DE102014215587A1 - Composite material and components made therefrom for a motor vehicle - Google Patents

Composite material and components made therefrom for a motor vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102014215587A1
DE102014215587A1 DE102014215587.8A DE102014215587A DE102014215587A1 DE 102014215587 A1 DE102014215587 A1 DE 102014215587A1 DE 102014215587 A DE102014215587 A DE 102014215587A DE 102014215587 A1 DE102014215587 A1 DE 102014215587A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
composite material
surface layer
layer
material according
plastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014215587.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Gabriele Fruhmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102014215587.8A priority Critical patent/DE102014215587A1/en
Publication of DE102014215587A1 publication Critical patent/DE102014215587A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/10Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/12Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024Woven fabric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00Vehicles
    • B32B2605/003Interior finishings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Es wird ein Verbundwerkstoff (10) beschrieben, der eine Trageschicht (18) und eine Oberflächenschicht (36) aufweist und der selbsttragend sein kann. Die Trageschicht (18) ist als eine gitterartige Struktur (20) ausgebildet und aus einem ersten Kunststoff oder einem ersten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt. Die Oberflächenschicht (36) ist als eine zelluläre Struktur (48; 72, 74; 76) und/oder als eine textile oder verwobene Struktur (54) ausgebildet. Die Oberflächenschicht (36) kann aus einem zweiten Kunststoff oder einem zweiten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt sein. An der der Oberflächenschicht (36) gegenüberliegenden Seite der Trageschicht (18) kann eine Folienschicht (60) angeordnet sein.The invention relates to a composite material (10) which has a carrier layer (18) and a surface layer (36) and which may be self-supporting. The support layer (18) is formed as a lattice-like structure (20) and made of a first plastic or a first fiber-plastic composite. The surface layer (36) is formed as a cellular structure (48; 72, 74; 76) and / or as a textile or woven structure (54). The surface layer (36) may be made of a second plastic or a second fiber-plastic composite. A film layer (60) may be arranged on the side of the carrier layer (18) opposite the surface layer (36).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbundwerkstoffe, die als Beplankungsteile von Kraftfahrzeugen verwendbar sind, und aus derartigen Verbundwerkstoffen hergestellte Bauteile für Kraftfahrzeuge.The present invention relates to composite materials usable as paneling parts of automobiles and automotive component parts made of such composite materials.

Im Kraftfahrzeugbau sind von außen sichtbare Beplankungsteile entweder aus Metall oder aus Kunststoff oder aus einem Faser-Kunststoff-Verbund ausgebildet und werden typischerweise mit Oberflächen der Qualitätsstufe „Class A” beschichtet. Der Ausdruck Class A bezeichnet sichtbare (Freiform)-Flächen im Exterieur- und Interieur-Bereich der Produktentwicklung, hauptsächlich in der Kraftfahrzeugentwicklung. Zwar gibt es keine allgemeingültige Definition für Class A Flächen, sie folgen jedoch einem sehr hohen Anspruch an die mathematische Präzision bei der Berechnung der Flachen und der Übergänge zwischen benachbarten Flächen. So weisen mit Class A bezeichnete Flächen meistens Krümmungsstetigkeit auf. Sichtbar werden diese Qualitätsansprüche, wenn sich auf einer Oberfläche bei Lichteinfall Reflexionen im Lack widerspiegeln. Die Qualitätsansprüche an die Oberfläche bedingen auch vorteilhafte aerodynamische Eigenschaften, wie ein geringer Strömungswiderstand für entlang der Oberfläche vorbeistreifende Luft.In the automotive industry from the outside visible planking either made of metal or plastic or a fiber-plastic composite formed and are typically coated with surfaces of quality level "Class A". The term Class A refers to visible (free-form) surfaces in the exterior and interior of product development, mainly in automotive development. While there is no universal definition for Class A surfaces, they do impose a very high demand for mathematical precision in calculating the areas and transitions between adjacent areas. For example, surfaces labeled Class A usually show curvature continuity. These quality requirements become visible when reflections in the paint are reflected on a surface when light falls. The quality demands on the surface also cause advantageous aerodynamic properties, such as a low flow resistance for along the surface passing air.

Bei aus Kunststoff oder aus Faser-Kunststoff-Verbund hergestellten Bauteilen bedingt die Qualitätsanforderung „Class A” an deren Oberflächen, dass die Oberflächen häufig einer Nachbearbeitung unterzogen werden müssen, die üblicherweise ein Nachschleifen, ein mit einem Filler Nachbeschichten (sogenanntes Fillern) und ein erneutes Lackieren umfasst. Ein Vorteil von aus Kunststoff oder aus Faser-Kunststoff-Verbund hergestellten Bauteilen ist das im Vergleich zu Bauteilen aus Metall geringere Gewicht. Nachteilig sind die mit der Nachbearbeitung der Oberfläche verbundenen hohen Herstellungskosten.For components made of plastic or fiber-plastic composite, the quality requirement "Class A" on their surfaces, the surfaces must often be subjected to a post-processing, usually a regrinding, with a filler recoating (so-called fillers) and a renewed Painting includes. An advantage of components made of plastic or fiber-plastic composite is the lower weight compared to components made of metal. A disadvantage is the associated with the post-processing of the surface high production costs.

DE 20 2011 106 216 U1 offenbart gleitfähige Sportgeräte oder Vehikel, bei der die Oberfläche dadurch gleitfähig ausgestaltet ist, dass sie zur Verbesserung der Gleitfähigkeit mit einer Oberflächenprofil in der Form einer Sandfisch-Haut oder eines Pinguin-Gefiederabdrucks oder den Negativen dieser Oberflächenprofile ausgebildet sind. DE 20 2011 106 150 U1 offenbart Rotorblätter oder Propellerblätter, deren Oberflächen zur Verringerung der turbulenten Oberflächenströmung und der Geräuschentwicklung in der vorgenannten Form ausgebildet sind. Nachteilig bei diesen Ausgestaltungen der Oberfläche ist, dass diese Formen sehr speziell und als Form kaum varrierbar sind. DE 20 2011 106 216 U1 discloses lubricious sports equipment or vehicles in which the surface is slidably configured to be lubricious with a surface profile in the form of a sandfish skin or penguin plum print or the negatives of these surface profiles. DE 20 2011 106 150 U1 discloses rotor blades or propeller blades whose surfaces are designed to reduce turbulent surface flow and noise in the aforementioned shape. A disadvantage of these embodiments of the surface is that these forms are very special and hardly deformable as a form.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein im Wesentlichen aus Kunststoff oder einem Faser-Kunststoff-Verbund herstellbares und damit leichtes Halbzeug oder Bauteil zu schaffen, das eine Oberfläche aufweist, die anstelle einer Ausgestaltung gemäß den Class A Qualitätsanforderungen dennoch vorteilhafte aerodynamische Eigenschaften aufweist und/oder für einen Benutzer ästhetisch anmutend und kostengünstig in der Herstellung ist.The object of the invention is to provide a substantially made of plastic or a fiber-plastic composite producible and thus lightweight semifinished product or component having a surface which, instead of a design according to the Class A quality requirements yet has advantageous aerodynamic properties and / or is aesthetically pleasing to a user and inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird durch einen Verbundwerkstoff mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und ein Beplankungs- oder Interieurbauteil für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by a composite material having the features of independent claim 1 and a planking or interior component for a motor vehicle having the features of independent patent claim 12. Advantageous embodiments and further developments are subject matter of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verbundwerkstoff beschrieben, der eine Trageschicht und eine Oberflächenschicht aufweist, wobei die Trageschicht als eine gitterartige Struktur ausgebildet und aus einem ersten Kunststoff oder einem ersten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt ist, und wobei die Oberflächenschicht als eine zelluläre Struktur und/oder als eine textile oder verwobene Struktur ausgebildet ist.According to a first aspect of the invention, there is described a composite material having a support layer and a surface layer, wherein the support layer is formed as a lattice-like structure and made of a first plastic or a first fiber-plastic composite, and wherein the surface layer as a cellular Structure and / or formed as a textile or woven structure.

Der Kern der Erfindung besteht darin, die Oberflächenschicht mit einer zellulären und/oder textilen oder verwobenen Struktur und darunter eine Trageschicht in Form einer Gitterstruktur auszubilden. Derartige Strukturen können kostengünstig, beispielsweise mittels generativer Fertigungsverfahren, beispielsweise 3D-Druck, hergestellt werden. Die Oberflächenstruktur kann so ausgeformt sein, dass ihr Aussehen für einen Benutzer anmutend ist und dass sie dem Verbundwerkstoff vorteilhafte aerodynamische Eigenschaften verleiht. Aufgrund der unter der Oberflächenschicht angeordneten, in Form einer Gitterstruktur ausgebildeten Trageschicht kann die Oberflächenschicht beispielsweise relativ leicht verformt werden. Dadurch kann eine auf die Oberflächenschicht wirkende Last, wie sie beispielsweise durch aerodynamische Kräfte oder im Falle eines Crashs auftritt, gezielt auf die darunterliegende Gitterstruktur eingeleitet werden.The core of the invention is to form the surface layer with a cellular and / or textile or woven structure and under it a support layer in the form of a lattice structure. Such structures can be produced inexpensively, for example by means of generative production methods, for example 3D printing. The surface structure may be shaped to look attractive to a user and to give the composite advantageous aerodynamic properties. For example, due to the support layer formed under the surface layer and formed in the form of a lattice structure, the surface layer can be relatively easily deformed. As a result, a load acting on the surface layer, as occurs, for example, by aerodynamic forces or in the event of a crash, can be introduced in a targeted manner onto the underlying lattice structure.

Die Trageschicht des Verbundwerkstoffs kann eine der folgenden Strukturen aufweisen: eine periodische Gitterstruktur, die sich in ein, zwei oder drei Dimensionen jeweils im Wesentlichen periodisch wiederholt, eine nicht-periodische Gitterstruktur eines ein-, zwei- oder dreidimensionalen Quasikristalls oder eine Struktur mit einem verwobenen Aufbau.The support layer of the composite may have one of the following structures: a periodic lattice structure that repeats substantially periodically in one, two, or three dimensions, a non-periodic lattice structure of a one, two, or three dimensional quasicrystal, or an interwoven structure Construction.

In einer periodischen Gitterstruktur kann sich eine Einheitszelle in ein, zwei oder drei Dimensionen jeweils periodisch wiederholen. In geometrisch einfachen Fällen kann dabei eine Einheitszelle in zwei Dimensionen die Form eines Rechtecks, eines Quadrats, eines Trapezes oder eines Hexagons, und in drei Dimensionen die Form eines Quaders, eines Würfels oder eines Oktaeders oder eines dreidimensionalen Trapezes aufweisen. Neben den vorgenannten, geometrisch einfachen Formen der Einheitszelle kann eine Einheitszelle auch komplexere Formen aufweisen, einschließlich uniformer Polytope (wie sie beispielhaft in einem Katalog gezeigt sind, der unter http://www.math.cmu.edu/~fho/jenn/polytopes/index.html im Internet am Anmeldetag der vorliegenden Schutzrechtsanmeldung einsehbar war) und bewegliche Polyeder, einschließlich Kaleidocyclen nach M. C. Escher, die beispielsweise in einem Ringverbund miteinander verbunden sind (wie beispielhaft unter http://www.kaleidocycles.de/index.shtml im Internet am Anmeldetag einsehbar gezeigt). Die Form und Geometrie der Einheitszelle haben einen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften, einschließlich der Steifigkeit, der Biegesteifigkeit und der Druckfestigkeit sowie der Elastizität und der Energieabsorptionsfähigkeit, der Trageschicht und damit des Verbundwerkstoffs. Daher können diese Eigenschaften durch gezielte Ausgestaltung der Einheitszelle gezielt beeinflusst werden.In a periodic lattice structure, a unit cell may repeat periodically in one, two or three dimensions. In geometrically simple cases, a unit cell in two dimensions take the form of a rectangle, a square, a trapezoid or a hexagon, and in three dimensions have the shape of a cuboid, a cube or an octahedron or a three-dimensional trapezium. In addition to the aforementioned geometrically simple forms of the unit cell, a unit cell may also have more complex shapes, including uniform polytopes (as exemplified in a catalog published in U.S. Pat http://www.math.cmu.edu/~fho/jenn/polytopes/index.html on the Internet on the filing date of this application for protection) and movable polyhedra, including Kaleidocyclen after MC Escher, which are interconnected, for example, in a ring composite (as exemplified by http://www.kaleidocycles.de/index.shtml shown on the internet at the filing date). The shape and geometry of the unit cell have an impact on the mechanical properties, including stiffness, flexural rigidity and compressive strength, as well as elasticity and energy absorption capability, the support layer and thus the composite. Therefore, these properties can be specifically influenced by targeted design of the unit cell.

Allgemein kann in einer periodischen Gitterstruktur eine Einheitszelle in zwei Dimensionen aus einem oder mehreren geometrischen Elementen aufgebaut sein. Dabei gibt es 17 ebene Symmetriegruppen als Anordnungsmöglichkeiten, so wie dies etwa auf der Internet-Seite http://en.wikipedia.org/wiki/Wallpaper_group (im Internet am Anmeldetag einsehbar) dargestellt ist. Die dabei gelöste mathematische Aufgabe („Problem der Parkettierung”) besteht darin, eine zweidimensionale Fläche vollständig zu bedecken, wobei eine Vielzahl von gleichen geometrischen Elementen, einschließlich Vielecken, oder eine kleine Mehrzahl von Vielzahlen von gleichen geometrischen Elementen, einschließlich Vielecken, nebeneinander aneinander angrenzend ausgelegt werden, wie beispielsweise beim Auslegen eines Parkettfussbodens. Die geometrischen Elemente können Rauten oder Parallelogrammen sein. Eine Übersicht über Möglichkeiten der „Parkettierung mit Vielecken” ist in einem gleichnamigen Artikel gegeben, der im Internet unter http://www.mathematische-basteleien.de/parkett2.htm am Anmeldetag abrufbar war.Generally, in a periodic lattice structure, a unit cell may be constructed in two dimensions from one or more geometric elements. There are 17 flat symmetry groups as arrangement options, as on the Internet page http://en.wikipedia.org/wiki/Wallpaper_group (can be viewed on the internet at the filing date). The mathematical problem solved thereby ("problem of tiling") is to completely cover a two-dimensional surface, wherein a plurality of identical geometric elements, including polygons, or a small plurality of pluralities of like geometric elements, including polygons, adjoin one another side by side be interpreted, such as laying a parquet floor. The geometric elements can be diamonds or parallelograms. An overview of the possibilities of "tiling with polygons" is given in an article of the same name, on the Internet at http://www.mathematische-basteleien.de/parkett2.htm was available on the filing date.

Beim Parkettieren einer zweidimensionalen Fläche ist es auch denkbar, die Form von komplexen Einheitszellen mittels eines ihre Form beschreibenden Parameters zu parametrisieren und parametrisierte Einheitszellen zu einer Gitterstruktur zusammenzusetzen, wobei der Parameter abschnittsweise verschiedene Werte annimmt und wobei eine mehrere derartige Abschnitte umfassende Sequenz sich periodisch wiederholt, so wie dies beispielhaft erläutert und gezeigt ist in der Dissertation „Computer Graphics and Geometric Ornamental Design” („Computergraphik und geometrische, ornamentale Muster”) von Craig S. Kaplan, 2002, Universität von Washington, USA auf den Seiten 57 bis 59, unter http://www.cgl.uwaterloo.ca/~csk/phd/kaplan_diss_full_print.pdf im Internet am Anmeldetag abrufbar. Mittels derartiger, in der vorgenannten Arbeit dargestellten, abschnittweise veränderten Deformationen der Einheitszelle ist es möglich, eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften in Abhängigkeit von der Position bzw. dem jeweiligen Abschnitt zu variieren: Steifigkeit, Biegesteifigkeit, Druckfestigkeit, Elastizität und Energieabsorptionsfähigkeit.When parqueting a two-dimensional surface, it is also conceivable to parameterize the shape of complex unit cells by means of a parameter describing their shape and to assemble parameterized unit cells into a lattice structure, where the parameter assumes different values in sections and a sequence comprising a plurality of such segments repeats periodically, as exemplified and shown in the Dissertation "Computer Graphics and Geometric Ornamental Design" by Craig S. Kaplan, 2002, University of Washington, USA, on pages 57-59, at http: //www.cgl.uwaterloo. ca / ~ csk / phd / kaplan_diss_full_print.pdf available on the internet on the filing date. By means of such deformations of the unit cell, which are shown in sections in the aforementioned work, it is possible to vary one or more of the following properties depending on the position or the respective section: stiffness, bending stiffness, compressive strength, elasticity and energy absorption capacity.

Nicht-periodische Gitterstrukturen wurden bereits früher von Theoretikern gefunden und in der Realität erstmals im Jahre 1984 von Dany Schechtmann und Kollegen am National Bureau of Standards (USA) in einer Aluminium-Mangan-Legierung entdeckt. Bis zu dieser Entdeckung war das Konzept des kristallinen Aufbaus von Festkörpern, d. h. das Konzept „Ordnung”, über die Translationsinvarianz des Gitters definiert und die möglichen Anordnungen der Einheitszellen konnten mit den sogenannten Bravais-Gittern abgedeckt werden. Eine Ordnung mit beispielsweise fünf- oder zehnzähliger Symmetrie war nach diesen Vorstellungen „verboten”. Mit der vorgenannten Entdeckung wurde, zusätzlich zu den bis dahin bekannten amorphen und periodisch geordneten (kristallinen) Zustandsformen fester Materie eine dritte Zustandsform mit quasiperiodischer (nicht-periodischer) Ordnung, die entlang einer Richtung (einer Dimension), in einer Ebene (zwei Dimensionen) oder in allen drei Raumrichtungen (drei Dimensionen) auftreten kann, aufgezeigt. Entsprechend spricht man von ein-, zwei- oder dreidimensionalen Quasikristallen. Beispiele für zweidimensionale quasiperiodische Ordnungen bzw. zweidimensionale nicht-periodische Gitterstrukturen umfassen solche mit fünf- oder zehnzähliger Symmetrie einschließlich der sogenannten Penrose-Muster, solche mit acht-, zehn- oder zwölfzähliger Symmetrie und Spiralmuster nach Heinz Voderberg. Ein Beispiel für eine dreidimensionale nicht-periodische Gitterstrukturen weist die Symmetrie eines Ikosaeders auf. Eine populär verständliche Beschreibung und beispielhafte Darstellungen von nicht-periodischen Gitterstrukturen sind in einer überarbeiteten Version eines Artikels „Goldene Schnittmuster” von Claus Schonleber und Frank Klinkenberg-Haaß in der Zeitschrift mc-extra, Nr. 2/1995, Seiten 21–25, Franzis-Verlag (München) gezeigt, der im Internet am Anmeldetag abrufbar war unter http://www.schoenleber.org/penrose/f-d-penrose.html .Non-periodic lattice structures were previously discovered by theorists and in reality discovered for the first time in 1984 by Dany Schechtmann and colleagues at the National Bureau of Standards (USA) in an aluminum-manganese alloy. Until this discovery, the concept of the crystalline structure of solids, ie the concept of "order", was defined by the translational invariance of the lattice and the possible arrangements of the unit cells could be covered by the so-called Bravais lattices. An order with, for example, five- or ten-fold symmetry was "forbidden" according to these ideas. With the above discovery, in addition to the previously known amorphous and periodically ordered (crystalline) states of solid matter, a third state-form with quasiperiodic (non-periodic) order, along one direction (one dimension), in one plane (two dimensions) or in all three spatial directions (three dimensions) can occur shown. Accordingly, one speaks of one-, two- or three-dimensional quasicrystals. Examples of two-dimensional quasi-periodic orders or two-dimensional non-periodic grating structures include those with penta- or ten-fold symmetry including the so-called Penrose patterns, those with eight, ten or twelve symmetry and spiral pattern according to Heinz Voderberg. An example of a three-dimensional non-periodic lattice structure has the symmetry of an icosahedron. A popularly understandable description and exemplary representations of non-periodic lattice structures are in a revised version of Article "Golden Patterns" by Claus Schonleber and Frank Klinkenberg-Haass in the magazine mc-extra, no. 2/1995, pages 21-25, Franzis-Verlag (Munich) shown on the Internet on the filing date was available at http://www.schoenleber.org/penrose/fd-penrose.html ,

Darstellungen von Strukturen mit verwobenem Aufbau und deren besondere geometrische Eigenschaften werden dem Fachmann offensichtlich aus einer von Rinus Roelofs (Niederlande) erstellten Präsentation im Internet „Qua Art qua science – About interwoven structures” („Hinsichtlich Kunst und Wissenschaft – Über verwobene Strukturen”) , die am Anmeldetag abrufbar war unter http://www.rinusroelofs.nl/projects/c-holes/pr-c-holes-00.htm . In einer Struktur mit verwobenem Aufbau kann die Struktur periodisch oder nicht-periodisch sein. In anderer Charakterisierung kann eine Struktur mit verwobenem Aufbau einfach gestapelt oder mehrfach übereinander gestapelt sein.Representations of structures with interwoven structure and their special geometric properties will be apparent to those skilled in one of Rinus Roelofs (Netherlands) produced a presentation on the Internet "Qua Art qua science - About interwoven structures "(" On art and science - On interwoven structures ") which was available on the filing date under http://www.rinusroelofs.nl/projects/c-holes/pr-c-holes-00.htm , In a structure of interwoven structure, the structure may be periodic or non-periodic. In other characterizations, an interwoven structure may simply be stacked or stacked several times.

In allen vorgenannten Strukturen enthält die Trageschicht Löcher bzw. offene Teilvolumenelemente, so dass sie ein im Vergleich zu einem massiven Aufbau geringeres Gewicht hat.In all the above-mentioned structures, the supporting layer contains holes or open partial volume elements, so that it has a lower weight compared to a solid construction.

Die Oberflächenschicht des Verbundwerkstoffs kann eine der folgenden Strukturen aufweisen: eine periodische Gitterstruktur, die sich in ein oder zwei Dimensionen jeweils im Wesentlichen periodisch wiederholt, eine nicht-periodische Gitterstruktur eines ein- oder zweidimensionalen Quasikristalls, oder eine Struktur mit einem verwobenen Aufbau. Die Struktur mit verwobenem Aufbau kann periodisch oder nicht-periodisch sein. In anderer Charakterisierung kann eine Struktur mit verwobenem Aufbau bis zu dreimal, vorzugsweise bis zu zweimal übereinander gestapelt sein.The surface layer of the composite may have one of the following structures: a periodic lattice structure that repeats substantially periodically in one or two dimensions, a non-periodic lattice structure of a one- or two-dimensional quasicrystal, or a structure with an interwoven structure. The structure with interwoven structure may be periodic or non-periodic. In other characterizations, an interwoven structure may be stacked up to three times, preferably up to two times.

Der Verbundwerkstoff kann selbsttragend ausgebildet sein. In dieser Ausbildung ist es nicht erforderlich, den Verbundwerkstoff auf einer tragenden Oberfläche aufzubringen. Vielmehr ist er selbsttragend und hat die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Oberflächenschicht.The composite material may be self-supporting. In this embodiment, it is not necessary to apply the composite material to a supporting surface. Rather, it is self-supporting and has the inventive design of the surface layer.

Die Oberflächenschicht kann aus einem zweiten Kunststoff oder einem zweiten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt sein. Der zweite Kunststoff oder der zweite Faser-Kunststoff-Verbund kann im Wesentlichen die gleiche Zusammensetzung aufweisen wie der erste Kunststoff oder der erste Faser-Kunststoff-Verbund. Im Gegensatz zur Ausbildung aus einem Metall ermöglicht die Ausbildung der Oberflächenschicht aus Kunststoff oder Faser-Kunststoff-Verbund ein geringes Gewicht.The surface layer may be made of a second plastic or a second fiber-plastic composite. The second plastic or the second fiber-plastic composite may have substantially the same composition as the first plastic or the first fiber-plastic composite. In contrast to the formation of a metal, the formation of the surface layer of plastic or fiber-plastic composite allows a low weight.

In der Ausbildung der Oberflächenschicht als eine zelluläre Struktur kann die zelluläre Struktur eine Vielzahl von im Wesentlichen gleichförmig ausgebildeten Teiloberflächen umfassen, wobei benachbarte Teiloberflächen sich teilweise überlappen können. Alternativ dazu kann die zelluläre Struktur eine Vielzahl von im Wesentlichen gleichförmig ausgebildeten Teiloberflächen umfassen. In weiterer Ausgestaltung können benachbarte Teiloberflächen mittels eines elastischen Materials miteinander verbunden sein. Dabei kann das elastische Material einen dritten Kunststoff oder einen dritten Faser-Kunststoff-Verbund enthalten. Der dritte Kunststoff oder der dritte Faser-Kunststoff-Verbund kann im Wesentlichen die gleiche Zusammensetzung aufweisen wie der erste oder der zweite Kunststoff oder wie der erste oder zweite Faser-Kunststoff-Verbund, respektive. In alternativer weiterer Ausgestaltung können benachbarte Teiloberflächen mittels elastischer Filmscharniere miteinander verbunden sein. Die Struktur elastischer Filmscharniere ist in einer technischen Dokumentation, die im Internet am Anmeldetag unter http://www.basf.com/group/corporate/en/literature-document:/Marke+Ultradur-Technische+Information+Dokumenttyp--Dimensionierung-Deutsch.pdf abrufbar war, dargestellt. Elastische Filmscharniere können mittels generativer Fertigungsverfahren hergestellt werden.In the formation of the surface layer as a cellular structure, the cellular structure may comprise a plurality of substantially uniformly shaped sub-surfaces, wherein adjacent sub-surfaces may partially overlap. Alternatively, the cellular structure may comprise a plurality of substantially uniformly shaped sub-surfaces. In a further embodiment, adjacent sub-surfaces can be connected to one another by means of an elastic material. In this case, the elastic material may contain a third plastic or a third fiber-plastic composite. The third plastic or the third fiber-plastic composite may have substantially the same composition as the first or the second plastic or as the first or second fiber-plastic composite, respectively. In an alternative further embodiment, adjacent sub-surfaces can be connected to one another by means of elastic film hinges. The structure of elastic film hinges is in a technical documentation that is available on the Internet at filing date http://www.basf.com/group/corporate/en/literature-document:/Marke+Ultradur-Technische+Information+Dokumenttyp--Dimensionierung-Deutsch.pdf was displayed. Elastic film hinges can be manufactured by means of generative manufacturing processes.

Wenn die Trageschicht und die Oberflächenschicht, d. h. etwa die Teiloberflächen, aus Kunststoff oder Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt sind, ist eine leichte Recyclebarkeit des Verbundwerkstoffs möglich.When the support layer and the surface layer, i. H. as the sub-surfaces, made of plastic or fiber-plastic composite, an easy recyclability of the composite material is possible.

Die Oberflächenschicht kann unter Verwendung eines generativen bzw. additiven Herstellungsverfahrens hergestellt sein. Dabei kann die Oberflächenschicht aus einem zusammenhängenden Material hergestellt sein. Ein derartiges Herstellungsverfahren kann einen Schritt der Stereolithographie, des selektiven Lasersinterns, des Fused Deposition Modelling oder des dreidimensionalen Druckens (3-D Druck) umfassen. Eine derartig hergestellte Oberflächenschicht kann einen Aufbau aus einem oder mehreren Materialien aufweisen. In anderer Charakterisierung kann die Oberflächenschicht eine Vielzahl von abgegrenzten, nebeneinander angeordneten Teiloberflächen aufweisen. Mittels eines generativen Herstellungsverfahrens kann die Oberflächenschicht in einem Arbeitsgang erzeugt werden.The surface layer may be made using a generative process. In this case, the surface layer can be made of a coherent material. Such a manufacturing method may include a step of stereolithography, selective laser sintering, fused deposition modeling, or three-dimensional printing (3-D printing). A surface layer produced in this way can have a construction of one or more materials. In another characterization, the surface layer may have a multiplicity of delimited, juxtaposed sub-surfaces. By means of a generative manufacturing process, the surface layer can be produced in one operation.

In der Ausbildung der Oberflächenschicht als eine textile Struktur kann diese durch Weben, Wirken, Sticken, Stricken und/oder Nähen von Filamenten hergestellt sein. Diese Ausbildung umfasst eine erste Weiterbildung, in der auf der textilen Struktur eine, beispielsweise wasserdichte, Oberflächenbeschichtung aufgebracht ist, und eine zweite Weiterbildung, in der die textile Struktur in einer Matrix, die aus einem anderen Material als die textile Struktur hergestellt sein kann, eingebettet ist. Diese Ausbildungen der Oberflächenschicht sind in einem oder zwei Arbeitsgängen herzustellen und sind daher kostengünstig. Des Weiteren ermöglichen sie die Ausbildung einer Vielzahl unterschiedlicher Designs und Oberflächenmuster.In the formation of the surface layer as a textile structure, it may be made by weaving, knitting, embroidering, knitting and / or sewing filaments. This training comprises a first development in which a, for example, waterproof, surface coating is applied to the textile structure, and a second development, in which the textile structure in a matrix, which may be made of a material other than the textile structure is embedded. These embodiments of the surface layer are produced in one or two operations and are therefore inexpensive. Furthermore, they enable the design of a variety of different designs and surface patterns.

In der Ausbildung der Oberflächenschicht als eine textile Struktur kann diese alternativ eine Vielzahl von sich in einer Längsrichtung erstreckenden Filamenten, Strängen, Bändern, Gurten und/oder Riemen umfassen. Diese Ausbildung umfasst eine Weiterbildung, in der die textile Struktur in einer Matrix, die aus einem anderen Material als die textile Struktur hergestellt sein kann, eingebettet ist. Auch diese Ausbildung ermöglicht die Ausbildung einer Vielzahl unterschiedlicher Designs und Oberflächenmuster. Dabei kann Ein Band, ein Gurt und/oder ein Riemen folgendes umfassen: eine Vielzahl von im Wesentlichen nebeneinander und/oder übereinander angeordneten Filamenten und eine Matrix, über die die Filamente miteinander verbunden sein können, oder eine Vielzahl von durch Weben, Wirken, Sticken, Stricken und/oder Nähen miteinander verbundenen Filamenten.In forming the surface layer as a textile structure, it may alternatively comprise a plurality of longitudinally extending filaments, strands, ribbons, straps and / or belts. This training includes a development in which the textile structure is embedded in a matrix that may be made of a different material than the textile structure. This training also allows the formation of a variety of different designs and surface patterns. In this case, a band, a belt and / or a belt may comprise: a plurality of substantially juxtaposed and / or stacked filaments and a matrix, via which the filaments may be connected to each other, or a plurality of by weaving, knitting, embroidering , Knitting and / or sewing interconnected filaments.

In den vorgenannten Ausgestaltungen kann ein Filament eine Endlosfaser nach DIN 60000 oder eine Faser von mindestens 1000 mm Länge nach DIN 60001 sein. Im Hinblick auf die Faserstruktur kann ein Filament eine Einzelfaser bzw. Monofil, ein Bündel von Einzelfasern bzw. Multifil aus mehreren Einzelfasern oder ein Endlosgarn bzw. Multifilgarn nach DIN 60900 sein. Das Multifilgarn kann glatt oder texturiert sein.In the aforementioned embodiments, a filament may be an endless fiber DIN 60000 or a fiber of at least 1000 mm in length DIN 60001 be. With regard to the fiber structure, a filament may comprise a monofilament, a bundle of individual fibers or multifilament of a plurality of individual fibers or an endless yarn or multifilament yarn DIN 60900 be. The multifilament yarn can be smooth or textured.

Die Trageschicht kann unter Verwendung eines generativen bzw. additiven Herstellungsverfahrens hergestellt sein. Dabei kann die Trageschicht aus einem zusammenhängenden Material hergestellt sein. Ein derartiges Herstellungsverfahren kann einen Schnitt der Stereolithographie, des selektiven Lasersinterns, des Fused Deposition Modelling oder des dreidimensionalen Druckens (3-D Druck) umfassen. Eine derartig hergestellte Oberflächenschicht kann einen Aufbau aus einem oder mehreren Materialien aufweisen. Mittels eines generativen Herstellungsverfahrens kann die Trageschicht in einem Arbeitsgang erzeugt werden.The backing layer may be made using a generative or additive manufacturing process. In this case, the support layer can be made of a coherent material. Such a manufacturing method may include a cut of stereolithography, selective laser sintering, fused deposition modeling or three-dimensional printing (3-D printing). A surface layer produced in this way can have a construction of one or more materials. By means of a generative manufacturing process, the carrier layer can be produced in one operation.

In dem Verbundwerkstoff kann die Gitterstruktur der Trageschicht zumindest in einem Flächenabschnitt eine unregelmäßige Gitterstruktur aufweisen. Dabei kann eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften in Abhängigkeit von der Position in dem Flächenabschnitt variieren: Steifigkeit, Biegesteifigkeit und Druckfestigkeit sowie Elastizität und Energieabsorptionsfähigkeit. Auf diese Weise können dem Verbundwerkstoff gezielt lokal unterschiedliche Eigenschaften, einschließlich insbesondere der lokalen Energieaufnahme und/oder der lokalen Elastizität, verliehen werden. Somit kann eine Oberfläche eines derartigen Verbundwerkstoffs hinsichtlich ihrer genannten lokalen Eigenschaften freier und variabler gestaltet werden als dies bei bisher für die Herstellung von Class A Oberflächen verwendeten Materialien möglich ist.In the composite material, the grid structure of the carrier layer may have an irregular grid structure at least in a surface section. Herein, one or more of the following properties may vary depending on the position in the surface portion: rigidity, flexural rigidity and compressive strength, as well as elasticity and energy absorption ability. In this way, locally different properties, in particular the local energy consumption and / or the local elasticity, can be imparted to the composite material. Thus, a surface of such a composite material can be made freer and more variable in terms of their stated local properties than is possible with materials previously used for the production of Class A surfaces.

Der Verbundwerkstoff kann ferner eine Folienschicht aufweisen. Die Folienschicht kann an der der Oberflächenschicht gegenüberliegenden Seite der Trageschicht angeordnet sein. Die Folienschicht bietet der als Gitterstruktur ausgebildeten Trageschicht einen Schutz vor in die Gitterstruktur eindringender und sich darin ansammelnder Verschmutzung.The composite material may further comprise a film layer. The film layer may be disposed on the opposite side of the surface layer of the support layer. The film layer provides the support layer formed as a lattice structure a protection against entering into the lattice structure and accumulating therein contamination.

Die Oberflächenschicht kann mittels eines ersten Klebstoffs mit der Trageschicht verbunden sein.The surface layer may be connected to the support layer by means of a first adhesive.

Die Folienschicht kann mittels eines zweiten Klebstoffs mit der Trageschicht verbunden sein.The film layer may be connected to the carrier layer by means of a second adhesive.

Der zweite Klebstoff kann eine im Wesentlichen identische Zusammensetzung aufweisen wie der erste Klebstoff.The second adhesive may have a substantially identical composition as the first adhesive.

Bei geeigneter Wahl des ersten Kunststoffs, insbesondere als Thermoplast, oder Wahl des ersten Faser-Kunststoff-Verbunds kann die Folienschicht auch durch ausreichendes Erwärmen, beispielsweise durch flächige Bestrahlung mit Infrarotstrahlung oder durch ein lokales Laseraufschmelzverfahren, und Anpressen an die Gitterstruktur mit der Trageschicht verbunden werden.With a suitable choice of the first plastic, in particular as a thermoplastic, or choice of the first fiber-plastic composite, the film layer can also be connected by sufficient heating, for example by surface irradiation with infrared radiation or by a local Laseraufschmelzverfahren, and pressing against the grid structure with the support layer ,

Der Verbundwerkstoff kann zumindest abschnittsweise in der Form eines Beplankungs- oder Intererierbauteils für ein Kraftfahrzeug ausgebildet sein und/oder zur Herstellung eines Beplankungs- oder Intererierbauteils formbar sein.The composite material may be at least partially formed in the form of a Beplankungs- or Intererierbauteils for a motor vehicle and / or be formed to produce a Beplankungs- or Intererierbauteils.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Beplankungsteil oder ein Interieurbauteil für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei das Teil aus einem Verbundwerkstoff gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt ist.According to a second aspect of the invention there is provided a planking or interior component for a motor vehicle, the part being made of a composite according to the first aspect of the invention.

Das Beplankungsteil kann ein Bestandteil von einem der folgenden sein: einer Tür, wie etwa einer Seitentür, einer Seitenwand, eines Dachs, eines Kotflügels, einer Frontplatte, einer Frontklappe, wie etwa einer Motorhaube, einer Heckklappe sowie Flächen am Heck eines Kraftfahrzeugs.The planking member may be an integral part of any of the following: a door such as a side door, a sidewall, a roof, a mudguard, a front panel, a front door such as a hood, a tailgate and surfaces at the rear of a motor vehicle.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen in Einzelheiten beschrieben. Dabei zeigt:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Showing:

1 einen schematischen Querschnitt durch eine Tür eines Kraftfahrzeugs mit einem Beplankungsteil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 1 a schematic cross section through a door of a motor vehicle with a planking part according to an embodiment of the invention,

2A eine schematische perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Verbundwerkstoffs gemäß einer ersten Ausführungsform, 2A FIG. 2 is a schematic perspective view of a portion of a composite according to a first embodiment; FIG.

2B eine schematische perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Verbundwerkstoffs gemäß einer zweiten Ausführungsform, 2 B 3 is a schematic perspective view of a portion of a composite according to a second embodiment,

2C eine schematische perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Verbundwerkstoffs gemäß einer dritten Ausführungsform, 2C FIG. 2 is a schematic perspective view of a portion of a composite according to a third embodiment; FIG.

3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Oberflächenschicht eines Verbundwerkstoffs gemäß einer Ausführungsform, die aus einer Vielzahl von mittels eines elastischen Materials miteinander verbundenen Teiloberflächen hergestellt ist, 3 12 is a schematic perspective view of a portion of a surface layer of a composite material according to an embodiment made of a plurality of sub-surfaces interconnected by means of an elastic material;

4A eine schematische perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Oberflächenschicht eines Verbundwerkstoffs gemäß einer weiteren Ausführungsform, die in Form einer textilen Struktur aus zu Bändern zusammen verbundenen Filamenten hergestellt ist, 4A 3 is a schematic perspective view of a portion of a surface layer of a composite material according to a further embodiment, which is produced in the form of a textile structure from filaments connected together to form ribbons,

4B einen schematischen Querschnitt durch die Oberflächenschicht aus 4B a schematic cross section through the surface layer

4A, geschnitten in einer zur Längsrichtung der Filamente senkrechten Ebene, 4A cut in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the filaments,

4C einen schematischen Querschnitt durch die Oberflächenschicht aus 4C a schematic cross section through the surface layer

4A, geschnitten in einer Ebene, die eine Längsrichtung der Filamente enthält, 4A cut in a plane containing a longitudinal direction of the filaments,

5A eine schematische Draufsicht auf einen Abschnitt einer Trageschicht eines Verbundwerkstoffs gemäß einer weiteren Ausführungsform, 5A FIG. 2 is a schematic plan view of a portion of a carrier layer of a composite according to another embodiment; FIG.

5B einen schematischen Querschnitt durch die Trageschicht aus der 5A, geschnitten entlang der Linie 5B-5B in 5A, 5B a schematic cross section through the support layer of the 5A , cut along the line 5B-5B in FIG 5A .

6A eine perspektivische schematische Ansicht einer Einheitszelle einer Trageschicht eines Verbundwerkstoffs mit periodischer Gitterstruktur gemäß einer noch weiteren Ausführungsform, 6A a perspective schematic view of a unit cell of a supporting layer of a composite material with periodic lattice structure according to yet another embodiment,

6B eine Draufsicht auf die Einheitszelle aus der 6A, 6B a plan view of the unit cell from the 6A .

6C eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Trageschicht mit einer aus mehreren Einheitszellen aus der 6A gebildeten Gitterstruktur, 6C a plan view of a portion of a support layer with one of a plurality of unit cells from the 6A formed lattice structure,

6D eine perspektivische Ansicht auf einen Abschnitt eines Verbundwerkstoffs, der eine Oberflächenschicht und den Abschnitt der Trageschicht aus der 6C umfasst, 6D a perspective view of a portion of a composite material, a surface layer and the portion of the support layer of the 6C includes,

7A eine perspektivische schematische Ansicht einer Einheitszelle einer Trageschicht eines Verbundwerkstoffs mit periodischer Gitterstruktur gemäß einer noch weiteren Ausführungsform, 7A a perspective schematic view of a unit cell of a supporting layer of a composite material with periodic lattice structure according to yet another embodiment,

7B eine Draufsicht auf die Einheitszelle aus der 7A, 7B a plan view of the unit cell from the 7A .

7C eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Trageschicht mit einer aus mehreren Einheitszellen aus der 7A gebildeten Gitterstruktur, 7C a plan view of a portion of a support layer with one of a plurality of unit cells from the 7A formed lattice structure,

7D eine perspektivische Ansicht auf einen Abschnitt eines Verbundwerkstoffs, der eine Oberflächenschicht und den Abschnitt der Trageschicht aus der 7C umfasst, 7D a perspective view of a portion of a composite material, a surface layer and the portion of the support layer of the 7C includes,

8A eine perspektivische Ansicht einer quaderförmigen Einheitszelle einer Trageschicht mit periodischer Gitterstruktur gemäß einer noch weiteren Ausführungsform, 8A a perspective view of a cuboid unit cell of a supporting layer with periodic lattice structure according to yet another embodiment,

8B eine perspektivische Ansicht der Einheitszelle aus der 8A, wobei diese von einer Druckkraft beaufschlagt ist, 8B a perspective view of the unit cell of the 8A , which is acted upon by a compressive force,

9A bis 9E perspektivische Ansichten einer Einheitszelle, jeweils in Form eines uniformen Polytops, einer Trageschicht mit periodischer Gitterstruktur gemäß verschiedener, weiterer Ausführungsformen, 9A to 9E perspective views of a unit cell, each in the form of a uniform polytope, a support layer with periodic lattice structure according to various other embodiments,

10 einen schematischen Querschnitt durch einen Abschnitt eines Verbundwerkstoffs gemäß einer noch weiteren Ausführungsform, 10 a schematic cross section through a portion of a composite material according to yet another embodiment,

11A eine Draufsicht auf eine in zwei Dimensionen nicht-periodische Gitterstruktur gemäß einer Ausführungsform, 11A 4 is a plan view of a non-periodic lattice structure in two dimensions according to one embodiment;

11B eine Draufsicht auf Elemente, aus denen eine in zwei Dimensionen nicht-periodische Gitterstruktur gemäß einer anderen Ausführungsform zusammengesetzt werden kann, 11B a plan view of elements from which a non-periodic in two dimensions lattice structure can be assembled according to another embodiment,

11C eine Draufsicht auf eine in zwei Dimensionen nicht-periodische Gitterstruktur gemäß der anderen Ausführungsform, die aus Elementen aus der 11B zusammengesetzt ist, 11C a plan view of a non-periodic in two dimensions lattice structure according to the other embodiment, which consists of elements of the 11B is composed,

11D eine perspektivische Ansicht auf einen Ikosaeder als Symmetriekörper einer in drei Dimensionen nicht-periodische Gitterstruktur gemäß einer noch anderen Ausführungsform, und 11D a perspective view of an icosahedron as a symmetry body of a non-periodic in three dimensions lattice structure according to yet another embodiment, and

12A bis 12D perspektivische Ansichten von Strukturen mit verwobenen Aufbau, respektive, gemäß einer ersten bis vierten Ausführungsform. 12A to 12D perspective views of structures with interwoven structure, respectively, according to a first to fourth embodiment.

Die 1 zeigt in schematischer Form einen Querschnitt durch eine Tür 11 eines Kraftfahrzeugs. Die Tür 11 umfasst eine Scheibe 16, mehrere Beplankungsträger 14, 14' und 14'', die einen Schlitz zum Aufnehmen eines Abschnitts der Fensterscheibe 16 aufweisen und an denen ein Beplankungsteil 12 befestigt ist, das an seiner Außenseite (in 1 die rechte Seite) in herkömmlicher Weise eine Class A Oberfläche aufweisen würde. Gemäß einem Aspekt der Erfindung und wie in 1 angedeutet, ist das Beplankungsteil 12 aus einem erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff 10 hergestellt, dessen Struktur bzw. Aufbau in den 2A bis 2C schematisch gezeigt ist.The 1 shows in schematic form a cross section through a door 11 of a motor vehicle. The door 11 includes a disc 16 , several planking carriers 14 . 14 ' and 14 '' having a slot for receiving a portion of the windowpane 16 and on which a planking part 12 fixed on its outside (in 1 the right side) would conventionally have a Class A surface. According to one aspect of the invention and as in 1 indicated, is the planking part 12 from a composite material according to the invention 10 manufactured, whose structure or structure in the 2A to 2C is shown schematically.

Den in den 2A bis 2C gezeigten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs 10 gemeinsam ist, dass der Verbundwerkstoff 10 eine Trageschicht 18, eine Oberflächenschicht 36 und Folienschicht 60 aufweist. Die Trageschicht 18 ist sandwichartig zwischen der Oberflächenschicht 36 und der Folienschicht 60 angeordnet und ist als eine Gitterstruktur 20 ausgebildet. Die Oberflächenschicht 36 ist als eine zelluläre Struktur 48 ausgebildet ist, die sich in zwei Dimensionen 38 und 40 jeweils im Wesentlichen periodisch wiederholend erstreckt. Die Folienschicht 60 ist an der der Oberflächenschicht 36 gegenüberliegenden Seite der Trageschicht 18 angeordnet; sie dient dazu, Schmutz vom Eindringen in die offene bzw. poröse Trageschicht 18 abzuhalten. In den in den 2A bis 2C gezeigten Ausführungsformen ist der Verbundwerkstoff 10 selbsttragend ausgebildet.The in the 2A to 2C shown embodiments of the composite material according to the invention 10 common is that the composite material 10 a carrier layer 18 , a surface layer 36 and film layer 60 having. The carrier layer 18 is sandwiched between the surface layer 36 and the film layer 60 arranged and is considered a grid structure 20 educated. The surface layer 36 is as a cellular structure 48 is formed, which is in two dimensions 38 and 40 each substantially periodically repeating. The foil layer 60 is at the surface layer 36 opposite side of the carrier layer 18 arranged; it serves to prevent dirt from entering the open or porous supporting layer 18 hold. In the in the 2A to 2C Embodiments shown is the composite material 10 self-supporting trained.

In der in 2A gezeigten Ausführungsform wiederholt sich die Gitterstruktur 20 in drei Dimensionen 22, 24 und 26 periodisch. Genauer gesagt wiederholt sich in der 2A eine Einheitszelle 34, 34', 34'' der Gitterstruktur 20 periodisch, und zwar in einer ersten Dimension 22 mit einer ersten Periode 28 in einer ersten Richtung, die sich innerhalb einer Ebene (in 2A nach rechts) erstreckt, die parallel zu der Oberflächenschicht 36 angeordnet ist, in einer zweiten Dimension 24 mit einer zweiten Periode 30 in einer zweiten Richtung, die sich innerhalb der vorgenannten Ebene (in 2A nach schräg hinten), unter einem Winkel (in 2A beispielsweise einem rechten Winkel) zur ersten Richtung erstreckt, und in einer dritten Dimension 26 mit einer dritten Periode 32 in einer dritten Richtung, die sich unter einem Winkel (in 2A beispielsweise einem rechten Winkel) zu der vorgenannten Ebene bzw. senkrecht zu der Oberflächenschicht 36 (in 2A nach oben) erstreckt. In der in 2A gezeigten Ausführungsform umfasst eine Einheitszelle der Gitterstruktur 20 jeweils ein fischförmiges oder ein fischschuppenförmiges Element.In the in 2A In the embodiment shown, the grid structure is repeated 20 in three dimensions 22 . 24 and 26 periodically. More specifically, it repeats itself in the 2A a unit cell 34 . 34 ' . 34 '' the lattice structure 20 periodically, in a first dimension 22 with a first period 28 in a first direction that is within a plane (in 2A to the right), which are parallel to the surface layer 36 is arranged in a second dimension 24 with a second period 30 in a second direction, which is within the aforementioned plane (in 2A obliquely behind), at an angle (in 2A for example, a right angle) to the first direction, and in a third dimension 26 with a third period 32 in a third direction, which extends at an angle (in 2A for example, a right angle) to the aforementioned plane or perpendicular to the surface layer 36 (in 2A to the top). In the in 2A In the embodiment shown, a unit cell comprises the grid structure 20 in each case a fish-shaped or fish-scale-shaped element.

In den in den 2B und 2C gezeigten Ausführungsformen erstreckt sich die Gitterstruktur 20 in zwei Dimensionen 22 und 24 periodisch wiederholend. Genauer gesagt wiederholt sich eine Einheitszelle der Gitterstruktur periodisch, und zwar in einer ersten Dimension 22 mit einer ersten Periode 28 in einer ersten Richtung, die sich innerhalb einer Ebene (in den 2B und 2C nach rechts) erstreckt, die parallel zu der Oberflächenschicht 36 angeordnet ist, und in einer zweiten Dimension 24 mit einer zweiten Periode 30 (in 2B nicht gezeigt) in einer zweiten Richtung, die sich innerhalb der vorgenannten Ebene (in den 2B und 2C nach schräg hinten) unter einem Winkel (in den 2B und 2C senkrecht) zur ersten Richtung erstreckt. In der dritten Dimension 26, d. h. in einer dritten Richtung, die unter einem Winkel (in den 2B und 2C senkrecht) zu der vorgenannten Ebene bzw. zu der Ebene der Oberflächenschicht 36 (in den 2B und 2C nach oben) zeigt, findet innerhalb der Ausdehnung der Trageschicht 18 jeweils nur eine Einheitszelle Platz. In der in 2B gezeigten Ausführungsform umfasst eine Einheitszelle der Gitterstruktur 20 jeweils drei schräg angeordnete Stützträger. In der in 2C gezeigten Ausführungsform umfasst eine Einheitszelle der Gitterstruktur 20 jeweils eine Einheitszelle, die in der ersten und zweiten Dimension 22 und 24 hexagonal-förmig ausgebildet ist und sich in der dritten Dimension 26 erstreckt.In the in the 2 B and 2C the embodiments shown, the grid structure extends 20 in two dimensions 22 and 24 repeating periodically. More specifically, a unit cell of the lattice structure repeats periodically, in a first dimension 22 with a first period 28 in a first direction that is within a plane (in the 2 B and 2C to the right), which are parallel to the surface layer 36 is arranged, and in a second dimension 24 with a second period 30 (in 2 B not shown) in a second direction extending within the aforementioned plane (into the 2 B and 2C obliquely behind) at an angle (into the 2 B and 2C perpendicular) to the first direction. In the third dimension 26 , ie in a third direction, which at an angle (in the 2 B and 2C perpendicular) to the aforementioned plane or to the plane of the surface layer 36 (in the 2 B and 2C pointing upwards), takes place within the extension of the supporting layer 18 only one unit cell each. In the in 2 B In the embodiment shown, a unit cell comprises the grid structure 20 three obliquely arranged support beams. In the in 2C In the embodiment shown, a unit cell comprises the grid structure 20 one unit cell each in the first and second dimension 22 and 24 hexagonal-shaped and extending in the third dimension 26 extends.

Die Trageschicht 18, genauer gesagt die Gitterstruktur 20 der Trageschicht, ist aus einem ersten Kunststoff oder einem ersten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt.The carrier layer 18 , more precisely, the lattice structure 20 the support layer is made of a first plastic or a first fiber-plastic composite.

Die Oberflächenschicht 36 ist aus einem zweiten Kunststoff oder einem zweiten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt. Dabei kann der zweite Kunststoff oder der zweite Faser-Kunststoff-Verbund im Wesentlichen die gleiche stoffliche bzw. chemische Zusammensetzung aufweisen wie der erste Kunststoff oder der erste Faser-Kunststoff-Verbund, respektive. Die Folienschicht 60 ist aus einem dritten Kunststoff oder einem dritten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt. Dabei kann der dritte Kunststoff oder der dritte Faser-Kunststoff-Verbund im Wesentlichen die gleiche stoffliche bzw. chemische Zusammensetzung aufweisen wie der erste oder der zweite Kunststoff oder wie der erste oder der zweite Faser-Kunststoff-Verbund, respektive.The surface layer 36 is made of a second plastic or a second fiber-plastic composite. In this case, the second plastic or the second fiber-plastic composite may have substantially the same material or chemical composition as the first plastic or the first fiber-plastic composite, respectively. The foil layer 60 is made of a third plastic or a third fiber-plastic composite. In this case, the third plastic or the third fiber-plastic composite may have substantially the same material or chemical composition as the first or the second plastic or as the first or the second fiber-plastic composite, respectively.

In den in den 2A bis 2C gezeigten Ausführungsformen ist die Oberflächenschicht 36 als eine zelluläre Struktur 48 ausgebildet, wie beispielhaft genauer in 3 gezeigt ist. Die Struktur wiederholt sich in zwei Dimensionen 38 und 40 jeweils im Wesentlichen periodisch. Genauer gesagt wiederholt sich eine Einheitszelle der zellulären Struktur 48 periodisch, und zwar in einer ersten Dimension 38 mit einer ersten Periode 42 in einer ersten Richtung, die sich innerhalb einer Ebene (in 3 nach rechts) erstreckt, die parallel zu der Oberflächenschicht 36 angeordnet ist, und in einer zweiten Dimension 40 mit einer zweiten Periode 44 in einer zweiten Richtung, die sich innerhalb der vorgenannten Ebene (in 3 nach schräg hinten), jedoch senkrecht zur ersten Richtung erstreckt.In the in the 2A to 2C the embodiments shown is the surface layer 36 as a cellular structure 48 formed as exemplified in more detail 3 is shown. The structure is repeated in two dimensions 38 and 40 each essentially periodically. More specifically, a unit cell of the cellular structure is repeated 48 periodically, in a first dimension 38 with a first period 42 in a first direction that is within a plane (in 3 to the right), which are parallel to the surface layer 36 is arranged, and in a second dimension 40 with a second period 44 in a second direction, which is within the aforementioned plane (in 3 obliquely behind), but extends perpendicular to the first direction.

In der in 3 gezeigten Ausführungsform umfasst die zelluläre Struktur 48 eine Vielzahl von in den beiden Dimensionen 38 und 40 periodisch angeordneten Teiloberflächen 50, 50', 50'', wobei benachbarte Teiloberflächen 50, 50', 50'' mittels eines elastischen Materials 52 miteinander verbunden sind. In the in 3 The embodiment shown comprises the cellular structure 48 a variety of in the two dimensions 38 and 40 periodically arranged sub-surfaces 50 . 50 ' . 50 '' , where adjacent sub-surfaces 50 . 50 ' . 50 '' by means of an elastic material 52 connected to each other.

In den Ausführungsbeispielen der 2A bis 2C und der 3 sind die Teiloberflächen 50, 50', 50'' rechteckförmig ausgebildet und nebeneinander angeordnet, d. h. sie überlappen sich nicht. Die Teiloberflächen 50, 50', 50'' könnten jedoch auch so angeordnet sein, dass jeweils benachbarte Teiloberflächen sich überlappen (nicht gezeigt). Des Weiteren könnten die Teiloberflächen 50, 50', 50'' auch andere Formen als die gezeigte Rechteckform aufweisen, solange die Formen geeignet sind, eine Fläche in der Ebene 38, 40 der Oberflächenschicht 36 vollständig zu überdecken. Beispielsweise könnten die Teiloberflächen 50, 50', 50'' dreickförmig, trapezförmig, parallelogrammförmig, quadratisch oder in der Form eines Sechsecks, insbesondere eines gleichschenkligen Sechsecks, d. h. hexagonal ausgebildet sein. Alternativ dazu könnten die Teiloberfächen auch zwei unterschiedliche Typen von Teilflächen umfassen, wobei Teilflächen von beiden Typen erforderlich sind, um eine vollständige Überdeckung einer Fläche in der Ebene 38, 40 der Oberflächenschicht 36 zu erzielen. In einem dementsprechenden Beispiel könnte die Oberflächenschicht 36 Teiloberflächen von einem ersten Typ in der Form eines Achtecks und Teiloberflächen von einem zweiten Typ in der Form eines Quadrats umfassen, wobei die achteckigen Teiloberflächen in zwei Dimensionen jeweils periodisch angeordnet werden und die quadratischen Teiloberflächen die dabei entstehenden Freiflächen zwischen vier umringenden Achtecken ausfüllen.In the embodiments of the 2A to 2C and the 3 are the sub-surfaces 50 . 50 ' . 50 '' rectangular shaped and arranged side by side, ie they do not overlap. The sub-surfaces 50 . 50 ' . 50 '' however, could also be arranged such that respective adjacent sub-surfaces overlap (not shown). Furthermore, the sub-surfaces could 50 . 50 ' . 50 '' Also, other shapes than the rectangular shape shown have, as long as the shapes are suitable, an area in the plane 38 . 40 the surface layer 36 completely cover up. For example, the sub-surfaces 50 . 50 ' . 50 '' triangular, trapezoidal, parallelogram, square or in the shape of a hexagon, in particular an isosceles hexagon, ie be hexagonal. Alternatively, the sub-surfaces could also include two different types of patches, with patches of both types being required to provide complete coverage of an in-plane surface 38 . 40 the surface layer 36 to achieve. In a corresponding example, the surface layer could 36 Partial surfaces of a first type in the shape of an octagon and sub-surfaces of a second type in the form of a square, wherein the octagonal sub-surfaces are arranged in two dimensions each periodically and the square sub-surfaces fill the resulting open spaces between four surrounding octagons.

Alternativ zu einer zellulären Struktur 48 könnte die Oberflächenschicht 36 auch eine textile Struktur 54 aufweisen.Alternative to a cellular structure 48 could be the surface layer 36 also a textile structure 54 exhibit.

Eine textile Struktur kann in den Fachmann bekannten Verfahren durch Weben, Wirken, Sticken, Stricken und/oder Nähen von Filamenten hergestellt werden (nicht gezeigt).A textile structure may be made by methods known to those skilled in the art by weaving, knitting, embroidering, knitting and / or sewing filaments (not shown).

Wie in den 4A bis 4C gezeigt, kann eine Oberflächenschicht 36 mit einer textilen Struktur 54 auch dadurch hergestellt werden, dass eins Vielzahl von sich in einer Längsrichtung erstreckenden Filamenten 56 unter Verwendung einer Matrix, über die die Filamente 56 miteinander verbunden sind bzw. in die die Filamente 56 eingebettet sind, zu Bändern, sogenannten Tapes, zusammengefasst bzw. gebündelt werden, wie in 4B zu sehen ist. Derartige Bänder weisen in vorteilhafter Weise eine flache, breite Form auf, wie in den 4A und 4B gezeigt. Diese Bänder können in ihrer Längsrichtung in regelmäßigen Abständen mit Eindrückungen 58 versehen werden, etwa um die Filamente 56 besser miteinander zu verbinden, oder um ein ansprechendes Aussehen zu erzielen, oder um die Beweglichkeit der unterschiedlichen Zellen bzw. Segments zu erhöhen. Eine Vielzahl derartiger Bänder werden parallel zueinander angeordnet und, beispielsweise mittels einer Matrix oder eines Klebstoffs, miteinander verbunden, um eine Oberflächenschicht 36 auszubilden.As in the 4A to 4C can show a surface layer 36 with a textile structure 54 also be made by having a plurality of filaments extending in a longitudinal direction 56 using a matrix over which the filaments 56 connected to each other or into which the filaments 56 are embedded into bands, so-called tapes, summarized or bundled, as in 4B you can see. Such bands advantageously have a flat, wide shape, as in FIGS 4A and 4B shown. These bands can be in their longitudinal direction at regular intervals with indentations 58 be provided, about the filaments 56 To better connect with each other, or to achieve a pleasing appearance, or to increase the mobility of the different cells or segments. A plurality of such ribbons are arranged parallel to each other and bonded together, for example by means of a matrix or an adhesive, around a surface layer 36 train.

In den in den 4A bis 4C gezeigten Ausführungsbeispielen kann die zelluläre Struktur 48 alternativ mittels geeigneter Prägeverfahren, beispielsweise unter Verwendung von prägefähigen Walzen oder Platten, hergestellt werden.In the in the 4A to 4C As shown embodiments, the cellular structure 48 alternatively by means of suitable embossing, for example using embossable rollers or plates, are produced.

Die 5A und 5B zeigen eine weitere Ausführungsform einer Oberflächenschicht 36. In den 5A und 5B umfasst die Oberflächenschicht 36 eine Vielzahl von schindelförmigen bzw. spatenförmigen Elementen, die in einer Ebene, d. h. in zwei Dimensionen 22 und 24, so angeordnet sind, dass sie sich teilweise überlappen und dass Einheitszellen 34, 34, 34'' sich in der ersten Dimension 22, d. h. einer ersten Richtung (in 5A nach rechts) mit einer ersten Periode 28 und in der zweiten Dimension 24, d. h. einer zweiten Richtung (in 5A nach oben) mit einer zweiten Periode 30 räumlich wiederholen.The 5A and 5B show a further embodiment of a surface layer 36 , In the 5A and 5B includes the surface layer 36 a plurality of shingled or spade-shaped elements which are in one plane, ie in two dimensions 22 and 24 , are arranged so that they partially overlap and that unit cells 34 . 34 . 34 '' in the first dimension 22 ie a first direction (in 5A to the right) with a first period 28 and in the second dimension 24 ie a second direction (in 5A to the top) with a second period 30 repeat spatially.

Die 6A bis 6D und 7A bis 7D, respektive, zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsformen einer Trageschicht 18.The 6A to 6D and 7A to 7D respectively show two different embodiments of a carrier layer 18 ,

In der in den 6A bis 6D gezeigten Ausführungsform ist eine Trageschicht 18 aus einer Vielzahl von Einheitszellen 34 aufgebaut. Die Einheitszellen 34 sind aus mehreren in der Form eines Oktaeders zusammengesetzten Gitterstabelementen 35 aufgebaut ist, wie in 6A perspektivisch und in 6B in einer Draufsicht auf die Struktur aus der 6A zu sehen ist. Diese oktaederförmigen Einheitszellen 34 sind in zwei Dimensionen 22 und 24 periodisch aneinander gereiht angeordnet, wie dies in 6C zu sehen ist. Auf diese Weise kann eine Lage einer Gitterstruktur 20 und damit eine Trageschicht ausgebildet werden. Es können auch zwei (wie in 6D gezeigt) oder mehr (nicht gezeigt) Lagen der in der 6C gezeigten Gitterstruktur übereinander angeordnet werden und auf diese Weise eine Trageschicht 18 ausgebildet werden.In the in the 6A to 6D The embodiment shown is a carrier layer 18 from a variety of unit cells 34 built up. The unit cells 34 are composed of a plurality of grid elements in the form of an octahedron 35 is constructed as in 6A in perspective and in 6B in a plan view of the structure from the 6A you can see. These octahedral unit cells 34 are in two dimensions 22 and 24 periodically arranged in a row, as in 6C you can see. In this way, a layer of a lattice structure 20 and thus a support layer are formed. There may also be two (as in 6D shown) or more (not shown) in the 6C shown grid structure are arranged one above the other and in this way a supporting layer 18 be formed.

Bei den in den 6C und 6D gezeigten Gitterstrukturen 20 der Trageschicht 18 wird die Oberflächenschicht 36 über Eckpunkte der Gitterstruktur 20 mit der Gitterstruktur 20 verbunden. Zum Herstellen dieser Verbindung kann ein erster Klebstoff 46 jeweils in den Abschnitten um die Eckpunkte der Gitterstruktur 20 herum angeordnet und wirksam gemacht werden, wie dies in 8 gezeigt ist.In the in the 6C and 6D shown lattice structures 20 the carrier layer 18 becomes the surface layer 36 over vertices of the lattice structure 20 with the grid structure 20 connected. To make this connection, a first adhesive 46 each in the sections around the corner points of the lattice structure 20 be arranged around and made effective, as in 8th is shown.

In den in den 7A bis 7D gezeigten Ausführungsformen ist eine Trageschicht 18 aus einer Vielzahl von Einheitszellen 34 aufgebaut, die ihrerseits aus mehreren in der Form eines Kuboktahedrons zusammengesetzten Gitterstabelementen 35 aufgebaut ist, wie dies in 7A am besten perspektivisch und in 7B in einer Draufsicht zu sehen ist. Jedes Kuboktahedron umfasst acht (8) dreieckige und sechs (6) quadratische Flächen, zwölf (12) identische Vertices, an denen sich jeweils zwei Quadrate und zwei Dreiecke treffen, und vierundzwanzig (24) identische Kanten, die jeweils ein Quadrat von einem Dreieck trennen und von den Gitterstabelementen 35 ausgebildet sind. Diese kuboktahedronförmigen Einheitszellen 34 sind in zwei Dimensionen 22 und 24 periodisch aneinander gereiht angeordnet, wie dies in 7C am besten zu sehen ist. Auf diese Weise kann eine Lage einer Gitterstruktur 20 und damit eine Trageschicht ausgebildet werden. Es können auch zwei (wie in 7D gezeigt) oder mehr (nicht gezeigt) Lagen der in der 7C gezeigten Gitterstruktur übereinander angeordnet werden und auf diese Weise eine Trageschicht 18 ausgebildet werden. In the in the 7A to 7D shown embodiments is a support layer 18 from a variety of unit cells 34 which in turn consist of several in the form of a cuboctahedron compound lattice elements 35 is built, as in 7A best in perspective and in 7B can be seen in a plan view. Each cuboctahedron comprises eight (8) triangular and six (6) square faces, twelve (12) identical vertices, each of which meets two squares and two triangles, and twenty-four (24) identical edges, each separating one square from a triangle and from the grid bar elements 35 are formed. These cuboctahedron-shaped unit cells 34 are in two dimensions 22 and 24 periodically arranged in a row, as in 7C best seen. In this way, a layer of a lattice structure 20 and thus a support layer are formed. There may also be two (as in 7D shown) or more (not shown) in the 7C shown grid structure are arranged one above the other and in this way a supporting layer 18 be formed.

Bei den in den 7C und 7D gezeigten Gitterstrukturen 20 der Trageschicht 18 wird die Oberflächenschicht 36 über quadratische Flächen der die Gitterstruktur 20 ausbildenden Kuboktahedrons mit der Gitterstruktur 20 verbunden. Zum Herstellen dieser Verbindung kann ein Klebstoff jeweils in den Abschnitten entlang der Kanten der Flächen der Kuboktahedrons der Gitterstruktur 20 herum angeordnet und wirksam gemacht werden.In the in the 7C and 7D shown lattice structures 20 the carrier layer 18 becomes the surface layer 36 over square surfaces of the lattice structure 20 forming cuboctahedron with the lattice structure 20 connected. To make this connection, an adhesive may be used in each of the sections along the edges of the surfaces of the cuboctahedron of the lattice structure 20 be arranged around and made effective.

Die Folienschicht 60 kann ebenso wie die Oberflächenschicht 36 mittels eines Klebstoffs mit der Trageschicht 18 verbunden werden. In der in 8 gezeigten Ausführungsform ist die Oberflächenschicht 36 mittels eines ersten Klebstoffs 46 mit der Trageschicht 18 verbunden, und die Folienschicht 60 ist mittels eines zweiten Klebstoffs 62 mit der Trageschicht 18 verbunden. Der zweite Klebstoff 62 kann eine verschiedene oder eine im Wesentlichen gleiche stoffliche bzw. chemische Zusammensetzung aufweisen wie der erste Klebstoff 46.The foil layer 60 can as well as the surface layer 36 by means of an adhesive with the carrier layer 18 get connected. In the in 8th the embodiment shown is the surface layer 36 by means of a first adhesive 46 with the carrier layer 18 connected, and the film layer 60 is by means of a second adhesive 62 with the carrier layer 18 connected. The second glue 62 may have a different or substantially the same material or chemical composition as the first adhesive 46 ,

In den Ausführungsbeispielen der 2A bis 2C, der 3, der 5A und 5B sowie der 6A bis 6D und 7A bis 7D kann die Gitterstruktur 20 der Trageschicht 18 unter Heranziehung eines generativen Fertigungsverfahrens, zum Beispiel mittels 3D-Druck, aus einem im Wesentlichen zusammenhängenden Material hergestellt werden.In the embodiments of the 2A to 2C , of the 3 , of the 5A and 5B as well as the 6A to 6D and 7A to 7D can the grid structure 20 the carrier layer 18 Using a generative manufacturing process, for example by means of 3D printing, are produced from a substantially contiguous material.

In den Ausführungsbeispielen der 2A bis 2C und der 3 kann die zelluläre Struktur 48 der Oberflächenschicht 36 unter Heranziehung eines generativen Fertigungsverfahrens, zum Beispiel mittels 3D-Druck, aus einem im Wesentlichen zusammenhängenden Material hergestellt werden.In the embodiments of the 2A to 2C and the 3 can the cellular structure 48 the surface layer 36 Using a generative manufacturing process, for example by means of 3D printing, are produced from a substantially contiguous material.

Somit ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass zumindest in den Ausführungsformen, bei denen die Oberflächenschicht 36 eine zelluläre Struktur aufweist, die gesamte Struktur eines Verbundwerkstoffs 10, d. h. die Folienschicht 60, die Trageschicht 18 in ihrer Gitterstruktur und die Oberflächenschicht 36 in ihrer zellulären Struktur unter Heranziehung eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellt werden kann. Dabei können zumindest die Trageschicht 18 und die Oberflächenschicht 36 aus einem im Wesentlichen zusammenhängenden Material generativ hergestellt werden.Thus, it is obvious to a person skilled in the art that, at least in the embodiments in which the surface layer 36 has a cellular structure, the whole structure of a composite material 10 ie the film layer 60 , the wearing layer 18 in their lattice structure and the surface layer 36 in their cellular structure using a generative manufacturing process. In this case, at least the support layer 18 and the surface layer 36 be produced generatively from a substantially contiguous material.

Wie in den 8A und 8B gezeigt, kann eine Einheitszelle 34 einer Trageschicht mit periodischer Gitterstruktur in einer geometrisch einfach zu beschreibenden Ausgestaltung im Wesentlichen quaderförmig sein und in Richtung der ersten Dimension 22 eine erste Abmessung 28, in Richtung der zweiten Dimension 24 eine zweite Abmessung 30 und in Richtung der dritten Dimension 26 eine dritte Abmessung 32 aufweisen. Wenn die drei Abmessungen 28, 30 und 32 gleich groß sind, ist die Einheitszelle würfelförmig. Die Kanten der Einheitszelle 34 sind als Gitterstabelemente 35 ausgebildet, die in einer Dimension eine erste Dicke 80 und in einer anderen Dimension ein zweite Dicke 80' haben. Verbindungsstreben, über die benachbarte Einheitszellen 34 miteinander verbunden sind, sind ebenfalls als Gitterstabelemente 35' ausgebildet, die ebenfalls in einer Dimension eine erste Dicke und in einer anderen Dimension ein zweite Dicke haben.As in the 8A and 8B shown, can be a unit cell 34 a carrier layer with periodic lattice structure in a geometrically simple to describe embodiment be substantially cuboid and in the direction of the first dimension 22 a first dimension 28 , in the direction of the second dimension 24 a second dimension 30 and in the direction of the third dimension 26 a third dimension 32 exhibit. If the three dimensions 28 . 30 and 32 are the same size, the unit cell is cube-shaped. The edges of the unit cell 34 are as lattice bars 35 formed, the one thickness in a first thickness 80 and in another dimension, a second thickness 80 ' to have. Connecting struts, over the adjacent unit cells 34 are connected to each other, are also as a grid bar elements 35 ' are formed, which also have a first thickness in one dimension and a second thickness in another dimension.

Wenn eine Druckkraft (dargestellt durch die Pfeile 82 in 8B) auf eine Einheitszelle 34 beaufschlagt wird, biegen sich Gitterstabelemente 35 der Kanten, an denen die mit der Druckkraft beaufschlagten Verbindungsstreben angreifen, und erreichen eine Durchbiegung 84. Die Große der Durchbiegung 84 hängt von der Stärke der Druckkraft 82, der Biegefestigkeit und der Dicke 80 bzw. 80' der Gitterstabelemente 35 an den Kanten der Einheitszelle 34 und der Position entlang einer Kante, an der eine Verbindungsstrebe an der Kante angreift. Daher kann die Steifigkeit der in den 8A und 8B gezeigten Einheitszellen 34 durch eine Wahl der Biegefestigkeit der Gitterstabelemente 35 an den Kanten der Einheitszelle 34, eine Wahl der Dicke 80 bzw. 80' der Gitterstabelemente 35 an den Kanten und/oder eine Wahl der Position entlang einer Kante, an der eine Verbindungsstrebe an der Kante angreift, mithin durch die geometrische Struktur der Einheitszelle 34, gezielt beeinflusst werden.When a compressive force (represented by the arrows 82 in 8B ) on a unit cell 34 is acted upon, turn barred elements 35 the edges on which attack the pressure applied to the connecting struts, and reach a deflection 84 , The size of the bend 84 depends on the strength of the compressive force 82 , flexural strength and thickness 80 respectively. 80 ' the grid bar elements 35 at the edges of the unit cell 34 and the position along an edge on which a connecting strut engages the edge. Therefore, the rigidity of the in the 8A and 8B shown unit cells 34 by a choice of the flexural strength of the grid bar elements 35 at the edges of the unit cell 34 , a choice of thickness 80 respectively. 80 ' the grid bar elements 35 at the edges and / or a choice of position along an edge on which a connecting strut on the edge engages, and thus through the geometric structure of the unit cell 34 , be specifically influenced.

Die 9A bis 9E zeigen verschiedene weitere Ausführungsformen einer Einheitszelle 34 einer Trageschicht mit periodischer Gitterstruktur, mit im Vergleich zu den in den 8A und 8B gezeigten Ausführungsformen komplexeren geometrischen Strukturen. Die in den 9A bis 9E beispielhaft gezeigten Einheitszellen 34 haben jeweils Strukturen in der Form eines uniformen Polytops. Ein Polytop besteht aus gleichartigen Gitterstabelementen 35 (wie in den 9A und 9B), zwei verschiedenartigen (nicht gezeigt), drei verschiedenartigen (wie in den 9C und 9D gezeigt) oder mehr verschiedenartigen Gitterstabelementen 35, 35', 35'', 35''', 35'''' (wie in der 9E gezeigt) aufgebaut sein kann. In der 9A ist die Einheitszelle 34 ein Dodecahedron, in der 9B ein Ikosahedron, in der 9C eine Hyperkubus-8 Zelle und in den 9D und 9E Beispiele eines torusförmigen Duoprismas. Weitere Beispiele von uniformen Polytoben sind in dem eingangs bereits erwähnten, im Internet abrufbaren Katalog gezeigt.The 9A to 9E show various other embodiments of a unit cell 34 a support layer with periodic lattice structure, with compared to those in the 8A and 8B shown embodiments of more complex geometric structures. The in the 9A to 9E exemplified unit cells 34 each have structures in the form of a uniform polytope. A polytope consists of similar lattice elements 35 (as in the 9A and 9B ), two different (not shown), three different (as in the 9C and 9D shown) or more different types of lattice elements 35 . 35 ' . 35 '' . 35 ''' . 35 '''' (like in the 9E shown) can be constructed. In the 9A is the unit cell 34 a dodecahedron, in the 9B an icosahedron, in the 9C a hypercube-8 cell and in the 9D and 9E Examples of a toroidal duoprism. Further examples of uniform Polytoben are shown in the above-mentioned, available on the Internet Catalog.

Die 11A bis 11D veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen von nicht-periodischen Gitterstrukturen.The 11A to 11D illustrate exemplary embodiments of non-periodic lattice structures.

Die in 11A gezeigte gitterartige Struktur 20 ist in zwei Dimensionen nicht-periodisch, es handelt sich um eine sogenannte Penrose-Struktur. Diese ist aus rautenförmigen Elementen 70, 70' und 70'' von drei verschiedenen Arten bzw.In the 11A shown grid-like structure 20 is non-periodic in two dimensions, it is a so-called Penrose structure. This is made of diamond-shaped elements 70 . 70 ' and 70 '' of three different types or

Formen zusammengesetzt. Jeweils fünf Rauten 70 einer ersten Form bilden zusammen eine Form eines 5-zähligen Sterns mit fünf Spitzen. Zwischen jeweils benachbarten Spitzen eines Sterns sind Rauten 70'' einer zweiten Form angeordnet. Um die Sterne herum und zwischen den Sternen sind Rauten 70' einer dritten Form angeordnet. Die Ränder der Rauten 70. 70' und 70'' sind als Gitterstabelemente 35 ausgebildet. Anhand der unterschiedlichen relativen Positionen der Sterne ist die Nicht-Periodizität der gitterartigen Struktur 20 zu erkennen.Molds assembled. Five rhombuses each 70 a first form together form a shape of a five-pointed star with five tips. Between each adjacent peaks of a star are diamonds 70 '' arranged a second form. Around the stars and between the stars are diamonds 70 ' arranged a third form. The edges of the diamonds 70 , 70 ' and 70 '' are as lattice bars 35 educated. Based on the different relative positions of the stars, the non-periodicity of the lattice-like structure 20 to recognize.

Die 11B zeigt verschiedenartige Basiselemente, aus der eine andere, in zwei Dimensionen nicht-periodische, gitterartige, in der 11C gezeigte Struktur 20 zusammengesetzt ist. Basiselemente einer ersten Art haben die Form eines Pfeils 74, und Basiselemente einer zweiten Art haben die Form eines Drachens bzw. Deltoids 72. Diese Basiselemente entstehen durch Aufteilung einer (in der 11B links gezeigten) Raute 70.The 11B shows various basic elements from which another, non-periodic in two dimensions, grid-like, in the 11C shown structure 20 is composed. Basic elements of a first kind have the shape of an arrow 74 , and basic elements of a second kind are in the form of a dragon or deltoid 72 , These basic elements are created by splitting one (in the 11B shown on the left) rhombus 70 ,

Die in der 11C gezeigte, in zwei Dimensionen nicht-periodische, gitterartige Struktur 20 ist aus den in der 11B gezeigten Basiselementen Deltoid 72 und Pfeil 74 zusammengesetzt. Jeweils fünf mit ihren Spitzen zusammentreffende Pfeile 74 bilden einen 5-zähligen Stern. Jeweils fünf mit ihren Spitzen zusammentreffende Deltoide 72 bilden ein gleichseitiges Achteck. Zwischen den Sternen und den Achtecken sind weitere Deltoide und Pfeile so jeweils aneinander angrenzend angeordnet, dass die gesamte zweidimensionale Fläche vollständig bedeckt ist. Die gitterartige Struktur 20 hat, wie Penrose das gezeigt hat, die Eigenschaft der Selbstähnlichkeit. Dies bedeutet, dass jede endliche Umgebung eines Musters in jedem anderen Muster irgendwo in der Struktur 20 enthalten ist und dass dies außerdem unendlich oft der Fall ist.The in the 11C shown in two dimensions non-periodic, grid-like structure 20 is from the in the 11B shown basic elements deltoid 72 and arrow 74 composed. Five arrows each with their tips 74 make a 5-fold star. Five deltoids meeting with their tips 72 form an equilateral octagon. Between the stars and the octagons, further deltoids and arrows are arranged adjacent to each other so that the entire two-dimensional surface is completely covered. The grid-like structure 20 has, as Penrose has shown, the property of self-similarity. This means that every finite environment of a pattern in any other pattern anywhere in the structure 20 is included and that this is also infinitely often the case.

11C zeigt einen dreidimensionalen Ikosaeder als Beispiel für einen Symmetriekörper einer in drei Dimensionen nicht-periodische gitterförmigen Struktur. Eine derartige gitterförmigen Struktur kann die Symmetrie eines Ikosaeder aufweisen. Die durch den Ikosaeder gegebene Symmetrie umfasst zwei 2-zählige, zehn 3-zählige und sechs 5-zählige Symmetrieachsen. Eine der 5-zählige Symmetrieachsen ist in 11D in Richtung der zweiten Dimension 24 gerichtet. 11C shows a three-dimensional icosahedron as an example of a symmetry body of a non-periodic in three dimensions lattice-shaped structure. Such a latticed structure may have the symmetry of an icosahedron. The symmetry given by the icosahedron comprises two 2-fold, ten 3-fold and six 5-fold symmetry axes. One of the 5-fold symmetry axes is in 11D in the direction of the second dimension 24 directed.

Die 12A bis 12D zeigen beispielhaft vier Ausführungsformen von Strukturen mit einem verwobenen Aufbau, die eine Trageschicht und/oder eine Oberflächenschicht eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs ausbilden können. Die gezeigten Strukturen sind nur einige Beispiele einer Vielzahl von Strukturen mit verwobenem Aufbau, die in der eingangs bereits erwähnten, im Internet abrufbaren Sammlung entnommen sind.The 12A to 12D show by way of example four embodiments of structures with an interwoven structure, which can form a carrier layer and / or a surface layer of a composite material according to the invention. The structures shown are but a few examples of a variety of structures of interwoven structure, which are taken in the above-mentioned, available on the Internet collection.

In der 12A ist eine erste Teilmenge von flächigen, 4-zähligen Strukturen zu einer im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordneten, eine 4-zählige Symmetrie aufweisenden, verbundenen, ersten Teilstruktur (in der 12A heller dargestellt) miteinander verwoben und ferner eine zweite Teilmenge von flächigen, 4-zähligen Strukturen zu einer im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordneten, verbundenen, zweiten Teilstruktur (in der 12A dunkler dargestellt). Die erste und die zweite Teilstruktur sind ihrerseits miteinander verwoben.In the 12A is a first subset of planar, 4-digit structures to a connected in a common plane, a 4-fold symmetry, connected, first substructure (in the 12A brighter) are interwoven and also a second subset of planar, 4-fold structures to a substantially arranged in a common plane, connected, second substructure (in the 12A shown darker). The first and second substructures are themselves interwoven.

In der 12B ist eine erste Teilmenge von langgestreckten, bandförmigen Strukturen zu einer ersten Mehrzahl (in der 12B heller dargestellt) sternförmiger Muster miteinander verwoben und eine zweite Teilmenge von langgestreckten, bandförmigen Strukturen zu einer zweiten Mehrzahl (in der 12B dunkler dargestellt) sternförmiger Muster. Die erste und die zweite Mehrzahl sternförmiger Muster sind im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, und bilden darin eine Mehrzahl von Öffnungen.In the 12B is a first subset of elongated band-shaped structures into a first plurality (in the 12B brighter) star-shaped pattern interwoven and a second subset of elongated, band-shaped structures to a second plurality (in the 12B shown darker) star-shaped pattern. The first and second pluralities of star-shaped patterns are arranged substantially in a common plane, forming a plurality of openings therein.

In der 12C ist eine erste Teilmenge von flächigen Strukturen zu einer 3-zählig symmetrischen, eine Öffnung umringenden, ersten Gesamtstruktur ausgebildet. Ferner ist eine zweite Teilmenge von flächigen Strukturen zu einer 3-zählig symmetrischen, die gleiche Öffnung umringenden, zweiten Gesamtstruktur ausgebildet. Die erste und die zweite Gesamtstruktur sind miteinander verwoben.In the 12C For example, a first subset of planar structures is formed into a 3-fold symmetrical opening-surrounding first overall structure. Furthermore, a second subset of planar structures is a 3-count symmetrical, surrounding the same opening, second overall structure. The first and second forests are interwoven.

in der 12D ist eine filamentförmige Struktur in einer in sich verbundenen, abgeschlossenen, brezelförmigen, 3-zähligen Gestalt in einer gemeinsamen Ebene ausgelegt. Eine Vielzahl derartiger 3-zähliger Gestalten ist durch Ineinanderverschlingen von äußeren Abschnitten der 3-zähligen Gestalten in der gemeinsamen Ebene zu einer Gesamtstruktur, die eine 3-zählige Symmetrie aufweisen kann, miteinander verwoben.in the 12D For example, a filamentous structure is designed in a self-contained, closed, pretzel-shaped, 3-fold shape in a common plane. A plurality of such 3-count shapes are interwoven with each other by interlocking outer portions of the 3-count shapes in the common plane to a total structure that may have 3-fold symmetry.

Von den in den 12A bis 12D gezeigten verwobenen Strukturen können zum Ausbilden einer dickeren Trageschicht jeweils zwei oder mehr der in diesen Figuren gezeigten Strukturen übereinander gelegt werden. Und die in den 12A bisOf the in the 12A to 12D In order to form a thicker support layer, two or more of the structures shown in these figures may be superimposed on each other, as shown in FIG. And those in the 12A to

12C gezeigten verwobenen Strukturen können zum Ausbilden einer Oberflächenschicht verwendet werden. 12C The interwoven structures shown can be used to form a surface layer.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
VerbundwerkstoffComposite material
1111
Türdoor
1212
BeplankungsteilBeplankungsteil
14, 14', 14''14, 14 ', 14' '
BeplankungsträgerBeplankungsträger
1616
Fensterscheibewindowpane
1818
Trageschichtsupport layer
2020
gitterartige Strukturgrid-like structure
2222
erste Dimensionfirst dimension
2424
zweite Dimensionsecond dimension
2626
dritte Dimensionthird dimension
2828
erste Periodefirst period
3030
zweite Periodesecond period
3232
dritte Periodethird period
34, 34', 34''34, 34 ', 34 "
Einheitszelleunit cell
34''', 34''''34 '' ', 34' '' '
Einheitszelleunit cell
3535
GitterstabelementSpine element
3636
Oberflächenschichtsurface layer
3838
erste Dimensionfirst dimension
4040
zweite Dimensionsecond dimension
4242
erste Periodefirst period
4444
zweite Periodesecond period
4646
erster Klebstofffirst glue
4848
zelluläre Strukturcellular structure
50, 50', 50''50, 50 ', 50' '
Teiloberflächepart surface
5252
elastisches Materialelastic material
5454
textile Strukturtextile structure
5656
Filamentfilament
5858
Eindrückungdepression
6060
Folienschichtfilm layer
6262
zweiter Klebstoffsecond adhesive
70, 70', 70''70, 70 ', 70' '
Rautediamond
7272
DeltoidDeltoid
7474
Pfeilarrow
7676
Ikosaedericosahedron
7878
verwobene Strukturinterwoven structure
80, 80'80, 80 '
Dickethickness
8282
Druckkraftthrust
8484
Durchbiegungdeflection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202011106216 U1 [0004] DE 202011106216 U1 [0004]
  • DE 202011106150 U1 [0004] DE 202011106150 U1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • http://www.math.cmu.edu/~fho/jenn/polytopes/index.html [0010] http://www.math.cmu.edu/~fho/jenn/polytopes/index.html [0010]
  • http://www.kaleidocycles.de/index.shtml [0010] http://www.kaleidocycles.de/index.shtml [0010]
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Wallpaper_group [0011] http://en.wikipedia.org/wiki/Wallpaper_group [0011]
  • http://www.mathematische-basteleien.de/parkett2.htm [0011] http://www.mathematische-basteleien.de/parkett2.htm [0011]
  • Dissertation „Computer Graphics and Geometric Ornamental Design” („Computergraphik und geometrische, ornamentale Muster”) von Craig S. Kaplan, 2002, Universität von Washington, USA auf den Seiten 57 bis 59, unter http://www.cgl.uwaterloo.ca/~csk/phd/kaplan_diss_full_print.pdf [0012] Dissertation "Computer Graphics and Geometric Ornamental Design" by Craig S. Kaplan, 2002, University of Washington, USA, on pages 57-59, at http: //www.cgl.uwaterloo. ca / ~ csk / phd / kaplan_diss_full_print.pdf [0012]
  • Artikels „Goldene Schnittmuster” von Claus Schonleber und Frank Klinkenberg-Haaß in der Zeitschrift mc-extra, Nr. 2/1995, Seiten 21–25, Franzis-Verlag (München) [0013] Article "Golden Patterns" by Claus Schonleber and Frank Klinkenberg-Haass in the magazine mc-extra, no. 2/1995, pages 21-25, Franzis-Verlag (Munich) [0013]
  • http://www.schoenleber.org/penrose/f-d-penrose.html [0013] http://www.schoenleber.org/penrose/fd-penrose.html [0013]
  • Rinus Roelofs (Niederlande) erstellten Präsentation im Internet „Qua Art qua science – About interwoven structures” („Hinsichtlich Kunst und Wissenschaft – Über verwobene Strukturen”) [0014] Rinus Roelofs (Netherlands) presented on the Internet "Qua Art qua science - About Interwoven Structures" [ "On Art and Science - On Interwoven Structures"). [0014]
  • http://www.rinusroelofs.nl/projects/c-holes/pr-c-holes-00.htm [0014] http://www.rinusroelofs.nl/projects/c-holes/pr-c-holes-00.htm [0014]
  • http://www.basf.com/group/corporate/en/literature-document:/Marke+Ultradur-Technische+Information+Dokumenttyp--Dimensionierung-Deutsch.pdf [0019] http://www.basf.com/group/corporate/en/literature-document:/Market+Ultradur-Technical+Information+Document Type-Dimensioning-English.pdf [0019]
  • DIN 60000 [0024] DIN 60000 [0024]
  • DIN 60001 [0024] DIN 60001 [0024]
  • DIN 60900 [0024] DIN 60900 [0024]

Claims (12)

Verbundwerkstoff (10), aufweisend: eine Trageschicht (18), die als eine gitterartige Struktur (20) ausgebildet und aus einem ersten Kunststoff oder einem ersten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt ist, und eine Oberflächenschicht (36), die als eine zelluläre Struktur (48; 72, 74; 76) und/oder als eine textile oder verwobene Struktur (54) ausgebildet ist.Composite material ( 10 ), comprising: a support layer ( 18 ), which act as a lattice-like structure ( 20 ) and is made of a first plastic or a first fiber-plastic composite, and a surface layer ( 36 ), which act as a cellular structure ( 48 ; 72 . 74 ; 76 ) and / or as a textile or interwoven structure ( 54 ) is trained. Verbundwerkstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageschicht (18) eine der folgenden Strukturen aufweist: eine periodische Gitterstruktur, die sich in ein (22), zwei (22, 24) oder drei (22, 24, 26) Dimensionen jeweils im Wesentlichen periodisch wiederholt, eine nicht-periodische Gitterstruktur (72, 74; 76) eines ein-, zwei- oder dreidimensionalen Quasikristalls oder eine Struktur (78) mit einem verwobenen Aufbau.Composite material according to claim 1, characterized in that the carrier layer ( 18 ) has one of the following structures: a periodic lattice structure extending into a ( 22 ), two ( 22 . 24 ) or three ( 22 . 24 . 26 ) Dimensions are each repeated substantially periodically, a non-periodic lattice structure ( 72 . 74 ; 76 ) of a one-, two- or three-dimensional quasicrystal or a structure ( 78 ) with an interwoven construction. Verbundwerkstoff gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (36) eine der folgenden Strukturen aufweist: eine periodische Gitterstruktur, die sich in ein (38) oder zwei (38, 40) Dimensionen jeweils im Wesentlichen periodisch wiederholt, eine nicht-periodische Gitterstruktur (72, 74; 76) eines ein- oder zweidimensionalen Quasikristalls oder eine Struktur (78) mit einem verwobenen Aufbau.Composite material according to claim 1 or 2, characterized in that the surface layer ( 36 ) has one of the following structures: a periodic lattice structure extending into a ( 38 ) or two ( 38 . 40 ) Dimensions are each repeated substantially periodically, a non-periodic lattice structure ( 72 . 74 ; 76 ) of a one- or two-dimensional quasicrystal or a structure ( 78 ) with an interwoven construction. Verbundwerkstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er (10) selbsttragend ausgebildet ist.Composite material according to one of claims 1 to 3, characterized in that it ( 10 ) is self-supporting trained. Verbundwerkstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (36) aus einem zweiten Kunststoff oder einem zweiten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt ist.Composite material according to one of claims 1 to 4, characterized in that the surface layer ( 36 ) is made of a second plastic or a second fiber-plastic composite. Verbundwerkstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (36) als eine zelluläre Struktur (48) ausgebildet ist und eine Vielzahl von im Wesentlichen gleichförmig ausgebildeten Teiloberflächen (50) umfasst, wobei benachbarte Teiloberflächen sich teilweise überlappen.Composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that the surface layer ( 36 ) as a cellular structure ( 48 ) is formed and a plurality of substantially uniformly shaped sub-surfaces ( 50 ), wherein adjacent sub-surfaces partially overlap. Verbundwerkstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (36) als eine zelluläre Struktur (48) ausgebildet ist und eine Vielzahl von im Wesentlichen gleichförmig ausgebildeten Teiloberflächen (50, 50', 50'') umfasst, wobei benachbarte Teiloberflächen (50, 50', 50'') mittels eines elastischen Materials (52) miteinander verbunden sind.Composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that the surface layer ( 36 ) as a cellular structure ( 48 ) is formed and a plurality of substantially uniformly shaped sub-surfaces ( 50 . 50 ' . 50 '' ), whereby adjacent sub-surfaces ( 50 . 50 ' . 50 '' ) by means of an elastic material ( 52 ) are interconnected. Verbundwerkstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (36) als eine textile Struktur ausgebildet ist, die durch Weben, Wirken, Sticken, Stricken und/oder Nähen von Filamenten hergestellt ist, oder eine Vielzahl von sich in einer Längsrichtung erstreckenden Filamenten (56), Strängen, Bändern, Gurten und/oder Riemen umfasst.Composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that the surface layer ( 36 ) is formed as a textile structure which is produced by weaving, knitting, embroidering, knitting and / or sewing filaments, or a plurality of filaments extending in a longitudinal direction (US Pat. 56 ), Strands, straps, straps and / or straps. Verbundwerkstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageschicht (18) und/oder die Oberflächenschicht (36) unter Verwendung eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellt ist.Composite material according to one of claims 1 to 8, characterized in that the carrier layer ( 18 ) and / or the surface layer ( 36 ) is manufactured using a generative manufacturing process. Verbundwerkstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur (20) der Trageschicht (18) zumindest in einem Flächenabschnitt eine unregelmäßige Gitterstruktur aufweist, wobei eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften in Abhängigkeit von der Position in dem Flächenabschnitt variiert: Steifigkeit, Biegesteifigkeit, Druckfestigkeit, Elastizität und Energieabsorptionsfähigkeit.Composite material according to one of claims 1 to 9, characterized in that the lattice structure ( 20 ) of the support layer ( 18 ) has an irregular lattice structure at least in a surface portion, wherein one or more of the following properties varies depending on the position in the surface portion: rigidity, flexural rigidity, compressive strength, elasticity and energy absorption ability. Verbundwerkstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Folienschicht (60), die an der der Oberflächenschicht (36) gegenüberliegenden Seite der Trageschicht (18) angeordnet ist.Composite material according to one of Claims 1 to 10, characterized by a film layer ( 60 ) at the surface layer ( 36 ) opposite side of the carrier layer ( 18 ) is arranged. Beplankungsteil (12) oder Interieurbauteil für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil aus einem Verbundwerkstoff (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.Planking part ( 12 ) or interior component for a motor vehicle, characterized in that the part is made of a composite material ( 10 ) is produced according to one of claims 1 to 11.
DE102014215587.8A 2014-08-06 2014-08-06 Composite material and components made therefrom for a motor vehicle Withdrawn DE102014215587A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014215587.8A DE102014215587A1 (en) 2014-08-06 2014-08-06 Composite material and components made therefrom for a motor vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014215587.8A DE102014215587A1 (en) 2014-08-06 2014-08-06 Composite material and components made therefrom for a motor vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014215587A1 true DE102014215587A1 (en) 2016-02-11

Family

ID=55134766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014215587.8A Withdrawn DE102014215587A1 (en) 2014-08-06 2014-08-06 Composite material and components made therefrom for a motor vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014215587A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019032449A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-14 The Penn State Research Foundation Achieving functionally-graded material composition through bicontinuous mesostructural geometry in additive manufacturing
DE102019108418A1 (en) * 2019-04-01 2020-10-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Material composite and vehicle component

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2460807B2 (en) * 1974-12-21 1980-08-21 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8000 Muenchen Flat lighting component made of fiber-reinforced plastic
GB2122540A (en) * 1982-05-19 1984-01-18 Short Brothers Ltd Means for attenuating sound energy, and method of manufacture thereof
DE3720371A1 (en) * 1987-06-19 1989-01-05 Messerschmitt Boelkow Blohm Lightweight composite panel and process for the production thereof
US4849269A (en) * 1988-07-15 1989-07-18 Nifty Products, Inc. Subflooring composite
DE4232953A1 (en) * 1992-04-03 1993-10-14 Nitec Engineering Gmbh Reinforcing cladding for vehicle body - has honeycomb layer between adhesive bond and covering layer
DE60105500T2 (en) * 2000-06-27 2005-10-13 Sakura Rubber Co. Ltd. Honeycomb sandwich panel
DE102009045157A1 (en) * 2009-09-30 2011-04-07 Voith Patent Gmbh Packaging material, process for producing packaging material and packaging product
DE202011106150U1 (en) 2011-09-28 2012-01-10 Helmut-Wolfgang Merten Rotors, propellers and the like, having a sandy fish skin surface profile
DE202011106216U1 (en) 2011-09-30 2012-01-12 Helmut Wolfgang Merten Sliding sports equipment, skis, skids, vehicles o.
DE102012015168A1 (en) * 2012-07-31 2013-01-31 Daimler Ag Multilayer structural component e.g. back panel, useful for motor vehicle, comprises support structure, and biopolymer film arranged on structure, where support structure comprises honeycomb structure and film is transparent and/or colored
DE102012216545A1 (en) * 2012-09-17 2014-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motor vehicle has flat component with shell construction for arrangement in body of motor vehicle, where flat component has outer layer, core and inner layer, and outer layer is made from fiber-reinforced plastic
DE102013003538A1 (en) * 2013-03-02 2014-09-04 Audi Ag Producing component, preferably a component for automotive vehicle with core structure and cover layer, comprises producing finally produced core structure and applying cover layer by laminating strip material on core structure

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2460807B2 (en) * 1974-12-21 1980-08-21 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8000 Muenchen Flat lighting component made of fiber-reinforced plastic
GB2122540A (en) * 1982-05-19 1984-01-18 Short Brothers Ltd Means for attenuating sound energy, and method of manufacture thereof
DE3720371A1 (en) * 1987-06-19 1989-01-05 Messerschmitt Boelkow Blohm Lightweight composite panel and process for the production thereof
US4849269A (en) * 1988-07-15 1989-07-18 Nifty Products, Inc. Subflooring composite
DE4232953A1 (en) * 1992-04-03 1993-10-14 Nitec Engineering Gmbh Reinforcing cladding for vehicle body - has honeycomb layer between adhesive bond and covering layer
DE60105500T2 (en) * 2000-06-27 2005-10-13 Sakura Rubber Co. Ltd. Honeycomb sandwich panel
DE102009045157A1 (en) * 2009-09-30 2011-04-07 Voith Patent Gmbh Packaging material, process for producing packaging material and packaging product
DE202011106150U1 (en) 2011-09-28 2012-01-10 Helmut-Wolfgang Merten Rotors, propellers and the like, having a sandy fish skin surface profile
DE202011106216U1 (en) 2011-09-30 2012-01-12 Helmut Wolfgang Merten Sliding sports equipment, skis, skids, vehicles o.
DE102012015168A1 (en) * 2012-07-31 2013-01-31 Daimler Ag Multilayer structural component e.g. back panel, useful for motor vehicle, comprises support structure, and biopolymer film arranged on structure, where support structure comprises honeycomb structure and film is transparent and/or colored
DE102012216545A1 (en) * 2012-09-17 2014-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motor vehicle has flat component with shell construction for arrangement in body of motor vehicle, where flat component has outer layer, core and inner layer, and outer layer is made from fiber-reinforced plastic
DE102013003538A1 (en) * 2013-03-02 2014-09-04 Audi Ag Producing component, preferably a component for automotive vehicle with core structure and cover layer, comprises producing finally produced core structure and applying cover layer by laminating strip material on core structure

Non-Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Aerospace Engineering Blog "Fancy a Sandwich?" vom 28.6.2013, abgerufen von http://aerospaceengineeringblog.com/sandwich-panel/ am 28.5.2015 *
Artikels "Goldene Schnittmuster" von Claus Schonleber und Frank Klinkenberg-Haaß in der Zeitschrift mc-extra, Nr. 2/1995, Seiten 21-25, Franzis-Verlag (München)
DIN 60000
DIN 60001
DIN 60900
Dissertation "Computer Graphics and Geometric Ornamental Design" ("Computergraphik und geometrische, ornamentale Muster") von Craig S. Kaplan, 2002, Universität von Washington, USA auf den Seiten 57 bis 59, unter http://www.cgl.uwaterloo.ca/~csk/phd/kaplan_diss_full_print.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Wallpaper_group
http://www.basf.com/group/corporate/en/literature-document:/Marke+Ultradur-Technische+Information+Dokumenttyp--Dimensionierung-Deutsch.pdf
http://www.kaleidocycles.de/index.shtml
http://www.math.cmu.edu/~fho/jenn/polytopes/index.html
http://www.mathematische-basteleien.de/parkett2.htm
http://www.rinusroelofs.nl/projects/c-holes/pr-c-holes-00.htm
http://www.schoenleber.org/penrose/f-d-penrose.html
Rinus Roelofs (Niederlande) erstellten Präsentation im Internet "Qua Art qua science - About interwoven structures" ("Hinsichtlich Kunst und Wissenschaft - Über verwobene Strukturen")
Themenheft Forschung, Nr. 3, 2007, "Leichtbau", Universität Stuttgart (Herausgeber), 2007, ISSN 1861-0269 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019032449A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-14 The Penn State Research Foundation Achieving functionally-graded material composition through bicontinuous mesostructural geometry in additive manufacturing
US11247272B2 (en) 2017-08-07 2022-02-15 The Penn State Research Foundation Achieving functionally-graded material composition through bicontinuous mesostructural geometry in additive manufacturing
DE102019108418A1 (en) * 2019-04-01 2020-10-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Material composite and vehicle component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2637858B1 (en) Honeycomb core, method of producing a honeycomb core and sandwich panel comprising a honeycomb core
EP2465368B1 (en) Warning clothing for a truck user
DE1296055B (en) Construction element for the production of decorative structures in particular, such. B. lighting or lamp bodies
EP3390113A1 (en) Vehicle tire
CH647454A5 (en) METHOD FOR PRODUCING A COVERED FOAMED PRODUCT.
EP2593299B1 (en) Steering wheel having a cover and method for the production thereof
DE102021121757A1 (en) Insole
DE102014215587A1 (en) Composite material and components made therefrom for a motor vehicle
DE102013202095A1 (en) Method for manufacturing decorative material for interior component for interior of vehicle e.g. car, involves separating decorative materials from the material block by cutting along respective surface of material pieces
DE19610843A1 (en) Chair seats made of curved plywood
EP2023711B1 (en) Insect screening sheet
DE102015010436B4 (en) Honeycomb core for dimensionally stable sandwich components, its use, sandwich panel with this honeycomb core and method for producing the honeycomb core
DE102014004963B4 (en) Core for sandwich components and sandwich component
DE4412865B4 (en) Use of a lightweight construction element
EP2470731A1 (en) Shaped article for absorbing, reflecting and/or attenuating airborne sound waves
EP0797486B1 (en) Grid, in particular flat grid (grating)
DE102017003643B3 (en) Method for producing a veneer made of rattan, veneer sheet, molded component and use thereof
EP2185774B1 (en) Bearing structure for lightweight structural components
WO1995035142A9 (en) Set of elements for building open, repetitive three-dimensional structures made of butterfly-shaped pieces and of interlinked fitting butterfly-shaped pieces
WO1995035142A1 (en) Set of elements for building open, repetitive three-dimensional structures made of butterfly-shaped pieces and of interlinked fitting butterfly-shaped pieces
DE202017104240U1 (en) Precursor for a ceramic filter and ceramic filter
EP2684704B1 (en) Writing instrument
DE4117662A1 (en) DRUM INSERT FOR A DEVICE FOR THE PRODUCTION OF ALL-SIDED FILM-ENCLOSED MOLDED CUSHIONS FROM FIBROUS MATERIAL
DE102007051565A1 (en) Single-piece or multilayer flat body part for use in cladding component of motor vehicle, has surface with set of homogeneous molds, where body part is self-supporting body part and has wall thickness with ten per cent of one mold
DE102013007764A1 (en) Multilayer disk

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination