DE102015009692A1

DE102015009692A1 - Werkzeugmodul zur Erwärmung von Formteilen mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung, Formwerkzeug mit einem solchen Werkzeugmodul und Verfahren zur Herstellung von Faserverbund-Formteilen mittels eines solchen Formwerkzeugs

Info

Publication number: DE102015009692A1
Application number: DE102015009692.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2017-02-02
Also published as: WO2017017235A1

Abstract

Es wird ein Werkzeugmodul zur Erwärmung von Formteilen mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung vorgeschlagen, welches eine Strahlungsquelle zur Erzeugung der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung umfasst. Um für eine gleichmäßige Erwärmung des Formteils über den gesamten Querschnitt des Werkzeugmoduls zu sorgen, sieht die Erfindung vor, dass das Werkzeugmodul ein Gehäuse aufweist, an welchem ein mit der Strahlungsquelle wirkverbundenes Einkopplungsmittel der Strahlungsquelle für hochfrequente elektromagnetische Strahlung festgelegt ist, welche in das als Resonanzraum dienende Innere des Gehäuses hineinragt, um die Strahlung in den Resonanzraum einzukoppeln. In dem Resonanzraum des Gehäuses (202) ist überdies ein dielektrischer Resonator aus einem für hochfrequente elektromagnetische Strahlung permeablen Material aufgenommen, welcher zwischen dem Einkopplungsmittel und einem zu erwärmenden Formteil angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein mit einem oder mehreren solcher Werkzeugmodule ausgestattetes Formwerkzeug sowie ein hiermit durchführbares Verfahren zur Herstellung von Faserverbund-Formteilen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeugmodul zur Erwärmung von Formteilen mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung, mit wenigstens einer Strahlungsquelle, welche zur Erzeugung der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Formwerkzeug zur Erwärmung von Formteilen mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung, mit wenigstens einem Oberwerkzeug und mit wenigstens einem Unterwerkzeug, welche zwischen sich einen Formraum Aufnahme des Formteils bilden, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbund-Formteils, indem

– Fasern mit wenigstens einem Imprägnier-Polymer oder einem aushärtbaren Harz vorimprägniert und die vorimprägnierten Fasern in den Formraum eines Werkzeugs überführt werden, in welchem die vorimprägnierten Fasern unter Druck und bei erhöhter Temperatur zu dem Faserverbund-Formteil geformt werden; oder
– Fasern in den Formraum eines Werkzeugs überführt werden, wonach in den Formraum wenigstens ein plastifiziertes Imprägnier-Polymer oder ein flüssiges Harz eingebracht, die Fasern hiermit imprägniert und unter Druck und bei erhöhter Temperatur zu dem Faserverbund-Formteil geformt werden,

Faserverbund-Formteile, welche aus einer Polymermatrix mit einzelnen oder insbesondere in Bündeln oder anderen geometrischen Strukturen angeordneten Fasern gefertigt sind, finden für Bauteile verschiedenster Art zunehmenden Einsatz, wobei ihnen insbesondere ihr verhältnismäßig geringes Gewicht sowie die Möglichkeit zugute kommt, durch entsprechende Form und Anordnung der Faser(strukture)n in dem Formteil letzterem eine erhöhte Festigkeit und Steifigkeit in Richtung der potenziell einwirkenden Lasten zu verleihen. So gelangen beispielsweise mit Verstärkungsfasern versehene Polymer-Formteile in Form von Strukturbauteilen für die Fahrzeug-, Flugzeug- und Schiffsbauindustrie oder auch in Bauteilen für die Bauindustrie oder als Komponenten zur Energieerzeugung, wie beispielsweise Flügel für Windkraftanlagen, zum Einsatz. Dabei kann es sich bei den Verstärkungsfasern insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, um Lang- und Endlosfasern handeln, welche in geeigneten Strukturen, z. B. in Form von Faserbündeln oder -lagen, vorliegen und mit einem plastifizierbaren, thermoplastischen oder thermoelastischen Polymer oder mit einem zu einem thermoplastischen bzw. thermoelastischen, elastomeren oder duroplastischen Polymer aushärtbaren Harz imprägniert sind.
Zur Herstellung von derartigen Faserverbund-Formteilen, deren Fasern beispielsweise von Kohle- bzw. Carbonfasern (carbonfaserverstärkte Kunststoffe, CFK) oder Glasfasern (glasfaserverstärkte Kunststoffe, GFK), aber grundsätzlich auch von mineralischen oder natürlichen Fasern gebildet sein und in geeigneten Strukturen, wie z. B. in Form von Bündeln, Lagen, Geflechten, Geweben, Gestricken, Gelegen, Vliesen oder dergleichen vorliegen können, sind verschiedene Verfahren bekannt. So kann die Herstellung von faserverstärkten Verbund-Formteilen beispielsweise dadurch geschehen, indem die Verstärkungsfaser(strukture)n mit einem thermoplastischen oder thermoelastischen Matrixpolymer im plastifizierten bzw. schmelzflüssigen Zustand oder mit einem zu einem duroplastischen oder elastomeren Polymer aushärtbaren, flüssigen Harz imprägniert werden, wonach die imprägnierte Faserverbundstruktur gegebenenfalls zunächst konsolidiert und sodann in dem Formraum eines geeigneten Formwerkzeugs unter Einwirkung von Druck und Temperatur verpresst wird. Schließlich wird das thermoplastische Matrixpolymer unter Bildung der fertigen Polymermatrix unter Abkühlen desselben erstarrt oder wird das aushärtbare Harz zu dem duroplastischen oder elastomeren Polymer ausgehärtet. Die Imprägnierung dient in beiden Fällen vornehmlich zu einer möglichst vollständigen Benetzung der Verstärkungsfasern mit dem schmelzflüssigen Polymer bzw. mit dem flüssigen Harz, wobei die Verstärkungsfasern möglichst gänzlich imprägniert werden sollten, um die Bildung von Hohlräumen, welche zu einer lokal verminderten Festigkeit und Steifigkeit führen, zu verhindern.
Darüber hinaus können zur Herstellung von derartigen Faserverbund-Formteilen auch die gegebenenfalls in der vorgenannten Weise imprägnierten Verstärkungsfaser(strukture)n in ein Spritzgieß-(z. B. im Falle eines thermoplastischen oder thermoelastischen Polymer-Formteils) oder Gießwerkzeug (z. B. im Falle eines RIM-Verfahrens, ”Reaction Injection Moulding”, oder eines RRIM-Verfahrens, ”Reinforced Reaction Injection Moulding”) überführt werden, wonach entweder ein plastifiziertes, schmelzflüssiges Matrixpolymer oder eine zu einem Matrixpolymer aushärtbare, flüssige Harzmischung in das Formwerkzeug eingespritzt und mit der Faserstruktur in innigen Kontakt gebracht wird. Sodann wird das plastifizierte Polymer unter Bildung des fertigen faserverstärkten Polymer-Formteils erstarrt oder wird die Harzmischung unter Bildung des fertigen Formteils ausgehärtet, wonach das Formteil dem Formwerkzeug entnommen wird.
Sowohl bei den erstgenannten Pressverfahren, bei welchen eine Art Halbzeug aus bereits mit dem plastifizierbaren, thermoplastischen oder thermoelastischen Polymer bzw. mit der zu einem Polymer aushärtbaren, flüssigen Harzmischung imprägnierten Verstärkungsfasern zu dem Formteil geformt wird, als auch bei den letztgenannten Spritz- bzw. Gießverfahren, bei welchen die in dem Formraum des Formwerkzeugs positionierten Fasern erst dort mit dem schmelzflüssigen, plastifizierten Polymer bzw. mit der flüssigen Harzmischung umspritzt bzw. umgossen wird, wird die zur Plastifizierung des thermoplastischen/thermoelastischen Matrixpolymers bzw. die zur Aushärtung des zu dem Matrixpolymer aushärtbaren Harzes erforderliche Wärme üblicherweise durch externe Beheizung des Formwerkzeugs aufgebracht, indem das Unterwerkzeug und/oder das Oberwerkzeug auf die gewünschte Temperatur erhitzt wird. In der Regel weist das Formwerkzeug hierzu eine Mehrzahl an, insbesondere elektrischen, Heizelementen auf. Dies ist einerseits in energetischer Hinsicht nachteilig, andererseits erfordert das ständige Aufwärmen und Abkühlen des Werkzeugs hohe Taktzeiten, um zum Einen für den notwendigen Wärmeübergang von der Werkzeugwand in das Formteil, zum Anderen für die erforderliche Temperierung des Formwerkzeugs selbst zu sorgen. Dies gilt um so mehr für den Fall, dass verschiedene lokale Bereiche des in den Formraum des Werkzeugs eingebrachten Formteils unterschiedliche Temperierungen erfordern, um beispielsweise bei Formteilen mit relativ komplexer Geometrie und/oder mit komplexen Faserstrukturen sowohl für eine gänzliche Imprägnierung der Fasern mit dem plastifizierten Polymer bzw. mit dem flüssigen Harz als auch – im Falle von aushärtbaren Harzen – für eine gänzliche Aushärtung zu sorgen. Insbesondere ist es bei derart konvektiv beheizten Formwerkzeugen aber auch bei verhältnismäßig langen Taktzeiten praktisch unmöglich, für eine homogene Erwärmung der den Formraum umgebenden Werkzeugwandungen und folglich des Formteils selbst zu sorgen, was insbesondere dann, wenn Imprägnierharze von Verstärkungsfaserstrukturen gleichmäßig ausgehärtet werden müssen, zu erheblichen Qualitätsmängeln bis hin zu Ausschuss führt.
Die DE 10 2011 010 683 A1 beschreibt ein zur Herstellung von Faserverbund-Formteilen der vorgenannten Art geeignetes Formwerkzeug, bei welchem das Formteil mittels hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung im Mikrowellenspektrum erwärmt wird. Die den Formraum umgebende Wandung des Formwerkzeug ist dabei zumindest abschnittsweise aus einem für hochfrequente elektromagnetische Strahlung im Mikrowellenspektrum permeablen Material, wie beispielsweise aus keramischen Werkstoffen, gefertigt, so dass in den Formraum mittels einer äußeren Mikrowellenstrahlungsquelle Mikrowellen eingekoppelt werden können, um das Formteil direkt zu erhitzen. Hierzu dient je ein Mikrowellengenerator für das Ober- und für das Unterwerkzeug, so dass das Formwerkzeug aus einer Art Unterwerkzeugmodul und Oberwerkzeugmodul ausgestaltet ist, welche jeweils das Unter- bzw. Oberwerkzeug mit dem ihm zugeordneten Mikrowellengenerator umfasst. Während das bekannte Formwerkzeug folglich eine gegenüber konventionellen, konvektiv erwärmten Werkzeugen eine deutlich bessere Energiebilanz aufweist, besteht auch hier der Nachteil einer nur relativ ungleichmäßigen Erwärmung des Formteils, wobei dort, wo die Mikrowellenstrahlung in den Formraum eingekoppelt wird, Wärmespitzen erzeugt werden, während dazwischen eine vornehmlich konvektive Wärmeleitung stattfindet. Ferner ist es auch nur bedingt möglich, verschiedene Formteilbereiche auf unterschiedliche Temperaturen zu erhitzen, wie es insbesondere bei der Herstellung von Faserverbund-Formteilen in manchen Fällen erwünscht ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeugmodul sowie ein Formwerkzeug der eingangs genannten Art unter zumindest weitestgehender Vermeidung der vorgenannten Nachteile dahingehend weiterzubilden, dass ein in den Formraum des Werkzeugs eingebrachtes Formteil in energieeffizienter Weise sowohl homogen erwärmt als auch vorzugsweise gezielt mit einem Temperaturgradienten beaufschlagt werden kann. Sie ist ferner auf ein insbesondere mittels eines solchen Formwerkzeugs durchführbares Verfahren zur Herstellung eines Faserverbund-Formteils der eingangs genannten Art gerichtet, welches eine homogene Erwärmung des Formteils sowie vorzugsweise eine Beaufschlagung desselben mit einem gewünschten Temperaturgradienten ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Werkzeugmodul der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass es ein Gehäuse aufweist, an welchem ein mit der Strahlungsquelle wirkverbundenes Einkopplungsmittel der Strahlungsquelle für hochfrequente elektromagnetische Strahlung festgelegt ist, welche in das als Resonanzraum dienende Innere des Gehäuses hineinragt, um die Strahlung in den Resonanzraum einzukoppeln, wobei in dem Resonanzraum des Gehäuses wenigstens ein dielektrischer Resonator aus einem für hochfrequente elektromagnetische Strahlung permeablen Material aufgenommen ist, welcher zwischen dem Einkopplungsmittel und einem zu erwärmenden Formteil angeordnet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ferner bei einem Formwerkzeug der eingangs genannten Art vor, dass es wenigstens ein derartiges Werkzeugmodul aufweist.
In verfahrenstechnischer Hinsicht sieht die Erfindung zur Lösung des ihr zugrundeliegenden Problems bei einem Verfahren der eingangs genannten Art schließlich vor, dass ein derartiges Formwerkzeug mit wenigstens einem Werkzeugmodul der vorgenannten Art verwendet wird.
Das Einkopplungsmittel des erfindungsgemäßen Werkzeugmoduls, welches beispielsweise in Form eines Hochfrequenz- bzw. Mikrowellenleiters, wie eines Hohlleiters, ausgebildet sein kann, koppelt folglich die von der Strahlungsquelle erzeugte hochfrequente elektromagnetische Strahlung in das als Resonanzraum dienende Innere des Gehäuses ein, von wo aus sie in den dielektrischen Resonator eingeleitet wird, um sie gleichmäßig über den Querschnitt des Gehäuses zu streuen bzw. zu „verteilen”. Auf diese Weise ergibt sich nicht nur eine sehr gute Energiebilanz, da praktisch die gesamte hochfrequente elektromagnetische Strahlung direkt in Richtung des zu erwärmenden Formteils gerichtet werden kann, sondern wird infolge der gleichmäßigen Streuung der Strahlung insbesondere eine sehr homogene Erwärmung des Formteils über den gesamten Querschnitt des Werkzeugmoduls sichergestellt, so dass es weder zu lokalen Überhitzungen noch zu einer lokal nicht ausreichenden Erwärmung kommt, so dass eine stets reproduzierbare, vollständige Erwärmung des Formteils gewährleistet ist, welche zu einer gleichbleibenden Qualität desselben unter Vermeidung von Ausschuss führt. Das Gehäuse des Werkzeugmoduls ist dabei zweckmäßigerweise aus einem für hochfrequente elektromagnetische Strahlung nicht permeablen Material, insbesondere aus metallischen Werkstoffen, wie beispielsweise (Edel)stahl, Aluminium oder dergleichen oder auch Komposit-Werkstoffen, wie Kunststoff-/Metall-, Keramik-/Metall-Verbundmaterialien etc., gefertigt, um für eine Abschirmung der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung nach außen sowie – im Falle eines weiter unten noch näher erläuterten Einsatzes einer Mehrzahl an Werkzeugmodulen – eine Wechselwirkung zwischen benachbart angeordneten Werkzeugmodulen zu verhindern. Auf diese Weise wird im Falle des Einsatzes mehrerer parallel angeordneter Werkzeugmodule jeder Volumenabschnitt des Formteils nur mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung des dem jeweiligen Volumenabschnitt zugeordneten Werkzeugmoduls bestrahlt, wodurch wiederum eine sehr homogene Erwärmung auch großflächiger Formteile erreicht werden kann. Der Resonator des oder eines jeden Werkzeugmoduls dient folglich erfindungsgemäß als eine Art „Gleichrichter” der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung, so dass diese über den Querschnitt des Gehäuses eines jeweiligen Werkzeugmoduls gleichmäßig verteilt wird, um den dem Werkzeugmodul zugeordneten Volumenabschnitt des Formteils gleichmäßig bestrahlen zu können und Temperaturgradienten des Formteils innerhalb eines jeweiligen, einem jeweiligen Werkzeugmodul zugeordneten Volumenabschnittes des Formteils zu verhindern.
Bei einem erfindungsgemäßen Formwerkzeug mit mehreren solcher Werkzeugmodule kann folglich vorzugsweise vorgesehen sein, dass dem Oberwerkzeug und/oder dem Unterwerkzeug eine Mehrzahl an nebeneinander, insbesondere im Wesentlichen in Reihen oder matrixartig in Reihen und Spalten, angeordneten Werkzeugmodulen zugeordnet sind. Auf diese Weise wird die von der Strahlungsquelle eines jeden Werkzeugmoduls erzeugte hochfrequente elektromagnetische Strahlung an den ihr zugeordneten Abschnitt des Formraums des Formwerkzeugs – oder genauer: in den dem jeweiligen Werkzeugmodul zugeordneten Volumenabschnitt des Formraums – übertragen. Das Unterwerkzeug und/oder das Oberwerkzeug eines solchermaßen ausgestalteten Formwerkzeugs kann demnach eine Mehrzahl an Werkzeugmodulen umfassen oder gänzlich hieraus gebildet sein, so dass es möglich wird, den Formraum des Formwerkzeug entsprechend der Größe und Anzahl an Werkzeugmodulen zu „rastern”, wobei ein jeder Volumenabschnitt eines solchen „Rasters” mit einer jeweiligen Strahlungsquelle eines jeweiligen Werkzeugmoduls in Wechselwirkung steht.
Wie bereits angedeutet, kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Strahlungsquelle eines (jeden) Werkzeugmoduls von einem Mikrowellengenerator, wie einem Magnetron, gebildet ist, welcher zur Erzeugung von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung im Mikrowellenspektrum ausgebildet ist. Hieraus resultiert ein besonders hoher Wirkungsgrad der eingesetzten Energie, wenngleich sich die Erfindung je nach Anwendungsfall grundsätzlich auch für andersartige elektromagnetische Strahlung anbietet, wobei in diesem Zusammenhang lediglich beispielhaft auch Strahlung im ultravioletten oder im Infrarotspektrum angesprochen sei.
Der dielektrische Resonator des bzw. eines jeden Werkzeugmoduls kann vorzugsweise im Wesentlichen plattenförmig ausgestaltet sein und erstreckt sich zweckmäßigerweise im Wesentlichen über den gesamten Querschnitt des als Resonanzraum dienenden Gehäuseinnern, um für eine gleichmäßige Verteilung der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung über praktisch den gesamten Querschnitt des Werkzeugmoduls zu sorgen.
Der wenigstens eine dielektrische Resonator sowie insbesondere auch das Gehäuse mit seinem Resonanzraum eines (jeweiligen) erfindungsgemäßen Werkzeugmoduls kann vorzugsweise einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweisen, wobei der Querschnitt grundsätzlich auch andersartig, z. B. in Form eines gleichseitigen Drei- oder Sechsecks, ausgestaltet sein kann. Dabei sollte vorteilhafterweise sichergestellt sein, dass sich eine Mehrzahl an Werkzeugmodulen mit ihren Gehäusen nach Art eines „Rasters” oder Arrays dicht an dicht anordnen lassen, so dass einem jeden Volumenabschnitt des Formraums eines mit einer Mehrzahl derartiger Werkzeugmodule ausgestatteten Formwerkzeugs ein jeweiliges Werkzeugmodul zugeordnet sein kann.
Damit der dielektrische Resonator seine ihm zugedachte Funktion einer gleichmäßigen Verteilung der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung über den Querschnitt des Gehäusemoduls in sehr effizienter Weise zu erfüllen vermag, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn seine geometrischen Abmessungen an die Wellenlänge der jeweils verwendeten Strahlung angepasst sind. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn

– die Dicke des Resonators (204) etwa n × λ/2 beträgt, wobei λ die Wellenlänge der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung und n eine natürliche Zahl ungleich 0, insbesondere eine ungerade natürliche Zahl, ist; und/oder
– ein Durchmesser des Resonators (204) etwa m × λ/2 beträgt, wobei λ die Wellenlänge der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung und m eine natürliche Zahl ungleich 0, 1 und 3, insbesondere ein ungerade natürliche Zahl ≥ 3, ist.

Zum Zwecke einer guten Streuung der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung über den gesamten Innenquerschnitt des Gehäuses können

– die den Resonanzraum begrenzenden umfänglichen Wandungen des Gehäuses und/oder
– die Umfangsseiten des dielektrischen Resonators

Als Materialien für den wenigstens einen dielektrischen Resonator haben sich insbesondere Glas, beispielsweise Quarz- oder Flintglas, sowie aus mit Glaspartikeln, insbesondere Glasfasern, verstärkte Polymere als geeignet erwiesen, wobei sich als Polymere wiederum beispielsweise die vorstehend genannten hochtemperaturfesten Polymere anbieten. Dabei kann der Resonator insbesondere auch einen sandwichartigen Aufbau mit mehreren Glasfaserschichten aufweisen, welche in die jeweilige Polymermatrix eingebettet sind. Ferner kann es zweckmäßig sein, nur einen oder auch mehrere, z. B. zwei, dielektrische Resonatoren, beispielsweise mit unterschiedlichen Streuungseigenschaften für die hochfrequente elektromagnetische Strahlung, einzusetzen, welche insbesondere etwa deckungsgleich und in Durchgangsrichtung der Strahlung hintereinander angeordnet sein sollten.
Sofern das Formteil nicht direkt mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung bestrahlt, sondern vornehmlich konvektiv erwärmt werden soll, kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der wenigstens eine in dem Gehäuse aufgenommene dielektrische Resonator – im Falle von zwei oder mehreren Resonatoren der dem Formteil zugewandten Resonator – an seiner dem zu erwärmenden Formteil zugewandten Seite mit einem hochfrequente elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise absorbierenden Medium, insbesondere auf der Basis von Kohlenstoff und/oder Metall, beschichtet ist. Auf diese Weise ist es möglich, nicht (nur) das Formteil selbst gleichmäßig zu bestrahlen, sondern (auch) die dem Formteil zugewandte Seite des Werkzeugmoduls mittels hochfrequenter elektromagnetscher Strahlung zu erhitzen, indem sich die Beschichtung aus dem strahlungsabsorbierenden Medium erwärmt und diese Wärme konvektiv an das Formteil abzugeben vermag. An dieser Stelle sei auch darauf verwiesen, dass der oder die Resonator(en) zweckmäßigerweise austauschbar in dem Gehäuse festgelegt, beispielsweise verschraubt, sein können, um das Gehäuse eines jeweiligen Werkzeugmoduls an den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen und beispielsweise dann, wenn eine (auch) konvektive Wärmeübertragung auf ein Formteil erwünscht ist, einen unbeschichteten, für hochfrequente elektromagnetische Strahlung weitestgehend permeablen Resonator durch einen weiteren Resonator zu ersetzen, welcher mit einer Beschichtung der vorgenannten Art versehen ist.
Der Resonator bzw. die Resonatoren ist bzw. sind vorzugsweise unter Freilassung eines Ringspaltes mit Abstand von den umfänglichen Wandungen des Gehäuses angeordnet, um sowohl für eine insbesondere thermische Isolierung als auch für eine größtmögliche Entkopplung benachbarter Werkzeugmodule zu sorgen, sofern eine Mehrzahl an Werkzeugmodulen zur Erwärmung relativ großflächiger Formteile zum Einsatz gelangen.
Der zwischen den umfänglichen Wandungen des Gehäuses und dem dielektrischen Resonator angeordnete Ringspalt des Werkzeugmoduls kann dabei fluidisch kontaktiert sein, um ein, insbesondere gasförmiges, Kühlmedium, wie beispielsweise Umgebungsluft, hindurchzuleiten. Dabei kann selbstverständlich ein jedes Werkzeugmodul mit separaten, z. B. an der dem Formraum entgegengesetzten Oberseite des Gehäuses angeordneten Fluidanschlüssen versehen sein, welche z. B. von entgegengesetzten Seiten in den Ringspalt münden, oder können alternativ oder zusätzlich mehrere, benachbart angeordnete Werkzeugmodule hinsichtlich einer solchen Fluidkühlung mittels seitlicher Fluidkanäle, welche miteinander kommunizieren, in Reihe geschaltet sein.
Im Hinblick auf einen optimalen Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Werkzeugmoduls kann überdies vorgesehen sein, dass die den Resonanzraum begrenzenden, umfänglichen Wandungen des Gehäuses an ihrer einem zu erwärmenden Formteil zugewandten Stirnseite mit einer thermischen Isolierlage versehen sind. Auf diese Weise wird das Gehäuse des Werkzeugmoduls bestmöglich thermisch von dem erwärmten Formteil entkoppelt.
Darüber hinaus kann das oder kann ein jeweiliges Werkzeugmodul vorzugsweise mit wenigstens einem Temperatursensor, wie einem Infrarot-Sensor, einem Thermoelement oder dergleichen, ausgestattet sein. Hierfür bieten sich beispielsweise berührungsfreie Temperatursensoren, wie Infrarot-Sensoren, oder auch herkömmliche Thermoelemente an, welche z. B. mit einem Glasfaserbündel in Wirkverbindung stehen, welches die Wärme eines Ober- und/oder Unterwerkzeugs, das mit einem oder mehreren Werkzeugmodulen versehen ist, an das Thermoelement ableiten. Der Temperatursensor kann dabei bevorzugt mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung einer Mehrzahl an Strahlungsquellen mehrerer Werkzeugmodule wirkverbunden sein, um eine jede Strahlungsquelle entsprechend dem gewünschten Temperaturprofil – sei es ein Temperaturgradient oder sei es eine einheitliche Temperatur – zu steuern und/oder zu regeln.
Wie bereits erwähnt, können einem erfindungsgemäßen Formwerkzeug mehrere der erfindungsgemäßen Werkzeugmodule zugeordnet sein, um einen jeweiligen Flächen- bzw. Volumenabschnitt des Formraumes des Formwerkzeugs bzw. des hierin eingebrachten Formteils mittels hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung gleichmäßig zu erwärmen. Sofern die jeweilige Strahlungsquelle eines jedem Werkzeugmoduls steuerbar und/oder regelbar ist, ist es insbesondere möglich, dass bei einem mit mehreren Werkzeugmodulen ausgestatteten Formwerkzeug wenigstens ein Parameter der von den Strahlungsquellen der Werkzeugmodule erzeugten hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung aus der Gruppe

– Amplitude der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung und
– Einwirkungsdauer der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung (womit im Rahmen der vorliegenden Offenbarung selbstverständlich auch unterschiedliche Taktzeiten von Strahlungspulsen angesprochen sind)

Selbstverständlich kann grundsätzlich auch die Frequenz bzw. die Wellenlänge der von der Strahlungsquelle emittierten hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung steuer- und/oder regelbar sein, wobei die Wellenlänge jedoch aus den oben genannten Gründen vorzugsweise an die die geometrischen Abmessungen und an das Material des dielektrischen Resonators angepasst sein sollte.
Wie bereits angedeutet, ist es bei einem erfindungsgemäßen Formwerkzeug denkbar, dass die dem wenigstens einen Werkzeugmodul zugewandte Wandung des Oberwerkzeugs und/oder des Unterwerkzeugs

– aus einem für hochfrequente elektromagnetische Strahlung permeablen Material, insbesondere auf der Basis von Keramik oder Polymeren, wie z. B. solchen der weiter oben genannten Art (sofern die Strahlung insbesondere direkt in das Formteil eingekoppelt werden soll); oder
– aus einem hochfrequente elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise absorbierenden Material, insbesondere auf der Basis von Metall, (sofern die den Formraum begrenze(n) Wandung(en) des Formwerkzeugs mittels der Strahlung erwärmt und die Wärme konvektiv an das Formteil abgegeben werden soll)

Wie bereits erwähnt, bietet sich das erfindungsgemäße Formwerkzeug im Übrigen insbesondere – wenn auch nicht ausschließlich – zur Herstellung von Faserverbund-Formteilen aus in einer Polymermatrix (sei sie thermoplastisch oder sei sie duroplastisch) eingebetteten Faserstrukturen oder anderen Strukturen, wie Einlegern in Form von Funktionsteilen oder dergleichen, an, indem die gegebenenfalls vorimprägnierten Fasern in dem Formraum, gegebenenfalls unter Einspritzen eines plastifizierten Matrixpolymers oder einer zu einem Polymer aushärtbaren, flüssigen Harzmischung in den Formraum, mit der jeweils erforderlichen „Strahlungsleistung” bestrahlt werden, um das plastifizierte Polymer im plastifizierten Zustand zu halten (um z. B. eine vollständige Faserbenetzung sicherzustellen) oder auszuhärten. Aufgrund der Steuer- und/oder Regelbarkeit der Strahlungsquellen einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Werkzeugmodulen unabhängig voneinander kann dabei auch ein relativ großflächiges, in den Formraum des Formwerkzeugs eingebrachtes Formteil je nach Bedarf über seinen gesamten Querschnitt entweder mit einer sehr gleichmäßigen Temperatur oder auch mit einem Temperaturgradienten beaufschlagt werden. Das Formwerkzeug kann dabei zweckmäßigerweise in Form eines Presswerkzeugs ausgestaltet sein, so dass dessen Unter- und Oberwerkzeug voneinander fort und unter Druck aufeinander zu verlagerbar sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formwerkzeugs zur Erwärmung von Formteilen mit Mikrowellenstrahlung, dessen Oberwerkzeug eine Mehrzahl an Werkzeugmodulen umfasst;
2 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Formwerkzeugs, dessen Oberwerkzeug eine Mehrzahl an Werkzeugmodulen umfasst;
3 eine schematische Seitenansicht eines der 2 entsprechenden Formwerkzeugs, dessen Oberwerkzeug und Unterwerkzeug jeweils eine Mehrzahl an Werkzeugmodulen umfasst; und
4 eine schematische Schnittansicht eines Werkzeugmoduls eines Formwerkzeugs gemäß 1 bis 3.
In der 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, in Schnittansicht dargestellten Formwerkzeugs zur Erwärmung von Formteilen F mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung – im vorliegenden Fall im Mikrowellenspektrum – schematisch wiedergegeben. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dabei das Unterwerkzeug 1 des Formwerkzeugs z. B. in herkömmlicher Weise aus Metall gefertigt und begrenzt zwischen sich und einem Oberwerkzeug 2 den Formraum 3. Das Oberwerkzeug 2 ist aus einer Mehrzahl an weiter unten unter Bezugnahme auf die 4 im Einzelnen erläuterten Werkzeugmodulen 201 gebildet, welche beispielsweise unmittelbar an der den Formraum 3 begrenzenden Wandung des Oberwerkzeugs 2 festgelegt sind. Während im vorliegenden Fall beispielsweise insgesamt 20 in einer 4×5-Matrix angeordnete Werkzeugmodule 201 vorgesehen sind, ist deren Anzahl und Anordnung grundsätzlich selbstverständlich frei wählbar und können die Werkzeugmodule 201 z. B. auch lediglich einzeln oder in Reihen vorgesehen sein. Die Werkzeugmodule 201 sind dicht an dicht angeordnet und erstrecken sich über die gesamte Fläche des Oberwerkzeugs 2, welche mit dem Formraum 3 deckungsgleich ist. Die den Formraum 3 begrenzende Wandung des Oberwerkzeugs 2, welche an ihre dem Formraum 4 entgegengesetzten Seite mit dem Werkzeugmodulen 201 ausgestattet ist, kann entweder mikrowellenpermeabel (sofern die Mikrowellenstrahlung direkt in das in dem Formraum 3 befindliche Formteil F eingekoppelt werden soll) oder mikrowellenabsorbierend ausgestaltet sein (sofern das Oberwerkzeug 2 selbst erwärmt und die Wärme konvektiv an das in dem Formraum 3 befindliche Formteil F übertragen werden soll). Das Unter- 1 und das Oberwerkzeug 2 des Formwerkzeugs können in als solcher bekannter Weise beispielsweise an einer Presse (nicht gezeigt) festgelegt sein, so dass es sich um ein Presswerkzeug handelt.
Das in der 2 schematisch dargestellte Formwerkzeug unterscheidet sich von jenem gemäß 1 vornehmlich dadurch, dass die Werkzeugmodule 201 an einer Wärmeübertragungsplatte 20 festgelegt sind, welche mit dem Oberwerkzeug 2 unter flächigem, wärmeleitendem Kontakt steht. Auch auf diese Weise ist eine vollflächige und gleichmäßige Wärmeübertragung an das im Formraum (in 2 nicht gezeigt) befindliche Formteil sichergestellt.
Wie aus der 3 hervorgeht, ist es selbstverständlich auch möglich, sowohl dem Oberwerkzeug 2 als auch dem Unterwerkzeug 1 des Formwerkzeugs eine Mehrzahl an Werkzeugmodulen 201, 101 zuzuordnen, welche im vorliegenden Fall in einer einander entsprechenden Anordnung, wie beispielsweise wiederum jeweils in einer Reihen- oder Matrixanordnung, vorgesehen sind und jeweils über eine Wärmeübertragungsplatte 20, 10 mit dem Oberwerkzeug 2 bzw. mit dem Unterwerkzeug 1 unter flächigem, wärmeleitenden Kontakt stehen.
Wie insbesondere der geschnitten dargestellten Detailansicht eines einzelnen Werkzeugmoduls 201 gemäß 4 (das Werkzeugmodul 101 der 3 kann entsprechend ausgestaltet sein) zu entnehmen ist, weist ein jedes Werkzeugmodul 201 ein Gehäuse 202 auf, welches aus einem für Mikrowellen nicht permeablen Material, z. B. aus Metall, gefertigt ist. Die dem Formwerkzeug abgewandte Oberseite des Gehäuse 202 ist von einem Einkopplungsmittel 203 für Mikrowellen, beispielsweise in Form eines Hohlleiters, derart durchsetzt, dass das eine Ende des Einkopplungsmittels 203 ins Innere des Gehäuses 202 hineinragt, während das entgegengesetzte, äußere Ende mit einer nicht zeichnerisch wiedergegebenen Strahlungsquelle für Mikrowellen, wie einem Magnetron, in Verbindung steht. Die Strahlungsquellen der jeweiligen Werkzeugmodule 201, 101 sind mit Vorzug hinsichtlich eines oder vorzugsweise mehrerer Parameter der von ihnen erzeugten Mikrowellen aus der Gruppe Amplitude und Einwirkungsdauer der Mikrowellenstrahlung unabhängig voneinander steuer- und/oder regelbar, wobei sie zweckmäßigerweise mit einer gemeinsamen Steuer- und/oder Regeleinrichtung (nicht gezeigt) in Wirkverbindung stehen, mittels welcher die Betriebsparameter der Strahlungsquellen wahlweise gemeinsam oder getrennt voneinander programmierbar sind. Darüber hinaus kann ein jedes Werkzeugmodul 201, 101 vorzugsweise mit einem Temperatursensor (ebenfalls nicht gezeigt), wie beispielsweise einem Infrarot-Sensor, ausgestattet sein, welcher die Temperatur eines in dem Formraum 3 des Formwerkzeugs angeordneten Formteils F (vgl. z. B. die 1) zu erfassen vermag und gleichfalls mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung in Verbindung steht, um die Strahlungsquellen der Werkzeugmodule 201, 101 gemäß einem vorab festgelegten Temperaturprofil – sei es ein Temperaturgradient oder sei es eine konstante Temperatur über jeden, einem jeweiligen Werkzeugmodul 201, 101 zugeordneten Volumenabschnitt des Formraums 3 hinweg – zu regeln.
Wie weiterhin aus der 4 ersichtlich, dient das Innere des Gehäuses 202 des Werkzeugmoduls 202 als Resonanzraum der hierin eingekoppelten Mikrowellenstrahlung, wobei in dem Gehäuse 202 eines jeden Werkzeugmoduls 201 wenigstens ein dielektrischer Resonator 204 aus einem für Mikrowellen permeablen Material, wie z. B. Glas, glasfaserverstärkten Kunststoffen oder dergleichen, untergebracht. Der dem Einkopplungsmittel 203 nachgeordnete Resonator 204 dient dabei insbesondere zur gleichmäßigen Streuung der Mikrowellenstrahlung über den Innenquerschnitt des Gehäuses 202 und kann an seiner dem Einkopplungsmittel 203 abgewandten Unterseite mit einer Beschichtung 205 aus einem mikrowellenabsorbierenden Medium, z. B. auf der Basis von Kohlenstoff, wie beispielsweise kohlenfaserverstärktem PEEK, beschichtet sein, so dass er sich unter Einwirkung von Mikrowellenstrahlung gleichmäßig erwärmt und die Wärme konvektiv an ein in dem Formraum 3 (vgl. 1) eingebrachtes Formteil F zu übertragen vermag, wie es beispielsweise zur Ausbildung einer einwandfreien Oberfläche desselben vorteilhaft ist. Der Resonator 204 ist im vorliegenden Fall im Wesentlichen in Form einer etwa quadratischen Platten ausgestaltet und folglich dem – hier gleichfalls quadratischen – Innenquerschnitt des Gehäuses 202 angepasst. Die geometrischen Abmessungen des Resonators 204 sind ferner an die Wellenlänge der Mikrowellenstrahlung angepasst, wobei die Strahlungsquelle im vorliegenden Fall beispielsweise Mikrowellenstrahlung mit einer Frequenz von 2,45 GHz erzeugt, was einer Wellenlänge λ im Vakuum von etwa 12,25 cm entspricht. Beträgt die Ausbreitungswellenlänge in dem Resonatormaterial beispielsweise 6,1 cm, so kann die Dicke des Resonators 204 z. B. etwa 3,05 cm (entsprechend λ/2) betragen, während der Durchmesser bzw. die Seitenlänge der quadratischen Resonatorplatte etwa 9,15 cm (entsprechend 3λ/2) betragen kann, um für eine einwandfreie Resonanz zu sorgen. Die Umfangskanten des dielektrischen Resonators 204 sind ferner vorzugsweise mit gegenüber seinem Durchmesser kleinen Radien abgerundet.
Zum Zwecke einer sowohl elektrischen als auch insbesondere thermischen Isolation ist der dielektrische Resonator 204 bevorzugt unter Freilassung eines Ringspaltes 206 von den seitlichen Wandungen des Gehäuses 202 beabstandet. Der Ringspalt 206 kann ferner mittels ihn mit der Außenseite des Gehäuses 202 verbindender Fluidanschlüsse (nicht zeichnerisch dargestellt) fluidisch kontaktiert sein, um für die bedarfsweise Hindurchleitung eines Kühlmediums, z. B. Umgebungsluft, zu sorgen. Eine insbesondere lösbare Befestigung des Resonators 204 in dem Resonanzraum des Gehäuses 202 kann beispielsweise mittels Schrauben 207 geschehen, welche die Schmalseiten des Resonators 204 mit den seitlichen Wandungen des Gehäuses 202 verbinden. Die Schrauben 207 sind zweckmäßigerweise aus nicht leitfähigen Materialien, wie Keramik, hochtemperaturfesten Kunststoffen, z. B. solchen auf der Basis von Polyetheretherketonen (PEEK), oder dergleichen, gefertigt.
Die den Resonanzraum begrenzenden umfänglichen Seitenwände des Gehäuses 202 (und/oder auch die Umfangsseiten des Resonators 204) können ferner mit Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit beschichtet sein, um die Mikrowellenstrahlung in Richtung des Inneren des Resonators 204 zu reflektieren, wie beispielsweise mit einem Metallspiegel. Ferner können die den Resonanzraum begrenzenden umfänglichen Seitenwände des Gehäuses 202 mit Vorteil im Bereich ihres freien (in 4 unteren) Endes mit einer thermischen Isolierlage 208, beispielsweise wiederum aus PEEK oder dergleichen, versehen sein, um das Werkzeugmodul 202 von der mikrowellenstrahlungsabsorbierenden Beschichtung 205 des Resonators 204 sowie von den hierdurch konvektiv erwärmten Formwerkzeugteilen (vgl. 1 bis 3) weitestgehend thermisch zu entkoppeln.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011010683 A1 [0006]

Claims

Werkzeugmodul (201) zur Erwärmung von Formteilen (F) mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung, mit wenigstens einer Strahlungsquelle, welche zur Erzeugung der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gehäuse (202) aufweist, an welchem ein mit der Strahlungsquelle wirkverbundenes Einkopplungsmittel (203) der Strahlungsquelle für hochfrequente elektromagnetische Strahlung festgelegt ist, welche in das als Resonanzraum dienende Innere des Gehäuses (202) hineinragt, um die Strahlung in den Resonanzraum einzukoppeln, wobei in dem Resonanzraum des Gehäuses (202) wenigstens ein dielektrischer Resonator (204) aus einem für hochfrequente elektromagnetische Strahlung permeablen Material aufgenommen ist, welcher zwischen dem Einkopplungsmittel (203) und einem zu erwärmenden Formteil (F) angeordnet ist.
Werkzeugmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle von einem Mikrowellengenerator, wie einem Magnetron, gebildet ist, welcher zur Erzeugung von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung im Mikrowellenspektrum ausgebildet ist.
Werkzeugmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine dielektrische Resonator (204) im Wesentlichen plattenförmig ausgestaltet ist.
Werkzeugmodul nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Resonator (204) und der Resonanzraum des Gehäuses (202) einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweisen.
Werkzeugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass – die Dicke des Resonators (204) etwa n × λ/2 beträgt, wobei λ die Wellenlänge der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung und n eine natürliche Zahl ungleich 0, insbesondere eine ungerade natürliche Zahl, ist; und/oder – ein Durchmesser des Resonators (204) etwa m × λ/2 beträgt, wobei λ die Wellenlänge der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung und m eine natürliche Zahl ungleich 0, 1 und 3, insbesondere ein ungerade natürliche Zahl ≥ 3, ist.
Werkzeugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass – die den Resonanzraum begrenzenden umfänglichen Wandungen des Gehäuses (202) und/oder – die Umfangsseiten des Resonators (204) mit wenigstens einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, insbesondere aus der Gruppe der Metalle, beschichtet ist, um die hochfrequente elektromagnetische Strahlung in Richtung des Inneren des Resonators (204) zu reflektieren.
Werkzeugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Resonator (204) aus Glas und/oder aus mit Glaspartikeln, insbesondere Glasfasern, verstärkten Polymeren gefertigt ist.
Werkzeugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein in dem Resonanzraum des Gehäuses (202) aufgenommener Resonator (204) an seiner dem zu erwärmenden Formteil (F) zugewandten Seiten mit einem hochfrequente elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise absorbierenden Medium, insbesondere auf der Basis von Kohlenstoff und/oder Metall, beschichtet (205) ist.
Werkzeugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Resonator (204) unter Freilassung eines Ringspaltes (206) mit Abstand von den den Resonanzraum begrenzenden, umfänglichen Wandungen des Gehäuses (202) angeordnet ist.
Werkzeugmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den umfänglichen Wandungen des Gehäuses (202) und dem Resonator (204) angeordnete Ringspalt (206) fluidisch kontaktiert ist, um ein Kühlmedium hindurchzuleiten.
Werkzeugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die den Resonanzraum begrenzenden, umfänglichen Wandungen des Gehäuses (202) an ihrer einem zu erwärmenden Formteil (F) zugewandten Stirnseite mit einer thermischen Isolierlage (208) versehen sind.
Werkzeugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es mit wenigstens einem, Temperatursensor, wie einem Infrarot-Sensor, einem Thermoelement oder dergleichen, ausgestattet ist.
Formwerkzeug zur Erwärmung von Formteilen (F) mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung, mit wenigstens einem Oberwerkzeug (2) und mit wenigstens einem Unterwerkzeug (3), welche zwischen sich einen Formraum (3) zur Aufnahme des Formteils (F) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens ein Werkzeugmodul (201) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.
Formwerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Oberwerkzeug (2) und/oder dem Unterwerkzeug (3) eine Mehrzahl an nebeneinander, insbesondere im Wesentlichen in Reihen oder matrixartig in Reihen und Spalten, angeordneten Werkzeugmodulen (201) zugeordnet sind.
Formwerkzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Parameter der von den Strahlungsquellen der Werkzeugmodule (201) erzeugten hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung aus der Gruppe – Amplitude der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung und – Einwirkungsdauer der hochfrequenten elektromagnetischen Stahlung unabhängig voneinander steuer- und/oder regelbar sind.
Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die dem wenigstens einen Werkzeugmodul (201) zugewandte Wandung des Oberwerkzeugs (2) und/oder des Unterwerkzeugs (3) – aus einem für hochfrequente elektromagnetische Strahlung permeablen Material, insbesondere auf der Basis von Keramik oder Polymeren; oder – aus einem hochfrequente elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise absorbierenden Material, insbesondere auf der Basis von Metall, gefertigt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Faserverbund-Formteils (F), indem – Fasern mit wenigstens einem Imprägnier-Polymer oder einem aushärtbaren Harz vorimprägniert und die vorimprägnierten Fasern in den Formraum (3) eines Formwerkzeugs überführt werden, in welchem die vorimprägnier-ten Fasern unter Druck und bei erhöhter Temperatur zu dem Faserverbund-Formteil (F) geformt werden; oder – Fasern in den Formraum (3) eines Formwerkzeugs überführt werden, wonach in den Formraum (3) wenigstens ein plastifiziertes Imprägnier-Polymer oder ein flüssiges Harz eingebracht, die Fasern hiermit imprägniert und unter Druck und bei erhöhter Temperatur zu dem Faserverbund-Formteil (F) geformt werden, wobei das Imprägnier-Polymer oder das Harz in dem Formraum (3) des Formwerkzeugs mittels hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 16 verwendet wird.