DE102014012971A1

DE102014012971A1 - Method and device for the production of insertable polymer molded parts

Info

Publication number: DE102014012971A1
Application number: DE102014012971.3A
Authority: DE
Inventors: David Bücheler
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2014-09-08
Filing date: 2014-09-08
Publication date: 2016-03-10

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem Einleger versehenen Polymer-Formteils vorgeschlagen, indem entweder einerseits der Einleger in den Formraum eines Formwerkzeugs überführt und in dem Formwerkzeug in der vorgesehenen Position fixiert wird, andererseits – ein plastifiziertes Matrixpolymer in das Formwerkzeug überführt und mit dem Einleger in Kontakt gebracht wird, wonach das Matrixpolymer erstarrt wird; oder – ein zu einem Matrixpolymer aushärtbares Harz in das Formwerkzeug überführt und mit dem Einleger in Kontakt gebracht wird, wonach das Harz zu dem Matrixpolymer ausgehärtet wird; oder ein mit einem Einleger versehenes Halbzeug in den Formraum eines Formwerkzeugs überführt und in der vorgesehenen Position fixiert wird, wobei – ein plastifizierbares Matrixpolymer des Halbzeugs plastifiziert und mit dem Einleger verpresst wird, wonach das Matrixpolymer erstarrt wird; oder – ein zu einem Matrixpolymer aushärtbares Harz des Halbzeugs unter Verpressen desselben mit dem Einleger ausgehärtet wird. Die Erfindung sieht vor, dass ein Einleger oder ein Halbzeug verwendet wird, welcher/welches zumindest teilweise aus ferro- oder paramagnetischen Materialien gebildet ist, wobei die Fixierung in dem Formraum des Formwerkzeugs durch Anlegen eines Magnetfeldes an das Formwerkzeug geschieht. Ferner wird eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens vorgeschlagen.It is proposed a method for producing a provided with a depositor polymer molding by either the one hand, the insert transferred into the mold space of a mold and fixed in the mold in the intended position, on the other hand - transferred a plasticized matrix polymer in the mold and with the Depositor is brought into contact, after which the matrix polymer is solidified; or - transferring a matrix polymer curable resin into the mold and contacting it with the insert, after which the resin is cured to the matrix polymer; or a semifinished product provided with a depositor is transferred into the molding space of a molding tool and fixed in the intended position, wherein - a plastifiable matrix polymer of the semifinished product is plasticized and pressed with the insert, after which the matrix polymer is solidified; or - hardening a matrix polymer curable resin of the semifinished product by pressing it with the inserter. The invention provides that an insert or a semi-finished product is used, which / which is at least partially formed of ferro- or paramagnetic materials, the fixation in the mold cavity of the mold is done by applying a magnetic field to the mold. Furthermore, an apparatus for carrying out such a method is proposed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit wenigstens einem Einleger versehenen Polymer-Formteils, indem

(a) einerseits der Einleger in den Formraum eines Formwerkzeugs überführt und in dem Formwerkzeug in der vorgesehenen Position fixiert wird, andererseits
– wenigstens ein plastifiziertes Matrixpolymer in das Formwerkzeug überführt und zumindest teilweise mit dem Einleger in Kontakt gebracht wird, wonach das Matrixpolymer erstarrt wird; oder
– wenigstens ein zu einem Matrixpolymer aushärtbares Harz in das Formwerkzeug überführt und zumindest teilweise mit dem Einleger in Kontakt gebracht wird, wonach das Harz zu dem Matrixpolymer ausgehärtet wird; oder
(b) wenigstens ein mit dem wenigstens einen Einleger versehenes Halbzeug in den Formraum eines Formwerkzeugs überführt und in der vorgesehenen Position fixiert wird, wobei
– wenigstens ein plastifizierbares Matrixpolymer des Halbzeugs plastifiziert und zumindest teilweise mit dem Einleger verpresst wird, wonach das Matrixpolymer erstarrt wird; oder
– wenigstens ein zu einem Matrixpolymer aushärtbares Harz des Halbzeugs unter zumindest teilweisem Verpressen desselben mit dem Einleger ausgehärtet wird.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingerichtete Vorrichtung zur Herstellung von mit wenigstens einem Einleger versehenen Polymer-Formteilen, mit wenigstens einem Formwerkzeug und einer dem Formwerkzeug zugeordneten Fixiereinrichtung, welche zur Fixierung des Einlegers und/oder eines mit einem solchen versehenen Halbzeugs in dem Formraum des Formwerkzeugs ausgebildet ist. Schließlich betrifft die Erfindung ein, insbesondere solchermaßen hergestelltes, Polymer-Formteil mit wenigstens einem Einleger.The invention relates to a method for producing a polymer molding provided with at least one insert by

(A) on the one hand, the insert transferred into the mold space of a mold and fixed in the mold in the intended position, on the other hand
- at least one plasticized matrix polymer is transferred into the mold and at least partially brought into contact with the insert, after which the matrix polymer is solidified; or
At least one matrix polymer curable resin is transferred into the mold and at least partially contacted with the insert, after which the resin is cured to the matrix polymer; or
(B) at least one provided with the at least one insert semifinished product transferred into the mold space of a mold and fixed in the intended position, wherein
- At least one plasticizable matrix polymer of the semifinished product is plasticized and at least partially pressed with the insert, after which the matrix polymer is solidified; or
- At least one to a matrix polymer curable resin of the semifinished product is cured at least partially pressing the same with the insert.

The invention further relates to an apparatus, especially for carrying out such a method, for the production of polymer moldings provided with at least one insert, with at least one mold and a fixing device associated with the mold, which fix the insert and / or one with such provided semifinished product is formed in the mold space of the mold. Finally, the invention relates to a, in particular thus produced, polymer molding with at least one insert.

Mit ”Einlegern” im Sinne der vorliegenden Offenbarung sind beliebige, nicht aus polymeren Kunststoffen gebildete Funktions- und/oder Verstärkungselemente angesprochen, welche in Polymer-Formteile Anwendung finden, um letzteren insbesondere verbesserte Werkstoffeigenschaften, wie beispielsweise eine erhöhte Steifigkeit, Festigkeit und dergleichen, und/oder bestimmte funktionale Eigenschaften zu verleihen, wie beispielsweise Leitfähigkeit, dekoratives Aussehen etc. Dabei kann es sich bei den Einlegern im Sinne der Erfindung vornehmlich um Verstärkungsfasern, insbesondere Lang- und Endlosfasern, handeln, welche in geeigneten Strukturen, z. B. in Form von Faserbündeln oder -lagen, vorliegen und in als solcher bekannter Weise mit einem plastifizierbaren, thermoplastischen oder thermoelastischen Polymer oder mit einem zu einem thermoplastischen bzw. thermoelastischen, elastomeren oder duroplastischen Polymer aushärtbaren Harz imprägniert sein können. Darüber hinaus kann es sich bei den Einlegern im Sinne der vorliegenden Erfindung um kompakte Verstärkungselemente, wie beispielsweise metallische Strukturen, Leiterbahnen, Dekorschichten und dergleichen handeln.For the purposes of the present disclosure, "inserts" are used to refer to any functional and / or reinforcing elements which are not made of polymeric plastics and are used in polymer molded parts, in particular for improved material properties, such as increased rigidity, strength and the like, and the latter / or to impart certain functional properties, such as conductivity, decorative appearance, etc. In the context of the invention, the inserts may primarily be reinforcing fibers, in particular long and continuous fibers, which are in suitable structures, for. B. in the form of fiber bundles or layers, and may be impregnated in such known manner with a plasticizable, thermoplastic or thermoelastic polymer or with a curable to a thermoplastic or thermoelastic, elastomeric or thermosetting polymer resin. Moreover, in the context of the present invention, the inserts can be compact reinforcing elements, such as, for example, metallic structures, conductor tracks, decorative layers and the like.

Mit derartigen Einlegern versehene Polymer-Formteile finden in Bauteilen verschiedenster Art vielfältige Anwendung, wobei ihnen insbesondere ihr verhältnismäßig geringes Gewicht sowie die Möglichkeit zugute kommt, durch entsprechende Form und Anordnung des Einlegern im dem Polymer-Formteil letzterem eine erhöhte Festigkeit und Steifigkeit in Richtung der einwirkenden Lasten zu verleihen. So können beispielsweise mit Einlegern in Form von Verstärkungsfasern versehenen Polymer-Formteilen, welche z. B. eine Mehrzahl an aufeinander aufgebrachten Verstärkungsfaserlagen und/oder Verstärkungsfaserbündel aufweisen, durch entsprechende Orientierung der Verstärkungsfaserstrukturen eine erhöhte Festigkeit und Steifigkeit in Richtung der einwirkenden Lasten verliehen werden. Mit solchen Einlegern – seien sie aus Verstärkungsfaserstrukturen oder seien sie aus mehr oder minder kompakten Strukturen gebildet – versehene Polymer-Formteile kommen beispielsweise in Form von Strukturbauteilen für die Fahrzeug-, Flugzeug- und Schiffsbauindustrie oder auch in Bauteilen für die Bauindustrie oder als Komponenten zur Energieerzeugung, wie beispielsweise Flügel für Windkraftanlagen, zum Einsatz.With such inserts provided polymer moldings are widely used in components of various kinds, with them in particular their relatively low weight and the opportunity benefits, by appropriate shape and arrangement of the inserts in the polymer molding the latter increased strength and rigidity in the direction of acting To lend loads. For example, provided with inserts in the form of reinforcing fibers polymer moldings, which z. B. have a plurality of mutually applied reinforcing fiber layers and / or reinforcing fiber bundles are given by appropriate orientation of the reinforcing fiber structures increased strength and rigidity in the direction of the acting loads. With such inserts - they are made of reinforcing fiber structures or formed from more or less compact structures - provided polymer moldings come for example in the form of structural components for the vehicle, aircraft and shipbuilding industry or in components for the construction industry or as components for energy production , such as blades for wind turbines, used.

Zur Herstellung von mit Einlegern in Form von Faserstrukturen verstärkten Polymer-Formteilen, deren Fasern beispielsweise von Kohle- bzw. Carbonfasern (carbonfaserverstärkte Kunststoffe, CFK) oder Glasfasern (glasfaserverstärkte Kunststoffe, GFK), aber grundsätzlich auch von mineralischen oder natürlichen Fasern gebildet sein und in geeigneten Strukturen, wie z. B. in Form von Bündeln, Lagen, Geflechten, Geweben, Gestricken, Gelegen, Vliesen oder dergleichen vorliegen können, sind verschiedene Verfahren bekannt. So kann die Herstellung von faserverstärkten Polymer-Formteilen beispielsweise dadurch geschehen, dass die Verstärkungsfaser(strukture)n mit einem thermoplastischen oder thermoelastischen Matrixpolymer im plastifizierten bzw. schmelzflüssigen Zustand imprägniert werden, wonach die imprägnierte Faserverbundstruktur, welche als Halbzeug bezeichnet wird, gegebenenfalls zunächst konsolidiert und sodann in einem geeigneten Formwerkzeug unter Einwirkung von Druck und Temperatur verpresst wird. Hierbei können selbstverständlich auch weitere Polymerlagen auf bzw. unter der imprägnierten Faserverbundstruktur angeordnet und mit dieser verpresst werden. Anschließend wird das Matrixpolymer unter Bildung der fertigen Polymermatrix unter Abkühlen desselben erstarrt. Stattdessen können die Verstärkungsfaser(strukture)n mit einem zu einem – insbesondere duroplastischen, aber auch elastischen oder thermoplastischen bzw. thermoelastischen – Matrixpolymer aushärtenden Harz imprägniert werden, wonach das Imprägnierharz des derart gebildeten Halbzeugs unter Bildung der fertigen Polymermatrix ausgehärtet wird, indem das Halbzeug wiederum in einem geeigneten Formwerkzeug unter Einwirkung von Druck und Temperatur verpresst wird. Die Imprägnierung dient in beiden Fällen vornehmlich zu einer möglichst vollständigen Benetzung der Verstärkungsfasern mit dem schmelzflüssigen Polymer bzw. mit dem flüssigen Harz, wobei die Verstärkungsfasern möglichst gänzlich imprägniert werden sollten, um die Bildung von Hohlräumen, welche zu einer lokal verminderten Festigkeit und Steifigkeit führen, zu verhindern.For the production of reinforced with inserts in the form of fiber structures polymer moldings whose fibers are formed for example of carbon or carbon fibers (carbon fiber reinforced plastics, CFRP) or glass fibers (glass fiber reinforced plastics, GRP), but in principle also of mineral or natural fibers and in suitable structures, such. As in the form of bundles, layers, braids, fabrics, knitted, laid, nonwovens or the like, various methods are known. Thus, the production of fiber-reinforced polymer moldings can be done, for example, by impregnating the reinforcing fiber (s) n with a thermoplastic or thermoelastic matrix polymer in the plasticized or molten state, after which the impregnated fiber composite structure, which is referred to as semifinished, optionally first consolidated and then pressed in a suitable mold under the action of pressure and temperature. In this case, of course, further polymer layers can be arranged on or under the impregnated fiber composite structure and pressed with this. Subsequently, the matrix polymer is formed to form the finished Polymer matrix solidifies while cooling the same. Instead, the reinforcing fiber (strukture) n can be impregnated with a curing to a - in particular thermosetting, but also elastic or thermoplastic or thermoelastic - matrix polymer curing, after which the impregnating resin of the semifinished product thus formed is cured to form the finished polymer matrix by the semifinished product again is pressed in a suitable mold under the action of pressure and temperature. In both cases, the impregnation primarily serves to wetting the reinforcing fibers as completely as possible with the molten polymer or with the liquid resin, wherein the reinforcing fibers should be impregnated as completely as possible in order to prevent the formation of cavities which lead to locally reduced strength and rigidity. to prevent.

Darüber hinaus können zur Herstellung von mit Einlegern in Form von Faserstrukturen verstärkten Polymer-Formteilen auch die gegebenenfalls in der vorgenannten Weise imprägnierten Verstärkungsfaser(strukture)n in ein Spritzgieß- (z. B. im Falle eines thermoplastischen oder thermoelastischen Polymer-Formteils) oder Gießwerkzeug (z. B. im Falle eines RIM-Verfahrens, ”Reaction Injection Moulding”, oder eines RRIM-Verfahrens, ”Reinforced Reaction Injection Moulding”) überführt werden, wonach entweder ein plastifiziertes, schmelzflüssiges Matrixpolymer oder eine zu einem Matrixpolymer aushärtbare, flüssige Harzmischung in das Formwerkzeug eingespritzt und mit der Faserstruktur in innigen Kontakt gebracht wird. Sodann wird das plastifizierte Polymer unter Bildung des fertigen faserverstärkten Polymer-Formteils erstarrt oder wird die Harzmischung unter Bildung des fertigen Formteils ausgehärtet, wonach das Formteil dem Formwerkzeug entnommen wird. In entsprechender Weise kann alternativ oder zusätzlich zu den Verstärkungsfasern ein kompakter, z. B. metallischer, Einleger in dem Formwerkzeug positioniert und mit dem plastifizierten Polymer bzw. mit der Harzmischung hinter- oder umspritzt werden.In addition, for the production of polymer moldings reinforced with inserts in the form of fibrous structures, the reinforcing fiber (s) n which is optionally impregnated in the aforesaid manner can also be incorporated in an injection molding (eg in the case of a thermoplastic or thermoelastic polymer molding) or casting tool (eg, in the case of a RIM process, "Reaction Injection Molding", or a "Reinforced Reaction Injection Molding" process), followed by either a plasticized, molten matrix polymer or a matrix polymer curable liquid resin mixture injected into the mold and brought into intimate contact with the fiber structure. Then, the plasticized polymer is solidified to form the finished fiber-reinforced polymer molding or the resin mixture is cured to form the finished molding, after which the molding is removed from the mold. In a corresponding manner, alternatively or in addition to the reinforcing fibers, a compact, z. As metallic depositors are positioned in the mold and with the plasticized polymer or with the resin mixture behind or overmoulded.

Sowohl bei den erstgenannten Pressverfahren, bei welchen ein Halbzeug aus einem bereits mit dem plastifizierbaren, thermoplastischen oder thermoelastischen Polymer bzw. mit der zu einem Polymer aushärtbaren, flüssigen Harzmischung imprägnierten Einleger in Form einer Verstärkungsfaserstruktur zu dem Polymer-Formteil geformt wird, als auch insbesondere bei den letztgenannten Spritzverfahren, bei welchen der in dem Formwerkzeug positionierte Einleger mit dem schmelzflüssigen, plastifizierten Polymer bzw. mit der flüssigen Harzmischung umspritzt wird, muss das gesamte Halbzeug bzw. muss der Einleger in geeigneter Weise in dem Formwerkzeug fixiert werden, um eine exakte Formgebung sowie eine exakte und reproduzierbare Anordnung des Einlegers in dem Polymer-Formteil zu gewährleisten. Dies gilt in besonderem Maße, wenn auch nicht ausschließlich, für die Spritzverfahren, da dort durch den in dem geschlossenen Formwerkzeug während des Einspritzvorganges vonstatten gehenden Materialfluss die Gefahr besteht, dass dieser Materialfluss die Position und/oder Orientierung bzw. Ausrichtung des Einlegers verändert.Both in the first-mentioned pressing method, in which a semi-finished product from an already impregnated with the plasticizable, thermoplastic or thermoelastic polymer or with the polymer curable, liquid resin mixture impregnated insert in the form of a reinforcing fiber structure is formed to the polymer molding, and in particular at the latter spraying method, in which the insert positioned in the mold is overmoulded with the molten, plasticized polymer or with the liquid resin mixture, the entire semifinished product or the insert must be suitably fixed in the mold in order to ensure exact shaping to ensure an exact and reproducible arrangement of the insert in the polymer molding. This is especially true, though not exclusive, of the spraying method because there is a risk that the material flow will alter the position and / or orientation of the insert due to the flow of material passing through the closed mold during the injection process.

Die WO 99/52703 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Strukturbauteilen in Form von mit Verstärkungsfaserstrukturen versehenen thermoplastischen Polymer-Formteilen, indem zunächst ein Halbzeug aus mit dem thermoplastischen Polymer imprägnierten Faserstrukturen erzeugt und das Halbzeug in ein Formwerkzeug überführt wird, um es zu dem fertigen Formteil umzuformen und zu verpressen. Zur Fixierung des Halbzeugs in der vorgesehenen Position in dem Formwerkzeug können mechanische Spannelemente zum Einsatz gelangen, an und zwischen welchen die Verstärkungsfaserbündel befestigt werden. Dies ist jedoch mühsam und aufwändig, so dass eine wirtschaftliche Serienfertigung nur bedingt möglich ist. Zudem erlauben solche, am Umfang des Formraumes des Formwerkzeugs angeordneten Spannelemente nur die Erzeugung von Polymer-Formteilen mit mehr oder minder flächiger Erstreckung der Verstärkungsfaserstrukturen.The WO 99/52703 A1 describes a method for producing structural components in the form of thermoplastic polymer molded parts provided with reinforcing fiber structures, by first producing a semifinished product from fiber structures impregnated with the thermoplastic polymer and transferring the semifinished product into a molding tool in order to shape and press it into the finished molded part. For fixing the semifinished product in the intended position in the mold, mechanical clamping elements can be used, at and between which the reinforcing fiber bundles are fastened. However, this is cumbersome and time-consuming, so that an economical mass production is possible only conditionally. In addition, such arranged on the circumference of the mold cavity of the mold clamping elements allow only the production of polymer moldings with more or less planar extension of the reinforcing fiber structures.

Aus der DE 10 2010 030 009 A1 ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Strukturbauteilen in Form von mit Lang- bzw. Endlosfasern verstärkten Polymer-Formteilen bekannt, indem zunächst ein Halbzeug aus den mit der thermoplastischen Polymermatrix imprägnierten Faserstrukturen erzeugt und in ein Formwerkzeug nach Art eines Presswerkzeugs überführt wird. Zur Fixierung des Halbzeugs in dem Formwerkzeug ist ein dem Formwerkzeug zugeordneter Spannrahmen vorgesehen, an welchem das Faserverbundmaterial des Halbzeugs um den Umfang des Formraumes befestigt wird, wobei das Faserverbundmaterial zum Ausgleich des Materialüberschusses an den schwächer profilierten Formraumbereichen ab Beginn der Materialumformung synchron zur Schließbewegung des Formwerkzeugs in dem Randbereich des Halbzeugs zwischen dem Formraum und dem Spannrahmen zunehmend sickenförmig verformt wird. In Bezug auf die Nachteile gilt weitestgehend das oben zur WO 99/52703 A1 gesagte.From the DE 10 2010 030 009 A1 Another method for the production of structural components in the form of reinforced with long or continuous fibers polymer molded parts is known by first a semi-finished product produced from the thermoplastic polymer matrix impregnated fiber structures and transferred into a mold in the manner of a pressing tool. For fixing the semifinished product in the mold, a clamping frame associated with the mold is provided, to which the fiber composite material of the semifinished product is fastened around the circumference of the mold space, wherein the fiber composite material to compensate for excess material at the weaker profiled mold space areas from the beginning of material deformation synchronously with the closing movement of the mold In the edge region of the semifinished product between the mold space and the clamping frame is increasingly deformed sickle-shaped. With regard to the disadvantages applies as far as possible to the above WO 99/52703 A1 said.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von mit Einlegern, insbesondere in Form von gegebenenfalls vorimprägnierten Verstärkungsfaserstrukturen, versehenen Polymer-Formteilen sowie eine insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung der eingangs genannten Art auf einfache und kostengünstige Weise dahingehend weiterzubilden, dass unter zumindest weitgehender Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine sowohl in handhabungstechnischer als auch in konstruktiver Hinsicht einfache und bequeme Fixierung des Einlegers bzw. des Halbzeugs in dem Formraum des Formwerkzeugs möglich ist. Sie ist ferner auf ein solchermaßen erzeugtes Polymer-Formteil, wie insbesondere in Form eines Strukturbauteils, gerichtet.The invention has for its object to provide a method for producing with inserts, especially in the form of optionally preimpregnated reinforcing fiber structures, provided polymer moldings and a particular suitable for performing such a method device of the type mentioned in a simple and cost-effective manner to the effect that at least largely avoiding the aforementioned disadvantages, both in handling technology and in terms of design simple and convenient fixation of the insert or the semi-finished product in the mold space of the mold is possible. It is further directed to a thus produced polymer molding, in particular in the form of a structural component.

In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass wenigstens ein Einleger und/oder ein Halbzeug verwendet wird, welcher bzw. welches zumindest teilweise oder gänzlich aus wenigstens einem ferro- oder paramagnetischen Material gebildet ist, und dass die Fixierung in dem Formraum des Formwerkzeugs durch Anlegen eines Magnetfeldes an das Formwerkzeug geschieht.In procedural terms, this object is achieved in a method of the type mentioned in that at least one insert and / or a semi-finished product is used, which or at least partially or wholly of at least one ferro- or paramagnetic material is formed, and that the fixation in the mold cavity of the mold is done by applying a magnetic field to the mold.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe bei einer Vorrichtung zur Herstellung von mit Einlegern versehenen Polymer-Formteilen der eingangs genannten Art ferner vor, dass die Fixiereinrichtung wenigstens einen Magnet umfasst.In device-technical terms, the invention provides for solving this problem in a device for the production of inserts provided with inserts polymer moldings of the aforementioned type also, that the fixing device comprises at least one magnet.

Schließlich sieht die Erfindung zur Lösung des ihr zugrunde liegenden Problems bei einem insbesondere mittels eines Verfahren der vorgenannten Art hergestellten Polymer-Formteils mit wenigstens einem Einleger vor, dass der Einleger zumindest teilweise oder gänzlich aus wenigstens einem ferro- oder paramagnetischen Material gebildet ist.Finally, in order to solve the problem on which it is based, the invention provides, for a polymer molding produced in particular by a method of the aforementioned type, with at least one insert that the insert is formed at least partially or wholly from at least one ferro- or paramagnetic material.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden folglich Einleger und/oder mit Einlegern versehene Halbzeuge eingesetzt, welche ferro- und/oder paramagnetische Materialien aufweisen, wie beispielsweise solche auf der Basis von Eisen, Nickel und/oder Kobalt einschließlich deren Legierungen. Wie weiter unten noch näher erläutert, kann es sich bei den Einlegern insbesondere um – gegebenenfalls vorimprägnierte – Faserstrukturen, welche gänzlich oder teilweise aus Fasern aus derartigen Materialien gebildet sind, oder auch um kompakte Teile aus derartigen Materialien handeln, welche mit dem plastifizierten Matrixpolymer des Polymer-Formteils oder einer zu einem Matrixpolymer aushärtbaren Harz hinter- bzw. umspritzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann im Falle von mit einem Einleger versehenen, vorgefertigten Halbzeugen, welche in dem Formwerkzeug verpresst und gegebenenfalls umgeformt werden, auch das Matrixpolymer oder das Harz, mit welchem die Faserstruktur des Halbzeugs imprägniert ist, mit hierin eindispergierten Partikeln aus ferro- und/oder paramagnetischen Materialien versetzt sein.The process according to the invention consequently employs inserts and / or semifinished products which have ferromagnetic and / or paramagnetic materials, for example those based on iron, nickel and / or cobalt, including their alloys. As explained in more detail below, the inserts may be, in particular, fiber structures which may be preimpregnated, which are formed wholly or partly from fibers of such materials, or else compact parts of such materials, which may be combined with the plasticized matrix polymer of the polymer Be molded or overmoulded by a molding or a resin curable to a matrix polymer. Alternatively or additionally, in the case of prefabricated semi-finished products provided with an insert, which are pressed in the molding tool and optionally shaped, the matrix polymer or the resin with which the fiber structure of the semifinished product is impregnated can also be mixed with particles of ferro- and / or particles dispersed therein. or paramagnetic materials.

Die Fixierung des Einlegers oder des Halbzeugs mit dem Einleger in dem Formraum des Formwerkzeugs in der exakten Position erfolgt sodann durch Anlegen eines Magnetfeldes an das Formwerkzeug, so dass der Einleger bzw. das Halbzeug während des Formvorgangs nicht ”verrutschen” kann. Dies gilt nicht nur im Falle eines mit einem Umformvorgang einhergehenden Verpressen von mit Einlegern versehenen Halbzeugen, sondern insbesondere auch im Falle eines Hinter- oder Umspritzens von gegebenenfalls vorimprägnierten Einlegern, bei welchen die magnetische Fixierung des Einlegers diesen vor einer Verlagerung innerhalb des Formraumes des Formwerkzeugs bewahrt, wenn das schmelzflüssige, plastifizierte Polymer oder die flüssige Harzmischung in den Formraum eingespritzt wird und der Materialfluss auf den Einleger einwirkt, wenn sich das flüssige Material in dem Formraum des Formwerkzeugs verteilt.The fixation of the insert or the semifinished product with the insert in the mold cavity of the mold in the exact position then takes place by applying a magnetic field to the mold so that the insert or the semi-finished product can not "slip" during the molding process. This applies not only in the case of an associated with a forming process pressing of inserts with semi-finished products, but especially in the case of a back or overmoulding of optionally preimpregnated inserts, in which the magnetic fixation of the insert prevents this from displacement within the mold space of the mold when the molten plasticized polymer or liquid resin mixture is injected into the mold cavity and the flow of material acts on the insert as the liquid material distributes in the mold cavity of the mold.

Das erfindungsgemäß an das Formwerkzeug angelegte Magnetfeld vermag dabei den ferro- und/oder paramagnetische Materialien enthaltenden Einleger bzw. das solche Materialien enthaltende Halbzeug nicht nur in dem Formraum zu fixieren, sondern erleichtert auch deren prozesssichere Positionierung in dem Formraum anlässlich des Einbringens in diesen, weil eine mehr oder minder freie Positionierung im Innern des Formraums möglich wird und sich der Einleger bzw. das Halbzeug nicht an der den Formraum umgebenden Wandung des Formwerkzeugs abstützen muss, um seine Position zu halten. Auf diese Weise kann die Handhabung insbesondere auch mittels automatisierter Handhabungsgeräte, wie z. B. Robotern, geschehen, welche den Einleger bzw. das Halbzeug in der gewünschten Position in dem Formraum des Formwerkzeugs ablegen, woraufhin er/es infolge des Magnetfeldes in dem Formraum fixiert wird. Überdies werden etwaige Abdrücke auf dem Polymer-Formteil, wie sie bei einer herkömmlichen Fixierung innerhalb des Formraums des Formwerkzeugs erzeugt werden, vermieden und fallen auch keine Reste, wie insbesondere Faserverschnitte, an, wie dies der Fall ist, wenn die Faserstränge an Spanneinrichtungen des Formwerkzeugs gemäß dem Stand der Technik befestigt werden.The magnetic field applied according to the invention to the mold can not only fix the insert containing the ferromagnetic and / or paramagnetic materials or the semifinished product containing such materials in the mold space, but also facilitates their reliable positioning in the mold space on the occasion of introduction into the mold a more or less free positioning in the interior of the mold space is possible and the insert or the semifinished product does not have to be supported on the mold cavity surrounding wall of the mold to hold its position. In this way, the handling in particular by means of automated handling devices, such. As robots happen, which deposit the insert or the semi-finished product in the desired position in the mold space of the mold, whereupon he / she is fixed as a result of the magnetic field in the mold space. Moreover, any imprints on the polymer molding such as those produced by a conventional fixture within the mold cavity of the mold are avoided and no residues, such as fiber blends, are avoided, as is the case when the fiber strands are attached to chucks of the mold be attached according to the prior art.

Überdies kann das Magnetfeld auch zur Versteifung des Einlegers bzw. des Halbzeugs sowie in gewissem Maße zu einer Orientierung von Verstärkungsfasern enthaltenden Einlegern dienen, wobei die durch das Magnetfeld bewirkte Fixierkraft ferner eine erste (Vor)verformung des Einlegers bzw. des Halbzeugs bewirken kann. Insbesondere wird auch beim Umpressen oder Umspritzen von aus Faserstrukturen gebildeten Einlegern oder mit solchen Einlegern versehenen Halbzeugen infolge der mit einer Versteifung des Einlegers bzw. des Halbzeugs einhergehenden magnetischen Fixierung desselben deren Struktur gegenüber dem Stand der Technik weniger beeinträchtigt, weil sie dem Materialfluss von schmelzflüssigem Polymer oder flüssigem Harz besser zu widerstehen vermag.Moreover, the magnetic field can also serve to stiffen the insert or semifinished product and to some extent to an orientation of reinforcing fibers containing inserts, wherein the fixing force caused by the magnetic field can further cause a first (pre) deformation of the insert or of the semifinished product. In particular, even when Ummbende or encapsulation of inserts formed from fiber structures or provided with such inserts semi-finished as a result of the stiffening of the insert or the semi-finished accompanying magnetic fixation thereof whose structure compared to the prior art less affected because they the material flow of molten polymer or liquid resin is better able to withstand.

Was die erfindungsgemäße Vorrichtung betrifft, so kann das von dem Magnet erzeugte Magnetfeld vorzugsweise veränderbar sein, um es einerseits z. B. abschwächen oder gänzlich unterbinden bzw. ”abschalten” zu können und auf diese Weise eine einfache Entformung des fertigen Polymer-Formteils zu gewährleisten, andererseits die Stärke des Magnetfeldes an den jeweils verwendeten Einleger oder an das jeweils verwendete Halbzeug anpassen zu können, je nach dem, wie groß der Anteil an ferro- oder paramagnetischen Materialien in demselben ist. As far as the device according to the invention is concerned, the magnetic field generated by the magnet may preferably be variable in order, on the one hand, to be able to move it on the one hand, for example. B. attenuate or completely prevent or "turn off" and to ensure in this way easy demolding of the finished polymer molding, on the other hand to be able to adjust the strength of the magnetic field to the particular insert or to the particular semi-finished product used, depending on how large the proportion of ferro- or paramagnetic materials in it is.

In diesem Zusammenhang kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Magnet der dem Formwerkzeug zugeordneten Fixiereinrichtung

– einen Elektromagnet umfasst, welcher insbesondere mit einem veränderbaren elektrischen Strom bzw. mit einer veränderbaren elektrischen Spannung versorgt ist (folglich kann die Magnetfeldstärke durch Änderung der in der/den Spule(n) des Elektromagnets fließenden, elektrischen Stromes verändert werden);
– einen Permanentmagnet umfasst, welcher insbesondere relativ zu dem Formraum des Formwerkzeugs verlagerbar angeordnet ist (folglich kann der Permanentmagnet z. B. in Richtung des Formraums der Formwerkzeugs sowie von diesem fort verlagerbar sein, so dass die Magnetfeldstärke durch Änderung des Abstandes des/der Permanentmagnets/-magneten von dem Formraum des Formwerkzeugs verändert werden kann; oder der Permanentmagnet kann beispielsweise auch drehbar gelagert sein, um zwischen einer Position, in welcher seine Magnetfeldlinien den Formraum größtenteils durchdringen, und einer Position, in welcher seine Magnetfeldlinien den Formraum vornehmlich, z. B. etwa parallel zu diesem passieren, verschwenkt zu werden, so dass die Magnetfeldstärke im Formraum des Formwerkzeugs durch Drehen des/der Permanentmagnets/-magneten verändert werden kann); und/oder
– wenigstens zwei Permanentmagnete umfasst, welche insbesondere relativ zueinander verlagerbar angeordnet sind (folglich können die Permanentmagnete z. B. derart relativ zueinander gedreht werden, dass ihre Pole im Wesentlichen gleichsinnig oder auch im Wesentlichen gegensinnig angeordnet sind, wodurch das Gesamtmagnetfeld vergrößert bzw. verkleinert bzw. gegenseitig aufgehoben wird).

In this context, it may be provided, for example, that the at least one magnet of the fixing device associated with the mold

Comprises an electromagnet which is supplied in particular with a variable electric current or with a variable electrical voltage (consequently, the magnetic field strength can be changed by changing the electrical current flowing in the coil (s) of the electromagnet);
Comprises a permanent magnet which is displaceably arranged in particular relative to the mold cavity of the mold (consequently, the permanent magnet can be displaced, for example, in the direction of the mold cavity of the mold and away from it, so that the magnetic field strength is changed by changing the distance of the permanent magnet For example, the permanent magnet may also be rotatably supported to move between a position in which its magnetic field lines largely penetrate the forming space and a position in which its magnetic field lines dominate the forming space, e.g. B. about parallel to this, to be pivoted, so that the magnetic field strength in the mold space of the mold by rotation of the / the permanent magnet / magnet can be changed); and or
At least two permanent magnets which are arranged in particular displaceable relative to one another (consequently, the permanent magnets can be rotated relative to one another, for example, so that their poles are arranged essentially in the same direction or essentially in opposite directions, whereby the total magnetic field is increased or reduced or reduced) is mutually canceled).

Weitere Magnetanordnungen einschließlich sogenannter Mybridmagneten sind freilich denkbar.Other magnet arrangements including so-called mybrid magnets are of course conceivable.

Während dem Formwerkzeug grundsätzlich eine Fixiereinrichtung in Form wenigstens eines äußeren Magnets zugeordnet sein kann, wie z. B. eines das Formwerkzeug umgebenden Elektromagnets oder einer das Formwerkzeug umgebenden Anordnung von Permanentmagneten, kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Magnet in wenigstens eine Wandung des Formwerkzeugs eingebettet oder hierin – sei es translatorisch und/oder rotatorisch – verlagerbar gelagert ist, wobei er, wie oben erwähnt, insbesondere im Falle von Permanentmagneten auch in entsprechenden Ausnehmungen des Formwerkzeugs von dem Formraum fort und auf diesen zu verlagerbar und/oder dreh- bzw. schwenkbar angeordnet sein kann. Dabei sollte das Material des Formwerkzeugs selbstverständlich für magnetische Feldlinien permeabel sein, so dass das Magnetfeld wirksam ins Innere des Formraumes übertragen wird. Beispiele solcher Materialien umfassen Aluminium, hochtemperatur- und -druckfeste Kunststoffe, wie z. B. Polyetherketone (PEK), Polyetheretherketone (PEEK), Polyetheretheretherketone (PEEEK), Polyetherketonketone (PEKK), Polyetheretherketonketone (PEEKK), Polyetheretherketonetherketone (PEEKEK), Polyetherketonetheretherketone (PEKEEK), Polyaryletherketone (PAEK) einschließlich Copolymeren und Polymer-Blends derselben etc.While the molding tool in principle may be assigned a fixing device in the form of at least one outer magnet, such. As a surrounding the mold electromagnet or surrounding the mold arrangement of permanent magnets, may be provided in an advantageous embodiment that the magnet embedded in at least one wall of the mold or herein - be it translationally and / or rotatably - is mounted displaceable, where he , as mentioned above, in particular in the case of permanent magnets also in corresponding recesses of the molding tool away from the mold cavity and can be arranged on these to be displaced and / or rotatable or pivotable. The material of the mold should of course be permeable to magnetic field lines, so that the magnetic field is effectively transferred into the interior of the mold space. Examples of such materials include aluminum, high temperature and pressure resistant plastics, such as. As polyether ketones (PEK), polyetheretherketones (PEEK), polyetheretheretherketones (PEEEK), polyetherketone ketones (PEKK), polyetheretherketone ketones (PEEKK), polyetheretherketone ether ketones (PEEKEK), polyetherketone etheretherketones (PEKEEK), polyaryletherketones (PAEK) including copolymers and polymer blends thereof etc.

Wie bereits angedeutet, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass das Magnetfeld zumindest während eines oder mehrerer der folgenden Verfahrensschritte an das Formwerkzeug angelegt wird.

(a) – anlässlich des Überführens des zumindest teilweise aus ferro- und/oder paramagnetischen Materialien gebildeten Einlegers in den Formraum des Formwerkzeugs; und/oder
– während des anschließenden Überführens des plastifizierten Matrixpolymers oder des aushärtbaren Harzes in den Formraum des Formwerkzeugs, z. B. durch Einspitzen in den Formraum des Formwerkzeugs unter Um- oder Hinterspritzen des Einlegers; und/oder
– während des Erstarrens des plastifizierten Polymers oder während des Aushärtens des Harzes zu dem Matrixpolymer; oder
(b) – anlässlich des Überführens des mit dem Einleger versehenen Halbzeugs, dessen Einleger und/oder dessen Imprägnierpolymer bzw. Imprägnierharz zumindest teilweise ferro- und/oder paramagnetischen Materialien enthält, in den Formraum des Formwerkzeugs; und/oder
– während des Verpressens des Einlegers mit dem plastifizierten Matrixpolymer oder mit dem aushärtbaren Harz des Halbzeugs.

As already indicated, it can be provided according to a preferred embodiment of the method according to the invention that the magnetic field is applied to the molding tool at least during one or more of the following method steps.

(a) - on the occasion of the transfer of the at least partially formed from ferro- and / or paramagnetic materials insert into the mold cavity of the mold; and or
- During the subsequent transfer of the plasticized matrix polymer or the curable resin into the mold cavity of the mold, for. B. by injecting into the mold space of the mold under or rear injection of the insert; and or
During solidification of the plasticized polymer or during cure of the resin to the matrix polymer; or
(b) - on the occasion of the transfer of the semifinished product provided with the insert, whose inserter and / or its impregnating polymer or impregnating resin contains at least partially ferro- and / or paramagnetic materials, into the molding space of the molding tool; and or
During the pressing of the insert with the plasticized matrix polymer or with the hardenable resin of the semifinished product.

Wie ebenfalls bereits angedeutet, kann demgegenüber vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Magnetfeld anlässlich des Entnehmens des fertigen, mit dem Einleger versehenen Polymer-Formteils aus dem Formraum des Formwerkzeugs unterbunden oder zumindest abgeschwächt wird, um für eine einfache, z. B. auch mittels Robotern vonstatten gehende Entformung zu sorgen.As already indicated, on the other hand, it can advantageously be provided that the magnetic field is prevented or at least attenuated on the occasion of the removal of the finished polymer molded part provided with the insert from the mold cavity of the molding tool, in order to obtain a simple, z. B. also by means of robots vonstatten going demolition care.

Wie oben erwähnt, kann das Magnetfeld beispielsweise dadurch unterbunden oder abgeschwächt werden, dass

– wenigstens ein dem Formwerkzeug (1) zugeordneter Elektromagnet von einer Strom- bzw. Spannungsquelle getrennt und/oder von dieser mit einem verminderten Strom bzw. einer verminderten Spannung versorgt wird;
– wenigstens ein dem Formwerkzeug (1) zugeordneter Permanentmagnet – translatorisch und/oder rotatorisch – relativ zu dem Formraum des Formwerkzeug verlagert wird; und/oder
– wenigstens zwei dem Formwerkzeug zugeordnete Permanentmagneten relativ zueinander verlagert werden, um ihre Magnetfelder gegenseitig zu verstärken oder gegeneinander abzuschwächen.

As mentioned above, the magnetic field can be suppressed or attenuated, for example, by

At least one mold ( 1 ) associated electromagnet separated from a power source and / or supplied by this with a reduced current or a reduced voltage;
At least one mold ( 1 ) associated permanent magnet - translational and / or rotational - is displaced relative to the mold space of the mold; and or
- At least two of the mold associated permanent magnets are displaced relative to each other to reinforce their magnetic fields mutually or to weaken against each other.

Wie ebenfalls bereits angedeutet, macht es das erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich möglich, dass der mittels des Magnetfeldes in dem Formraum des Formwerkzeugs fixierte Einleger bzw. das mit dem Einleger versehene Halbzeug in dem Formwerkzeug umgeformt wird, wobei beispielsweise aus einem vornehmlich flächigen Einleger/Halbzeug eine dreidimensionale Struktur erzeugt werden kann.As also already indicated, the method according to the invention of course makes it possible for the insert or the semifinished product provided with the insert to be fixed by means of the magnetic field in the molding space in the molding tool, for example a three-dimensional insert / semi-finished product Structure can be generated.

Während, wie eingangs erwähnt, als Einleger grundsätzlich beliebige Verstärkungselemente aus ferro- und/oder paramagnetischen Materialien zum Einsatz kommen können, bietet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für solche Einleger an, welcher Verstärkungsfasern, insbesondere in Form von Verstärkungsfaserbündeln und/oder -lagen, umfasst, wobei zumindest einige der Verstärkungsfasern aus ferro- oder paramagnetischen Materialien gebildet sind. Dabei kann es sich um Verstärkungsfaserstrukturen handeln, welche gänzlich aus derartigen Materialien gefertigt sind, oder es können z. B. auch aus derartigen Materialien gefertigte Fasern oder Faserbündel bzw. -lagen in andere, nicht ferro- oder paramagnetische Fasern oder Faserbündel bzw. -lagen eingebracht sein, wie z. B. eingeflochten, eingewebt, eingestrickt, eingelegt, eingewirkt oder dergleichen.While, as mentioned in the introduction, basically any reinforcing elements made of ferro- and / or paramagnetic materials can be used as inserts, the method according to the invention is particularly suitable for those inserts which comprise reinforcing fibers, in particular in the form of reinforcing fiber bundles and / or layers wherein at least some of the reinforcing fibers are formed from ferromagnetic or paramagnetic materials. These may be reinforcing fiber structures, which are made entirely of such materials, or it may, for. As also made of such materials fibers or fiber bundles or layers in other non-ferromagnetic or paramagnetic fibers or fiber bundles or layers may be introduced, such. B. interwoven, woven, knitted, inserted, acted or the like.

Sofern ein mit einem Einleger versehenes Halbzeug eingesetzt wird, ist es alternativ oder zusätzlich zum Einsatz von Verstärkungsfasern des Einlegers aus ferro- oder paramagnetischen Materialien möglich, dass in das plastifizierbare Matrixpolymer oder in das zu dem Matrixpolymer aushärtbare Harz des Halbzeugs, mit welchem die Verstärkungsfasern seines Einlegers imprägniert sind, Partikel aus ferro- oder paramagnetischen Materialien eindispergiert sind. Solche Partikel vermögen nicht nur für eine einwandfreie magnetische Fixierung des Halbzeugs im Formraum des Formwerkzeugs zu sorgen, sondern erhöhen auch die Viskosität des Imprägnierpolymers bzw. des Imprägnierharzes beim Anlegen des Magnetfeldes, so dass die gewünschten Faserstrukturen bei der Formgebung nicht oder zumindest in geringerem Ausmaße beeinträchtigt werden.If a semifinished product provided with a depositor is used, it is alternatively or additionally possible to use reinforcing fibers of the insert of ferromagnetic or paramagnetic materials that can be incorporated into the plasticizable matrix polymer or into the matrix polymer of the semifinished product with which the reinforcing fibers of the semifinished product Einlegers are impregnated particles of ferro- or paramagnetic materials are dispersed. Such particles are not only able to provide a perfect magnetic fixation of the semifinished product in the mold cavity of the mold, but also increase the viscosity of the impregnating polymer or the impregnating resin when applying the magnetic field, so that the desired fiber structures are not affected or at least to a lesser extent in the shaping become.

Bei dem erfindungsgemäßen Polymer-Formteil kann es sich schließlich insbesondere um ein Strukturbauteil handeln, wobei der Einleger des Polymer-Formteils vorzugsweise Verstärkungsfasern, insbesondere in Form von Verstärkungsfaserbündeln und/oder -lagen, umfassen kann, und wobei zumindest einige der Verstärkungsfasern aus ferro- oder paramagnetischen Materialien gebildet sind.Finally, the polymer molded part according to the invention may in particular be a structural component, wherein the insert of the polymer molded part may preferably comprise reinforcing fibers, in particular in the form of reinforcing fiber bundles and / or layers, and wherein at least some of the reinforcing fibers of ferro- or paramagnetic materials are formed.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings. Showing:

1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines mit einer magnetischen Fixiereinrichtung ausgestatteten Formwerkzeugs zur Herstellung von mit Einlegern verstärkten Polymer-Formteilen im geöffneten Zustand; und 1 a schematic sectional view of an embodiment of a equipped with a magnetic fixing device mold for producing insert-reinforced polymer moldings in the open state; and

2 eine schematische Schnittansicht des geschlossenen Formwerkzeugs gemäß 1. 2 a schematic sectional view of the closed mold according to 1 ,

In den 1 und 2 sind schematische Ansichten eines Formwerkzeugs 1 im geöffneten (1) bzw. im geschlossenen Zustand (2) seiner beiden Formhälften 1a, 1b, wiedergegeben, welche zwischen sich einen Formraum 2 bilden. Das Formwerkzeug 1 kann als Press- oder (Spritz)gießwerkzeug ausgestaltet sein, wobei es im letztgenannten Fall in als solcher bekannter Weise geeignete Spritzkanäle (nicht dargestellt) aufweist, welche in den Formraum 2 münden. Das Formwerkzeug 1 – im vorliegenden Fall seine untere Formhälfte 1b – ist ferner mit einer Fixiereinrichtung 3 ausgestattet, welche einen in die Wandung der Formhälfte 1b eingebetteten Magnet 4 aufweist. Der Magnet 4 ist z. B. in Form eines Elektromagnets 5 ausgebildet und weist eine Spule auf, welche mittels elektrischer Anschlüsse 6a, 6b mit einem elektrischen Strom beaufschlagbar ist, so dass das von der Spule induzierte Magnetfeld entsprechend dem elektrischen Stromfluss veränderbar ist. Auf diese Weise können ferro- oder paramagnetische Materialien enthaltende Einleger, wie beispielsweise Verstärkungsfaserstrukturen mit aus solchen Materialien gefertigten Fasern, oder auch Halbzeuge, welche derartige Fasern enthalten und/oder deren Imprägnierpolymer oder Imprägnierharz mit hierin eindispergierten Partikeln aus ferro- oder paramagnetischen Partikeln versetzt ist, positionsgenau und reproduzierbar an der gewünschten Stelle des Formraumes 2 des Formwerkzeugs 1 fixiert werden.In the 1 and 2 are schematic views of a mold 1 in the opened ( 1 ) or in the closed state ( 2 ) of its two mold halves 1a . 1b , reproduced, which between them a form space 2 form. The mold 1 can be designed as a press or (injection) casting tool, wherein in the latter case in such a known manner suitable spray channels (not shown), which in the mold space 2 lead. The mold 1 - in the present case, its lower mold half 1b - Is also with a fixing device 3 equipped, which one in the wall of the mold half 1b embedded magnet 4 having. The magnet 4 is z. B. in the form of an electromagnet 5 formed and has a coil, which by means of electrical connections 6a . 6b can be acted upon by an electric current, so that the magnetic field induced by the coil is variable according to the electric current flow. In this way, fillers containing ferromagnetic or paramagnetic materials, such as, for example, reinforcing fiber structures with fibers made from such materials, or also semi-finished products which contain such fibers and / or whose impregnating polymer or impregnating resin is admixed with particles of ferromagnetic or paramagnetic particles dispersed therein, exact position and reproducible at the desired position of the mold cavity 2 of the mold 1 be fixed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 99/52703 A1 [0007, 0008]
DE 102010030009 A1 [0008]

Claims

Process for producing a polymer molding provided with at least one insert by (a) on the one hand the insert being inserted in the molding space ( 2 ) of a molding tool ( 1 ) and in the mold ( 1 ) is fixed in the intended position, on the other hand - at least one plasticized matrix polymer in the mold ( 1 ) and at least partially contacted with the insert, after which the matrix polymer is solidified; or - at least one matrix polymer curable resin in the mold ( 1 ) and at least partially contacted with the deposit, after which the resin is cured to the matrix polymer; or (b) at least one semifinished product provided with the at least one insert into the mold space ( 2 ) of a molding tool ( 1 ) and fixed in the intended position, wherein - at least one plastifiable matrix polymer of the semifinished product is plasticized and at least partially pressed with the insert, after which the matrix polymer is solidified; or - curing at least one matrix polymer curable resin of the semifinished product while at least partially pressing it with the insert; characterized in that at least one insert and / or a semi-finished product is used which is formed at least partially or wholly from at least one ferro- or paramagnetic material, and that the fixation in the mold space ( 2 ) of the molding tool ( 1 ) by applying a magnetic field to the mold ( 1 ) happens.

A method according to claim 1, characterized in that the magnetic field at least (a) - on the occasion of the transfer of the insert into the mold space ( 2 ) of the molding tool ( 1 ); and / or - during the subsequent transfer of the plasticized matrix polymer or of the curable resin into the mold space ( 2 ) of the molding tool ( 1 ); and / or during the solidification of the plasticized polymer or during the curing of the resin to the matrix polymer; or (b) - on the occasion of the transfer of the semi-finished product provided with the insert into the forming space ( 2 ) of the molding tool ( 1 ); and / or - during the pressing of the insert with the plasticized matrix polymer or with the hardenable resin of the semifinished product to the molding tool ( 1 ) is created.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic field on the occasion of the removal of the finished, provided with the insert polymer molding from the mold space ( 2 ) of the molding tool ( 1 ) is prevented or at least mitigated.

A method according to claim 3, characterized in that the magnetic field is thereby suppressed or attenuated that - at least one of the mold ( 1 ) associated electromagnet ( 5 ) is separated from a current or voltage source and / or supplied by this with a reduced current or a reduced voltage; At least one mold ( 1 ) associated permanent magnet relative to the mold cavity of the mold ( 1 ) is relocated; and / or - at least two of the mold ( 1 ) associated permanent magnets are displaced relative to each other.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that by means of the magnetic field in the mold space ( 2 ) of the molding tool ( 1 ) fixed inserts or the semi-finished product in the mold ( 1 ) is transformed.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that an insert is used, which comprises reinforcing fibers, in particular in the form of reinforcing fiber bundles and / or layers, wherein at least some of the reinforcing fibers of ferro or paramagnetic materials are formed.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that a semifinished product provided with the insert is used, are dispersed in the plasticizable matrix polymer or in its curable to the matrix polymer resin particles of ferro or paramagnetic materials.

Device for producing polymer moldings provided with at least one insert, in particular for carrying out a method according to one of claims 1 to 7, with at least one molding tool ( 1 ) and a mold ( 1 ) associated fixing device ( 3 ), which are used to fix the insert and / or a semifinished product provided with such in the mold space ( 2 ) of the molding tool ( 1 ), characterized in that the fixing device ( 3 ) at least one magnet ( 4 ).

Device according to claim 8, characterized in that that of the magnet ( 4 ) is changeable.

Device according to claim 8 or 9, characterized in that the at least one magnet ( 4 ) - an electromagnet ( 5 ), which is supplied in particular with a variable electric current or with a variable electrical voltage; Comprises a permanent magnet, which in particular relative to the mold space ( 2 ) of the molding tool ( 1 ) is arranged displaceable; and / or - at least two permanent magnets, which are arranged in particular displaceable relative to one another.

Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the magnet ( 4 ) in at least one wall of the mold ( 1 ) embedded or stored here displaceable.

Polymer molding with at least one insert, in particular produced by a method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the insert is at least partially or wholly formed from at least one ferromagnetic or paramagnetic material.

Polymer molding according to claim 12, characterized in that the insert reinforcing fibers, in particular in the form of reinforcing fiber bundles and / or layers comprises, wherein at least some of the reinforcing fibers of ferro or paramagnetic materials are formed.