise bei herkömmlichen Trägern aus Stahl, ist bei dem vorgeschlagenen Träger aus Leichtschaum nicht erforderlich, wodurch diese billiger hergestellt und flexibler verwendet werden können. Das mindestens eine Textil bildet nach Abschluss des Schritts b) auf dem Träger (insbesondere ein dreidimensionales) Preform. Eine zusätzliche Fixierung des mindestens einen Textils beispielsweise durch einen Schmelzkleber ist insbesondere nicht erforderlich.During step b), at least one textile is attached to the carrier to produce a preform. The at least one textile is, in particular, textile fibers, line-shaped textile structures produced therefrom, such as e.g. As fiber strands, yarns or threads, or sheet-like textile structures such. As fabrics, knitted fabrics, knitted fabrics, braids, Nähgewirke, nonwovens or felts. In addition, the textile can also be constructed in multiple layers, in which case the multiple layers of the textile preferably together, especially sewing technology, be connected. The at least one textile comprises (in particular exclusively) the reinforcing fibers of the fiber composite material to be produced. The fixation of the at least one textile to the carrier is also preferably detachable, so that the at least one textile is not damaged in particular when detached from the carrier. Incorporation of grooves, such as in conventional steel supports, is not required in the proposed lightweight foam support, which makes it cheaper to manufacture and more flexible to use. The at least one textile forms on completion of step b) on the carrier (in particular a three-dimensional) preform. An additional fixation of at least one textile, for example, by a hot melt adhesive is not required in particular.

Gemäß Schritt c) wird der Träger mit dem mindestens einen Textil zu einem Infusionswerkzeug transportiert. Dies bedeutet insbesondere, dass das aus dem mindestens einen Textil bestehende Preform während des Transports zu dem Infusionswerkzeug nicht von dem Träger gelöst und/oder von dem Träger getrennt wird. Der Träger dient daher insbesondere zu Lagerungs- und Transportzwecken des mindestens einen Textils bzw. Preforms. According to step c), the carrier with the at least one textile is transported to an infusion tool. This means, in particular, that the preform consisting of the at least one textile is not detached from the carrier during transport to the infusion tool and / or is separated from the carrier. The carrier is therefore used in particular for storage and transport purposes of the at least one textile or preform.

Dies hat unter anderem den Vorteil, dass sich die Gestalt und die Form des mindestens einen Textils bzw. des Preforms während des Transports zu dem Infusionswerkzeug und beim nachfolgenden Einlegen in das Infusionswerkzeug nicht verändern können. Hierdurch wird in besonders vorteilhafter Weise die Handhabung des Preforms beim Transportieren und Einlegen in das Infusionswerkzeug erleichtert, weil das mindestens eine Textil bzw. das Preform auf dem Träger gegen eine Änderung seiner Form geschützt ist und somit die Notwendigkeit einer Nachjustierung des mindestens einen Textils bzw. des Preforms in dem Injektionswerkzeug vermieden werden kann. This has the advantage, inter alia, that the shape and the shape of the at least one textile or of the preform can not change during transport to the infusion tool and during subsequent insertion into the infusion tool. In this way, the handling of the preform when transporting and inserting into the infusion tool is facilitated in a particularly advantageous manner, because the at least one textile or the preform is protected on the carrier against a change in its shape and thus the need for readjustment of at least one textile or of the preform can be avoided in the injection tool.

Nach dem Einlegen des Trägers mit dem mindestens einen Textil bzw. dem Preform in das Infusionswerkzeug gemäß Schritt d) wird das mindestens eine Textil bzw. Preform von dem Träger gemäß Schritt e) gelöst. Anschließend wird der Träger gemäß Schritt f) aus dem Infusionswerkzeug entfernt und ein Matrixwerkstoff gemäß Schritt g) in das Infusionswerkzeug eingebracht. Als Matrixwerkstoff kann insbesondere ein Duromer, wie bspw. ein Kunstharz, ein Elastomer und/oder ein Thermoplast verwendet werden. Der Matrixwerkstoff umgibt mindestens teilweise das mindestens eine Textil bzw. Preform, und bildet nach seinem Aushärten mit dem mindestens einen Textil bzw. dem Preform den Faserverbundwerkstoff. Während Schritt g) wird insbesondere das sogenannte Resin Transfer Molding (RTM) Verfahren oder Resin Infusion (RI) Verfahren angewendet.After inserting the carrier with the at least one textile or the preform into the infusion tool according to step d), the at least one textile or preform is released from the carrier according to step e). Subsequently, the carrier is removed from the infusion tool according to step f) and a matrix material is introduced into the infusion tool in accordance with step g). As a matrix material, in particular a duromer, such as, for example, a synthetic resin, an elastomer and / or a thermoplastic can be used. The matrix material at least partially surrounds the at least one textile or preform, and forms the fiber composite material after it has hardened with the at least one textile or the preform. During step g), in particular the so-called resin transfer molding (RTM) method or resin infusion (RI) method is used.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn es sich bei dem Leichtschaum um ein (expandiertes) Polystyrol, ein Thermoplastschaum oder ein Polyurethanschaum handelt. Ein geeignetes expandiertes Polystyrol ist unter dem Handelsnamen Styropor^® erhältlich. Der Träger kann insbesondere aus Platten dieser Materialien hergestellt sein. Der Träger kann auch Mischungen der vorstehenden Materialien aufweisen.It is particularly advantageous if the lightweight foam is an (expanded) polystyrene, a thermoplastic foam or a polyurethane foam. A suitable expanded polystyrene is available under the trade name Styropor ^®. The carrier may in particular be made of plates of these materials. The carrier may also comprise mixtures of the above materials.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Textil während Schritt b) durch Nähen an dem Träger befestigt wird. Eine durch das Nähen entstandene Naht weist zwischen zwei Einstichpunkten in einer Längsrichtung der Naht eine Stichlänge von bevorzugt 2 mm [Millimeter] bis 20 mm, besonders bevorzugt 2 mm bis 5 mm und ganz besonders bevorzugt 2 bis 3 mm auf. Zudem weist die Naht eine Stichtiefe von einer Oberfläche des mindestens einen Textils in den Träger von bevorzugt 3 mm bis 50 mm und besonders bevorzugt 5 mm bis 25 mm auf.It is particularly advantageous if the at least one textile is fastened to the support during step b) by sewing. A seam formed by sewing has a stitch length of preferably 2 mm [millimeters] to 20 mm, particularly preferably 2 mm to 5 mm and very particularly preferably 2 to 3 mm between two insertion points in a longitudinal direction of the seam. In addition, the seam has a stitching depth from a surface of the at least one textile into the carrier of preferably 3 mm to 50 mm and particularly preferably 5 mm to 25 mm.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn während Schritt b) eine Tuftingtechnik angewendet wird. Bei der Tuftingtechnik handelt es sich um ein spezielles, einem Fachmann an sich bekanntes, Nähverfahren, das sich hier für das Fixieren des mindestens einen Textils an dem Träger als besonders geeignet herausgestellt hat. It is likewise advantageous if a tufting technique is used during step b). The tufting technique is a special sewing method known per se to a person skilled in the art, which has been found to be particularly suitable for fixing the at least one textile to the carrier.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zwischen Schritt b) und Schritt c) eine Mehrzahl der Textilien miteinander verbunden wird. Unter „verbinden“ wird hier insbesondere ein kraftschlüssiges Fügen einer Mehrzahl von Lagen der Textilien, umfassend das Nähen, Kleben und/oder Heften, verstanden. Dies bedeutet insbesondere, dass zwischen Schritt b) und Schritt c) ein weiterer (zweiter) Schritt zur Verbindung der Mehrzahl von Textilien erfolgt. Hierbei wird die Mehrzahl von Textilien untereinander verbunden, während sich die Textilien auf dem Träger befinden. Hierdurch wird insbesondere der Vorteil erzielt, dass bei der Herstellung von (dreidimensionalen) Preforms die Mehrzahl von Textilien bzw. das Nähgut oder das Preform nach dem Nähen bis zur Infusion, das heißt bis zum Einbringen des Matrixwerkstoffs in das Infusionswerkzeug gemäß Schritt g), maßhaltig bleibt.Furthermore, it is advantageous if between step b) and step c) a plurality of textiles is connected to each other. By "connect" is meant in particular a non-positive joining of a plurality of layers of textiles, including sewing, gluing and / or stapling understood. This means, in particular, that between step b) and step c) a further (second) step takes place for connecting the plurality of textiles. Here, the majority of textiles are interconnected while the textiles are on the support. In this way, in particular, the advantage is achieved that in the production of (three-dimensional) preforms the majority of textiles or the fabric or the preform after sewing to infusion, that is, until the introduction of the matrix material in the infusion tool according to step g), dimensionally stable remains.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Textil auf dem Träger zugeschnitten wird. Hierdurch kann bereits auf dem Träger die Form des mindestens einen Textils an eine gewünschte Form des herzustellenden Faserverbundwerkstoffs weiter angepasst und/oder gegebenenfalls vorhandene Überstände des mindestens einen Textils entfernt werden. Furthermore, it is advantageous if the at least one textile is cut to size on the carrier. As a result, the shape of the at least one textile can be further adapted to a desired shape of the fiber composite material to be produced already on the support and / or any protrusions of the at least one textile may be removed.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Textil auf dem Träger mittels Ultraschallschneidtechnik zugeschnitten wird. Der Einsatz der Ultraschallschneidtechnik ermöglicht es, ohne Einschränkungen das mindestens eine Textil zu beschneiden, wobei gleichzeitig der Träger durch den Schneidvorgang nicht beschädigt wird. Somit kann der Träger in vorteilhafter Weise wiederverwendet werden. In addition, it is advantageous if the at least one textile on the carrier by means of Ultrasonic cutting technology is tailored. The use of the ultrasonic cutting technique makes it possible to trim the at least one textile without restrictions, at the same time the carrier is not damaged by the cutting process. Thus, the carrier can be reused in an advantageous manner.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn während Schritt e) das Lösen durch Entfernen einer Naht erfolgt. Hierbei kann die Naht insbesondere durch einfaches Herausziehen des Fadens entfernt werden. Insbesondere kann die Naht auch zwischen dem mindestens einen Textil bzw. Preform und dem Infusionswerkzeug abgezogen werden. Dies ist auch dann möglich, wenn das mindestens eine Textil bzw. Preform bereits auf dem Infusionswerkzeug liegt.It is likewise advantageous if, during step e), the release takes place by removing a seam. In this case, the seam can be removed in particular by simply pulling out the thread. In particular, the seam can also be removed between the at least one textile or preform and the infusion tool. This is also possible if the at least one textile or preform is already on the infusion tool.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Träger auf einer dem mindestens einen Textil gegenüberliegenden Seite eine Kavität aufweist und wobei das Entfernen der Naht über die Kavität erfolgt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass der Faden der Naht von einer rückwärtigen Seite des Trägers durch die Kavität herausgezogen werden kann, wobei gleichzeitig das mindestens eine Textil durch den Träger in dem Infusionswerkzeug fixiert wird. Hierzu ist insbesondere eine Tiefe der Kavität so ausgestaltet, dass die Kavität eine Schlaufe des Fadens der Naht erreicht. It is particularly advantageous if the carrier has a cavity on a side opposite the at least one textile, and wherein the removal of the seam takes place via the cavity. This has the particular advantage that the thread of the seam can be pulled out of a rear side of the carrier through the cavity, wherein at the same time the at least one textile is fixed by the carrier in the infusion tool. For this purpose, in particular a depth of the cavity is designed such that the cavity reaches a loop of the thread of the seam.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn nach Schritt b) der Träger mit dem mindestens einen Textil verpackt wird. Hierdurch kann der Träger mit dem mindestens einen Textil vor äußeren Einflüssen geschützt und/oder konserviert werden. Weiterhin ermöglicht dieses eine sichere Lagerung des Trägers mit dem mindestens einem Textil bzw. Preform, so dass sich die nachfolgenden Schritte zeitlich nicht unmittelbar anschließen müssen.It is also advantageous if after step b) the carrier is packed with the at least one textile. As a result, the carrier with the at least one textile can be protected from external influences and / or preserved. Furthermore, this allows a safe storage of the carrier with the at least one textile or preform, so that the subsequent steps do not have to connect directly in time.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn zwischen Schritt b) und Schritt d) eine Zwischenlagerung des Trägers mit dem mindestens einen Textil erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass die hergestellten Preforms nicht unmittelbar nach ihrer Herstellung weiterverarbeitet werden müssen.In addition, it is advantageous if intermediate storage of the carrier with the at least one textile takes place between step b) and step d). This has the advantage that the preforms produced need not be further processed immediately after their production.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn während Schritt f) der Träger gegen ein Formwerkzeug getauscht wird. Das Formwerkzeug fixiert insbesondere das mindestens eine Textil bzw. Preform in dem Infusionswerkzeug. It is also advantageous if, during step f), the carrier is exchanged for a forming tool. The molding tool fixes in particular the at least one textile or preform in the infusion tool.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Elemente in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch: The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. It should be noted that the figures show a particularly preferred embodiment of the invention, but this is not limited thereto. In this case, the same elements in the figures are provided with the same reference numerals. They show schematically:

1: eine Darstellung des Verfahrens zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs; 1 : a representation of the method for producing a fiber composite material;

2: eine Darstellung einer Fixierung mindestens eines Textils an einem Träger; und 2 a representation of a fixation of at least one textile to a carrier; and

3: eine Detailansicht des in der 2 gezeigten Trägers. 3 : a detailed view of the in the 2 shown carrier.

Die 1 zeigt von links nach rechts einzelne Schritte des Verfahrens zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs. Gezeigt wird insbesondere ein linker Kasten 13, der einen Preformingprozess entsprechend der Schritte a) und b) symbolisiert, ein rechter Kasten 15, der einen Infusionsprozess entsprechend der Schritte d) bis g) symbolisiert, und ein dazwischen liegender mittlerer Kasten 14, der einen Handhabungsprozess entsprechend dem Schritt c) symbolisiert. Auf der linken Seite des linken Kastens 13 wird zunächst gemäß Schritt a) die Bereitstellung eines Trägers 1 gezeigt, der zumindest teilweise aus einem Leichtschaum besteht. Auf der rechten Seite des linken Kastens 13 ist zu erkennen, dass das mindestens eine Textil 2 auf dem Träger 1 eine äußere Kontur des Trägers 1 annimmt. Das mindestens eine Textil 2 wird auf dem Träger 1 gemäß Schritt b) fixiert, so dass ein Preform entsteht. Die Fixierung bewirkt, dass der Träger 1 mit dem mindestens einen Textil 2 bzw. Preform entsprechend Schritt c) transportiert werden kann, ohne dass sich eine Form des mindestens einen Textils 2 verändert. Der Schritt c) wird durch den mittleren Kasten 14 symbolisiert. Im rechten Kasten 15 wird der Träger 1 mit dem mindestens einen Textil 2 bzw. Preform entsprechend Schritt d) in ein Infusionswerkzeug 3 eingelegt, anschließend das Textil 2 entsprechend Schritt e) von dem Träger 1 gelöst und der Träger 1 entsprechend Schritt f) aus dem Infusionswerkzeug 3 entfernt. Anschließend wird ein Matrixwerkstoff 4 entsprechend Schritt g) in das Infusionswerkzeug 3 eingebracht und ausgehärtet, wobei entweder ein Resin Transfer Molding (RTM) Verfahren oder ein Resin Infusion (RI) Verfahren angewendet wird. The 1 shows from left to right individual steps of the method for producing a fiber composite material. In particular, a left box is shown 13 , which symbolizes a preforming process according to steps a) and b), a right box 15 symbolizing an infusion process according to steps d) to g) and an intermediate middle box therebetween 14 symbolizing a handling process corresponding to step c). On the left side of the left box 13 First, according to step a), the provision of a carrier 1 shown, which consists at least partially of a lightweight foam. On the right side of the left box 13 It can be seen that this is at least one textile 2 on the carrier 1 an outer contour of the carrier 1 accepts. The at least one textile 2 gets on the carrier 1 fixed according to step b), so that a preform is formed. The fixation causes the wearer 1 with the at least one textile 2 or preform according to step c) can be transported without a shape of the at least one textile 2 changed. Step c) is through the middle box 14 symbolizes. In the right box 15 becomes the carrier 1 with the at least one textile 2 or preform corresponding to step d) in an infusion tool 3 inserted, then the textile 2 according to step e) of the carrier 1 solved and the carrier 1 according to step f) from the infusion tool 3 away. Subsequently, a matrix material 4 according to step g) in the infusion tool 3 and cured using either a Resin Transfer Molding (RTM) process or a Resin Infusion (RI) process.

Die 2 zeigt eine Detailansicht des Trägers 1, nachdem auf diesem in Schritt b) das mindestens eine Textil 2 durch eine Tuftingtechnik fixiert wurde. Das Tuften erfolgt mittels eines Stickkopfs 10, der nach Art eines Tuftingkopfs ausgebildet ist. Bei dem Tuften wird das mindestens eine Textil 2 auf dem Träger 1 mit einem Faden 9 befestigt. Hierdurch wird eine Naht 5 mit einer Stichlänge 11 in Stickrichtung und einer Stichtiefe 12 gebildet. The 2 shows a detailed view of the carrier 1 after having on this in step b) the at least one textile 2 was fixed by a tufting technique. The tufting is done by means of an embroidery head 10 , which is designed in the manner of a tufting head. In the tufting is the at least one textile 2 on the carrier 1 with a thread 9 attached. This will be a seam 5 with a stitch length 11 in embroidery direction and a stitching depth 12 educated.

Die 3 zeigt eine Detailansicht des Trägers 1, nachdem der Träger 1 mit dem mindestens einem Textil 2 gemäß Schritt d) in das Infusionswerkzeug 3 eingelegt wurde. Der Träger 1 weist auf der dem mindestens einen Textil 2 gegenüberliegenden Seite 6 eine Kavität 7 auf, durch die der Faden 9 zum Lösen des Textils 2 von dem Träger 1 gezogen werden kann. The 3 shows a detailed view of the carrier 1 after the carrier 1 with the at least one textile 2 according to step d) in the infusion tool 3 was inserted. The carrier 1 points to the at least one textile 2 opposite side 6 a cavity 7 on, through which the thread 9 for loosening the textile 2 from the carrier 1 can be pulled.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere durch eine reduzierte Anzahl von Prozessschritten zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs und eine verbesserte Handhabung von Preforms zwischen einem Preforming- und Infusionsprozess aus. The inventive method is characterized in particular by a reduced number of process steps for the production of a fiber composite material and improved handling of preforms between a preforming and infusion process.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Träger carrier
22: Textil Textile
33: Infusionswerkzeug infusion tool
44: Matrixwerkstoff Matrix material
55: Naht seam
66: Seite page
77: Kavität cavity
88th: Formwerkzeug mold
99: Faden thread
1010: Stickkopf Stick head
1111: Stichlänge stitch length
1212: Stichtiefe depth
1313: Linker Kasten Left box
1414: Mittlerer Kasten Middle box
1515: Rechter Kasten Right box

Claims

Process for the production of a fiber composite material, comprising at least the following steps: a) providing a carrier consisting at least partially of a light foam ( 1 ); b) fixing at least one textile ( 2 ) on the carrier ( 1 ); c) transporting the carrier ( 1 ) with the at least one textile ( 2 ) to an infusion tool ( 3 ); d) Loading the carrier ( 1 ) with the at least one textile ( 2 ) into the infusion tool ( 3 ); e) releasing the at least one textile ( 2 ) of the carrier ( 1 ); f) removing the carrier ( 1 ) from the infusion tool ( 3 ); and g) introducing a matrix material ( 4 ) into the infusion tool ( 3 ).

Method according to claim 1, wherein the lightweight foam is polystyrene, thermoplastic foam or polyurethane foam.

Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one textile ( 2 ) during step b) by sewing on the carrier ( 1 ) is attached.

Method according to one of the preceding claims, wherein a tufting technique is used during step b).

Method according to one of the preceding claims, wherein between step b) and step c) a plurality of the textiles ( 2 ) is connected to each other.

Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one textile ( 2 ) on the support ( 1 ) is cut.

Method according to claim 6, wherein the at least one textile ( 2 ) on the support ( 1 ) is cut by means of ultrasonic cutting technology.

Method according to one of the preceding claims, wherein during step e) the detachment by removing a seam ( 5 ) he follows.

Method according to claim 8, wherein the carrier ( 1 ) on at least one textile ( 2 ) opposite side ( 6 ) a cavity ( 7 ) and wherein the removal of the seam ( 5 ) over the cavity ( 7 ) he follows.

Method according to one of the preceding claims, wherein after step b) the carrier ( 1 ) with the at least one textile ( 2 ) is packed.

Method according to one of the preceding claims, wherein between step b) and step d) an intermediate storage of the carrier ( 1 ) with the at least one textile ( 2 ) he follows.

Method according to one of the preceding claims, wherein during step f) the carrier ( 1 ) against a mold ( 8th ) is exchanged.