DE102015007919A1 - Method for producing a composite element for a vehicle, and composite element for a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundelements (10) für ein Fahrzeug, bei welchem eine Kernschicht (12) aus einem thermoplastischen Kunststoffschaum mit wenigstens einer in zumindest teilweiser Überdeckung mit der Kernschicht (12) angeordneten Deckschicht (14, 16) mittels einer zwischen der Kernschicht (12) und der Deckschicht (14, 16) angeordneten Bindeschicht (18, 20) aus einem Klebstoff verbunden wird, wobei das Verbundelement (10) auf eine Temperatur erwärmt wird, welche oberhalb der Schmelztemperatur wenigstens eines Kunststoffes der den Kunststoff und Verstärkungsfasern aufweisenden Deckschicht (14, 16), oberhalb der Aktivierungstemperatur des Klebstoffs und unterhalb der Schmelztemperatur der Kernschicht (12) liegt, sowie ein Verbundelement (10) für ein Fahrzeug.The invention relates to a method for producing a composite element (10) for a vehicle, in which a core layer (12) made of a thermoplastic foam with at least one covering layer (14, 16) at least partially covered with the core layer (12) by means of an intermediate bonded to the core layer (12) and the cover layer (14, 16) of an adhesive, wherein the composite element (10) is heated to a temperature which is above the melting temperature of at least one plastic of the plastic and reinforcing fibers having a cover layer (14, 16) above the activation temperature of the adhesive and below the melting temperature of the core layer (12), and a composite element (10) for a vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundelements für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein durch ein solches Verfahren hergestelltes Verbundelement für ein Fahrzeug.The invention relates to a method for producing a composite element for a vehicle according to the preamble of patent claim 1 and to a composite element produced by such a method for a vehicle.

Ein derartiges Verfahren zum Herstellen eines Verbundelements für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits aus der DE 10 2006 058 257 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Verbundelement umfasst eine Kernschicht aus einem thermoplastischen Kunststoffschaum sowie wenigstens eine Deckschicht. Im Rahmen des Verfahrens wird die Deckschicht mit der Kernschicht in zumindest teilweiser Überdeckung angeordnet und mittels einer zwischen der Kernschicht und der Deckschicht angeordneten Bindeschicht aus einem Klebstoff verbunden.Such a method for producing a composite element for a vehicle, in particular a motor vehicle, for example, already from the DE 10 2006 058 257 A1 to be known as known. The composite element comprises a core layer of a thermoplastic foam and at least one cover layer. In the context of the method, the cover layer is arranged with the core layer in at least partial coverage and connected by means of a bonding layer arranged between the core layer and the cover layer of an adhesive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem eine einfache Herstellung des Verbundelements sowie eine besonders feste Verbindung zwischen der Kernschicht und der Deckschicht realisieren lassen.Object of the present invention is to provide a method of the type mentioned, by means of which a simple production of the composite element and a particularly strong connection between the core layer and the cover layer can be realized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem sich eine besonders einfache Herstellung des Verbundelements sowie eine besonders feste Verbindung zwischen der Kernschicht und der Deckschicht realisieren lassen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verbundelement auf eine Temperatur erwärmt wird, welche oberhalb der Schmelztemperatur wenigstens eines Kunststoffes der den Kunststoff und Verstärkungsfasern aufweisenden Deckschicht, oberhalb der Aktivierungstemperatur des Klebstoffs und unterhalb der Schmelztemperatur der Kernschicht liegt. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Deckschicht wenigstens einen Kunststoff sowie zusätzlich zu dem Kunststoff vorgesehene und von dem Kunststoff unterschiedliche Verstärkungsfasern aufweist. Um das Verbundelement auf besonders einfache Weise herzustellen sowie die Kernschicht besonders fest mit der Deckschicht zu verbinden, wird das Verbundelement erwärmt, so dass der reaktive Klebstoff aktiviert und der Kunststoff der Deckschicht aufgeschmolzen beziehungsweise angeschmolzen wird. Ein An- oder Aufschmelzen der Kernschicht unterbleibt jedoch. Die Aktivierung des Klebstoffs erfolgt erfindungsgemäß ohne mechanische Beaufschlagung, so dass beispielsweise allein durch die auftretende Adhäsion des Klebstoffes und den aufgeschmolzenen Kunststoff der Deckschicht eine Anhaftung der Schichten untereinander zu einem sehr frühen Zeitpunkt entsteht. Diese Anhaftung kann beispielsweise durch eine Presskraft in einem Presswerkzeug vergrößert werden. Mit anderen Worten wird das Verbundelement beispielsweise nach oder bei dem Erwärmen mittels eines Werkzeugs, insbesondere eines Presswerkzeugs und/oder eines Spritzgusswerkzeugs, verpresst. Hierbei kann sich bereits der Kunststoff der Deckschicht stoffschlüssig mit dem Klebstoff und der Klebstoff mit der Kernschicht verbinden, ohne dass es jedoch zu einem Aufschmelzen und somit zu einer unerwünschten Verformung der Kernschicht kommt. Dabei ist es möglich, als die Kernschicht einen geschlossenporigen, also glatten Schaum einzusetzen. Selbstverständlich ist die Verwendung eines randseitig offenporigen Schaums auch denkbar, wobei sich dann der Kunststoff der Deckschicht und der Klebstoff formschlüssig in offene Hohlräume des Schaums verkrallen können, was in einfacher Weise zu einer besonders festen Verbindung führt.In order to provide a method of the aforementioned type, by means of which a particularly simple production of the composite element and a particularly strong connection between the core layer and the cover layer can be realized, it is provided according to the invention that the composite element is heated to a temperature which above the Melting temperature of at least one plastic of the plastic and reinforcing fibers having top layer, above the activation temperature of the adhesive and below the melting temperature of the core layer. In other words, it is inventively provided that the cover layer has at least one plastic and in addition to the plastic provided and different from the plastic reinforcing fibers. In order to produce the composite element in a particularly simple manner and to connect the core layer particularly firmly with the cover layer, the composite element is heated so that the reactive adhesive is activated and the plastic of the cover layer is melted or fused. However, a melting or melting of the core layer is omitted. The activation of the adhesive is carried out according to the invention without mechanical loading, so that, for example, solely due to the adhesion of the adhesive occurring and the molten plastic of the cover layer, adhesion of the layers to one another occurs at a very early point in time. This adhesion can be increased, for example, by a pressing force in a pressing tool. In other words, the composite element is compressed, for example, after or during heating by means of a tool, in particular a pressing tool and / or an injection molding tool. In this case, already the plastic of the cover layer can cohesively connect to the adhesive and the adhesive to the core layer, but without causing melting and thus undesirable deformation of the core layer. It is possible to use a closed-pored, ie smooth foam as the core layer. Of course, the use of an edge open-cell foam is also conceivable, in which case the plastic of the cover layer and the adhesive can form-fit dig into open cavities of the foam, which leads in a simple manner to a particularly strong connection.

Durch das Erwärmen des Verbundelements vor dem Verpressen und/oder vor einem Umformen des Verbundelements werden die Schichten vor dem Umformen aufeinander geschichtet und gegebenenfalls leicht miteinander verbunden. Aufgrund dessen, dass die Verbindung der Schichten untereinander vor dem Umformen besteht, bereitet beispielsweise eine Zuführung des beispielsweise als Halbzeug ausgebildeten Verbundelements in ein Umformwerkzeug, mittels welchem dann das Verbundelement umgeformt wird, keinerlei Schwierigkeiten, da die Positionierung der Schichten zueinander fixiert ist. Der Umformvorgang und dadurch die Bildung eines Sandwich-Bauteils aus dem Verbundelement verlaufen daher besonders prozesssicher, da die Schichten während des Umformens nicht auf aufwändige Weise in einer vorgegebenen Relativposition zueinander gehalten werden müssen.By heating the composite element prior to compression and / or prior to forming the composite element, the layers are layered on each other prior to forming and optionally lightly bonded together. Due to the fact that the connection of the layers with each other prior to forming, for example, prepares a feed of the example formed as a semi-finished composite element in a forming tool, by means of which then the composite element, no difficulties, since the positioning of the layers is fixed to each other. The forming process and thereby the formation of a sandwich component from the composite element therefore run particularly reliably, since the layers need not be kept in a predetermined relative position to each other during the forming in a complex manner.

Nach dem Erwärmen und insbesondere nach dem Verpressen ist das Verbundelement beispielsweise ein Halbzeug, aus welchem ein Verbundbauteil in Form eines Sandwich-Bauteils für das Fahrzeug hergestellt werden kann. Im Rahmen der Herstellung des Verbundbauteils wird das Halbzeug (Verbundelement) beispielsweise umgeformt. Insbesondere ist es möglich, das Halbzeug zu einem späteren Zeitpunkt, das heißt nach dem Verpressen, zu konfektionieren, erneut zu erwärmen und in einem Umformwerkzeug zum gewünschten Verbundbauteil umzuformen.After heating and in particular after pressing, the composite element is, for example, a semi-finished product, from which a composite component in the form of a sandwich component for the vehicle can be produced. As part of the production of the composite component, the semi-finished product (composite element), for example, transformed. In particular, it is possible to assemble the semifinished product at a later point in time, that is to say after the pressing, to re-heat it and to transform it into the desired composite component in a forming tool.

Vor dem Erwärmen kann der Klebstoff beziehungsweise die Bindeschicht in Form einer Folie, eines Vlieses oder in Pulver- oder Puderform vorliegen und in den entsprechenden Verarbeitungsprozess eingebracht werden.Before heating, the adhesive or the bonding layer in the form of a film, a nonwoven or in powder or powder form be present and incorporated into the appropriate processing.

Optional können auch gleichzeitig in den Erzeugungsprozess des Verbundelements Dekorfolien integriert werden. Diese können gegebenenfalls mit zusätzlichen reaktiven Klebeschichten oder thermoplastischen Schmelzschichten zur Anbindung versehen sein. Diese Klebeschichten können ebenfalls in Form einer Folie, einer Schaumschicht, eines Vlieses oder in Puderform in den Verarbeitungsprozess eingebracht werden.Optionally, decorative foils can also be integrated simultaneously into the production process of the composite element. These may optionally be provided with additional reactive adhesive layers or thermoplastic melt layers for attachment. These adhesive layers can also be introduced in the form of a film, a foam layer, a nonwoven or in powder form in the processing process.

Denkbar ist auch die Bereitstellung einer Zusatzschicht, die anstelle der Dekorschicht oder gemeinsam mit dieser in den Schichtverbund integriert wird, wobei die Zusatzschicht die äußerste Schicht bildet und zur Verhinderung von Anhaftungen des Sandwich-Aufbaus in einem Aufheizofen und/oder Aufheizpresse zum Erwärmen des Verbundelements dient. Die Zusatzschicht hat dementsprechend einen höheren Schmelzpunkt als der Kunststoff der Deckschicht.It is also conceivable to provide an additional layer which is integrated into the layer composite instead of the decorative layer or together with it, wherein the additional layer forms the outermost layer and serves to prevent adhesion of the sandwich structure in a heating oven and / or heating press for heating the composite element , The additional layer accordingly has a higher melting point than the plastic of the cover layer.

Vorzugsweise wird als der Kunststoff der Deckschicht ein Thermoplast verwendet, welcher insbesondere Polypropylen (PP) sein kann. Ferner hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der thermoplastische Kunststoffschaum aus Polyethylenterephthalat (PET) gebildet ist, so dass die Kernschicht als PET-Schaumkern ausgebildet ist. PET ist bei Temperaturen über 140°C in einem erweichten Zustand und kann damit plastisch verformt werden. Erst bei Erreichen des Schmelzpunktes über 250°C beginnt das Aufschmelzen. Während PP bereits bei 160°C schmilzt. Diese Materialkombination ist damit besonders vorteilhaft, da zwischen 160°C und 250°C der Thermoplast der Deckschicht geschmolzen ist und der Kern plastisch verformbar ist, ohne, dass die Schaumstruktur zerstört wird. Damit ergibt sich für den Herstellprozess ein großer möglicher Temperaturbereich.Preferably, a thermoplastic is used as the plastic of the cover layer, which may in particular be polypropylene (PP). Furthermore, it has been found to be particularly advantageous if the thermoplastic resin foam is formed from polyethylene terephthalate (PET), so that the core layer is formed as a PET foam core. PET is in a softened state at temperatures above 140 ° C and can thus be plastically deformed. Only when reaching the melting point above 250 ° C, the melting begins. While PP already melts at 160 ° C. This combination of materials is thus particularly advantageous because between 160 ° C and 250 ° C, the thermoplastic of the cover layer is melted and the core is plastically deformable, without that the foam structure is destroyed. This results in a large possible temperature range for the manufacturing process.

Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn durch den Kunststoff der Deckschicht vor dem Erwärmen Fasern gebildet sind, die durch das Erwärmen aufgeschmolzen werden und infolge des Aufschmelzens eine Kunststoffmatrix bilden, in welche die Verstärkungsfasern eingebettet werden. Nach dem Herstellen des Verbundelements ist die Deckschicht somit aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet, bei welchem die Fasern Verstärkungsfasern sind. Bei den Verstärkungsfasern kann es sich um Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern beziehungsweise Karbonfasern und/oder Naturfasern und/oder Aramidfasern handeln.As further particularly advantageous, it has been shown that are formed by the plastic of the cover layer before heating fibers, which are melted by the heating and as a result of the melting form a plastic matrix, in which the reinforcing fibers are embedded. After the composite element has been produced, the cover layer is thus formed from a fiber-reinforced plastic in which the fibers are reinforcing fibers. The reinforcing fibers can be glass fibers and / or carbon fibers or carbon fibers and / or natural fibers and / or aramid fibers.

Zur Erfindung gehört auch ein Verbundelement, insbesondere ein Verbundbauteil, für ein Fahrzeug, welches mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist.The invention also includes a composite element, in particular a composite component, for a vehicle which is produced by means of a method according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines Verbundelements für ein Fahrzeug, bei welchem das Verbundelement auf eine Temperatur erwärmt wird, welche oberhalb der Schmelztemperatur eines Kunststoffs einer den Kunststoff und Verstärkungsfasern aufweisenden Deckschicht des Verbundelements, oberhalb der Aktivierungstemperatur eines Klebstoffs des Verbundelements und unterhalb der Schmelztemperatur einer Kernschicht des Verbundelements liegt.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing; 1 shows a schematic representation of a method for producing a composite element for a vehicle, in which the composite element is heated to a temperature which is above the melting temperature of a plastic of a plastic and reinforcing fibers covering layer of the composite element, above the activation temperature of a Adhesive of the composite element and below the melting temperature of a core layer of the composite element is located.

Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundelements 10 für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Bei dem Verbundelement 10 handelt es sich beispielsweise um ein Halbzeug, welches nach seiner Herstellung in ein Umformwerkzeug eingebracht und mittels des Umformwerkzeugs umgeformt werden kann, wodurch ein Verbundbauteil in Form eines Sandwich-Bauteils für das Fahrzeug hergestellt wird.The single FIGURE shows a schematic representation of a method for producing a composite element 10 for a vehicle, in particular a motor vehicle such as a passenger car. In the composite element 10 it is, for example, a semi-finished product, which can be introduced after its production in a forming tool and formed by means of the forming tool, whereby a composite component is produced in the form of a sandwich component for the vehicle.

Das Verbundelement 10 umfasst eine Kernschicht 12 aus einem thermoplastischen Kunststoffschaum, welcher beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET) gebildet ist. Ferner umfasst das Verbundelement 10 Deckschichten 14 und 16, welche in jeweiliger, gegenseitiger Überdeckung mit der Kernschicht 12 angeordnet sind. Die jeweilige Deckschicht 14 beziehungsweise 16 umfasst ein unkonsolidiertes oder konsolidiertes, thermoplastisches, faserverstärktes textiles Gebilde, insbesondere ein Hybridtextil, wie beispielsweise einen Vliesstoff, ein Gewebe, ein Gelege oder dergleichen mit Verstärkungsfasern beispielsweise aus Glas, Karbon oder Aramid. Alternativ oder zusätzlich können Verstärkungsfasern in Form von Naturfasern vorgesehen sein. Dies bedeutet, dass die jeweilige Deckschicht 14 und 16 einen Kunststoff sowie zusätzlich zu dem Kunststoff vorgesehene und von dem Kunststoff unterschiedliche Verstärkungsfasern umfasst, wobei die Verstärkungsfasern Glasfasern und/oder Karbonfasern und/oder Aramidfasern und/oder Naturfasern sein können. Bei dem Kunststoff der jeweiligen Deckschicht 14 beziehungsweise 16 handelt es sich vorzugsweise um einen Thermoplasten, insbesondere Polypropylen (PP).The composite element 10 includes a core layer 12 from a thermoplastic foam, which is formed for example from polyethylene terephthalate (PET). Furthermore, the composite element comprises 10 facings 14 and 16 , which in respective, mutual overlap with the core layer 12 are arranged. The respective cover layer 14 respectively 16 comprises an unconsolidated or consolidated thermoplastic fiber-reinforced textile structure, in particular a hybrid textile, such as a nonwoven fabric, a woven fabric, a scrim or the like with reinforcing fibers, for example of glass, carbon or aramid. Alternatively or additionally, reinforcing fibers may be provided in the form of natural fibers. This means that the respective cover layer 14 and 16 a plastic and in addition to the plastic provided and different from the plastic reinforcing fibers, wherein the reinforcing fibers glass fibers and / or carbon fibers and / or aramid fibers and / or natural fibers may be. In the plastic of the respective cover layer 14 respectively 16 it is preferably a thermoplastic, in particular polypropylene (PP).

Im Rahmen des Verfahrens zum Herstellen des Verbundelements 10 wird die Kernschicht 12 mit den Deckschichten 14 und 16 mittels jeweiliger, zwischen der Kernschicht 12 und der Deckschicht 14 beziehungsweise zwischen der Kernschicht 12 und der Deckschicht 16 angeordneter Bindeschichten 18 beziehungsweise 20 verbunden. Die jeweilige Bindeschicht 18 beziehungsweise 20 ist dabei aus einem reaktiven Klebstoff gebildet, welcher zusätzlich zu der Kernschicht 12 und zusätzlich zu den Deckschichten 14 und 16 vorgesehen ist. Durch die Kernschicht 12, die Deckschichten 14 und 16 sowie die Bindeschichten 18 und 20 ist ein Schichtverbund geschaffen, welcher vorliegend optional weitere Schichten in Form von Dekorschichten 22 und 24 umfasst. Dabei sind die Dekorschichten 22 und 24 in gegenseitiger Überdeckung mit den jeweiligen Deckschichten 14 und 16 angeordnet. Die jeweilige Bindeschicht 18 beziehungsweise 20 ist eine reaktive Klebeschicht zur Anbindung der jeweiligen Deckschicht 14 beziehungsweise 16 an die Kernschicht 12, welche einen sogenannten Sandwich-Kern darstellt. Die jeweilige Bindeschicht 18 beziehungsweise 20 kann in Form einer Folie, eines Vlieses oder in Puderform in den Verarbeitungsprozess eingebracht werden.In the context of the method for producing the composite element 10 becomes the core layer 12 with the cover layers 14 and 16 by means of respective, between the core layer 12 and the topcoat 14 or between the core layer 12 and the topcoat 16 arranged binding layers 18 respectively 20 connected. The respective binding layer 18 respectively 20 is formed from a reactive adhesive, which in addition to the core layer 12 and in addition to the cover layers 14 and 16 is provided. Through the core layer 12 , the top layers 14 and 16 and the tie layers 18 and 20 is a layer composite created, which present optionally further layers in the form of decorative layers 22 and 24 includes. Here are the decorative layers 22 and 24 in mutual overlap with the respective cover layers 14 and 16 arranged. The respective binding layer 18 respectively 20 is a reactive adhesive layer for bonding the respective cover layer 14 respectively 16 to the core layer 12 , which represents a so-called sandwich core. The respective binding layer 18 respectively 20 can be introduced in the form of a film, a nonwoven or in powder form in the processing process.

Der die Kernschicht 12, die Deckschichten 14 und 16, die Bindeschichten 18 und 20 und vorliegend die Dekorschichten 22 und 24 umfassende Schichtverbund wird in ein Werkzeug 26 eingebracht, welches zwei gegenüberliegend angeordnete Werkzeughälften 28 und 30 umfasst. Mittels des Werkzeugs 26 wird das Verbundelement 10 beziehungsweise der Schichtverbund auf eine Temperatur erwärmt, welche oberhalb der Schmelztemperatur des jeweiligen Thermoplasten der jeweiligen Deckschicht 14 beziehungsweise 16, oberhalb der Aktivierungstemperatur des reaktiven Klebstoffs der jeweiligen Bindeschicht 18 beziehungsweise 20, jedoch unterhalb der Schmelztemperatur der Kernschicht, das heißt der Schmelztemperatur des Kunststoffschaums liegt, welcher vorzugsweise Polyethylenterephthalat (PET) ist. Alternativ zu dem aufgezeigten, als Aufheizpresse ausgebildeten Werkzeug 26 kann die Erwärmung der Schichten konvektiv oder über Wärmestrahlung sowie über die Kombination derer realisiert werden. Durch dieses Erwärmen des Schichtverbunds und insbesondere der Deckschichten 14 und 16 werden die thermoplastischen Deckschichten 14 und 16 aufgeschmolzen. Ferner wird der reaktive Klebstoff durch die Wärmeeinwirkung aktiviert, so dass die jeweilige Bindeschicht 18 und 20 in einem nachfolgenden Pressprozess zumindest eine Anfangsfestigkeit entwickelt.The the core layer 12 , the top layers 14 and 16 , the tie layers 18 and 20 and in this case the decorative layers 22 and 24 comprehensive layer composite becomes a tool 26 introduced, which two oppositely arranged mold halves 28 and 30 includes. By means of the tool 26 becomes the composite element 10 or the layer composite is heated to a temperature which is above the melting temperature of the respective thermoplastic of the respective cover layer 14 respectively 16 , above the activation temperature of the reactive adhesive of the respective bonding layer 18 respectively 20 but below the melting temperature of the core layer, that is, the melting temperature of the plastic foam, which is preferably polyethylene terephthalate (PET). Alternatively to the indicated, trained as a heating press tool 26 the heating of the layers can be realized convectively or by heat radiation as well as by the combination of them. By this heating of the layer composite and in particular of the cover layers 14 and 16 become the thermoplastic cover layers 14 and 16 melted. Furthermore, the reactive adhesive is activated by the action of heat, so that the respective bonding layer 18 and 20 developed in a subsequent pressing process at least one initial strength.

Die Aktivierungstemperatur des Klebstoffes liegt unterhalb der Schmelztemperatur der Kernschicht 12 beziehungsweise des Kunststoffschaums. Da beim Erwärmen des Verbundelements 10 beziehungsweise des Schichtverbunds eine Temperatur gewählt wird, die oberhalb der Schmelztemperatur von Polypropylen und der Aktivierungstemperatur des Klebstoffs, aber unterhalb der Schmelztemperatur von PET liegt, wird die jeweilige Bindeschicht 18 beziehungsweise 20 aktiviert und der jeweilige Thermoplastanteil der Deckschichten 14 und 16 wird aufgeschmolzen. Die Kernschicht 12 jedoch schmilzt nicht und bleibt somit während der Verarbeitung zumindest nahezu stabil. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Verbindungsherstellung zwischen den Schichten realisiert werden. Nach oder bei dem Erwärmen werden die Werkzeughälften 28 und 30 – wie in der Fig. durch einen Richtungspfeil veranschaulicht ist – aufeinander zubewegt, wodurch das Verbundelement 10 beziehungsweise der Schichtaufbau verpresst wird. Durch die Verwendung der als reaktive Klebeschichten ausgebildeten Bindeschichten 18 und 20 kann eine besonders feste Anhaftung zwischen den Deckschichten 14 und 16 und der Kernschicht 12 realisiert werden. Zudem kann die Kernschicht 12 glatte, das heißt porenfreie beziehungsweise geschlossenporige Oberflächen aufweisen.The activation temperature of the adhesive is below the melting temperature of the core layer 12 or the plastic foam. Because when heating the composite element 10 or of the layer composite is selected a temperature which is above the melting temperature of polypropylene and the activation temperature of the adhesive, but below the melting temperature of PET, the respective bonding layer 18 respectively 20 activated and the respective thermoplastic content of the outer layers 14 and 16 is melted. The core layer 12 however, it does not melt and thus remains at least nearly stable during processing. In this way, a particularly advantageous connection between the layers can be realized. After or during heating, the tool halves become 28 and 30 - As shown in the figure by a directional arrow - moved towards each other, whereby the composite element 10 or the layer structure is pressed. By using the binding layers designed as reactive adhesive layers 18 and 20 can be a particularly firm adhesion between the cover layers 14 and 16 and the core layer 12 will be realized. In addition, the core layer 12 smooth, ie having pore-free or closed-pore surfaces.

Nach dem Verpressen werden die Werkzeughälften 28 und 30 wieder auseinander bewegt, woraufhin das fertig hergestellte Verbundelement 10 beziehungsweise das Halbzeug aus dem Werkzeug 26 beziehungsweise aus dem Ofen oder Wärmestrahlfeld entnommen werden kann.After pressing, the tool halves become 28 and 30 moved apart again, whereupon the finished composite element 10 or the semi-finished product from the tool 26 or can be removed from the oven or heat radiation field.

Im Anschluss daran kann das Halbzeug abkühlen, woraufhin aus dem Halbzeug das zuvor genannte Verbundbauteil hergestellt werden kann. Zum Herstellen des Verbundbauteils wird das heiße hergestellte Halbzeug (Verbundelement 10) beispielsweise in ein Umformwerkzeug eingebracht. Hier ist es hervorzuheben, dass es 2 Optionen gibt. Bei einer ersten der Optionen wird das heiße Halbzeug direkt zum Bauteil durch ein Werkzeug verarbeitet. Bei der zweiten Option wird das Halbzeug, insbesondere nach dem es abgekühlt ist, erneut aufgewärmt und dann zu einem Bauteil verarbeitet. Vor dem Einbringen in das Umformwerkzeug und/oder mittels des Umformwerkzeugs kann das Halbzeug erwärmt werden, so dass das Halbzeug mittels des Umformwerkzeugs in erwärmtem Zustand umgeformt werden kann. Da bei diesem Umformen die Schichten des Schichtverbunds bereits miteinander verbunden sind, müssen die Schichten nicht aufwändig in einer vorgegebenen Relativposition zueinander gehalten werden, so dass das Halbzeug besonders einfach umgeformt werden kann. Dadurch lässt sich eine besonders einfache Herstellung des Verbundbauteils realisieren.Following this, the semifinished product can cool, whereupon the aforementioned composite component can be produced from the semifinished product. To produce the composite component, the hot semifinished product (composite element 10 ) introduced, for example, in a forming tool. Here it is to be emphasized that there are 2 options. In a first of the options, the hot semi-finished product is processed directly to the component by a tool. In the second option, the semi-finished product, in particular after it has cooled, reheated and then processed into a component. Before being introduced into the forming tool and / or by means of the forming tool, the semifinished product can be heated, so that the semifinished product can be formed in a heated state by means of the forming tool. Since the layers of the layer composite are already connected to one another during this forming, the layers do not have to be kept consuming in a predetermined relative position to one another, so that the semifinished product can be converted particularly easily. This makes it possible to realize a particularly simple production of the composite component.

Die optional vorgesehenen Dekorschichten 22 und 24 können über optional vorgesehene, zusätzliche reaktive Klebeschichten oder über thermoplastische Schmelzschichten an die Deckschichten 14 und 16 angebunden werden. Diese Klebeschichten können in Form einer Folie, eines Vlieses oder in Puderform in den Verarbeitungsprozess eingebracht werden.The optional decorative layers 22 and 24 can be applied to the outer layers via optional, additional reactive adhesive layers or via thermoplastic melt layers 14 and 16 be connected. These adhesive layers can be introduced into the processing process in the form of a film, a nonwoven or in powder form.

Des Weiteren ist der Einsatz wenigstens einer Zusatzschicht mit einem höheren Schmelzpunkt als PP zur Reduzierung der Anhaftung im beispielsweise als Aufheizofen ausgebildeten Werkzeug 26 möglich. Eine solche Zusatzschicht kann beispielsweise durch Polyamid (PA) gebildet sein und die äußerste Schicht des Schichtverbunds bilden. Furthermore, the use of at least one additional layer with a higher melting point than PP for reducing the adhesion in the example designed as a heating furnace tool 26 possible. Such an additional layer can be formed, for example, by polyamide (PA) and form the outermost layer of the layer composite.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006058257 A1 [0002] DE 102006058257 A1 [0002]

Claims (8)

Verfahren zum Herstellen eines Verbundelements (10) für ein Fahrzeug, bei welchem eine Kernschicht (12) aus einem thermoplastischen Kunststoffschaum mit wenigstens einer in zumindest teilweiser Überdeckung mit der Kernschicht (12) angeordneten Deckschicht (14, 16) mittels einer zwischen der Kernschicht (12) und der Deckschicht (14, 16) angeordneten Bindeschicht (18, 20) aus einem Klebstoff verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundelement (10) auf eine Temperatur erwärmt wird, welche oberhalb der Schmelztemperatur wenigstens eines Kunststoffes der den Kunststoff und Verstärkungsfasern aufweisenden Deckschicht (14, 16), oberhalb der Aktivierungstemperatur des Klebstoffs und unterhalb der Schmelztemperatur der Kernschicht (12) liegt.Method for producing a composite element ( 10 ) for a vehicle in which a core layer ( 12 ) of a thermoplastic foam with at least one in at least partial coverage with the core layer ( 12 ) arranged cover layer ( 14 . 16 ) by means of a between the core layer ( 12 ) and the cover layer ( 14 . 16 ) arranged binding layer ( 18 . 20 ) is bonded from an adhesive, characterized in that the composite element ( 10 ) is heated to a temperature which is above the melting temperature of at least one plastic of the plastic and reinforcing fibers having cover layer ( 14 . 16 ), above the activation temperature of the adhesive and below the melting temperature of the core layer ( 12 ) lies. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundelement (10) nach oder bei dem Erwärmen verpresst wird.Method according to claim 1, characterized in that the composite element ( 10 ) is compressed after or during the heating. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundelement (10) bei dem Verpressen umgeformt wirdMethod according to claim 2, characterized in that the composite element ( 10 ) is formed during the pressing Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als der Kunststoff der Deckschicht (14, 16) ein Thermoplast verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as the plastic of the cover layer ( 14 . 16 ) a thermoplastic is used. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass als der Thermoplast Polypropylen verwendet wird.A method according to claim 4, characterized in that polypropylene is used as the thermoplastic. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Kunststoff der Deckschicht (14, 16) vor dem Erwärmen Fasern gebildet sind, die durch das Erwärmen aufgeschmolzen werden und infolge des Aufschmelzens eine Kunststoffmatrix bilden, in welche die Verstärkungsfasern eingebettet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that by the plastic of the cover layer ( 14 . 16 ) are formed before heating fibers which are melted by the heating and as a result of the melting form a plastic matrix, in which the reinforcing fibers are embedded. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als der thermoplastische Kunststoffschaum ein Kunststoffschaum aus Polyethylenterephthalat verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plastic foam of polyethylene terephthalate is used as the thermoplastic resin foam. Verbundelement, insbesondere Verbundbauteil für ein Fahrzeug, welches mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.Composite element, in particular composite component for a vehicle, which is produced by means of a method according to one of the preceding claims.
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