DE102014119309A1 - Use of a plastic material and method of applying and then separating a fiber reinforced mat from a metallic surface - Google Patents

Use of a plastic material and method of applying and then separating a fiber reinforced mat from a metallic surface Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verwendung eines Kunststoffmaterials (18) als Trennmittel (18) zwischen einer metallischen Oberfläche (12) und wenigstens einer an die metallische Oberfläche (12) flächig angelegten faserverstärkten Matte (14) mit einer die Fasern (15) zumindest teilweise umgebenden thermoplastischen Matrix (16), wobei das Kunststoffmaterial (18) eine Schmelze-Volumenfließrate aufweist, die zwischen dem 0,02-fachen bis 0,35-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,08-fachen bis 0,2-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 0,1-fachen bis 0,15-fachen der Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix (16) liegt. Die Erfindung betrifft ferner auch ein Verfahren zum Anlegen und anschließendem Trennen wenigstens einer faserverstärkten Matte (14) von wenigstens einer metallischen Oberfläche (12).The invention relates to a use of a plastic material (18) as a separating means (18) between a metallic surface (12) and at least one fiber-reinforced mat (14) applied flat to the metallic surface (12) with a thermoplastic at least partially surrounding the fibers (15) Matrix (16), wherein the plastic material (18) has a melt volume flow rate of between 0.02 times to 0.35 times, preferably between 0.08 times to 0.2 times, more preferably between 0.1 times to 0.15 times the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix (16). The invention further relates to a method for applying and then separating at least one fiber-reinforced mat (14) from at least one metallic surface (12).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft das Lösen bzw. Trennen wenigstens einer faserverstärkten Matte mit einer die Fasern zumindest teilweise umgebenden thermoplastischen Matrix von einer metallischen Oberfläche. The present invention relates to the release of at least one fiber-reinforced mat with a thermoplastic matrix at least partially surrounding the fibers from a metallic surface.

Es ist bekannt aus einer oder mehrerer dieser faserverstärkten Matten ein faserverstärktes dreidimensionales Formteil bzw. Bauteil, z.B. ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs herzustellen, und zwar durch Konsolidieren und/oder plastisches Formen bzw. Verformen bzw. Verpressen der Matte oder der Matten in einem Formwerkzeug bzw. Presswerkzeug. Die plastische Verformbarkeit wird in der Regel dadurch bereitgestellt, dass die thermoplastische Matrix, in welche die Fasern eingebettet sind, bis an oder über die Schmelztemperatur derselben erwärmt wird. It is known from one or more of these fiber-reinforced mats, a fiber-reinforced three-dimensional molded part, e.g. to manufacture a battery case of a traction battery of an electric vehicle by consolidating and / or plastically forming the mat or pads in a mold. The plastic deformability is typically provided by heating the thermoplastic matrix in which the fibers are embedded to above or above the melting temperature thereof.

Sofern für die Herstellung eine Mehrzahl dieser Matten vorgesehen ist, ist es auch bekannt, aus dieser Mehrzahl vor dem Verformen in dem Formwerkzeug bzw. Presswerkzeug einen Vorformling zu bilden, aus dem in dem Formwerkzug das Formteil bzw. Bauteil durch Formen bzw. Verformen des Vorformlings gebildet wird. Der Vorformling wird dabei meist da-durch ausgebildet, dass die Matten auf einem Werkstückträger abgelegt und fortlaufend zu dem Vorformling aufgebaut werden.If a plurality of these mats are provided for the production, it is also known to form a preform from this plurality before shaping in the molding tool or pressing tool, from which in the molding train the molding or component by shaping or deformation of the preform is formed. In this case, the preform is usually formed by depositing the mats on a workpiece carrier and building it up continuously to form the preform.

Im Formwerkzug wird wenigstens eine faserverstärkte Matte in flächigen Kontakt mit wenigstens einer metallischen Fläche des Formwerkzeugs gebracht. Auch bei dem Ablegen und fortlaufenden Aufbauen der Matten auf dem Werkstückträger wird in der Regel wenigstens bereichsweise eine faserverstärkte Matte in flächigen Kontakt zu wenigstens einer metallischen Oberfläche des Werkstückträgers gebracht. In the forming train at least one fiber-reinforced mat is brought into surface contact with at least one metallic surface of the mold. Even when depositing and continuously constructing the mats on the workpiece carrier, a fiber-reinforced mat is generally brought into area contact with at least one metallic surface of the workpiece carrier at least in regions.

Insbesondere wenn sich die Matte in einem erwärmten bzw. erhitzen Zustand befindet und/oder wenn sich die jeweilige metallische Oberfläche in einem erwärmten bzw. erhitzen Zustand befindet kann es dabei zum Anhaften des Kunststoffmaterials bzw. der thermoplastischen Matrix der Matte an der metallischen Oberfläche kommen. Möchte man die Matte insbesondere in dem heißen bzw. erwärmten Zustand von der metallischen Oberfläche lösen, kann es beim Lösen zum Abreißen bzw. zum Ausreißen von thermoplastischen Material aus der thermoplastischen Matrix der faserverstärkten Matte kommen, wobei dieses ausgerissene thermoplastische Material der thermoplastischen Matrix an der metallischen Oberfläche verbleibt bzw. dort weiter anhaftet. In particular, when the mat is in a heated or heated state and / or when the respective metallic surface is in a heated or heated state, the plastic material or the thermoplastic matrix of the mat may adhere to the metallic surface. If you want to dissolve the mat in particular in the hot or heated state of the metallic surface, it may come when loosening tearing or tearing of thermoplastic material from the thermoplastic matrix of the fiber reinforced mat, said torn thermoplastic material of the thermoplastic matrix on the metallic surface remains or continues to adhere there.

Zur Vermeidung dieses unerwünschten nachteiligen Ausreißens beim Lösen bzw. Trennen der Matten von den metallischen Oberflächen – bzw. zum Ermöglichen eines rückstandsfreien Abziehens bzw. Trennens der Matten von den metallischen Oberflächen – werden bei bekannten Lösungen die erwärmten bzw. erhitzen metallischen Oberflächen und/oder die erwärmten bzw. erhitzen Matten sehr aufwendig abgekühlt oder es werden artfremde Trennbeschichtungen vorgesehen. Bei diesen Trennbeschichtungen handelt es sich um Trennbeschichtungen, die aus einem Kunststoffmaterial bestehen, das aus einer Materialgruppe ausgewählt ist, die nicht mit der Materialgruppe übereinstimmt, aus welcher die thermoplastische Matrix ausgewählt ist. In order to avoid this undesired disadvantageous tearing when loosening or separating the mats from the metallic surfaces-or to enable a residue-free removal or separation of the mats from the metallic surfaces-in known solutions the heated metal surfaces and / or the heated or heated mats cooled very expensive or there are provided foreign alien coatings. These release coatings are release coatings consisting of a plastic material selected from a group of materials that does not match the material group from which the thermoplastic matrix is selected.

Insbesondere kann es sich bei dem Kunststoffmaterial der Trennbeschichtung um ein Kunststoffmaterial in Form eines flüssigen Trennmittels, z.B. auf Basis von Silikonöl, PTFE oder anderen Fetten oder um ein Kunststoffmaterial in Form von Pulvern, z.B. auf PTFE-Basis, handeln. Diese Trennmittel können zwar eine hinreichende Trennung ermöglichen, werden aber zu einem gewissen Anteil in die Matten eingetragen. Ferner sind diese Trennmittel, insbesondere die Fette und Silikonöle, nicht einfach handhabbar und müssen aufwendig von der Oberfläche des Matte entfernt werden, um nicht in nachfolgende Prozessschritte, wie z.B. ein Lackiervorgang, eingeschleppt zu werden. In particular, the plastic material of the release coating may be a plastic material in the form of a liquid release agent, e.g. based on silicone oil, PTFE or other fats or a plastic material in the form of powders, e.g. based on PTFE, act. Although these release agents can allow a sufficient separation, but are registered to a certain extent in the mats. Furthermore, these release agents, especially the fats and silicone oils, are not easy to handle and must be laboriously removed from the surface of the mat so as not to interfere with subsequent process steps, such as e.g. a painting process to be introduced.

Zugrundeliegende AufgabeUnderlying task

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine alternative Lösung anzugeben, mit welcher ein rückstandsfreies oder nahezu rückstandsfreies Lösen einer faserverstärkten Matte mit einer die Fasern zumindest teilweise umgebenden thermoplastischen Matrix von einer metallischen Oberfläche ohne großen Aufwand auch möglich ist, wenn sich die Oberfläche und/oder die Matte in einem erwärmten Zustand befindet oder befand. It is an object of the invention to provide an alternative solution with which a residue-free or almost residue-free dissolution of a fiber-reinforced mat with a fibers at least partially surrounding the thermoplastic matrix of a metallic surface without much effort is also possible if the surface and / or Mat is in a heated state or was.

Erfindungsgemäße Lösung Inventive solution

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. This object is achieved with a use with the features of claim 1 and a method with the features of claim 8.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Verwendung betrifft eine Verwendung eines Kunststoffmaterials als Trennmittel bzw. Trennmaterial zwischen einer metallischen Oberfläche und wenigstens einer an die metallische Oberfläche flächig angelegten faserverstärkten Matte mit einer die Fasern zumindest teilweise umgebenden thermoplastischen Matrix, wobei das Kunststoffmaterial eine Schmelze-Volumenfließrate aufweist, die zwischen dem 0,02-fachen bis 0,35-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,08-fachen bis 0,2-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 0,1-fachen bis 0,15-fachen der Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix liegt.The inventively provided use relates to a use of a plastic material as a release agent or release material between a metallic surface and at least one surface of the metallic surface fiber reinforced mat with a fibers at least partially surrounding thermoplastic matrix, wherein the plastic material has a melt volume flow rate between 0.02 times to 0.35 times, preferably between 0.08 times to 0.2 times, more preferably between 0.1 times to 0.15 times the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix.

Die Schmelze-Volumenfließrate (auch gelegentlich Schmelzflussindex genannt) charakterisiert das Fließverhalten eines thermoplastischen Kunststoffmaterials bei bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen. Die Messung der Schmelze-Volumenfließrate erfolgt in einer in der deutschen Norm DIN EN ISO 1133-1 beschriebenen Weise unter Verwendung eines in dieser Norm beschriebenen standardisierten Messaufbaus. Die Schmelze-Volumenfließrate wird in der Einheit cm3/10 min angegeben und bei einer bestimmten Prüftemperatur und bei einer bestimmten Prüfbelastung bzw. Nennlast gemessen, die in der deutschen Norm DIN EN ISO 1133-1 näher beschrieben bzw. definiert sind. Die Schmelze-Volumenfließrate eines Stoffs wird hierbei stets in Verbindung mit der Prüftemperatur und der Nennlast bzw. Prüfbelastung angegeben, bei welcher die Schmelze-Volumenfließrate ermittelt wurde. The melt volume flow rate (also sometimes called the melt flow index) characterizes the flow behavior of a thermoplastic material under certain pressure and temperature conditions. The measurement of the melt volume flow rate takes place in one in the German standard DIN EN ISO 1133-1 described manner using a standardized measurement setup described in this standard. The melt volume-flow rate is indicated cm 3/10 min and measured in the unit at a specific test temperature and at a specific test load or nominal load in the German standard DIN EN ISO 1133-1 are described or defined in more detail. The melt volume flow rate of a substance is always specified here in conjunction with the test temperature and the nominal load or test load at which the melt volume flow rate was determined.

Die Schmelze-Volumenfließrate ist ein Maß für die Viskosität einer Kunststoffschmelze bzw. eines thermoplastischen Kunststoffmaterials. Je kleiner die Schmelze-Volumenfließrate eines thermoplastischen Kunststoffmaterials bei den vorgegebenen Druck- und Temperaturbedingungen desto größer ist seine Viskosität bei diesen Bedingungen. The melt volume flow rate is a measure of the viscosity of a plastic melt or of a thermoplastic material. The smaller the melt volume flow rate of a thermoplastic material at the given pressure and temperature conditions the greater its viscosity at these conditions.

Erfindungsgemäß ist also die Verwendung eines Kunststoffmaterials als Trennmittel bzw. Trennmaterial zwischen der metallischen Oberfläche und der wenigstens einen an die metallische Oberfläche flächig angelegten faserverstärkten Matte vorgesehen, welches eine Schmelze-Volumenfließrate aufweist, die zwischen dem 0,02-fachen bis 0,35-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,08-fachen bis 0,2-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 0,1-fachen bis 0,15-fachen der Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix liegt.According to the invention, the use of a plastic material as release agent or release material between the metallic surface and the at least one fiber-reinforced mat applied flat on the metallic surface is therefore provided, which has a melt volume flow rate of between 0.02 times and 0.35 times. times, preferably between 0.08 times to 0.2 times, more preferably between 0.1 times to 0.15 times the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix.

Ein Kunststoffmaterial mit einer derart wesentlich kleineren Schmelze-Volumenfließrate als die Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix der Matte weist eine deutlich höhere Viskosität als die thermoplastische Matrix der Matte auf, so dass Moleküle dieses Trennmittels nur sehr schwer aus dem Molekülverband bzw. Molekülverbund herausgelöst werden können. Selbst im erwärmten Zustand der metallischen Oberfläche und/oder der faserverstärkten Matte kann daher durch die Verwendung des Kunststoffmaterials mit der wesentlich kleineren Schmelze-Volumenfließrate als Trennmittel vorteilhaft und ohne großen Aufwand eine wirksame Trennung und damit ein rückstandfreies oder nahezu rückstandsfreies Lösen der faserverstärkten Matte von der metallischen Oberfläche ermöglicht werden. Bei dem Entfernen bzw. dem Abziehen der faserverstärkten Matte von der metallischen Oberfläche kann das Trennmittel – bzw. das in Form wenigstens einer Trennschicht auf die metallische Oberfläche aufgebrachte Trennmittel – rückstandsfrei bzw. nahezu rückstandsfrei von der metallischen Oberfläche entfernt werden, wobei das Trennmittel bzw. die Trennschicht nach dem Abziehen an der faserverstärkten Matte haften bleiben kann. Dass das Trennmittel nach dem Abziehen an der faserverstärkten Matte haften bleibt – bzw. durch das Abziehen oder das Entfernen der faserverstärkten Matte von der metallischen Oberfläche rückstandsfrei oder nahezu rückstandsfrei abziehbar ist – ergibt sich aus der Verbindungskraft bzw. Haltekraft zwischen der Matte und dem Trennmittel bzw. der Trennschicht, welche größer ausgebildet ist als die Verbindungskraft bzw. Haltekraft zwischen dem Trennmittel bzw. der Trennschicht und der metallischen Oberfläche. A plastic material with such a substantially smaller melt volume flow rate than the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix of the mat has a significantly higher viscosity than the thermoplastic matrix of the mat, so that molecules of this release agent can be very difficult to be dissolved out of the molecular structure or molecular composite , Even in the heated state of the metallic surface and / or the fiber-reinforced mat can therefore by using the plastic material with the much smaller melt volume flow rate as a release agent advantageously and without much effort an effective separation and thus a residue-free or almost residue-free release of the fiber-reinforced mat of the metallic surface are allowed. When removing or stripping the fiber-reinforced mat from the metallic surface, the release agent - or applied in the form of at least one release layer on the metallic surface release agent - are removed without residue or free of residue from the metallic surface, wherein the release agent or the release layer may remain adhered to the fiber reinforced mat after peeling. The fact that the release agent adheres to the fiber - reinforced mat after removal - or can be deducted without residue or almost residue - free by removing or removing the fiber - reinforced mat from the metallic surface - results from the connection force or holding force between the mat and the release agent of the separating layer, which is formed larger than the connecting force or holding force between the separating agent or the separating layer and the metallic surface.

Die Herstellung einer faserverstärkten Matte, die eine thermoplastische Matrix mit einer für das Trennmittel erfindungsgemäß vorgesehenen niedrigen Schmelze-Volumenfließrate aufweist, ist nicht möglich, da aufgrund der mit dieser niedrigen Schmelze-Volumenfließrate einhergehenden hohen Viskosität eine vollständige oder wenigstens teilweise Einbettung der Fasern in die thermoplastische Matrix nicht oder nur unter großem technischen Aufwand möglich ist. Ferner wären Matten, die eine thermoplastische Matrix mit einer solch kleinen Schmelze-Volumenfließrate aufweisen, nicht für den Einsatz als zu verformende Matten in einem Formwerkzeug geeignet. The production of a fiber-reinforced mat which has a thermoplastic matrix having a low melt volume flow rate provided for by the release agent according to the invention is not possible because of the complete or at least partial embedding of the fibers into the thermoplastic due to the high viscosity associated with this low melt volume flow rate Matrix is not possible or only with great technical effort. Further, mats having a thermoplastic matrix with such a small melt volume flow rate would not be suitable for use as mats to be formed in a mold.

Bei den Verstärkungsfasern bzw. Fasern der Matte handelt es sich vorzugsweise um Mineralfasern, insbesondere Glasfasern oder Basaltfasern, und/oder Carbonfasern, und/oder Aramidfasern und/oder polymere Fasern, und/oder synthetische Fasern und/oder Fasern von nachwachsenden Rohstoffen. Ferner kann es sich bei den Verstärkungsfasern um Kurzfasern und/oder Langfasern und/oder Endlosfasern handeln.The reinforcing fibers or fibers of the mat are preferably mineral fibers, in particular glass fibers or basalt fibers, and / or carbon fibers, and / or aramid fibers and / or polymeric fibers, and / or synthetic fibers and / or fibers of renewable raw materials. Furthermore, the reinforcing fibers may be short fibers and / or long fibers and / or continuous fibers.

Die Schmelze-Volumenfließrate des als Trennmittel verwendeten Kunststoffmaterials, die zwischen dem 0,02-fachen bis 0,35-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,08-fachen bis 0,2-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 0,1-fachen bis 0,15-fachen der Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix liegt, ist vorzugsweise eine Schmelze-Volumenfließrate, welche bei derselben Prüftemperatur und bei derselben Prüfbelastung bzw. Nennlast ermittelt wurde wie die Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix der Matte bzw. welche bei im Wesentlichen übereinstimmenden Prüftemperaturen und im Wesentlichen übereinstimmenden Prüfbelastungen bzw. Nennlasten ermittelt wurde. Vorzugsweise handelt es sich bei der Prüftemperatur und der Prüfbelastung um eine in der DIN EN ISO 1133-1 empfohlene bzw. vorgeschlagene Prüftemperatur und Prüfbelastung bzw. Nennlast für das verwendete Kunststoffmaterial. The melt volume flow rate of the plastic material used as the release agent, which is between 0.02 times to 0.35 times, preferably between 0.08 times to 0.2 times, more preferably between 0.1 times to 0.15 times the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix is preferably a melt volume flow rate determined at the same test temperature and load as the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix of the mat or substantially at matching test temperatures and substantially identical test loads or nominal loads was determined. Preferably, the test temperature and the test load are one in the DIN EN ISO 1133-1 Recommended or proposed test temperature and test load or rated load for the plastic material used.

Besonders vorteilhaft wird die Schmelze-Volumenfließrate bei derselben Prüftemperatur und Prüfbelastung bzw. Nennlast ermittelt wie die Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix der Matte (oder im Wesentlichen bei derselben Prüftemperatur und bei derselben Prüfbelastung bzw. Nennlast), wenn das Trennmittel und die thermoplastische Matrix aus ein und derselben Materialgruppe bzw. Werkstoffgruppe ausgewählt sind. So können beispielsweise das Trennmittel und die thermoplastische Matrix jeweils aus der Materialgruppe bzw. Werkstoffgruppe der Polyolefine, vorzugsweise der Polypropylene, oder der Polyamide ausgewählte Materialien bzw. Stoffe sein. Materialen aus der gleichen Materialgruppe können durch Messung der Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix der Matten und der Schmelze-Volumenfließrate des Trennmittels bei übereinstimmenden Prüftemperaturen und Prüfbelastungen bzw. bei im Wesentlichen übereinstimmenden Prüftemperaturen und Prüfbelastungen Schmelze-Volumenfließraten erfindungsgemäß bereitgestellt werden.Particularly advantageously, the melt volume flow rate at the same test temperature and test load or rated load is determined as the melt volume flow rate of the mat thermoplastic matrix (or substantially at the same test temperature and at the same test load or rated load), if the release agent and the thermoplastic matrix from one and the same material group or material group are selected. For example, the release agent and the thermoplastic matrix may each be selected from the material group or material group of polyolefins, preferably the polypropylene, or the polyamides selected materials or materials. Materials from the same material group can be provided according to the invention by measuring the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix of the mats and the melt volume flow rate of the release agent at matching test temperatures and test loads or at substantially matching test temperatures and test loads melt volume flow rates.

Wenn das Trennmittel und die thermoplastische Matrix aus verschiedenen Materialgruppen bzw. Werkstoffgruppen ausgewählt sind, sind die Prüftemperatur und die Prüfbelastung bzw. Nennlast für die Messung der Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix und die Prüftemperatur und die Prüfbelastung bzw. Nennlast für die Messung der Schmelze-Volumenfließrate des Trennmittels vorteilhaft an die rheologischen Eigenschaften der thermoplastischen Matrix und des Trennmittels anzupassen, insbesondere wenn übereinstimmende oder im Wesentlichen übereinstimmende Prüftemperaturen und Prüfbelastungen aufgrund dieser rheologischen Eigenschaften nicht realisierbar sind oder nicht verwertbare Ergebnisse liefern. If the release agent and the thermoplastic matrix are selected from different material groups or material groups, the test temperature and the test load or nominal load for the measurement of the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix and the test temperature and the test load or nominal load for the measurement of the melt Volume flow rate of the release agent advantageously adapt to the rheological properties of the thermoplastic matrix and the release agent, especially if matching or substantially identical test temperatures and test loads are not feasible due to these rheological properties or not deliver usable results.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung wird das Kunststoffmaterial als Trennmittel verwendet, wenn die an die metallische Oberfläche angelegte faserverstärkte Matte in einem Erwärmungs-Zustand von der metallischen Oberfläche zu trennen bzw. zu entfernen ist.In a preferred embodiment of the inventive use, the plastic material is used as a release agent when the fiber-reinforced mat applied to the metallic surface is to be separated from the metallic surface in a heating state.

Sowohl das Trennmittel als auch die Matte befinden sich bei den Temperaturen gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform nach einer bestimmten Erwärmungszeit wenigstens bereichsweise in einem schmelzflüssigen Zustand, wobei das Trennmittel dann wenigstens bereichsweise in Form wenigstens einer schmelzflüssigen Trennschicht bzw. Schmelzeschicht zwischen der Matte und der metallischen Oberfläche angeordnet ist. Insbesondere bei den Temperaturen gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform kann die faserverstärkte Matte samt dem Trennmaterial bzw. der Trennschicht von der metallischen Oberfläche rückstandsfrei oder nahezu rückstandsfrei – also ohne oder nahezu keine Material-Rückstände an der metallischen Oberfläche zu hinterlassen – abgezogen bzw. von dieser entfernt werden. Dies hat große Vorteile insbesondere bei der Serienfertigung einer Vielzahl von faserverstärkten Formteilen bzw. dreidimensionalen Bauteilen aus einer oder mehreren faserverstärkten Matten, wie nachfolgend dargelegt. Both the release agent and the mat are at least partially in a molten state at temperatures according to this preferred embodiment after a certain heating time, wherein the release agent then at least partially in the form of at least one molten separating layer or melt layer between the mat and the metallic surface is. In particular, at the temperatures according to this preferred embodiment, the fiber-reinforced mat together with the release material or the release layer of the metallic surface residue-free or almost residue-free - ie without or almost no residual material left on the metallic surface - deducted or removed from this , This has great advantages especially in the mass production of a plurality of fiber-reinforced molded parts or three-dimensional components of one or more fiber-reinforced mats, as set forth below.

Die Bauteile, wie z.B. ein Gehäuse einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, werden durch Konsolidieren und/oder plastisches Formen bzw. Verformen der wenigstens einen Matte an wenigstens einer metallischen Oberfläche bzw. einer metallischen Formfläche in einem Formwerkzeug bzw. Presswerkzeug hergestellt. Die plastische Verformbarkeit wird dadurch bereitgestellt, dass die thermoplastische Matrix, in welche die Fasern wenigstens teilweise oder zur Gänze eingebettet sind, bis an oder über die Schmelztemperatur derselben erwärmt wird. Nach dem Verformen bzw. Verpressen in dem Formwerkzeug an der wenigstens einen metallischen Oberfläche können die Matten bzw. das Bauteil – durch die Verwendung des Trennmittels mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Schmelze-Volumenfließrate – im Erwärmungszustand vorteilhaft ohne großen Aufwand und rückstandsfrei oder nahezu rückstandsfrei von der wenigstens einen metallischen Oberfläche bzw. Formfläche getrennt werden, und zwar ohne hierfür zeitraubende Abkühlungsvorgänge in Kauf nehmen zu müssen. Vorteilhaft kann auf diese Weise bei der Serienfertigung einer Vielzahl von faserverstärkten Formteilen bzw. Bauteilen aus einer oder mehreren faserverstärkten Matten die Stückzahlleistung wesentlich erhöht bzw. optimiert werden. Nach dem Verformen bzw. Verpressen in dem Formwerkzeug an der wenigstens einen metallischen Oberfläche können die Matten bzw. das Bauteil – durch die Verwendung des Trenn-mittels mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Schmelze-Volumenfließrate – auch nach dem Abkühlen oder Erkalten der metallischen Oberfläche vorteilhaft ohne großen Aufwand und rückstandsfrei oder nahezu rückstandsfrei von der wenigstens einen metallischen Oberfläche bzw. Formfläche getrennt werden, da es im Erwärmungszustand vorteilhafter-weise nicht zu einem wesentlichen Anhaften der Matten bzw. des Bauteils gekommen ist.The components, such as A housing of a traction battery of a motor vehicle, are prepared by consolidating and / or plastic forming or deformation of the at least one mat on at least one metallic surface or a metallic forming surface in a mold or pressing tool. The plastic deformability is provided by heating the thermoplastic matrix into which the fibers are at least partially or entirely embedded up to or above the melting temperature thereof. After shaping or pressing in the mold on the at least one metallic surface, the mats or the component - by the use of the release agent with the inventively provided melt volume flow rate - in the heating state advantageously without much effort and residue-free or almost residue-free of at least a metallic surface or molding surface to be separated, without having to accept time-consuming cooling processes in purchasing. Advantageously, in this way, in the mass production of a plurality of fiber-reinforced molded parts or components made of one or more fiber-reinforced mats, the unit performance can be significantly increased or optimized. After the forming or pressing in the mold at the at least one metallic surface, the mats or the component - by the use of the separating means with the inventively provided melt volume flow rate - even after cooling or cooling of the metallic surface advantageously without large Effort and residue-free or almost residue-free from the at least one metallic surface or mold surface are separated, since it is advantageously not come to a significant adhesion of the mats or the component in the heating state.

Unter Konsolidieren ist erfindungsgemäß ein Verdichten bzw. Kompaktieren der Matte bzw. der Matten zu verstehen. Beim dem Konsolidieren kann durch das Verdichten bzw. Kompaktieren insbesondere in den Matten aufgenommene Luft aus den Matten entweichen. Durch das Verformen und /oder Konsolidieren kann, sofern mehrere Matten eingesetzt werden, ferner wenigstens bereichsweise die Ausbildung von stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den einzelnen Matten erfolgen.Under consolidation according to the invention is a compaction or compacting of the mat or mats to understand. During consolidation, air taken in through the compartments, in particular in the mats, can escape from the mats due to compacting or compaction. By deforming and / or consolidating, if more mats are used, at least in some areas Forming cohesive connections between the individual mats take place.

Sofern für die Herstellung des Formteils eine Mehrzahl dieser Matten vorgesehen ist, ist es auch bekannt, aus dieser Mehrzahl vor dem Verformen und/oder Konsolidieren in dem Formwerkzeug einen Vorformling zu bilden, aus dem in dem Formwerkzug das Formteil bzw. Bauteil durch Konsolidieren und/oder Formen bzw. Verformen des Vorformlings gebildet wird. Der Vorformling wird dabei meist dadurch ausgebildet, dass die Matten auf einem Werkstückträger abgelegt und fortlaufend zu dem Vorformling aufgebaut werden. Auch hierfür kann durch Verwendung des Trennmittels mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Schmelze-Volumenfließrate vorteilhaft ohne großen Aufwand und rückstandsfrei oder nahezu rückstandsfrei – also insbesondere ohne Material-Rückstände oder kaum Material-Rückstände des Trennmittels an der metallischen Oberfläche des Werkstückträgers zu hinterlassen – in dem Erwärmungszustand gemäß der obigen bevorzugten Ausführungsform eine Trennung der wenigstens eine Matte von einer metallischen Oberfläche des Werkstückträgers vorgenommen werden. Diese Trennung kann daher insbesondere vor-teilhaft ohne zeitraubende Abkühlungsvorgänge vorgenommen werden, einhergehend mit einer wesentlichen Erhöhung der Stückzahlleitung bei der Serienfertigung einer Vielzahl von faserverstärkten Formteilen bzw. Bauteilen aus einer oder mehreren Matten. Durch eine Erwärmung bzw. Aufheizung der Matten bereits an dem Werkzeugträger kann der Aufwand für die erforderliche Erwärmung bzw. Aufheizung in dem jeweiligen Formwerkzeug bzw. Presswerkzeug deutlich reduziert werden. If a plurality of these mats are provided for the production of the molded part, it is also known to form a preform from this plurality before forming and / or consolidating in the mold, from which the molded part or component in the forming train by consolidating and / or or molding the preform. The preform is usually formed by the fact that the mats are stored on a workpiece carrier and continuously built up to the preform. For this purpose, by using the release agent with the melt volume flow rate provided according to the invention advantageously without much effort and residue-free or almost residue-free - ie in particular without material residues or hardly residual material of the release agent on the metallic surface of the workpiece carrier to leave - in the heating state the above preferred embodiment, a separation of the at least one mat are made of a metallic surface of the workpiece carrier. This separation can therefore be carried out in particular advantageously without time-consuming cooling processes, along with a substantial increase in the number of parts in the series production of a large number of fiber-reinforced molded parts or components from one or more mats. By heating or heating of the mats already on the tool carrier, the cost of the required heating or heating in the respective mold or pressing tool can be significantly reduced.

Die Verwendung des Trennmittels mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Schmelze-Volumenfließrate ist aufgrund des oben Dargelegten insbesondere auch vorteilhaft für eine Erwärmung bzw. Aufheizung der Matte oder der Matten an einer metallischen Heizfläche zum Vorwärmen bzw. Vorheizen für ein nachfolgendes Formen bzw. Verpressen in einem Formwerkzeug bzw. Presswerkzeug. The use of the release agent with the inventively provided melt volume flow rate is due to the above particularly advantageous for heating or heating of the mat or mats on a metallic heating surface for preheating or preheating for subsequent molding or pressing in a mold or Press tool.

Die Verwendung des Trennmittels mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Schmelze-Volumenfließrate kann insbesondere auch vorteilhaft in Doppelbandpressen, Kalandern oder ähnlichen Presssystemen sein, in welchen eine oder mehrere der faserverstärkten Matten in erwärmten Zustand an metallische Oberflächen bzw. metallische Formflächen gepresst werden. The use of the release agent with the melt volume flow rate provided according to the invention can also be advantageous in double-belt presses, calenders or similar press systems in which one or more of the fiber-reinforced mats are pressed in a heated state to metallic surfaces or metallic mold surfaces.

Bei unterschiedlichen Wandstärken des aus der wenigstens einen Matte zu formenden Bauteils bzw. bei unterschiedlichen Dicken der wenigstens einen Matte kann die Trennschicht bzw. der Schmelzefilm vorteilhaft zudem eine egalisierende Wirkung haben, die zu einer gleichmäßigeren Druckverteilung und somit einem besseren Press- oder Konsolidierungsvorgang im Formwerkzug bereits vor dem Entfernen von der jeweiligen metallischen Oberfläche führt.In the case of different wall thicknesses of the component to be formed from the at least one mat or at different thicknesses of the at least one mat, the separating layer or the melt film can advantageously also have a leveling effect which leads to a more uniform pressure distribution and thus a better pressing or consolidation process in the forming train already before removal from the respective metallic surface.

Wenn das Trennmittel und die thermoplastische Matrix aus ein und derselben Materialgruppe bzw. Werkstoffgruppe ausgewählt sind, ist das Trennmittel bzw. die wenigstens eine Trennschicht nach dem Trennvorgang wenigstes bereichsweise stoffschlüssig mit der wenigstens einen Matte bzw. dem durch Verformen und/Konsolidieren der wenigstens einen Matte gebildeten Bauteil verbunden, sofern eine Trennung in dem Erwärmungszustand gemäß der obigen bevorzugten Ausführungsform erfolgt. Eine nach dem Trennvorgang mit der wenigstens einen Matte bzw. dem Bauteil stoffschlüssig verbundene Trennschicht hat die nachfolgend dargelegten Vorteile.If the release agent and the thermoplastic matrix are selected from one and the same material group or material group, the release agent or the at least one release layer after the separation process at least partially cohesively with the at least one mat or by deforming and / or consolidating the at least one mat formed component, if a separation in the heating state according to the above preferred embodiment takes place. An after the separation process with the at least one mat or the component cohesively connected separating layer has the advantages set out below.

Infolge der stoffschlüssigen Verbindung kann vorteilhaft von einer aufwendigen Entsorgung bzw. einem aufwendigen Recycling des Trennmittels abgesehen werden. Durch einen geringeren Fasergehalt der wenigstens einen Matte bzw. des Bauteils im Bereich der Trennschicht kann ein Bauteil mit einer optisch sehr glatten Oberfläche und einer hohen Oberflächengüte geschaffen werden. Die sehr glatte Oberfläche und die hohe Oberflächengüte wird insbesondere verursacht durch die im Vergleich zu dem Bauteil bzw. der wenigstens einen Matte deutlich höhere Viskosität der Trennschicht. As a result of the cohesive connection can advantageously be dispensed with a costly disposal or a complex recycling of the release agent. By a lower fiber content of the at least one mat or of the component in the region of the separating layer, a component with a visually very smooth surface and a high surface quality can be created. The very smooth surface and the high surface quality is particularly caused by the significantly higher compared to the component or the at least one mat viscosity of the release layer.

Sofern die mit dem Bauteil bzw. der wenigstens einen Matte nach dem Trennvorgang stoffschlüssig verbundene Trennschicht bereichsweise eine unerwünschte Verdickung des Bau-teils bzw. der Matte verursacht, kann – wie auch beim Metallguss üblich – ein Ausgleich durch Steiger vorgenommen werden, wobei hierbei die entsprechende Materialmenge der Trennschicht aus dem Formungshohlraum herausgepresst wird, um die unerwünschte Verdickung zu beseitigen. Insofar as the separating layer cohesively connected to the component or the at least one mat after the separating process causes an undesirable thickening of the component or the mat, a compensation by risers can be made, as is customary in metal casting, whereby the corresponding Material amount of the release layer is pressed out of the molding cavity to eliminate the unwanted thickening.

Kommt es nach dem Trennvorgang zu einer nicht hinreichenden stoffschlüssigen Verbindung der Trennschicht mit dem Bauteil bzw. der wenigstens einen Matte kann die Trennschicht durch ein nachträgliches Aufheizen, z.B. durch Abflammen bzw. Anflammen oder durch Infrarotstrahlung oder durch Anströmen von Heizluft egalisiert und mit dem Bauteil verbunden werden. If, after the separation process, there is insufficient bonding of the separating layer to the component or the at least one mat, the separating layer can be replaced by subsequent heating, e.g. be leveled by flaming or flaming or by infrared radiation or by flowing hot air and connected to the component.

Das Trennmittel und die thermoplastische Matrix aus verschiedenen und zueinander unverträglichen Materialgruppen bzw. Werkstoffgruppen auszuwählen kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der thermoplastischen Matrix bzw. der Matte und dem Trennmittel nicht erwünscht und stattdessen ein einfaches Lösen des Trennmittels von der Matte z.B. nach einem Verformen und/oder Konsolidieren erwünscht ist. To select the release agent and the thermoplastic matrix of different and mutually incompatible material groups or material groups may be particularly advantageous if a cohesive connection between the thermoplastic matrix or the mat and the Release agent is not desirable and instead a simple release of the release agent from the mat, for example, after a deformation and / or consolidation is desired.

Das als Trennmittel verwendete Kunststoffmaterial kann vorzugsweise ein pulverförmiges Polypropylen sein, wobei das pulverförmige Polypropylen besonders bevorzugt eine Schmelze-Volumenfließrate aufweist, die innerhalb eines Bereichs von 0,2 cm3/10 min bis 5 cm3/10 min, bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 0,5 cm3/10 min bis 3 cm3/10 min liegt. Weiter bevorzugt kann das Pulver eine Korngröße aufweisen, die innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 3 mm liegt. Die Schmelze-Volumenfließrate der vorgenannten Bereiche ist eine Schmelze-Volumenfließrate, welche vorzugsweise bei einer Prüftemperatur von 230°C und einer Prüfbelastung von 2,16 kg gemessen bzw. ermittelt wurde. The plastic material used as the release agent may preferably be a powdered polypropylene, powdered polypropylene more preferably has a melt volume flow rate, the minimum within a range of 0.2 cm 3/10 min to 5 cm 3/10, preferably within a range of 0.5 cm 3/10 min to 3 cm 3/10 min. More preferably, the powder may have a grain size that is within a range of 0.1 mm to 3 mm. The melt volume flow rate of the aforementioned ranges is a melt volume flow rate, which was preferably measured or determined at a test temperature of 230 ° C and a test load of 2.16 kg.

Das bei Raumtemperatur in Pulverform vorliegende Polypropylen kann auf einfache und praktische Weise vor dem Anlegen der Matte auf die metallische Oberfläche aufgesprüht werden. Durch Erwärmen des Polypropylens bis an oder über die Schmelztemperatur – z.B. durch Aufsprühen auf eine bereits erhitzte metallische Oberfläche – kann das in der Regel sehr kostengünstige Polypropylen-Pulver aufgeschmolzen werden und bildet dabei wenigstens eine Trennschicht bzw. wenigstens eine Trennschicht in Form einer Schmelzschicht bzw. eines Schmelzefilms, der sich – sofern das Polypropylen und die thermoplastische Matrix der wenigstens einen Matte aus derselben Materialgruppe ausgewählt sind vorteilhaft nach dem Trennvorgang mit dem Bauteil bzw. der wenigstens einen Matte wenigstens bereichsweise stoffschlüssig verbindet, einhergehend mit den oben beschriebenen Vorteilen. Aufgrund der sehr geringen Korngröße kann wenigstens bereichsweise eine sehr gleichmäßige Bedeckung der metallischen Oberfläche erzielt werden, einhergehend mit der Bildung einer sehr gleichmäßigen Bedeckung mit wenigstens einer Schmelzeschicht, welche die metallische Oberfläche wenigstens bereichsweise oder zur Gänze bedeckt. The powder present at room temperature in powder form can be sprayed on the metallic surface in a simple and practical manner before applying the mat. By heating the polypropylene to or above the melting temperature - e.g. by spraying on an already heated metallic surface - the usually very inexpensive polypropylene powder can be melted, thereby forming at least one release layer or at least one release layer in the form of a melt layer or a melt film, which - if the polypropylene and the thermoplastic Matrix of at least one mat selected from the same material group are advantageous after the separation process with the component or the at least one mat at least partially cohesively connects, along with the advantages described above. Due to the very small grain size, a very uniform coverage of the metallic surface can be achieved at least in some areas, along with the formation of a very uniform coverage with at least one melt layer, which covers the metallic surface at least partially or completely.

Ein aus diesem Pulvern gebildeter Trennfilm bzw. Schmelzefilm weist aufgrund der niedrigen Schmelze-Volumenfließraten eine nur sehr geringe Anhaftung an der metallischen Oberfläche auf bzw. ist mit einer nur sehr geringen Haltekraft an der metallischen Oberfläche gehalten.Due to the low melt volume flow rates, a release film or melt film formed from this powder has only a very small adhesion to the metallic surface or is held to the metallic surface with only a very small holding force.

Das pulverförmige Polypropylen ermöglicht insbesondere bei der Vorbereitung eines Formwerkzeugs bzw. Presswerkzeugs – welches zum Formen eines Bauteils aus wenigstens einer faserverstärkten Matte durch Konsolidieren und/oder plastisches Formen bzw. Verformen vorgesehen ist – ein auf einfache und praktische Weise durchführbares Aufbringen des Trennmittels auf die metallischen Formflächen bzw. metallischen Oberflächen des Formwerkzeugs bzw. Presswerkzeugs durch Aufsprühen. The powdered polypropylene, in particular in the preparation of a molding tool or pressing tool - which is intended to form a component of at least one fiber-reinforced mat by consolidation and / or plastic forming or deformation - allows a simple and practical feasible application of the release agent to the metallic Form surfaces or metallic surfaces of the mold or pressing tool by spraying.

Insbesondere bei einfachen Werkzeuggeometrien kann das als Trennmittel verwendete Kunststoffmaterial als Folie oder als Matte vorliegen. Das als Trennmittel verwendete Kunststoffmaterial kann zudem als eine faserverstärkte Folie oder als faserverstärkte Matte vorliegen.Especially with simple tool geometries, the plastic material used as a release agent can be present as a film or as a mat. The plastic material used as a release agent can also be present as a fiber-reinforced film or as a fiber-reinforced mat.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Anlegen und anschließendem Trennen wenigstens einer faserverstärkten Matte von wenigstens einer metallischen Oberfläche umfasst die folgenden Schritte:

  • (A) wenigstens bereichsweises Aufbringen eines als Trennmittel vorgesehenen Kunststoffmaterials auf die Oberfläche, wobei das Trennmittel eine Schmelze-Volumenfließrate aufweist, die zwischen dem 0,02-fachen bis 0,35-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,08-fachen bis 0,2-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 0,1-fachen bis 0,15-fachen der Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix liegt,
  • (B) Flächiges Anlegen der Matte an die metallische Oberfläche bzw. Anlegen der Matte an das Trennmittel bzw. Auflegen der Matte auf das Trennmittel,
  • (C) wenigstens bereichsweises Erwärmen der metallischen Oberfläche und/oder der Matte, und
  • (D) Trennen bzw. Entfernen der Matte von der metallischen Oberfläche.
The inventive method for applying and then separating at least one fiber-reinforced mat of at least one metallic surface comprises the following steps:
  • (A) at least partially applying a plastic material intended as a release agent to the surface, wherein the release agent has a melt volume flow rate of between 0.02 times to 0.35 times, preferably between 0.08 times to 0, 2 times, more preferably between 0.1 times to 0.15 times the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix,
  • (B) applying the mat flat to the metallic surface or applying the mat to the release agent or placing the mat on the release agent,
  • (C) at least partially heating the metallic surface and / or the mat, and
  • (D) separating or removing the mat from the metallic surface.

Durch die Benennung der Schritte mit den Buchstaben A bis D wird keine ausschließliche Bindung an eine zeitliche Reihenfolge verfolgt. Die Buchstaben dienen lediglich der Benennung bzw. Kennzeichnung der Schritte. So kann in Schritt C die metallische Oberfläche und/oder die Matte vor und/oder während und/oder nach Schritt B wenigstens bereichsweise erwärmt werden. Insbesondere kann die metallische Oberfläche und/oder die Matte auch vor Schritt A oder während des Schritts A wenigstens bereichsweise erwärmt werden. By naming the steps with the letters A to D, no exclusive binding to a chronological order is pursued. The letters serve only to name or mark the steps. Thus, in step C, the metallic surface and / or the mat before and / or during and / or after step B are at least partially heated. In particular, the metallic surface and / or the mat can also be heated at least in regions before step A or during step A.

Durch Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein rückstandsfreies oder nahezu rückstandsfreies Lösen bzw. Trennen einer faserverstärkten Matte mit einer die Fasern zumindest teilweise oder zur Gänze umgebenden thermoplastischen Matrix von einer metallischen Oberfläche ohne großen Aufwand möglich. Sowohl das Trennmittel als auch die Matte befinden sich bei den vorgesehenen Temperaturen wenigstens bereichsweise in einem schmelzflüssigen Zustand und das Trennmittel ist dann wenigstens bereichsweise in Form wenigstens einer schmelzflüssigen Trennschicht bzw. Schmelzeschicht zwischen der Matte und der metallischen Oberfläche angeordnet. Wie auch weiter oben ausgeführt, kann insbesondere bei diesen Temperaturen die faserverstärkte Matte samt dem Trennmaterial bzw. der Trennschicht von der metallischen Oberfläche rückstandsfrei oder nahezu rück-standfrei – also ohne oder nahezu keine Material-Rückstände des Trennmaterials bzw. der Matte an der metallischen Oberfläche zu hinterlassen – abgezogen bzw. von dieser entfernt werden. Gleiches gilt für eine Abgekühlte oder Erkaltete metallische Oberfläche.By applying the method according to the invention, a residue-free or almost residue-free dissolution or separation of a fiber-reinforced mat with a fiber at least partially or entirely surrounding the thermoplastic matrix of a metallic surface is possible without much effort. Both the release agent and the mat are at least partially in a molten state at the intended temperatures and the release agent is then arranged at least partially in the form of at least one molten separating layer or melt layer between the mat and the metallic surface. As also stated above, especially in these Temperatures the fiber-reinforced mat together with the release material or the release layer of the metallic surface residue-free or almost residue-free - ie without or almost no residual material of the release material or the mat on the metallic surface to leave - deducted or removed from this , The same applies to a cooled or cooled metallic surface.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft in einen Herstellungsprozess zum Formen eines dreidimensionalen Bauteils aus wenigstens einer faserverstärkten Matte durch Konsolidieren und/oder plastisches Formen bzw. Verformen der Matte in einem Formwerkzeug bzw. Presswerkzeug integriert werden. Nach dem Verformen in dem Formwerkzeug bzw. Presswerkzeug kann die wenigstens eine faserverstärkte Matte bzw. das Bauteil wegen des Trennmittels mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Schmelze-Volumenfließrate im Erwärmungszustand vorteilhaft ohne großen Aufwand und rückstandsfrei oder nahezu rückstandsfrei von der metallischen Oberfläche getrennt werden, und zwar vorzugsweise ohne hierfür zeitraubende Abkühlungsvorgänge in Kauf nehmen zu müssen. Vorteilhaft kann auf diese Weise bei der Serienfertigung einer Vielzahl von faserverstärkten Formteilen bzw. Bauteilen aus einer oder mehreren Matten die Stückzahlleistung wesentlich erhöht bzw. optimiert werden. The method according to the invention can advantageously be integrated into a production process for molding a three-dimensional component from at least one fiber-reinforced mat by consolidating and / or plastically shaping or deforming the mat in a molding tool or pressing tool. After deformation in the molding tool or pressing tool, the at least one fiber-reinforced mat or the component can advantageously be separated from the metallic surface without much effort and residue-free or almost residue-free because of the release agent with the melt volume flow rate provided in the heating state without having to accept time-consuming cooling processes. Advantageously, in this way in the mass production of a plurality of fiber-reinforced molded parts or components of one or more mats, the number of pieces can be significantly increased or optimized.

Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können das Trennmittel und die thermoplastische Matrix bevorzugt aus ein und derselben Materialgruppe ausgewählt sein, einhergehend mit den weiten oben beschriebenen Vorteilen. Also in the method according to the invention, the release agent and the thermoplastic matrix may preferably be selected from one and the same material group, along with the wide advantages described above.

Bevorzugt ist das Trennmittel ein pulverförmiges Polypropylen, wobei das pulverförmige Polypropylen besonders bevorzugt eine Schmelze-Volumenfließrate aufweist, die innerhalb eines Bereichs von 0,2 cm3/10 min bis 5 cm3/10 min liegt, einhergehend mit den weiter oben beschriebenen Vorteilen. Insbesondere kann das pulverförmige Polypropylen vorzugsweise eine Korngröße aufweisen, die innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 3 mm liegt. Durch Vorsehen dieser sehr geringen Korngröße kann, wie auch weiter oben dargelegt, wenigstens bereichsweise eine sehr gleichmäßige Bedeckung der metallischen Oberfläche erzielt werden, einhergehend mit der Bildung einer sehr gleichmäßigen Bedeckung mit wenigstens einer Trennschicht bzw. Schmelzeschicht, welche die metallische Oberfläche wenigstens bereichsweise oder zur Gänze bedeckt. Preferably, the release agent is a powdered polypropylene, powdered polypropylene more preferably has a melt volume flow rate, the minimum within a range of 0.2 cm 3/10 5 cm 3/10 min, along with the above-described advantages. In particular, the powdered polypropylene may preferably have a grain size which is within a range of 0.1 mm to 3 mm. By providing this very small grain size, as stated above, at least in some areas a very uniform coverage of the metallic surface can be achieved, along with the formation of a very uniform coverage with at least one release layer or melt layer which at least partially or to the metallic surface Completely covered.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:

1A und B jeweils eine schematische Schnittdarstellung eines Formstücks eines Formwerkszeugs zusammen mit einer faserverstärkten Matte und einem zwischen der Matte und dem Formstück vorgesehenen Trennmittel zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verwendung, und 1A and B each show a schematic sectional view of a molding of a molding tool together with a fiber-reinforced mat and a separating means provided between the mat and the molding for illustrating an embodiment of the use according to the invention, and

2A bis D schematische Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2A to D schematic sectional views to illustrate an embodiment of the method according to the invention.

Das in der 1A und 1B in Schnittdarstellung schematisch dargestellte Formstück 10 eines Formwerkzeugs (nicht näher dargestellt) weist eine Formfläche 12 in Form einer metallischen Oberfläche 12 auf. An diese metallische Oberfläche 12 kann, wie dargestellt, eine faserverstärkte Matte 14 – mit einer die Fasern 15 (nur sehr schematisch gestrichelt veranschaulicht) zumindest teilweise umgebenden thermoplastischen Matrix 16 – flächig angelegt werden. Das Formstück 10 ist dafür vorgesehen, in einem hier nicht dargestellten Formwerkzeug aus der Matte 14 ein an die Oberflächenform der metallischen Oberfläche 12 angepasste verformte faserverstärkte Matte 14 bzw. ein faserverstärktes Bauteil durch Anpressen und/oder Konsolidieren der Matte 14 an der metallischen Oberfläche 12 zu bilden. Das Anpressen der Matte an die metallische Oberfläche 12 erfolgt hierbei mit einem hier nicht dargestellten Pressstück des Formwerkzeugs, welches eine korrespondierend zu der metallischen Oberfläche 12 ausgebildete Pressfläche aufweist. That in the 1A and 1B in sectional view schematically illustrated fitting 10 a mold (not shown in detail) has a molding surface 12 in the form of a metallic surface 12 on. To this metallic surface 12 can, as shown, a fiber-reinforced mat 14 - with one the fibers 15 (only very schematically illustrated by dashed lines) at least partially surrounding thermoplastic matrix 16 - be laid out flat. The fitting 10 is intended, in a mold, not shown here from the mat 14 an to the surface shape of the metallic surface 12 adapted deformed fiber reinforced mat 14 or a fiber-reinforced component by pressing and / or consolidating the mat 14 on the metallic surface 12 to build. Pressing the mat against the metallic surface 12 takes place here with a molding of the mold, not shown here, which corresponds to a corresponding to the metallic surface 12 having trained pressing surface.

Als Trennmittel 18 zwischen der metallischen Oberfläche 12 und der flächig angelegten Matte 14 wird ein Kunststoffmaterial in Form eines bei Raumtemperatur pulverförmigen Polypropylens 18 (vgl. 1A) verwendet, das eine Schmelze-Volumenfließrate aufweist, die zwischen dem 0,02-fachen bis 0,35-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,08-fachen bis 0,2-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 0,1-fachen bis 0,15-fachen der Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix 16 liegt. As a release agent 18 between the metallic surface 12 and the flat mat 14 becomes a plastic material in the form of a powdery polypropylene at room temperature 18 (see. 1A ), which has a melt volume flow rate of between 0.02 times to 0.35 times, preferably between 0.08 times to 0.2 times, more preferably between 0.1 times to 0.15 times the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix 16 lies.

Sowohl das Trennmittel 18 aus auch die thermoplastische Matrix 16 der Matte 14 befindet sich nach einer bestimmten Erwärmungszeit wenigstens bereichsweise in einem schmelzflüssigen Zustand, der zum plastischen Verformen der Matte 14 durch Anpressen derselben an die metallische Oberfläche 12 erforderlich ist. Das bei Raumtemperatur pulverförmige Trennmittel 18 ist durch Aufschmelzen bei diesen Temperaturen dann in Form einer schmelzflüssigen Trennschicht 18 bzw. Schmelzeschicht 18 zwischen der Matte 14 und der metallischen Oberfläche 12 angeordnet (vgl. 1B). Durch Vorsehen des Trennmittels 18 kann nach dem Anpressen und/oder Konsolidieren der Matte 14 an der metallischen Oberfläche 12 zum Bilden der faserverstärkten verformten Matte 14 diese samt dem Trennmittel 18 bzw. der Trennschicht 18 von der metallischen Oberfläche 12 rückstandsfrei oder nahezu rückstandsfrei abgezogen werden – also ohne oder ohne wesentliche Material-Rückstände des Trennmittels 18 an der metallischen Oberfläche 12 zu hinterlassen. Sofern es sich bei der thermoplastischen Matrix 16 – wie auch bei dem Trennmittel 18 – um ein Polypropylen handelt, wird durch das Anpressen und/oder Konsolidieren wenigstens bereichsweise eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Trennschicht 18 und der verformten Matte 14 hergestellt.Both the release agent 18 also the thermoplastic matrix 16 the mat 14 is after a certain heating time at least partially in a molten state, the plastic deformation of the mat 14 by pressing them to the metallic surface 12 is required. The powder at room temperature release agent 18 is by melting at these temperatures then in the form of a molten separating layer 18 or melt layer 18 between the mat 14 and the metallic surface 12 arranged (cf. 1B ). By providing the release agent 18 can after pressing and / or consolidating the mat 14 on the metallic surface 12 to make the fiber reinforced deformed mat 14 this together with the release agent 18 or the separating layer 18 from the metallic surface 12 residue-free or almost residue-free removal - ie without or without significant material residues of the release agent 18 on the metallic surface 12 to leave. If it is the thermoplastic matrix 16 - As with the release agent 18 - is a polypropylene, at least in some areas a cohesive connection between the release layer by pressing and / or consolidating 18 and the deformed mat 14 produced.

Die 2A bis D zeigen schematische Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anlegen und anschließendem Trennen bzw. Entfernen einer faserverstärkten Matte 14 von einer metallischen Oberfläche 12 eines Formstücks 10 eines Formwerkzeugs.The 2A to D show schematic sectional views for illustrating an embodiment of the method according to the invention for the application and subsequent separation or removal of a fiber-reinforced mat 14 from a metallic surface 12 a fitting 10 a mold.

Die 2A veranschaulicht Schritt A des Verfahrens, bei dem ein als Trennmittel 18 vorgesehenes Kunststoffmaterial 18 auf die metallische Oberfläche 12 aufgebracht wird. Das Trennmittel 18 weist eine Schmelze-Volumenfließrate auf, die zwischen dem 0,02-fachen bis 0,35-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,08-fachen bis 0,2-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 0,1-fachen bis 0,15-fachen der Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix 16 der faserverstärkten Matte 14 liegt, welche in Schritt B (vgl. 2B) mittels eines mit Saugglocken 20 versehenen Greifwerkzeugs 22 – nach dem Aufbringen des Trennmittels 18 – flächig an die metallische Oberfläche 12 angelegt bzw. auf diese aufgelegt wird bzw. an das Trennmittel 18 angelegt wird.The 2A illustrates step A of the method in which a release agent 18 provided plastic material 18 on the metallic surface 12 is applied. The release agent 18 has a melt volume flow rate that is between 0.02 times to 0.35 times, preferably between 0.08 times to 0.2 times, more preferably between 0.1 times to 0.15 times the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix 16 the fiber reinforced mat 14 which in step B (cf. 2 B ) by means of one with suction cups 20 provided gripping tool 22 - after application of the release agent 18 - flat against the metallic surface 12 created or placed on this or the release agent 18 is created.

Das Trennmittel 18 ist in Form eines bei Raumtemperatur pulverförmigen Polypropylens 18 ausgebildet, welches durch Aufsprühen auf die metallische Oberfläche 12 auf diese aufgebracht wird. In Schritt C erfolgt das Erwärmen der metallischen Oberfläche 12 und der Matte 14, um die thermoplastische Matrix 16 der Matte 14 für eine plastische Verformbarkeit wenigstens bereichsweise in einen schmelzflüssigen Zustand zu überführen. Das bei Raumtemperatur pulverförmige Trennmittel 18 wird durch das Erwärmen aufgeschmolzen und es bildet sich dadurch eine schmelzflüssige Trennschicht 18 bzw. Schmelzeschicht zwischen der Matte 14 und der metallischen Oberfläche 12 (vgl. 2C).The release agent 18 is in the form of a powdery polypropylene at room temperature 18 formed, which by spraying on the metallic surface 12 is applied to this. In step C, the heating of the metallic surface takes place 12 and the mat 14 to the thermoplastic matrix 16 the mat 14 for a plastic deformability at least partially convert into a molten state. The powder at room temperature release agent 18 is melted by heating and thereby forms a molten separating layer 18 or melt layer between the mat 14 and the metallic surface 12 (see. 2C ).

Nach dem plastischen Verformen der Matte 14 durch Anpressen dieser an die metallische Oberfläche 12 mittels eines hier nicht dargestellten Presswerkzeugs und/oder nach dem Konsolidieren der Matte 14 an der metallischen Oberfläche 12 wird in Schritt D (vgl. 2D) die verformte Matte 14 mittels des Greifwerkzeugs 22 von der metallischen Oberfläche 12 samt der mit der Matte 14 verbundenen Trennschicht 18 rückstandsfrei oder nahezu rückstandsfrei getrennt bzw. entfernt. Sofern es sich bei der thermoplastischen Matrix 16 – wie auch bei dem Trennmittel 18 – um ein Polypropylen handelt, wird durch das Anpressen und/oder Konsolidieren wenigstens bereichsweise auch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Trennschicht 18 und der verformten Matte 14 hergestellt. After the plastic deformation of the mat 14 by pressing it to the metallic surface 12 by means of a pressing tool not shown here and / or after consolidating the mat 14 on the metallic surface 12 is in step D (see. 2D ) the deformed mat 14 by means of the gripping tool 22 from the metallic surface 12 including the one with the mat 14 connected separating layer 18 residue-free or almost residue-free separation or removal. If it is the thermoplastic matrix 16 - As with the release agent 18 - is a polypropylene, is at least partially by pressing and / or consolidating a cohesive connection between the release layer 18 and the deformed mat 14 produced.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Claims (11)

Verwendung eines Kunststoffmaterials (18) als Trennmittel (18) zwischen einer metallischen Oberfläche (12) und wenigstens einer an die metallische Oberfläche (12) flächig angelegten faserverstärkten Matte (14) mit einer die Fasern (15) zumindest teilweise umgebenden thermoplastischen Matrix (16), wobei das Kunststoffmaterial (18) eine Schmelze-Volumenfließrate aufweist, die zwischen dem 0,02-fachen bis 0,35-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,08-fachen bis 0,2-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 0,1-fachen bis 0,15-fachen der Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix (16) liegt. Use of a plastic material ( 18 ) as a release agent ( 18 ) between a metallic surface ( 12 ) and at least one to the metallic surface ( 12 ) surface-applied fiber-reinforced mat ( 14 ) with one of the fibers ( 15 ) at least partially surrounding thermoplastic matrix ( 16 ), wherein the plastic material ( 18 ) has a melt volume flow rate of between 0.02 times to 0.35 times, preferably between 0.08 times to 0.2 times, more preferably between 0.1 times to 0.15 times the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix ( 16 ) lies. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (18) und die thermoplastische Matrix (16) aus ein und derselben Materialgruppe ausgewählt sind. Use according to claim 1, characterized in that the release agent ( 18 ) and the thermoplastic matrix ( 16 ) are selected from one and the same material group. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (18) ein pulverförmiges Kunststoffmaterial ist.Use according to one of the preceding claims, characterized in that the release agent ( 18 ) is a powdered plastic material. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Kunststoffmaterial Polypropylen umfasst und eine Schmelze-Volumenfließrate aufweist, die innerhalb eines Bereichs von 3 cm3/10 min bis 5 cm3/10 min oder innerhalb eines Bereichs von 0,2 cm3/10 min bis 0,5 cm3/10 min liegt.Use according to claim 5, characterized in that the pulverulent plastic material comprises polypropylene and having a melt volume flow rate, the minimum within a range of 3 cm 3/10 5 cm 3/10 min, or within a range of 0.2 cm 3 / 10 min to 0.5 cm 3/10 min. Verwendung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Kunststoffmaterial eine Korngröße aufweist, die innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 3 mm liegt. Use according to claim 5 or 6, characterized in that the powdery plastic material has a grain size which is within a range of 0.1 mm to 3 mm. Verfahren zum Anlegen und anschließendem Trennen wenigstens einer faserverstärkten Matte (14) von wenigstens einer metallischen Oberfläche (12), wobei die Matte (14) eine die Fasern (15) zumindest teilweise umgebende thermoplastische Matrix (16) aufweist, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (A) wenigstens bereichsweises Aufbringen eines als Trennmittel (18) vorgesehenen Kunststoffmaterials (18) auf die Oberfläche (12), wobei das Trennmittel (18) eine Schmelze-Volumenfließrate aufweist, die zwischen dem 0,02-fachen bis 0,35-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,08-fachen bis 0,2-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 0,1-fachen bis 0,15-fachen der Schmelze-Volumenfließrate der thermoplastischen Matrix (16) liegt, (B) Flächiges Anlegen der Matte (14) an die metallische Oberfläche (12), (C) wenigstens bereichsweises Erwärmen der metallischen Oberfläche (12) und/oder der Matte (14), und (D) Trennen der Matte (14) von der metallischen Oberfläche (12). Method for applying and then separating at least one fiber-reinforced mat ( 14 ) of at least one metallic surface ( 12 ), whereby the mat ( 14 ) one the fibers ( 15 ) at least partially surrounding thermoplastic matrix ( 16 ), and wherein the method comprises the following steps: (A) application of at least one area as release agent ( 18 ) provided plastic material ( 18 ) on the surface ( 12 ), wherein the release agent ( 18 ) has a melt volume flow rate of between 0.02 times to 0.35 times, preferably between 0.08 times to 0.2 times, more preferably between 0.1 times to 0.15 times the melt volume flow rate of the thermoplastic matrix ( 16 ), (B) planar application of the mat ( 14 ) to the metallic surface ( 12 (C) at least partially heating the metallic surface ( 12 ) and / or the mat ( 14 ), and (D) separating the mat ( 14 ) from the metallic surface ( 12 ). Verfahren nach Anspruch 8, wobei die metallische Oberfläche (12) und/oder die Matte (14) vor und/oder während und/oder nach Schritt B wenigstens bereichsweise erwärmt wird.Method according to claim 8, wherein the metallic surface ( 12 ) and / or the mat ( 14 ) is heated at least in regions before and / or during and / or after step B. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (18) und die thermoplastische Matrix (16) aus ein und derselben Materialgruppe ausgewählt sind. Method according to claim 8 or 9, characterized in that the release agent ( 18 ) and the thermoplastic matrix ( 16 ) are selected from one and the same material group. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (18) ein pulverförmiges Kunststoffmaterial ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the release agent ( 18 ) is a powdered plastic material. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Kunst-stoffmaterial Polypropylen umfasst und eine Schmelze-Volumenfließrate aufweist, die innerhalb eines Bereichs von 3 cm3/10 min bis 5 cm3/10 min oder innerhalb eines Bereichs von 0,2 cm3/10 min bis 0,5 cm3/10 min liegt. A method according to claim 11, characterized in that the powdered synthetic-material comprises polypropylene and having a melt volume flow rate, the minutes to 5 cm 3/10 within a range of 3 cm 3/10 min, or within a range of 0.2 cm 3/10 min to 0.5 cm 3/10 min. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Kunststoffmaterial eine Korngröße aufweist, die innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 3 mm liegt.A method according to claim 11 or 12, characterized in that the powdery plastic material has a grain size which is within a range of 0.1 mm to 3 mm.
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