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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffbauteils, welches bspw. aus einem Faserverbund hergestellt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Aufheizwerkzeug zum Herstellen eines derartigen Kunststoffbauteils.
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Ein derartiges Verfahren ist bereits der
DE 10 2011 009 148 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei dem dortigen Verfahren wird ein Hybridvlies in ein zwei Werkzeughälften aufweisendes Spritzgießwerkzeug eingelegt. Das Hybridvlies bildet dabei ein Bauteilhalbzeug, aus welchem ein Verkleidungsteil gebildet wird. Um das Verkleidungsteil aus dem Hybridvlies zu bilden, werden die beiden Werkzeughälften des Spritzgießwerkzeugs aufeinander zu bewegt und ein Pressendruck zur Konsolidierung des Hybridvlieses mittels der beiden Werkzeughälften auf das Hybridvlies ausgeübt. Gleichzeitig findet eine Abkühlung des Hybridvlieses statt. Durch ein daran anschließendes Anbringen einer Versteifungsstruktur wird aus dem zuvor erwärmten und gepressten Hybridvlies das Verkleidungsteil gebildet. Als Ausführungsvariante ist ein Beschnitt des Verkleidungsteils im Werkzeug z. B. durch Stanzen oder Pinchen, insbesondere bei hohen Stückzahlen erstrebenswert. Durch den Beschnitt des Verkleidungsteils wird überschüssiges Material, welches durch die Bearbeitung mittels des Spritzgießwerkzeugs anfällt, von dem Verkleidungsteil entfernt, wodurch dieses ohne besondere Nachbearbeitung und dementsprechend als fertiges Verkleidungsteil aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Aufheizwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen ein Kunststoffbauteil auf verbesserte Art und Weise hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Aufheizwerkzeug gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine Herstellung des Kunststoffbauteils auf verbesserte Art und Weise zu ermöglichen, nutzt das Verfahren eine Vorgehensweise, bei welcher zunächst ein Konfektionieren wenigstens eines Halbzeugeinzelteils von einem Bauteilhalbzeug erfolgt. In einem weiteren Schritt wird das Halbzeugeinzelteil in eine erste Werkzeughälfte eines Aufheizwerkzeugs eingelegt. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Beaufschlagen des Halbzeugeinzelteils mit Wärme und ein Pressen des Halbzeugeinzelteils im Aufheizwerkzeug durch eine Relativbewegung zwischen der ersten Werkzeughälfte und einer zweiten Werkzeughälfte entlang einer Anpressrichtung. In einem weiteren Schritt werden jeweilige Randbereiche des Halbzeugeinzelteils durch Anlegen der Randbereiche an wenigstens eine Tauchkante des Aufheizwerkzeugs beim Pressen des Halbzeugeinzelteils unter Herstellung des Kunststoffbauteils geglättet.
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Beim Konfektionieren wird z. B. von dem zu einer Rolle aufgerollten Bauteilhalbzeug das Halbzeugeinzelteil in einer gewünschten passgenauen Länge abgeschnitten und in die erste Werkzeughälfte des Aufheizwerkzeugs eingelegt. Mittels des Aufheizwerkzeugs wird das konfektionierte Halbzeugeinzelteil erwärmt und durch die Relativbewegung zwischen der ersten Werkzeughälfte und der zweiten Werkzeughälfte verformt, indem das Halbzeugeinzelteil zwischen der ersten Werkzeughälfte und der zweiten Werkzeughälfte eingepresst wird und entsprechend einer durch die erste Werkzeughälfte und die zweite Werkzeughälfte gebildeten Form deformiert wird. Mittels der wenigstens einen Tauchkante wird ein seitliches Herausdrücken des zusammengepressten Halbzeugeinzelteils aus der Form wirksam unterbunden, wobei gleichzeitig etwaige überstehende Fasern, welche beim Konfektionieren des Halbzeugeinzelteils entstanden sind mittels der wenigstens einen Tauchkante geglättet werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist dementsprechend nur ein einmaliges Beschneiden erforderlich, welches lediglich beim Konfektionieren des Halbzeugeinzelteils anzuwenden ist. Die üblicherweise durch das Konfektionieren, also längengemäßen Abschneiden des Halbzeugeinzelteils von dem Bauteilhalbzeug entstehenden Fasern bzw. Überstände an den Randbereichen des Halbzeugeinzelteils, werden also mit anderen Worten beim Pressen des Halbzeugeinzelteils in Richtung der wenigstens einen Tauchkante gedrückt und, sobald die jeweiligen Randbereiche des Halbzeugeinzelteils an der Tauchkante zur Anlage gebracht werden, mit dem Halbzeugeinzelteil verbunden. Mit anderen Worten weist zwar das Halbzeugeinzelteil nach dem Konfektionieren unerwünschte überstehende Bereiche, z. B. überstehende Fasern auf, jedoch werden diese überstehenden Bereiche beim Erwärmen und Pressen des Halbzeugeinzelteils mittels der wenigstens einen Tauchkante an das Halbzeugeinzelteil angelegt, sodass dementsprechend ein erneutes Entfernen der überstehenden Bereiche überflüssig wird und somit durch das Erwärmen, Pressen und Anlegen an die Tauchkante des Aufheizwerkzeugs bereits das fertige Kunststoffbauteil mit besonders glatten Randbereichen gefertigt werden kann, ohne dass an diesem – im Gegensatz zum Stand der Technik – weitere Zuschnitte bzw. Kantenglättungen erforderlich werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen.
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Diese zeigen in:
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1a eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes, bei welchem ein Halbzeugeinzelteil mit einer ersten Werkzeughälfte eines Aufheizwerkzeugs in Anlage gebracht wurde;
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1b eine weitere schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes, bei welchem das Halbzeugeinzelteil im Aufheizwerkzeug mit Wärme beaufschlagt, durch eine Relativbewegung zwischen der ersten Werkzeughälfte und einer zweiten Werkzeughälfte des Aufheizwerkzeugs zusammengepresst und aus dem Halbzeugeinzelteil ein Kunststoffbauteil gebildet wird;
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1c eine weitere schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes, in welchem das aus dem Halbzeugeinzelteil hergestellte Kunststoffbauteil von einer der Werkzeughälften abgelöst wird;
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1d eine weitere schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes, in welchem ein Ablösen des Kunststoffbauteils von einer der Werkzeughälften erfolgt und das Kunststoffbauteil in eine Kavität eines Spritzgusswerkzeugs eingelegt wird;
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2a eine schematische Schnittansicht des mittels jeweiliger Bauteilversteifungen verstärkten Kunststoffbauteils;
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2b eine schematische Schnittansicht des Kunststoffbauteils, welches vorliegend mittels jeweiliger Zusatzlagen verstärkt ist;
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3a eine schematische Schnittansicht des Kunststoffbauteils, in welchem die Bauteilversteifungen integriert sind;
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3b eine schematische Schnittansicht des Kunststoffbauteils, in welchem die Zusatzlagen integriert sind;
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3c eine schematische Schnittansicht des Kunststoffbauteils, welches vorliegend gewölbt ist und bei welchem die Zusatzlagen zur Versteifung des Kunststoffbauteils integriert sind;
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3d eine schematische Schnittansicht des mittels der integrierten Zusatzlagen versteiften Kunststoffbauteils, an welchem zusätzlich zur Verstärkung die Bauteilversteifungen fixiert sind; und in
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4 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes, bei welchem mittels einer Stanzpresse das Halbzeugeinzelteil von einem Bauteilhalbzeug konfektioniert wird.
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1a bis 1d zeigen jeweils einzelne Verfahrensschritte zum Herstellen eines Kunststoffbauteils 10 aus einem Halbzeugeinzelteil 22, welches von einem Bauteilhalbzeug 20 konfektioniert wurde.
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Das Bauteilhalbzeug 20 ist in 1a bis 1d nicht dargestellt und wird anhand von 4 beschrieben.
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Bei der Herstellung des Kunststoffbauteils 10 wird nun zunächst, wie anhand von 1a erkennbar, das Halbzeugeinzelteil 22 in eine erste Werkzeughälfte 42 eines Aufheizwerkzeugs 40 eingelegt. Das Aufheizwerkzeug 40 weist vorliegend eine an der ersten Werkzeughälfte 42 angeordnete, umlaufende Tauchkante 46 auf. Die Tauchkante 46 bildet also mit anderen Worten ein geschlossenes Profil, z. B. eine rahmenartige und somit rechteckige Kontur, oder – je nachdem welche Kontur das Halbzeugeinzelteil 22 aufweist – alternativ dazu eine gerundete Kontur, welche beim Anlegen jeweiliger Randbereiche 24 des Halbzeugeinzelteils 22 für dieses formgebend ist und dementsprechend eine Begrenzung der Ausdehnung der Randbereiche 24 beim Einpressen mittels des Aufheizwerkzeugs 40 darstellt.
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Dies ist besonders deutlich anhand von 1b, einer weiteren schematischen Darstellung eines Verfahrensschrittes, erkennbar, bei welchem ein Beaufschlagen des Halbzeugeinzelteils 22 mit Wärme und Pressen des Halbzeugeinzelteils 22 im Aufheizwerkzeug 40 durch eine Relativbewegung zwischen der ersten Werkzeughälfte 42 und einer zweiten Werkzeughälfte 44 entlang einer Anpressrichtung 60 erfolgt. Die erste Werkzeughälfte 42, die zweite Werkzeughälfte 44 sowie die Tauchkante 46 bilden beim Einklemmen des Halbzeugeinzelteils 22 zwischen der ersten Werkzeughälfte 42 und der zweiten Werkzeughälfte 44 eine Form 52, welche die Verformung des Halbzeugeinzelteils 22 und dementsprechend dessen Umformung zu dem Kunststoffbauteil 10 begrenzt. Die Form 52 setzt sich also aus einer Oberflächenkontur 58 der ersten Werkzeughälfte 42, aus einer Oberflächenkontur 59 der zweiten Werkzeughälfte 44 sowie einer Tauchkantenwand 56 der umlaufenden Tauchkante 46 zusammen. Die Tauchkantenwand 56 entspricht einer dem Halbzeugeinzelteil 22 zugewandten Wand der Tauchkante 46 und bildet zusammen mit der Oberflächenkontur 58 einen Muldenbereich 54 (siehe 1a), in welchen das Halbzeugeinzelteil 22 vor dem Pressen und Beaufschlagen mit Wärme eingelegt wurde. Wie 1b zeigt, wird durch die Tauchkante 46 eine zu der Anpressrichtung 60 im Wesentlichen senkrechte Verformungsbewegung 26 des Halbzeugeinzelteils 22 begrenzt. Mit anderen Worten wird also mittels der Tauchkante 46 ein seitliches Herauspressen des Halbzeugeinzelteils 22 aus dem Aufheizwerkzeug 40 beim Pressen (bei gleichzeitiger Wärmebeaufschlagung) verhindert.
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Wie bereits erwähnt, kommt es beim Konfektionieren des Halbzeugeinzelteils 22 von dem Bauteilhalbzeug 20 zur Bildung unerwünschter Fasern bzw. Ausfransungen oder Unebenheiten an den Randbereichen 24 des Halbzeugeinzelteils 22. Aufgrund der Verformung des Halbzeugeinzelteils 22 beim Pressen werden die Randbereiche 24 entlang der Verformungsbewegung 26 und somit in Richtung der Tauchkantenwand 56 bewegt und dort angepresst. Durch dieses Anpressen der Randbereiche 24 an der umlaufenden Tauchkante 46 werden etwaige, von den Randbereichen 24 abstehende Fasern oder Überstände an das Halbzeugeinzelteil 22 angelegt und dadurch die Randbereiche 24 geglättet, wodurch in Folge des Beaufschlagens des Halbzeugeinzelteils 22 mit Wärme bei gleichzeitigem Pressen bereits das fertige Kunststoffbauteil 10 (mit geglätteten Randbereichen 24) hergestellt wird. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist somit nach der Umformung des Halbzeugeinzelteils 22 zu dem Kunststoffbauteil 10 mittels des Aufheizwerkzeugs 40 kein weiteres Zuschneiden der Randbereiche 24 (zum Entfernen überstehender Fasern) mehr erforderlich, da die Randbereiche 24 bereits durch deren Anlage bzw. deren Anpressen an die Tauchkante 46 geglättet wurden. Wie ebenfalls in 1b gezeigt, kann das Halbzeugeinzelteil 22 beim Pressen unter Ausbildung von Bereichen mit unterschiedlichen Bauteildicken d, D, zu dem Kunststoffbauteil 10 verformt werden.
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1c und 1d zeigen jeweils einen weiteren Verfahrensschritt im Rahmen einer schematischen Darstellung, wobei in 1c erkennbar ist, dass das Kunststoffbauteil 10 nach dessen Herstellung durch einen Auswerfer 48 des Aufheizwerkzeugs 40 von der zweiten Werkzeughälfte 44 gelöst wird. Im in 1c gezeigten Fall weist die zweite Werkzeughälfte 44 den im vorliegenden Fall jeweilige ausfahrbare Stangen umfassenden Auswerfer 48 auf. Die Stangen des Auswerfers 48 sind dementsprechend in der zweiten Werkzeughälfte 44 integriert, und werden ausgefahren, um das nach dem Erwärmen und Pressen an der zweiten Werkzeughälfte 44 anheftende Kunststoffbauteil 10 von der zweiten Werkzeughälfte 44 zu trennen. Im Gegensatz dazu zeigt 1d, dass auch die erste Werkzeughälfte 42 diesen Auswerfer 48 aufweisen kann, um auch ein Lösen des Kunststoffbauteils 10 von der ersten Werkzeughälfte 42 zu erreichen. In dem in 1d schematisch gezeigten Verfahrensschritt wird nicht nur das Kunststoffbauteil 10 durch den Auswerfer 48 von der ersten Werkzeughälfte 42 gelöst, sondern auch das Kunststoffbauteil 10 in eine nicht näher gekennzeichnete Kavität eines Spritzgusswerkzeugs 50 eingelegt. Mittels des Spritzgusswerkzeugs 50 können Aufdickungen am Rand des Kunststoffbauteils 10, bzw. an einer von den Rändern des Kunststoffbauteils 10 beabstandeten Stelle des Kunststoffbauteils 10 auf diesem aufgebracht werden. Dies ist beispielhaft anhand der schematischen Schnittdarstellungen in 2a und 2b zu erkennen.
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Die eben genannten Aufdickungen sind im in 2a gezeigten Ausführungsbeispiel als Bauteilversteifungen 12 und somit z. B. als Rippen bzw. Versteifungsstege ausgebildet, um dem im Ausführungsbeispiel von 2a vorliegenden flächig ausgebildeten und dementsprechend keine Rundungen aufweisenden Kunststoffbauteil 10 eine erhöhte Steifigkeit zu verleihen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine Aufdickung auch an von den Rändern beabstandeten Zonen des Kunststoffbauteils 10 und somit bspw. durch jeweilige Zusatzlagen 28, wie in 2b gezeigt, erfolgen. Dementsprechend kann auch z. B. mittels des Aufheizwerkzeugs 40 ein zunächst homogen gleich dickes Kunststoffbauteil 10 erzeugt werden, welches z. B. durch Bepudern des Halbzeugeinzelteils 22 mit Thermoplasten und zusätzlich oder alternativ durch Aufbringen der Zusatzlagen 28 die Bauteildicken d, D aufweist. Somit kann das Halbzeugeinzelteil 22 zunächst überall die gleiche Wandstärke aufweisen und die Bauteildicken d, D durch das Bepudern des Halbzeugeinzelteils 22 mit den Thermoplasten und zusätzlich oder alternativ durch das Aufbringen der Zusatzlagen 28, welche bspw. aus Thermoplastfolien, Vliesen oder ähnlichen geeigneten Materialien bestehen, ausgebildet werden. Das bepuderte bzw. mit Thermoplasten und zusätzlich oder alternativ mit Zusatzlagen 28 verstärkte Halbzeugeinzelteil 22 kann dann wie in 1a gezeigt in den Muldenbereich 54 eingelegt werden und zu dem Kunststoffbauteil 10 (siehe 1b) umgeformt werden. Es ist klar, dass jedoch alternativ dazu, wie in 2a und 2b gezeigt, auch zunächst das Kunststoffbauteil 10 aus dem Halbzeugeinzelteil 22 hergestellt werden kann und nach der Herstellung des Kunststoffbauteils 10 durch das Aufheizwerkzeug 40 die Bauteilversteifungen 12 bzw. die Zusatzlagen 28 durch das Spritzgusswerkzeug 50 an dem Kunststoffbauteil 10 fixiert werden können.
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Die schematischen Schnittansichten in 3a bis 3c zeigen jeweils die Kunststoffbauteile 10, welche in den vorliegenden Fällen aus durch Faserblasen hergestellten Bauteilhalbzeugen 20 und dementsprechend auch durch Faserblasen hergestellten Halbzeugeinzelteilen 22 gebildet sind.
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Bei der Faserblasmethode werden Fasern unter Temperatureinbringung in eine Kavität eingeblasen und anschließend mittels Heizpressen zu einem Halbzeug verpresst. Dadurch können endkonturnahe, und vorgeformte Halbzeuge unter besonders geringem Materialeinsatz und unter der Möglichkeit einer Dichtevariation innerhalb des Bauteils bzw. Halbzeugs ermöglicht werden, und Verdickungen, z. B. durch die Bauteilversteifungen 12 und zusätzlich oder alternativ die Zusatzlagen 28 direkt beim Faserblasprozess vorgesehen werden. Die mittels der Faserblastechnologie hergestellten Bauteilhalbzeuge 20 bzw. die Halbzeugeinzelteile 22 sind somit einteilig mit den integrierten Bauteilversteifungen 12 bzw. Zusatzlagen 28 ausgebildet, sodass diese nicht nachträglich an dem Halbzeugeinzelteil 22 bzw. an dem Kunststoffbauteil 10 angebracht werden müssen. Es ist jedoch klar, dass wie in 3d gezeigt, auch eine Kombination möglich ist, bei welcher das fertige Kunststoffbauteil 10 z. B. eine integrierte Wölbung durch Zusatzlagen 28 aufweist, und zusätzlich durch die Bauteilversteifungen 12 an den Randbereichen des Kunststoffbauteils 10 verstärkt wird.
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4 zeigt in einer schematischen Darstellung das Konfektionieren des Halbzeugeinzelteils 22 von dem Bauteilhalbzeug 20. Das Bauteilhalbzeug 20, welches vorliegend von einer Halbzeugrolle 72 abgerollt wird, wird zu einer Stanzpresse 70 geführt und dabei das Halbzeugeinzelteil 22 von der Endlosware des Bauteilhalbzeugs 20 getrennt. Bei dem die Halbzeugrolle 72 bildenden Bauteilhalbzeug 20 kann es sich z. B. um konsolidierte oder teilkonsolidierte Flächengebilde aus Fasermaterial handeln. Durch das Konfektionieren, also das Abschneiden entsprechend einer gewünschten Länge der Halbzeugeinzelteile 22 von dem Bauteilhalbzeug 20 weisen die Randbereiche 24 der Halbzeugeinzelteile 22 überstehende Ränder bzw. herausragende Fasern und Überstände auf, welche durch das Aufheizwerkzeug 40 zum Herstellen des Kunststoffbauteils 10 wie bereits erwähnt geglättet werden.
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Durch die Verwendung des die beschriebene Tauchkante 46 aufweisenden Aufheizwerkzeugs 40 und die Durchführung des beschriebenen Verfahrens mittels des Aufheizwerkzeugs 40 ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile, welche im Folgenden zusammengefasst werden sollen:
Beim Stand der Technik werden textile Flächengebilde aus Hybridvliesen zuerst in einer flächigen Kavität erhitzt und anschließend in einem anderen Werkzeug verpresst und hinterspritzt. Das gepresste oder hinterspritzte Bauteil muss z. B. bei der Verwendung von Glasfasern (zur Vermeidung einer stumpfen Beschnittkante) nach dem Verarbeitungsprozess beschnitten werden.
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Durch das beschriebene Verfahren unter Verwendung des Aufheizwerkzeugs 40 wird im Gegensatz dazu eine Möglichkeit aufgezeigt, diesen zusätzlichen Beschnitt zu vermeiden. Des Weiteren wird eine Möglichkeit aufgezeigt, lokale Aufdickungen, wie die Bauteilversteifungen 12 oder die Zusatzlagen 28, zu ermöglichen. Diese Materialaufdickungen können zum einen zur Verbesserung der lokalen mechanischen Eigenschaften (z. B. Steifigkeit) eingesetzt werden und zum anderen zu einer präzisen, ausgeprägten und formschönen Bauteilkante beitragen.
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Das aus dem Stand der Technik bekannte Beschneiden des Bauteils nach dem Verarbeitungsprozess kann zu einem hohen Verschleiß der zum Beschneiden eingesetzten Werkzeugkanten, z. B. aufgrund von abrasiven Fasern, welche von den Rändern des Bauteils abstehen und abgetrennt werden müssen, führen.
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Ein weiterer Nachteil von aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist, dass zum Erwärmen und zum Konsolidieren des Halbzeugs (bestehend aus einem textilen Flächengebilde, z. B. einem Vliesstoff), das Halbzeug in einer planen Heizvorrichtung komprimiert werden muss. Hierbei werden auch eventuell vorher angebrachte lokale Verdickungen flach gepresst, wodurch keine lokalen Verdickungen im aufgeheizten Halbzeug realisierbar sind. Wird ein nicht der Bauteilkontur angepasstes textiles Flächengebilde (Halbzeug) in einem konventionellen Werkzeug erhitzt, so muss das Halbzeug nach der Weiterverarbeitung in einem Formwerkzeug beschnitten werden. Erst dann entsteht aus dem Halbzeug das Bauteil mit geglätteten Kanten. Dies führt zu einem zusätzlichen Kosten- und Zeitaufwand aufgrund des damit verbundenen, weiteren Bearbeitungsschrittes.
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Dem gegenüber stehen die Vorteile des beschriebenen Verfahrens unter Verwendung des beschriebenen Aufheizwerkzeugs 40. Das Halbzeugeinzelteil 22 kann in dem nicht planen (und dementsprechend die Oberflächenkonturen 58, 59 mit jeweilige Rundungen aufweisenden) Aufheizwerkzeug 40 mit den mindestens zwei Werkzeughälften 42, 44 komprimiert und erwärmt werden (siehe 1a und 1b). Hierbei erhält das Halbzeugeinzelteil 22 schon eine endkonturnahe Form. Die deutlich ausgeformte Tauchkante 46 des Aufheizwerkzeugs 40 dient als Einfüllhilfe. Beim Einlegen des in Form geschnittenen (konfektionierten) Halbzeugeinzelteils 22 ermöglicht die Tauchkante 46 eine präzise Befüllung der Werkzeugkavität, also des Muldenbereichs 54, da beim Werkzeugschließen (Relativbewegung entlang der Anpressrichtung 60) die von den Randbereichen 24 überstehenden Fasern in die Grundform gedrückt werden. Des Weiteren ermöglicht die Tauchkante 46 einen dichten Werkzeugverschluss, wodurch ein Materialaustrag der plastifizierten Matrix vermieden wird (siehe 1a). Die Faserüberstände, bzw. unsauberen Ränder der Randbereiche 24 werden somit an das Halbzeugeinzelteil 22 angelegt und dementsprechend geglättet.
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Nach dem Aufheizen und Pressen wird das Aufheizwerkzeug 40 geöffnet und dementsprechend die erste Werkzeughälfte 42 und die zweite Werkzeughälfte 44 entgegen der Anpressrichtung 60 auseinander bewegt. Das erwärmte Kunststoffbauteil 10 wird mittels der Auswerfer 48 von einer oder beiden Werkzeughälften 42, 44 getrennt (siehe 1c und 1d). Hierbei ist es zur Vermeidung der Werkzeuganhaftung möglich, Vliese oder andere textile Flächengebilde (als Decklage, aufgebaut) aus einem höher schmelzenden Fasermaterial einzusetzen. Das erwärmte und aufgeschmolzene Kunststoffbauteil 10 wird mittels der Auswerfer 48 von einer der Werkzeughälften 42, 44 getrennt und haftet jedoch weiterhin an der anderen Werkzeughälfte 42, 44, wodurch das Kunststoffbauteil 10 gehalten und stabilisiert wird. Dementsprechend kann z. B. das Kunststoffbauteil 10 weiterhin an der ersten Werkzeughälfte 42 haftend, z. B. roboterunterstützt zu dem Spritzgusswerkzeug 50 transportiert und dort weiter bearbeitet werden.
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Sobald das Kunststoffbauteil 10 im Spritzgusswerkzeug 50 (bzw. in der Kavität des Spritzgusswerkzeugs 50) für die Folgebearbeitung positioniert ist, wird es von den Auswerfern 48 von der ersten Werkzeughälfte 42 getrennt und an das Spritzgusswerkzeug übergeben (1d). Hierbei können z. B. Nadeln in dem Spritzgusswerkzeug 50 zur Sicherstellung einer verbesserten Aufnahme des Kunststoffbauteils 10 angebracht sein.
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Das Kunststoffbauteil 10 kann somit passgenau und flächig aus Thermoplasten und zusätzlich oder alternativ aus Verstärkungsmaterialien zur Verwendung in dem Spritzgusswerkzeug 50 hergestellt werden. Es können lokale Verstärkungen und Dickenvariationen (z. B. durch die Bauteilversteifungen 12 und zusätzlich oder alternativ durch die Zusatzlagen 28) am Kunststoffbauteil 10 realisiert werden, ohne dass diese beim Erwärmungsprozess komprimiert werden und dadurch ihre Form verlieren. Diese Versteifungen können unterschiedlichsten Zwecken dienen. Beispielhaft sind in 2a und 2b sowie in 3a bis 3d mögliche Variationen der Bauteildicke d, D dargestellt. In 2a und 3a ist die Aufdickung am Rand des Kunststoffbauteils 10 bzw. des Halbzeugeinzelteils 22 zur Versteifung des Randbereichs des Kunststoffbauteils 10 bzw. des Halbzeugeinzelteils 22 dargestellt.
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Mittels Faserblasmethode können z. B. auch gewölbte Bauteile (Kunststoffbauteile 10 bzw. Halbzeugeinzelteile 22) mit variablen Dicken ohne Verschnitt hergestellt werden (siehe 3c). Nach Anwenden der Faserblasmethode können zusätzliche lokale Verstärkungen durch das Bepudern mit Thermoplasten oder das Aufbringen zusätzlicher Lagen, bestehend aus Thermoplastfolien, Vliesen oder ähnlichem angebracht werden (siehe 3d). Es wird also eine Möglichkeit zum Erhitzen und zum Konsolidieren eines Halbzeugeinzelteils 22 (Faserhalbzeug), bestehend aus einem textilen Flächengebilde, z. B. einem Vliesstoff und lokalen Verdickungen, gezeigt, welche die lokalen Verdickungen beim Erhitzen nicht flach drückt, sodass diese auch nach dem Erhitzungsvorgang noch voluminös vorhanden sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011009148 A1 [0002]
