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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserhalbzeugen, ein Faserhalbzeug sowie eine Verwendung des Faserhalbzeugs. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Stempel zur Verwendung in dem angegebenen Verfahren.
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Faserverbundkunststoffe finden aufgrund ihrer hohen mechanischen Stabilität bei geringem Eigengewicht unter anderem vielfach Anwendung im Fahrzeugbau und Flugzeugbau. Zur Herstellung von Faserverbundkunststoffen wird gemäß
DE 10 2010 031 639 A1 vorgeschlagen, Lagen eines Fasermaterials zu einem Faserhalbzeug zu stapeln und optional in einem formgebenden Prozess zu einem Vorformling (Preform) umzuformen. Der entstandene Stack oder Vorformling kann anschließend mit einem Harz bzw. einem Matrixmaterial versehen und beispielsweise mittels eines Nasspressverfahrens oder Harzinjektionsverfahrens (RTM-Verfahren) zum Faserverbundkunststoff umgesetzt werden. In dem Faserhalbzeug sind die gestapelten Lagen an Fasermaterial zur Stabilisierung des Stapels mindestens einseitig mit einem Binder versehen. Der Binder ist zudem für die Faserverbundkunststoffherstellung im Harzinjektionsverfahren von Vorteil. Für die Lagerung der Faserhalbzeuge und die Herstellung von Faserverbundkunststoffen im Nasspressverfahren ist das Bebindern der Faserlagen von Nachteil, da der meist thermoplastische Binder bereits bei geringer Temperaturerhöhung und Änderung der Druckverhältnisse reagiert. So kommt es zu Verformungen der Faserhalbzeuge und/oder auch zu einem Abfließen des Binders, Phänomenen, die Qualitätseinbußen im Faserverbundkunststoff erzeugen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines gut lagerbaren Faserhalbzeugs mit mindestens zwei Lagen eines Fasermaterials anzugeben, das einfach ohne hohen technischen Aufwand umsetzbar ist. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Stempel zur Anwendung und weiteren Vereinfachung des erfindungsgemäßen Faserhalbzeug-Herstellverfahrens bereitzustellen. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung ein form- und lagerstabiles Faserhalbzeug bereitzustellen sowie eine Verwendung für dieses Faserhalbzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung von Faserhalbzeugen mit mindestens zwei Lagen eines Fasermaterials erfindungsgemäß durch die Schritte i) übereinander Anordnen von unbebinderten Fasermateriallagen zu einem Faserlagenstapel- die Fasermateriallagen sind also frei von Binder, ii) Applizieren eines Binders ausschließlich lokal zwischen und ggf. auch auf die Fasermateriallagen und iii) Härten des Binders, gekennzeichnet. Dadurch, dass der Binder durch das erfindungsgemäße Verfahren ausschließlich lokal zwischen die Fasermateriallagen eingebracht wird, wird der Lagenstapel ausreichend gegen ein Verschieben der Einzellagen stabilisiert. So werden die Lagen stabil miteinander verbunden. Der Binder kann dabei auch einzelne Lagen penetrieren, was den Lagenverbund zusätzlich festigt. Ein Verrutschen oder Verschieben der Lagen, selbst beim Transport des Faserhalbzeugs, wird somit effektiv verhindert. Eine lokale Applikation im Sinne der Erfindung ist eine Applikation ausschließlich in vorgesehene, definierte Bereiche und keine vollflächige Applikation, wie es z. B. üblicherweise bei einer Harzinjektion im RTM-Verfahren üblich ist. In übrigen Bereichen der jeweiligen Lagen wird Binder ausgespart. Die Applikation des Binders zwischen die Fasermateriallagen erfolgt ausschließlich um eine Fixierung der Lagen zu erzielen und eine translatorische Bewegung des Lagenstapels zu vermeiden. Somit sind diejenigen Bereiche der Fasermateriallagen, in denen durch das erfindungsgemäße Verfahren kein Binder appliziert wird, auch aufgrund der ursprünglichen Bereitstellung von unbebinderten Fasermateriallagen, binderfrei und liegen mehr oder weniger lose aufeinander. Das Faserhalbzeug weist somit bei minimalem Bindereinsatz eine hohe Lagerstabilität bei sehr guter Fixierung des Fasermateriallagenstapels auf, was eine Aufbewahrung und Weiterverarbeitung des Faserhalbzeugs auch unter logistischen Aspekten erleichtert und vereinfacht. Aufgrund der Herstellung eines lediglich lokal bebinderten, und damit binderreduzierten Fasermateriallagenstapels, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zur Herstellung eines Faserhalbzeugs für die Verwendung in einem Nasspressverfahren. Der Lagenstapel kann sehr gut homogen mit Harz getränkt und durch Pressen umgeformt werden. Ein Einfließen von Harz zwischen die Schichten und um die lokal bebinderten Stellen, wird dabei durch die binderfreien Bereiche der Faserlagen vereinfacht und Prozesszeiten damit verkürzt.
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Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird der Binder so appliziert, dass er maximal 25%, insbesondere maximal 20%, einer Gesamtfläche der Fasermateriallagen bedeckt. Hierdurch wird bei minimalem Bindereinsatz eine sehr gute Faserlagenstabilität erzielt; einem Verrutschen der Einzellagen an Fasermaterial wird effektiv entgegengewirkt.
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Vorteilhaft erfolgt die Applikation des Binders ausschließlich in einen Randbereich des Fasermateriallagenstapels. Hierdurch wird die Eignung des gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Faserhalbzeugs für das Nasspressverfahren verbessert. Der Lagenstapel kann sehr gut homogen mit Harz getränkt und durch Pressen umgeformt werden. Ein Einfließen von Harz zwischen die Schichten wird dabei durch das binderfreie Innere der Faserlagen vereinfacht und Prozesszeiten damit verkürzt. Unter einem Randbereich im Sinne der Erfindung wird erfindungsgemäß ein die Fasermateriallagen umlaufender Bereich verstanden, der sich von den Kanten der Fasermateriallagen etwa maximal 50 mm in das Innere bzw. den Mittelbereich einer jeden Fasermateriallage erstreckt. Der Binder kann den Randbereich des Stapels vollständig umlaufend bedecken, bevorzugt ist aber eine partielle lokale Applikation des Binders in vorgesehene Abschnitte des Randbereichs, da somit mehr Bindermaterial eingespart werden kann, was eine Reduzierung der Herstellkosten des Faserhalbzeugs ermöglicht.
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Weiter vorteilhaft wird der Binder in solche Bereiche appliziert, die bei der Weiterverarbeitung des Faserhalbzeugs nach dem formgebenden Prozess entfernt werden. Derartige Folgeprozesse sind beispielsweise Zuschnitte, Ausstanzungen und dergleichen. Zu entfernende Bereiche können dabei im Randbereich des Faserlagenstapels oder auch in dessen Innenbereich liegen. Wird der Binder z. B. in einen Randbereich appliziert, so wird dieser beispielsweise im Nasspressverfahren nach dem Aushärten im Formwerkzeug verworfen. Durch die Bereitstellung und übereinander Stapelung von unbebinderten Fasermateriallagen und lediglich lokale Applikation des Binders in solche Bereiche, die bei der Weiterverarbeitung verworfen werden, muss auf die chemische Natur des zu verwendenden Binders und somit auf eine Kompatibilität des Binders des Faserhalbzeugs und der Matrixsubstanzen, z. B. für das Nasspressverfahren, keine Rücksicht genommen werden, da der Binder kein Bestandteil des fertigen Faserverbundkunststoffes bzw. Faserverbundbauteils wird und im formgebenden Prozess verworfen wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Applizieren des Binders von der obersten oder der untersten Fasermateriallage in Stapelrichtung der Fasermateriallagen ausgeführt. Hierfür eignen sich insbesondere druckgesteuerte Verfahren, in denen der Binder von einer Oberfläche des Stapels her durch die Fasermateriallagen gedrückt wird. Diese Art der Applikation ist besonders einfach automatisiert umsetzbar, da der Lagenstapel hierzu nicht spezifisch gehalten oder eingespannt werden muss. Die Applikation des Binders kann somit sehr effektiv und insbesondere lokal an gewünschten Stellen ausgeführt werden. Da der Binder in dieser Applikationsform durch die einzelnen Fasermateriallagen penetriert, wird ein besonders stabiler Lagenverbund erzielt.
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Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Applizieren des Binders vorteilhafterweise von mindestens einer Seite des Faserlagenstapels her zwischen die Fasermateriallagen ausgeführt werden. Dies ermöglicht ein zielgenaues Applizieren des Binders gerade in äußere Randbereiche des Stapels.
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Eine weitere Kostenreduktion im erfindungsgemäßen Verfahren durch Einsparung von Binder kann dadurch erzielt werden, dass der Binder lediglich in Eckbereiche der Fasermateriallagen appliziert wird. Eckbereiche sind dabei solche Bereiche, an denen zwei Kanten der einzelnen Fasermateriallagen zusammenstoßen. Nimmt man als Form der Faserlagen ein Rechteck an und wird als Randbereich der Faserlagen ein Bereich angesehen, der sich maximal 50 mm von der jeweiligen Kante der Faserlage in deren Inneres erstreckt, so erstreckt sich der Eckbereich vom Eckpunkt zweier Kanten der Faserlage aus gesehen auf einer Diagonalen um bis zu etwa 70 mm in das Innere der jeweiligen Fasermateriallage. Weitere Randbereiche des Fasermateriallagenstapels bleiben vorzugsweise unbebindert. So kann ferner vorteilhaft bei Verwendung des so hergestellten Faserhalbzeugs im Nasspressverfahren ein Abfließen von überschüssigem Matrixmaterial gefördert und ein Faserverbundkunststoff mit besonderes homogener Schichtdicke erzeugt werden.
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Weiter vorteilhaft wird der Binder mit einem Durchmesser von 10 bis 50 mm, insbesondere von 25 bis 40 mm, appliziert. Eine Binderfläche von mindestens 10 mm und maximal 50 mm im Durchmesser hat sich als ausreichend für eine effektive Stabilisierung des Lagenstapels bei minimalem Binderaufwand herausgestellt. Eine weitere Reduktion der Applikationsfläche auf 40 mm oder sogar 25 mm im Durchmesser ist möglich und senkt die Kosten für die Herstellung des Faserhalbzeugs besonders stark.
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Besonders einfach mit sehr gleichförmiger Form und jeweils vergleichbarer Menge an Binder wird dieser mittels eines Stempels durch Anwendung von Druck appliziert. Der Stempel kann dabei seitlich auf den Lagenstapel, vorzugsweise aber von einer Oberflächenseite des Lagenstapels, geführt und der Binder durch Druckbeaufschlagung aus einer Öffnung des Stempels appliziert werden. Durch die Anwendung von Druck fließt der Binder durch die Faserlagen, so dass eine gleichförmige Bebinderung an vorgesehener Stelle gefördert wird. Vorteilhafterweise wird der Stempel hierzu auf die entsprechende Stelle des Lagenstapels aufgesetzt. Das Ausfördern des Binders aus dem Stempel mittels Druck kann z. B. mechanisch mittels eines Schiebers oder automatisiert und mit elektronischer Steuerung ausgeführt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass zur Applikation des Binders eine mit Binder flutbare Injektionsnadel durch die Fasermateriallagen geführt und der Binder beim Vorgang des Herausziehens der Injektionsnadel aus dem Faserlagenstapel appliziert wird. Dieses Verfahren ist insbesondere bei Faserlagenstapeln mit einer großen Anzahl von Lagen, also mehr als 10 Lagen, vorteilhaft, da so eine punktgenaue Binderapplikation gefördert und ein Abfließen von Binder besonders effektiv verhindert wird.
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Ferner erfindungsgemäß wird auch ein Stempel zur Anwendung in einem der vorherstehend genannten Verfahren beschrieben, der eine Injektionsdüse zur Applikation eines Binders und eine Vorrichtung zum Härten des Binders aufweist. Durch die Injektionsdüse kann der Binder mittels Druck gezielt ausgefördert und an vorgesehener Stelle zwischen die Lagen an Fasermaterial eingebracht werden. Nach Applikation kann der Stempel aufgrund seiner weiteren Funktionalität zugleich zum Härten des Binders verwendet werden. Dies ist vorteilhaft, da der Stempel sich bereits bei der Applikation des Binders im Applikationsareal befindet und ein Härten ohne erneute Positionierung sehr effektiv ohne Schädigung umliegender Bereiche ausgeführt werden kann. Der Stempel bietet damit eine hohe Funktionalität und vereinfacht die Herstellung von lagerstabilen und transportsicheren, vor ungewollter Deformation geschützten Faserhalbzeugen, ist einfach anwendbar und technisch mit geringem Aufwand ausführbar.
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Die für das erfindungsgemäße Verfahren aufgezeigten Vorteile, vorteilhaften Effekte und Weiterbildungen finden auch Anwendung auf den erfindungsgemäßen Stempel.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Stempels sieht vor, dass die Vorrichtung zum Härten des Binders eine Strahlenquelle und/oder eine Wärmequelle umfasst. Durch die Anwendung von Energie in Form von Wärme und/oder Strahlung, wie z. B. Ultraschallstrahlung, IR-Strahlung oder UV-Strahlung, in Form des erfindungsgemäßen Stempels, können die meisten gängigen Binder einfach ausgehärtet werden, ohne dass die umliegende Faserstruktur beschädigt wird.
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Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch ein Faserhalbzeug beschrieben, das mindestens zwei übereinander angeordnete Lagen eines Fasermaterials umfasst. Das Faserhalbzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen durch einen gehärteten Binder miteinander verbunden sind, der ausschließlich lokal, vorzugsweise in einem Randbereich der Fasermateriallagen, zwischen den Fasermateriallagen angeordnet ist. Umliegende Bereiche, also Bereiche außerhalb des Applikationsareals, sind binderfrei. Der Binder kann auch auf den Fasermateriallagen angeordnet sein. Das lediglich lokale Vorhandensein an Binder ist auf die Verwendung von ursprünglich unbebinderten Lagen an Fasermaterial zurückzuführen. Das zu verwendende Fasermaterial ist im Einzelnen nicht beschränkt. Geeignete Fasermaterialien umfassen Wirrfasermatten, Gelege, Gewirke, Gestricke, Gewebe und dergleichen sowie Kombinationen daraus. Wie vorstehend beschrieben, werden die verwendeten Fasermaterialien unbebindert eingesetzt und erst zu einem späteren Zeitpunkt, vorzugsweise während oder nach Erzeugung des Lagenaufbaus, mit dem Binder durch Einbringen desselben ausschließlich lokal, vorzugsweise in einen Randbereich der Fasermateriallagen, miteinander verbunden. Das erfindungsgemäße Faserhalbzeug ist insbesondere zur Herstellung von Faserverbundkunststoffen im Nasspressverfahren geeignet, da zuzufügendes Harzmaterial aufgrund des ausschließlich lokal applizierten Binders sehr gut den Lagenstapel penetrieren kann.
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Durch die vorteilhafte Weiterbildung, dass der eingebrachte Binder ausschließlich im Randbereich der Fasermateriallagen vorliegt, kann dieser im Randbereich die Fasermateriallagen penetrieren, was einen besonders guten Lagenverbund ergibt. So wird ein stabiler Lagenstapel bereitgestellt, in dem die einzelnen Fasermateriallagen miteinander translationsstabil verbunden sind, so dass eine Lagerung und Weiterverarbeitung besonders einfach ohne Qualitätseinbußen möglich ist.
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Vorteilhaft ist der gehärtete Binder in Eckbereichen der Fasermateriallagen angeordnet. Hierdurch kann bei Vermeidung von Stabilitätseinbußen der Anteil an Binder effektiv reduziert werden, was sich positiv auf die Kostenstruktur des erfindungsgemäßen Faserhalbzeugs auswirkt.
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Aus den vorstehend bereits für das erfindungsgemäße Verfahren dargelegten Gründen bedeckt der gehärtete Binder im erfindungsgemäßen Faserhalbzeug vorzugsweise maximal 25%, insbesondere maximal 20% einer Gesamtfläche der Fasermateriallagen und/oder ist der Binder in solchen Bereichen appliziert, die bei der Weiterverarbeitung des Faserhalbzeugs durch formgebende Prozesse entfernt werden.
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Ferner wird auch die Verwendung eines wie vorstehend beschriebenen Faserhalbzeugs zur Herstellung eines Faserverbundmaterials im Nasspressverfahren beschrieben. Diese Verwendung ist aufgrund der lediglich lokal erfolgten Applikation des Binders bevorzugt, da im Nasspressverfahren das Matrixmaterial den Lagenstapel so besonders gleichförmig durchdringen und überschüssiges Matrixmaterial ungehindert abfließen kann.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösungen sowie deren Weiterbildungen ergeben sich folgende Vorteile:
- – Das Verfahren ist einfach ohne hohen technischen Aufwand kostengünstig umsetzbar.
- – Bindermaterial kann eingespart werden.
- – Das Faserhalbzeug ist lager- und transportstabil.
- – Eine Weiterverarbeitung des Faserhalbzeugs im Nasspressverfahren wird erleichtert.
- – Der Stempel reduziert den technischen Aufwand der Applikation des Binders und ermöglicht ein ortsgenaues und punktuelles Einbringen an Binder zwischen die Fasermateriallagen.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Faserhalbzeugs,
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2 eine Seitenansicht des Faserhalbzeugs aus 1,
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3 einen Stempel gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
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4 einen Stempel gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
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5 eine schematische Darstellung des Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und
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6 eine schematische Darstellung des Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen im Detail erläutert. In den Figuren sind nur die hier interessierenden Aspekte der vorliegenden Erfindung dargestellt, alle übrigen Aspekte sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Ferner beziffern gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Faserhalbzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform umfasst das Faserhalbzeug 1 beispielhaft drei Fasermateriallagen 3, 4, 5, die zu einem Faserlagenstapel 2 angeordnet sind. Die Anzahl und Art der Fasermateriallagen 3–5 sind im Einzelnen nicht beschränkt. Die Fasermateriallagen 3, 4, 5 können beispielsweise Wirrfasermatten, Gelege, Gestricke, Gewebe, Geflechte und dergleichen sowie Kombinationen daraus umfassen. Auch ist das Fasermaterial an sich nicht beschränkt. Bevorzugt kommen Kohlenstofffasermaterialien zur Anwendung.
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Die Lagen 3–5 sind in 1 aufgefächert dargestellt. So ist gut erkennbar, dass lokal, und wie hier beispielhaft gezeigt in Randbereichen, genauer gesagt in Eckbereichen, der jeweiligen Fasermateriallagen 3–5 und zwischen den Fasermateriallagen 3–5, ein Binder 6 angeordnet ist. Die Eckbereiche sind dabei diejenigen Bereiche der Fasermateriallagen 3–5 bzw. des Faserlagenstapels 2, an denen jeweils zwei Kanten 7, 8 einer entsprechenden Fasermateriallage zusammentreffen. Die übrigen Bereiche der Faserlagen 3–5, und insbesondere deren Innenbereiche bzw. Mittelbereiche, sind unbebindert.
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Der Binder 6 ist in 1 im Eckbereich beispielhaft quadratisch angeordnet, kann aber alternativ dazu an unterschiedlichen Stellen des Faserlagenstapels 2 und in jeglicher beliebiger Form appliziert sein. An jeder Kante 7, 8 erstreckt sich der Binder 6 insbesondere bis zu etwa 50 mm in das Innere der jeweiligen Fasermateriallage. Somit ergibt sich, dass sich der Binder 6 entlang einer Diagonalen d der Eckbereiche gesehen um bis zu etwa 70 mm in das Innere einer Fasermateriallage erstreckt. Der Binder 6 bedeckt damit vorteilhaft maximal 25% einer Gesamtfläche der Fasermateriallagen 3–5. Der Binder 6 penetriert zudem die Fasermateriallagen und sichert nach dem Aushärten die Stabilität des Faserlagenstapels 2. Ein Verrutschen der einzelnen Fasermateriallagen 3–5 wird verhindert und eine Lagerstabilität und Transportfähigkeit des Faserlagenstapels 2 werden optimiert.
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Das Faserhalbzeug 1 ist form- und lagerstabil und eignet sich insbesondere zur Herstellung eines Faserverbundmaterials im Nasspressverfahren.
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2 ist eine Seitenansicht des Faserhalbzeugs 1 aus 1. Hier ist zu erkennen, dass die Fasermateriallagen 3–5 aufeinander zu liegen kommen und der Binder 6 die Eckbereiche der Fasermateriallagen 3–5 vollständig penetriert. Eine derartige Applikationsform ist beispielsweise mittels eines Stempels zur Applikation des Binders unter Druck oder mittels einer binderfüllbaren bzw. mit Binder flutbaren Injektionsnadel ausführbar. Der Binder wird vorzugsweise von einer Oberseite 9, also entweder von einer freiliegenden Oberseite der obersten Fasermateriallage 3 oder von einer freiliegenden Unterseite der untersten Fasermateriallage 5 appliziert.
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3 zeigt einen Stempel 10 zur Applikation von Binder gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Der Stempel 10 ist beispielhaft zylindrisch geformt, kann aber auch andersartig geformt sein. Der Stempel 10 umfasst an seiner Unterseite 23 eine Injektionsdüse 21, aus der mittels Druck Binder ausgeströmt und an vorgesehener Stelle appliziert werden kann. Hierzu wird der Stempel 10 vorzugsweise auf einer Oberfläche eines Faserlagenstapels aufgesetzt. Der Binder kann dabei in einem Tank separat bevorratet und über eine Fördervorrichtung in den Stempel 10 gefördert werden, oder aber im Stempelvolumen bevorratet sein. Durch Druckeinwirkung auf den Binder 6 strömt dieser aus der Injektionsdüse 21 aus und penetriert den Faserlagenstapel 2 in Stapelrichtung.
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Der Stempel 10 umfasst ferner eine Vorrichtung zum Härten des Binders 22. Diese kann beispielsweise eine Wärmequelle, wie z. B. ein Heizfeld, eine Strahlenquelle, wie z. B. ein UV-Strahler, ein IR-Strahler oder eine Ultraschallquelle sein. Die Vorrichtung zum Härten des Binders 22 wird je nach chemischer Natur und nach auszuführender Aushärtereaktion ausgewählt und kann auch Kombinationen von unterschiedlichen Härtevorrichtungen umfassen.
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Ein Durchmesser der Injektionsdüse 21 wird dabei so gewählt, dass sich bei Ausübung des Applikationsdrucks auf den Binder eine gewünschte Fläche und Menge an appliziertem Binder ergibt.
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4 zeigt einen Stempel 20 zur Applikation von Binder gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zum Stempel 10 aus 3 weist der Stempel 20 aus 4 an seiner Unterseite 23 einen Rand 24 auf. Dieser Rand 24 begrenzt die Applikationsfläche und verhindert ein Abfließen von appliziertem Binder vom Applikationsort. Zudem wird die Vorrichtung zum Härten des Binders 22 abgeschirmt, was ein besonders sicheres Bedienen des Stempels 20 ermöglicht.
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5 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform. Gezeigt ist ein Faserlagenstapel 2, der beispielhaft drei Fasermateriallagen 3, 4, 5 umfasst, die übereinander angeordnet sind. Aus einer Injektionsvorrichtung 30 wird Binder 6 über Injektionsnadeln 31 auf und zwischen die Fasermateriallagen 3, 4 und 4, 5 injiziert, und zwar lokal begrenzt, und wie hier dargestellt, in einen Randbereich der Fasermateriallagen 3–5, so dass ein Innenbereich der Fasermateriallagen 3–5 binderfrei bleibt.
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Die Injektionsvorrichtung 30 kann den Faserlagenstapel 2 rundum umlaufen und somit die Randbereiche der jeweiligen Fasermateriallage 3–5 vollständig mit Binder versehen, oder durch intervallartige Applikation Binder lediglich lokal abgeben. In einem anschließenden Schritt wird der Binder gehärtet.
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6 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform. Im Unterschied zu dem in 5 skizzierten Verfahren wird der Binder 6 über einen Stempel 20 appliziert, der beispielsweise wie derjenige Stempel aus 3 oder 4 ausgebildet sein kann. Der Stempel 20 wird hierzu auf der Oberseite 9 des Faserlagenstapels 2 aufgesetzt und Binder 6 durch Druck aus einer Injektionsdüse appliziert. Durch den Druck verteilt sich der Binder 6 zwischen den Fasermateriallagen 3–5 und penetriert diese zusätzlich. Durch einen anschließenden Härteschritt, der mittels einer separaten Vorrichtung oder sogar durch den Stempel 20 ausgeführt werden kann, wird in einem vorgesehenen Bereich der Binder 6 ausgehärtet und verbindet somit die einzelnen Lagen des Faserlagenstapels 2 dauerhaft stabil. Der Stempel kann an einer oder an mehreren unterschiedlichen Stellen des Faserlagenstapels 2 aufgesetzt werden, um Binder 6 auf und zwischen die Fasermateriallagen 3, 4, 5 des Faserlagenstapels 2 zu applizieren.
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Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Faserhalbzeug
- 2
- Faserlagenstapel
- 3
- Fasermateriallage
- 4
- Fasermateriallage
- 5
- Fasermateriallage
- 6
- Binder
- 7
- Kante
- 8
- Kante
- 9
- Oberseite des Faserlagenstapels
- 10
- Stempel
- 20
- Stempel
- 21
- Injektionsdüse
- 22
- Vorrichtung zum Härten des Binders
- 23
- Unterseite des Stempels
- 24
- Rand
- 30
- Injektionsvorrichtung
- 31
- Injektionsnadel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010031639 A1 [0002]
