DE102015010305A1 - Process for the production of a fiber-matrix composite - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Faser-Matrix-Verbundes (17) aus zumindest einem Faser-Matrix-Halbzeug (5) mit einem zumindest eine erste Teilform (2) und zumindest eine zweite Teilform (3) aufweisenden Formwerkzeug (1), umfassend folgende Teilschritte: ein Einlegen des Faser-Matrix-Halbzeuges (5) in einen zwischen der zumindest einen ersten Teilform (2) und der zumindest einen zweiten Teilform (3) angeordneten Spalt (4) des geöffneten Formwerkzeuges (1), wobei das Faser-Matrix-Halbzeug (5) nach dem Einlegen an der zumindest einen ersten Teilform (2) anliegt, ein erstes Schließen (10) des Formwerkzeuges (1), ein erstes Einspritzen (11) von Matrixmaterial (7) in den Spalt (4), ein zweites Schließen (14) zu einem geschlossenen Formwerkzeug (1). Durch die Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens und dadurch dass das Matrixmaterial (7) durch zumindest eine in zumindest einer zweiten Teilform (3) angeordneten Einspritzöffnung (6, 6', 6'') in den Spalt (4) eingespritzt wird, lassen sich mit dem Herstellungsverfahren Faser-Matrix-Verbunde (17) produzieren, die eine hohe Oberflächenqualität aufweisen und die selbst bei geringer Materialdicke die gewünschte hohe mechanische Belastbarkeit und Stabilität aufweisen.Method for producing a fiber-matrix composite (17) from at least one fiber matrix semifinished product (5) having a molding tool (1) having at least one first part form (2) and at least one second part form (3), comprising the following substeps: inserting the fiber-matrix semifinished product (5) into a gap (4) of the opened molding tool (1) arranged between the at least one first part mold (2) and the at least one second part mold (3), the fiber-matrix semifinished product (5) after insertion against the at least one first part mold (2), a first closing (10) of the molding tool (1), a first injection (11) of matrix material (7) into the gap (4), a second closing (14) to a closed mold (1). As a result of the design of the production method and in that the matrix material (7) is injected into the gap (4) through at least one injection opening (6, 6 ', 6' ') arranged in at least one second part form (3), the manufacturing method can be used Produce fiber-matrix composites (17) which have a high surface quality and which have the desired high mechanical strength and stability even with a small material thickness.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faser-Matrix-Verbundes aus zumindest einem Faser-Matrix-Halbzeug, einen mit einem derartigen Verfahren hergestellten Faser-Matrix-Verbund und ein Formwerkzeug zur Herstellung eines Faser-Matrix-Verbundes mit einem derartigen Verfahren.The invention relates to a method for producing a fiber-matrix composite of at least one fiber-matrix semifinished product, a fiber-matrix composite produced by such a method and a mold for producing a fiber-matrix composite with such a method.

In zunehmendem Maße werden derzeit nicht nur in der Automobilindustrie Metallbauteile durch Kunststoffbauteile ersetzt, um beispielsweise eine Gewichtsreduktion oder eine Kostenreduktion zu erreichen oder Umweltaspekte zu berücksichtigen. Dabei können derartige Kunststoffbauteile beispielsweise durch Spritzgießen hergestellt werden, wobei bei diesem Prozess eine Kunststoffschmelze unter hohem Druck in eine Werkzeugkavität injiziert wird. Üblicherweise ist jedoch mit diesem Verfahren aufgrund der hohen Viskosität der eingesetzten Kunststoffschmelze eine sehr dünne Wandstärke des Kunststoffbauteils nur bedingt fertigbar. Zudem weisen durch Spritzgießen hergestellte Kunststoffbauteile keine sehr hohe Oberflächenqualität auf, da die Oberflächenbeschaffenheit nicht prozesssicher hergestellt werden kann.Increasingly, not only in the automotive industry, metal components are being replaced by plastic components, for example, to achieve weight reduction or cost reduction, or to consider environmental issues. In this case, such plastic components can be produced for example by injection molding, in which process a plastic melt is injected under high pressure into a mold cavity. Usually, however, due to the high viscosity of the plastic melt used, a very thin wall thickness of the plastic component can only be manufactured to a limited extent with this method. In addition, plastic components produced by injection molding do not have a very high surface quality, since the surface finish can not be produced reliably.

Mittels des Spritzprägens, eine Weiterentwicklung des Spritzgießens, oder des Quellflussprägens lassen sich zwar Kunststoffbauteile herstellen, die mit einer guten Oberflächenbeschaffenheit und dünnen Wandstärken ausgestattet sein können, jedoch sind aufgrund der für das jeweilige Kunststoffbauteil zu fordernden mechanischen Belastbarkeit und Stabilität der Reduzierung der Wandstärke des jeweiligen Kunststoffbauteils Grenzen gesetzt.By means of the injection-compression molding, a further development of injection molding, or the Quellflussprägens can indeed produce plastic components that can be equipped with a good surface finish and thin walls, but due to the required for the respective plastic component mechanical strength and stability of reducing the wall thickness of the respective Plastic component limits.

Um Kunststoffbauteile mit hoher mechanischer Belastbarkeit und Stabilität herzustellen, besteht die Möglichkeit, die Kunststoffbauteile als Faser-Matrix-Verbunde auszubilden. Dabei können derartige Faser-Matrix-Verbunde beispielsweise aus Faser-Matrix-Halbzeugen hergestellt werden, wobei zur Herstellung des Faser-Matrix-Verbundes das Faser-Matrix-Halbzeug in ein vorgesehenes Formwerkzeug eingelegt und in demselben konsolidiert werden kann. Bei Verwendung von Faser-Matrix-Halbzeugen, wie beispielsweise Organoblechen, trägt der Kunststoff beziehungsweise die Matrix nur untergeordnet zur mechanischen Stabilität des fertigen Faser-Matrix-Verbundes bei, da im Wesentlichen die Faserschichten die Stabilität des Faser-Matrix-Verbundes sicherstellen. Demzufolge können bei als Faser-Matrix-Verbund ausgebildeten Kunststoffbauteilen geringere Materialdicken ausgebildet werden, als bei reinen Kunststoffbauteilen, ohne dass die mechanische Belastbarkeit und Stabilität darunter leidet. Jedoch können die eingesetzten Faser-Matrix-Halbzeuge Maßtoleranzen, wie beispielsweise Dickentoleranzen und Formtoleranzen aufweisen, sodass bei den derzeit üblichen Herstellungsverfahren aufgrund mangelnder Konsolidierung beziehungsweise aufgrund mangelnder Verfüllung des Faser-Matrix-Halbzeuges mit Matrixmaterial geringere Oberflächenqualitäten auftreten können. Zudem sind mit den derzeit üblichen Verfahren dünne Wandstärken ebenfalls nur bedingt darstellbar.To produce plastic components with high mechanical strength and stability, it is possible to form the plastic components as fiber-matrix composites. In this case, such fiber-matrix composites can be produced for example from fiber-matrix semifinished products, wherein for the production of the fiber-matrix composite, the fiber-matrix semifinished can be inserted into an intended mold and consolidated in the same. When using fiber-matrix semi-finished products, such as organic sheets, the plastic or the matrix contributes only subordinate to the mechanical stability of the finished fiber-matrix composite, as essentially the fiber layers ensure the stability of the fiber-matrix composite. Consequently, in the case of plastic components formed as a fiber-matrix composite, smaller material thicknesses can be formed than with pure plastic components, without the mechanical strength and stability suffering therefrom. However, the fiber-matrix semi-finished products used can have dimensional tolerances, such as thickness tolerances and shape tolerances, so that lower surface qualities can occur in the currently customary production methods due to lack of consolidation or due to insufficient filling of the fiber matrix semifinished product with matrix material. In addition, with the currently customary methods, thin wall thicknesses can only be displayed to a limited extent.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Faser-Matrix-Verbundes aus zumindest einem Faser-Matrix-Halbzeug ist aus DE 691 31 459 T2 bekannt. Bei diesem Verfahren wird in einen Spalt eines geöffneten Formwerkzeuges, der durch eine obere und eine untere Form des Formwerkzeuges ausgebildet wird, eine faserverstärkte Harzlage eingelegt, wobei die faserverstärkte Harzlage nach dem Einlegen an der unteren Form anliegt. Durch ein Loch in der Harzlage wird über die untere Form zwischen der faserverstärkten Harzlage und der oberen Form Kunststoff in den Spalt eingepresst, der nachfolgend durch Schließen des Formwerkzeuges zwischen der faserverstärkten Harzlage und der oberen Form flächig verteilt wird. Dadurch lässt sich zumindest die Oberflächenbeschaffenheit des Kunststoffbauteils auf seiner der oberen Form zugewandten Seite mit ausreichend hoher Qualität herstellen. Jedoch ist dieses Verfahren nicht für Kunststoffbauteile geeignet, die keine Löcher aufweisen sollen, und zudem können bei nicht genau bemessener Kunststoffeinspritzung aufgrund eines Konsolidierungsverlust beziehungsweise aufgrund von Materialtoleranzen der faserverstärkten Harzlage dennoch Kavitäten verbleiben, die die Oberflächenqualität des endgültigen Bauteils verringern. Außerdem müssen bei mehreren Injektionsstellen, die beispielsweise bei sehr großen Bauteilen oder ungünstigen Bauteilformen für eine gleichmäßige Verteilung des Matrixmaterials vorzusehen sind, auch mehrere Löcher in der faserverstärkten Harzlage ausgebildet werden.A method for producing a fiber-matrix composite from at least one fiber-matrix semifinished product is DE 691 31 459 T2 known. In this method, a fiber-reinforced resin layer is placed in a gap of an open mold formed by an upper and a lower mold of the mold, and the fiber-reinforced resin layer is abutted against the lower mold upon insertion. Through a hole in the resin layer, plastic is injected into the gap via the lower mold between the fiber-reinforced resin layer and the upper mold, which is subsequently spread over the surface by closing the mold between the fiber-reinforced resin layer and the upper mold. As a result, at least the surface condition of the plastic component on its side facing the upper mold can be produced with sufficiently high quality. However, this method is not suitable for plastic components that are not intended to have holes, and moreover, if the plastic injection is not precisely sized, due to loss of consolidation or material tolerances of the fiber reinforced resin layer, cavities may still remain which reduce the surface quality of the final component. In addition, with several injection sites, which are to be provided for example for very large components or unfavorable component shapes for a uniform distribution of the matrix material, several holes must be formed in the fiber-reinforced resin layer.

Es besteht demzufolge weiterhin ein nicht abnehmender Bedarf an Verfahren, zur Herstellung von leichten Bauteilen, insbesondere als Faser-Matrix-Verbund ausgebildet, die eine hohe Oberflächenqualität und/oder dünne Wandstärken bei gleichzeitig hoher mechanischer Belastbarkeit und Stabilität des Bauteils aufweisen.Accordingly, there continues to be a non-decreasing demand for processes for the production of lightweight components, in particular formed as a fiber-matrix composite, which have a high surface quality and / or thin wall thickness with high mechanical strength and stability of the component.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, für ein Herstellungsverfahren für Faser-Matrix-Verbunde und dafür geeignete Formwerkzeuge eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine hohe Oberflächenqualität und/oder dünne Wandstärken des damit hergestellten Faser-Matrix-Verbundes auszeichnet.The present invention is concerned with the problem of specifying an improved or at least one alternative embodiment for a production method for fiber-matrix composites and suitable molds, which is characterized in particular by a high surface quality and / or thin wall thicknesses of the fiber matrix composite produced therewith. Composite distinguishes.

In einem Aspekt der Erfindung wird somit vorgeschlagen, dass ein Verfahren zur Herstellung eines Faser-Matrix-Verbundes aus zumindest einem Faser-Matrix-Halbzeug mit einem zumindest eine erste Teilform und zumindest eine zweite Teilform aufweisenden Formwerkzeug folgende Teilschritte umfasst:
ein Einlegen des Faser-Matrix Halbzeug in einen zwischen der zumindest einen ersten Teilform und der zumindest einen zweiten Teilform angeordneten Spalt des geöffneten Formwerkzeuges, wobei das Faser-Matrix-Halbzeug nach dem Einlegen an der zumindest einen ersten Teilform anliegt,
ein erstes Schließen des Formwerkzeuges,
ein erstes Einspritzen von Matrixmaterial in den Spalt,
ein zweites Schließen zu einem geschlossenen Formwerkzeug,
wobei das Matrixmaterial durch zumindest eine in zumindest
einer zweiten Teilform angeordnete Einspritzöffnung in den Spalt eingespritzt wird.
In one aspect of the invention, it is thus proposed that a method for producing a Fiber-matrix composite of at least one fiber-matrix semifinished product with a at least one first part mold and at least one second part mold having mold following sub-steps comprising:
inserting the fiber matrix semifinished product into a gap of the opened molding tool arranged between the at least one first part form and the at least one second part mold, wherein the fiber matrix semifinished product lies against the at least one first part mold after being inserted,
a first closing of the mold,
a first injection of matrix material into the gap,
a second closing to a closed mold,
wherein the matrix material by at least one in at least
a second part form arranged injection port is injected into the gap.

Vorteilhaft können durch das zuvor beschriebene Verfahren Faser-Matrix-Verbunde hergestellt werden, die eine hohe Oberflächenqualität und/oder dünne Wandstärken bei gleichzeitig hoher mechanischer Belastbarkeit und Stabilität aufweisen. Dabei kann das zumindest eine Faser-Matrix-Halbzeug in undefinierter Lage in das geöffnete Formwerkzeug eingelegt werden, da das Faser-Matrix-Halbzeug erst im Laufe des weiteren Verfahrens endgültig positioniert wird. Dadurch kann die Geschwindigkeit des Herstellungsprozesses erhöht werden.Advantageously, fiber-matrix composites can be produced by the method described above, which have a high surface quality and / or thin wall thicknesses at the same time high mechanical strength and stability. In this case, the at least one fiber-matrix semifinished product can be inserted into the opened mold in an undefined position, since the fiber-matrix semifinished product is finally positioned only in the course of the further process. This can increase the speed of the manufacturing process.

Nach dem ersten Schließen des Formwerkzeuges, bei dem das Formwerkzeug nur teilweise und nicht vollständig geschlossen wird, kann der Spalt zwischen der zumindest einen ersten Teilform und der zumindest einen zweiten Teilform derartig ausgebildet sein, dass zwischen der zumindest einen zweiten Teilform und dem eingelegten Faser-Matrix-Halbzeug ausreichend freibleibender Raum angeordnet ist, sodass sich etwaiges eingespritztes Matrixmaterial auf dem eingelegten Faser-Matrix-Halbzeug leicht verteilen kann. Die Verteilung von in den Spalt eingespritztem Matrixmaterial wird im Wesentlichen dadurch erleichtert, dass es im freibleibendem Raum frei fließen kann, ohne zumindest teilweise durch das Faser-Matrix-Halbzeug hindurchgedrückt werden zu müssen. Durch die gleichmäßige Verteilung des Matrixmaterials auf dem Faser-Matrix-Halbzeug kann eine verbesserte Konsolidierung und eine höhere Oberflächenqualität erreicht werden.After the first closing of the molding tool, in which the molding tool is only partially and not completely closed, the gap between the at least one first part mold and the at least one second part mold can be designed such that between the at least one second part mold and the inserted fiber mold. Matrix semi-finished sufficiently free space is arranged so that any injected matrix material can be easily distributed on the inserted fiber matrix semifinished product. The distribution of matrix material injected into the gap is essentially facilitated by the fact that it can flow freely in the free space without having to be forced at least partially through the fiber-matrix semifinished product. Due to the uniform distribution of the matrix material on the fiber-matrix semifinished product an improved consolidation and a higher surface quality can be achieved.

Zudem kann durch das erste Einspritzen von Matrixmaterial in den Spalt durch das eingespritzte Matrixmaterial das Faser-Matrix-Halbzeug zumindest an den Einspritzstellen an die zumindest eine erste Teilform angelegt beziehungsweise angepresst werden, so dass die Positionierung beziehungsweise das Anliegen des Faser-Matrix-Halbzeuges an der ersten Teilform verbessert ist. Demzufolge kann auf ein exaktes Anlegen und Einlegen des Faser-Matrix-Halbzeuges in das Formwerkzeug verzichtet werden, da dies hauptsächlich während des ersten Einspritzens von Matrixmaterial in den Spalt erreicht wird. Ein exaktes Anlegen des Faser-Matrix-Halbzeuges an die erste Teilform kann vorteilhaft sein, um eine Faltenbildung und Unregelmäßigkeiten oder Störstellen im fertigen Faser-Matrix-Verbund zu vermeiden. Dabei wird während des ersten Einspritzens von Matrixmaterial ein geringer Spritzdruck verwendet, sodass bei einer hohen Massentemperatur des Matrixmaterials ein hohes Massenvolumen in kurzer Zeit eingespritzt werden kann. Dies fördert wiederum ein schnelles Anlegen des Faser-Matrix-Halbzeuges an die zumindest eine erste Teilform.In addition, as a result of the first injection of matrix material into the gap by the injected matrix material, the fiber-matrix semifinished product can be applied or pressed onto the at least one first part mold at least at the injection sites, so that the positioning or the abutment of the fiber-matrix semifinished product the first part form is improved. Consequently, an exact application and insertion of the fiber-matrix semifinished product into the mold can be dispensed with, since this is achieved mainly during the first injection of matrix material into the gap. An exact application of the fiber-matrix semifinished product to the first part form may be advantageous in order to avoid wrinkling and irregularities or impurities in the finished fiber-matrix composite. In this case, a low injection pressure is used during the first injection of matrix material, so that at a high bulk temperature of the matrix material, a high mass volume can be injected in a short time. This in turn promotes rapid application of the fiber-matrix semifinished product to the at least one first part form.

Nach dem ersten Einspritzen wird das Formwerkzeug vollständig geschlossen, sodass sich das Matrixmaterial aufgrund des Schließvorgangs über nahezu das gesamte Faser-Matrix-Halbzeug verteilen kann und dieses überflutet. Dabei ermöglicht eine hohe Fließgeschwindigkeit und der anfängliche freibleibende Raum zwischen Faser-Matrix-Halbzeug und der zumindest einen zweiten Teilform eine hohe Verfüllung und dünne Überflutung des Faser-Matrix-Halbzeuges. Durch die damit einhergehende gute Konsolidierung des Faser-Matrix-Halbzeuges können zum einen dünne Wandstärken und eine hohe Oberflächenqualität bei dem fertigen Faser-Matrix-Verbund hergestellt werden, wobei der fertige Faser-Matrix-Verbund auch in den Bereichen dünner Materialstärke eine hohe Belastbarkeit und Stabilität durch die Fasern aufweist.After the first injection, the mold is completely closed, so that the matrix material can spread due to the closing process over almost the entire fiber-matrix semi-finished product and flooded it. In this case, a high flow rate and the initial remaining free space between the fiber-matrix semifinished product and the at least one second part form enables high filling and thin flooding of the fiber-matrix semifinished product. The resulting good consolidation of the fiber-matrix semifinished product can on the one hand thin wall thicknesses and high surface quality in the finished fiber-matrix composite are produced, the finished fiber-matrix composite in the areas of thin material strength high resilience and Having stability by the fibers.

Wird das Matrixmaterial durch zumindest eine in zumindest einer zweiten Teilform angeordnete Einspritzöffnung in den Spalt eingespritzt, so kann vorteilhaft das Matrixmaterial von der Seite zugeführt werden, an der das Faser-Matrix-Halbzeug nicht an der ersten Teilform beziehungsweise dem Formwerkzeug anliegt. Demzufolge kann auf Löcher in dem Faser-Matrix-Halbzeug verzichtet werden, da die Zufuhr des Matrixmaterials nicht über die Seite stattfindet, an der das Faser-Matrix-Halbzeug am Formwerkzeug beziehungsweise der zumindest einen ersten Teilform anliegt. Ist dabei die der zweiten Teilform zugewandte Seite des Faser-Matrix-Verbundes auch die Seite eines Sichtbereiches des fertigen Faser-Matrix-Verbundes, so kann durch eine derartige Einspritzung des Matrixmaterials die gewünschte hohe Oberflächenqualität aufgrund der gleichmäßigen Verteilung des Matrixmaterials auf dem Faser-Matrix-Halbzeug ermöglicht werden.If the matrix material is injected into the gap by at least one injection opening arranged in at least one second partial mold, the matrix material can advantageously be supplied from the side where the fiber matrix semifinished product does not bear against the first partial mold or the molding tool. Consequently, it is possible to dispense with holes in the fiber-matrix semifinished product since the feed of the matrix material does not take place via the side on which the fiber-matrix semifinished product rests against the molding tool or the at least one first part mold. If the side of the fiber-matrix composite facing the second part form is also the side of a viewing region of the finished fiber-matrix composite, the desired high surface quality can be achieved by such injection of the matrix material due to the uniform distribution of the matrix material on the fiber matrix -Halbzeug be enabled.

Ein Faser-Matrix-Verbund besteht im Wesentlichen aus zumindest einem 2-/3-dimensionalen Fasergebilde, das in eine Matrix eingebettet ist. Dabei wird das 2-/3-dimensionale Fasergebilde von der Matrix umgeben, die durch Adhäsiv- oder Kohäsivkräfte an das 2-/3-dimensionale Fasergebilde gebunden ist. Als Materialien für Fasergebilde können Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern, PBO-Fasern, Polyethylenfasern, Naturfasern, Basaltfasern, Quarzfasern, Aluminiumoxidfasern, Siliziumcarbidfasern oder Mischformen zum Einsatz kommen. Als Matrixmaterialien können Duroplaste, Thermoplaste, Elastomere, sowie Füllstoffe, gesättigte oder ungesättigte Polyesterharze, Epoxidharze, Vinylesterharze oder Mischformen zum Einsatz kommen.A fiber-matrix composite essentially consists of at least one 2/3-dimensional fiber structure embedded in a matrix. In this case, the 2- / 3-dimensional fiber structure is surrounded by the matrix, which is bound by adhesives or cohesive forces to the 2- / 3-dimensional fiber structure. As materials for fiber structures can Glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, PBO fibers, polyethylene fibers, natural fibers, basalt fibers, quartz fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers or mixed forms are used. Duroplastics, thermoplastics, elastomers and fillers, saturated or unsaturated polyester resins, epoxy resins, vinyl ester resins or mixed forms can be used as matrix materials.

Von dem Begriff 2-dimensionales Fasergebilde sind Gewebe, Gestricke, Gewirke, Vliesstoffe, unidirektionale abgelegte Faserschichten, Multiaxial-Gelege, Matten, Maschenwaren, Abstandsgewebe, Geflechtschläuche, Stickereien, Nähzeuge, Abreißgewebe oder Mischfomen umfasst. Von dem Begriff 3-dimensionales Fasergebilde sind auch mehrere aufeinander geschichtete 2-dimensionale Fasergebilde umfasst. Dabei können die 2-dimensionalen Fasergebilde unterschiedlich ausgebildet sein. So ist es denkbar, dass beispielsweise eine unidirektionale Faserschicht von einem Vliesstoff als nächster Schicht gefolgt wird, während ein Gewebe das 3-dimensionale Fasergebilde abschließen kann. Es können aber auch ausschließlich unidirektionale 2-dimensionale Fasergebilde zum Aufbau eines 3-dimensionalen Fasergebildes verwendet werden. Dabei können die unidirektionalen 2-dimensionalen Fasergebilde gleich orientiert oder unterschiedlich orientiert hinsichtlich ihrer Richtung sein. In letzterem Fall liegt ein Multiaxial-Gelege vor.The term 2-dimensional fiber structure includes woven, knitted, knitted, nonwoven, unidirectional laid-down fibrous layers, multiaxial fabrics, mats, knits, spacer fabrics, braided sleevings, embroidery, sewing fabrics, tear-off fabrics or blends. The term 3-dimensional fiber structure also encompasses several layered 2-dimensional fiber structures. The 2-dimensional fiber structures can be designed differently. For example, it is conceivable that a unidirectional fiber layer may be followed by a nonwoven fabric as the next layer, while a fabric may terminate the 3-dimensional fiber structure. However, it is also possible to use exclusively unidirectional 2-dimensional fiber structures for constructing a 3-dimensional fiber structure. The unidirectional 2-dimensional fiber structures can be the same orientation or differently oriented with respect to their direction. In the latter case, there is a multiaxial clutch.

Unter einem Faser-Matrix-Halbzeug ist ein 2-/3-dimensionales Fasergebilde zu verstehen, dass als Preform, Vorform, Vorformling, Prepreg oder Mischform für einen Faser-Kunststoff-Verbund fungiert. Auch Organobleche sind demzufolge Faser-Matrix-Halbzeuge. Aus dem Faser-Halbzeug wird durch Injektionen der Matrix bzw. des Matrixmaterials in das Faser-Halbzeug und durch nachfolgendes Verpressen der Faser-Matrix-Verbund hergestellt. Dabei kann das Faser-Matrix-Halbzeug Kunststoffe aufweisen, die als Binder, Bindemittel, Imprägnierungsmittel, Haftvermittler oder Mischformen wirken. Mittels beispielsweise dieser Kunststoffe kann das Faser-Matrix-Halbzeug in Form gehalten werden, so dass ein Verschieben der Fasergebilde zueinander beispielsweise bei einem Transport weitestgehend vermieden werden kann. Es ist auch denkbar, dass das Faser-Matrix-Halbzeug als Faser-Halbzeug ohne nennenswerten Anteil an Matrixmaterial ausgebildet ist.A fiber-matrix semifinished product is to be understood as meaning a 2/3-dimensional fiber structure which functions as a preform, preform, preform, prepreg or mixed form for a fiber-plastic composite. Organic sheets are accordingly fiber-matrix semi-finished products. From the semi-finished fiber product is produced by injections of the matrix or of the matrix material in the fiber semifinished product and by subsequent compression of the fiber-matrix composite. In this case, the fiber-matrix semifinished product may comprise plastics which act as binders, binders, impregnating agents, adhesion promoters or mixed forms. By means of, for example, these plastics, the fiber-matrix semifinished product can be kept in shape, so that displacement of the fiber structure relative to one another, for example during transport, can be largely avoided. It is also conceivable that the fiber-matrix semifinished product is formed as a fiber semifinished product without a significant proportion of matrix material.

Unter einem Formwerkzeug versteht man ein Werkzeug, mit dem während des Herstellungsprozesses eine Formgebung des jeweilig damit hergestellten Bauteils ermöglicht wird. Dabei weist ein derartiges Formwerkzeug im vorliegenden Fall zumindest eine erste Teilform und zumindest eine zweite Teilform auf. Dabei liegt während des Herstellungsverfahrens beziehungsweise beim Einlegen, ersten Schließen und ersten Einspritzen das Faser-Matrix-Halbzeug im Wesentlichen an der zumindest einen ersten Teilform an, während im Wesentlichen ein eventueller Sichtbereich des fertigen Faser-Matrix-Verbundes durch die zumindest eine zweite Teilform ausgebildet wird. Es können auch mehr als eine erste Teilform und/oder mehr als eine zweite Teilform vorgesehen sein und sogar weitere Teilformen, die weitere Funktionalitäten des Formwerkzeuges abbilden.A molding tool is understood to be a tool with which a shaping of the respectively produced component is made possible during the manufacturing process. In the present case, such a molding tool has at least one first part form and at least one second part form. In this case, during the production process or during insertion, first closing and first injection, the fiber-matrix semifinished product substantially abuts against the at least one first part form, while essentially a possible viewing region of the finished fiber-matrix composite is formed by the at least one second part form becomes. It is also possible for more than one first part form and / or more than one second part form to be provided, and even further part forms which represent further functionalities of the molding tool.

Da die zumindest eine zweite Teilform den Sichtbereich des fertigen Faser-Matrix-Verbundes ausbilden kann, wird vorteilhaft über zumindest eine Einspritzöffnung, die in der zumindest einen zweiten Teilform ausgebildet ist, das Matrixmaterial dem Spalt des Formwerkzeuges zugeführt. Dabei ist es denkbar, dass bei mehreren zweiten Teilformen nicht alle zweiten Teilformen eine Einspritzöffnung für Matrixmaterial aufweisen.Since the at least one second part form can form the visible region of the finished fiber-matrix composite, the matrix material is advantageously fed via at least one injection opening, which is formed in the at least one second part form, to the gap of the molding tool. It is conceivable that, in the case of several second partial shapes, not all second partial shapes have an injection opening for matrix material.

Dabei kann die Einspritzöffnung über Kanäle, die in der zumindest einen zweiten Teilform ausgebildet sind, mit Matrixmaterial versorgt werden, wobei die Kanäle an eine Schneckenpresse beziehungsweise Schneckenpumpe angebunden sind, die den Spritzdruck für das Matrixmaterial aufbauen kann.In this case, the injection opening can be supplied with matrix material via channels, which are formed in the at least one second part form, wherein the channels are connected to a screw press or screw pump, which can build up the injection pressure for the matrix material.

Des Weiteren kann nach dem zweiten Schließen, bei dem das Formwerkzeug vollständig geschlossen wird, ein zweites Einspritzen von Matrixmaterial durchgeführt werden. Dadurch kann die Oberflächenqualität weiter verbessert werden, da etwaige während des zweiten Schließens verbleibende Kavitäten durch das Einspritzen von weiterem Matrixmaterial verfüllt werden können. Dadurch kann auch ein etwaig eintretender Materialverlust während des Herstellungsverfahrens prozesssicher kompensiert werden, wie auch Materialtoleranzen des eingesetzten Faser-Matrix-Halbzeuges. Zudem können durch ein zweites Einspritzen von Matrixmaterial vorteilhaft Bindenähte vermieden und die Oberflächenqualität signifikant verbessert werden. Dabei wird zur vollständigen Verfüllung des Spaltes mit Matrixmaterial beim zweiten Einspritzen ein höherer Spritzdruck angewendet, als bei dem ersten Einspritzen von Matrixmaterial in den Spalt. Zudem spielen Maßtoleranzen des eingesetzten Faser-Matrix-Halbzeug eine untergeordnete Rolle, auch wenn der Werkzeugspalt exakt der Nenndicke des eingesetzten Faser-Matrix-Halbzeuges entspricht, da durch die Überflutung während des ersten Einspritzens und der finalisierenden Verfüllung während des zweiten Einspritzens Unzulänglichkeiten und Materialtoleranzen im Faser-Matrix-Halbzeug kompensiert werden können. Dadurch wird die Prozesssicherheit gesteigert und das jeweilig gewünschte mechanische Belastbarkeits- und Stabilitätsprofil kann bei gleichzeitiger hoher Oberflächenqualität des fertigen Faser-Matrix-Verbundes sichergestellt werden.Furthermore, after the second closing, in which the mold is completely closed, a second injection of matrix material can be carried out. As a result, the surface quality can be further improved since any cavities remaining during the second closure can be filled by injecting further matrix material. As a result, any material loss occurring during the production process can be reliably compensated, as can material tolerances of the fiber-matrix semifinished product used. In addition, a second injection of matrix material advantageously prevents weld lines and significantly improves the surface quality. In this case, a higher injection pressure is used for the complete filling of the gap with matrix material during the second injection, than with the first injection of matrix material into the gap. In addition, dimensional tolerances of the fiber-matrix semi-finished used play a minor role, even if the tool gap corresponds exactly to the nominal thickness of the fiber-matrix semifinished product used, since the flooding during the first injection and the finalizing filling during the second injection shortcomings and material tolerances in Fiber matrix semi-finished can be compensated. As a result, the process reliability is increased and the respective desired mechanical strength and stability profile can be ensured while maintaining high surface quality of the finished fiber-matrix composite.

Wird das zweite Einspritzen von Matrixmaterial über zumindest eine in zumindest einer zweiten Teilform angeordnete Einspritzöffnung vorgenommen, so kann vorteilhaft wiederum durch Einspritzen über die dem Sichtbereich zugewandten Seite eine hohe Oberflächenqualität und eine sichere Verfüllung von Kavitäten sichergestellt werden, die nach dem ersten Einspritzen und dem zweiten Schließen dennoch verblieben sind. Dabei kann das Einspritzen von Matrixmaterial über dieselben Einspritzöffnungen des ersten Einspritzens vorgenommen werden oder zumindest teilweise über Einspritzöffnungen, über die beim ersten Einspritzen kein Matrixmaterial dem Spalt zugeführt wird. Vorteilhaft kann dadurch gezielt in den Bereichen während des zweiten Einspritzens Matrixmaterial eingespritzt werden, die beispielsweise aufgrund der Formgebung zu Kavitäten und somit zu einer schlechten Oberflächenqualität neigen, aber beim ersten Einspritzen nicht aktiviert oder direkt befüllt werden. If the second injection of matrix material is carried out via at least one injection opening arranged in at least one second partial mold, it is advantageously possible to ensure a high surface quality and a secure backfilling of cavities by injection over the side facing the viewing area, which after the first injection and the second Close still remain. In this case, the injection of matrix material can be carried out via the same injection openings of the first injection or at least partially via injection openings, via which no matrix material is supplied to the gap during the first injection. In this way, matrix material can advantageously be injected in a targeted manner in the regions during the second injection, which, for example, due to the shaping tend to cavities and thus to a poor surface quality, but are not activated or directly filled during the first injection.

Wird während des ersten Einspritzens ein teilweises erstes Öffnen des Formwerkzeuges durchgeführt, so kann beispielsweise beim ersten Schließen das Formwerkzeug stärker geschlossen werden. Durch ein stärkeres erstes Schließen des Formwerkzeuges kann ein erstes Einpassen beziehungsweise Anlegen des Faser-Matrix-Halbzeuges an die zumindest erste Teilform vorgenommen werden, dass dann durch das erste Einspritzen von Matrixmaterial und durch ein gleichzeitiges Öffnen des Formwerkzeuges fortgeführt wird. Dadurch kann vermieden werden, dass beispielsweise bei einer geometrisch ungünstigen Form durch das erste Einspritzen von Matrixmaterial das Faser-Matrix-Halbzeug ungünstig verschoben beziehungsweise weggedrückt wird. Dabei kann durch das Öffnen während des Einspritzens ein ausreichend großer freibleibender Raum zwischen dem Faser-Matrix-Halbzeug und der zumindest einen zweiten Teilform hergestellt werden, sodass ausreichend Matrixmaterial in den Spalt eingepresst werden kann, dass sich dann nachfolgend während des zweiten Schließens optimal auf dem Faser-Matrix-Halbzeug verteilen und dasselbe überfluten kann.If, during the first injection, a partial first opening of the molding tool is carried out, then, for example, during the first closing, the molding tool can be closed more strongly. By a stronger first closing of the molding tool, a first fitting or application of the fiber-matrix semifinished product can be made to the at least first part form, which is then continued by the first injection of matrix material and by a simultaneous opening of the molding tool. This can avoid that, for example, in a geometrically unfavorable shape by the first injection of matrix material, the fiber-matrix semifinished product is unfavorably displaced or pushed away. In this case, by opening during the injection, a sufficiently large remaining free space between the fiber-matrix semifinished product and the at least one second part form can be produced, so that sufficient matrix material can be pressed into the gap, that then optimally on the Distribute fiber matrix semifinished product and can flood it.

Weist dabei der Spalt nach dem ersten Einspritzen einen Offset insbesondere von 1 bis 4 mm im Vergleich zu einem Spalt bei vollständig geschlossenem Formwerkzeug auf, so kann eine optimale Verteilung des Matrixmaterials auf dem eingelegten Faser-Matrix-Halbzeug erreicht werden. Dabei versteht man unter einem Offset denjenigen Hub, um den die erste Teilform gegenüber der zumindest einen zweiten Teilform – oder umgekehrt – während des zweiten Schließens verstellt werden muss, um das Formwerkzeug vollständig zu schließen.If the gap after the first injection has an offset, in particular of 1 to 4 mm, compared to a gap with a completely closed mold, an optimal distribution of the matrix material on the inserted fiber-matrix semifinished product can be achieved. In this case, an offset is understood to mean that stroke by which the first part shape must be adjusted relative to the at least one second part shape-or vice versa-during the second closing in order to completely close the molding tool.

Wird vor dem zweiten Schließen eine Materialzufuhr, über die Matrixmaterial zu der zumindest einen Einspritzöffnung geleitet wird, dichtend verschlossen, so kann vorteilhaft verhindert werden, dass aufgrund des zweiten Schließens und des damit einhergehenden Druckaufbaus aus dem Spalt Matrixmaterial zurück in die Materialzufuhr gedrückt wird. Dadurch kann einem unerwünschten Materialverlust innerhalb des Spaltes über die Einspritzöffnung entgegengewirkt und aufgrund der erhöhten Prozesssicherheit ein reproduzierbar gutes Ergebnis erreicht werden.If, prior to the second closing, a material supply, via which matrix material is conducted to the at least one injection opening, is sealingly closed, it can advantageously be prevented that matrix material is forced back into the material supply due to the second closing and the concomitant pressure build-up from the gap. This can counteract undesired material loss within the gap via the injection opening and due to the increased process reliability, a reproducibly good result can be achieved.

Ist der Einspritzdruck während des zweiten Einspritzens von Matrixmaterial in den Spalt größer, insbesondere 1,5 bis 8 Mal größer, als ein Einspritzdruck während des ersten Einspritzens von Matrixmaterial in den Spalt, so kann bei geringem Druck während des ersten Einspritzens und bei hoher Massentemperatur ein hohes Massenvolumen in kurzer Zeit in den Spalt eingebracht werden und dadurch ein Anlegen des Faser-Matrix-Halbzeuges an die zumindest eine erste Teilform erreicht werden. Zudem kann aufgrund des schnellen Verfüllens und der hohen Massetemperatur die Fließeigenschaft des Matrixmaterials beim nachfolgenden zweiten Schließen des Formwerkzeuges verbessert werden. Der hohe Spritzdruck beim zweiten Einspritzen stellt wiederum eine nahezu vollständige Verfüllung verbleibender Kavitäten sicher, wobei in diesem Fall kein hohes Massenvolumen mehr notwendig ist, da bevorzugt das meiste Matrixmaterial während des ersten Einspritzens in den Spalt appliziert wird. Somit können beispielsweise die Einspritzöffnungen für das erste Einspritzen größer ausgebildet sein, als die Einspritzöffnungen, die zum zweiten Einspritzen verwendet werden.If the injection pressure during the second injection of matrix material into the gap is greater, in particular 1.5 to 8 times greater than an injection pressure during the first injection of matrix material into the gap, then a low pressure during the first injection and at high mass temperature high mass volume can be introduced into the gap in a short time and thereby an application of the fiber-matrix semifinished product to the at least one first part form can be achieved. In addition, due to the rapid filling and the high melt temperature, the flow properties of the matrix material can be improved during the subsequent second closing of the molding tool. The high injection pressure during the second injection again ensures almost complete filling of remaining cavities, in which case no high mass volume is necessary, since most of the matrix material is preferably applied to the gap during the first injection. Thus, for example, the injection openings for the first injection may be made larger than the injection openings used for the second injection.

Durch das zweite Einspritzen von Matrixmaterial in den Spalt ist es insbesondere auch möglich, die Konsolidierung des Faser-Matrix-Halbzeugs deutlich zu steigern. Dabei wird unter dem Begriff „Konsolidierung” insbesondere ein reziproker Luftanteil im Material des Faser-Matrix-Halbzeugs verstanden. Bevorzugt kann durch das zweite Einspritzen von Matrixmaterial die Konsolidierung auf annährend 100% gesteigert werden.By the second injection of matrix material into the gap, it is also possible in particular to significantly increase the consolidation of the fiber-matrix semifinished product. In this case, the term "consolidation" is understood in particular to mean a reciprocal proportion of air in the material of the fiber-matrix semifinished product. Preferably, by the second injection of matrix material, the consolidation can be increased to approximately 100%.

In einem weiteren Aspekt wird ein Faser-Matrix-Verbund vorgeschlagen, der nach einem Verfahren wie zuvor beschrieben hergestellt ist. Aufgrund der Herstellung nach dem zuvor beschriebenen Verfahren kann der Faser-Matrix-Verbund dünne Wandstärken aufweisen, bei gleichzeitig hoher mechanischer Belastbarkeit und Stabilität und/oder die Oberflächenbeschaffenheit im Sichtbereich des Faser-Matrix-Verbundes kann eine hohe Oberflächenqualität aufweisen.In another aspect, a fiber-matrix composite made by a method as described above is proposed. Due to the production by the method described above, the fiber-matrix composite can have thin wall thicknesses, with high mechanical strength and stability and / or the surface finish in the field of view of the fiber-matrix composite can have a high surface quality.

In einem weiteren Aspekt wird ein Formwerkzeug zur Herstellung eines Faser-Matrix-Verbundes nach einem wie zuvor beschriebenen Verfahren vorgeschlagen. Mittels eines derartigen Formwerkzeuges können die zuvor beschriebenen Vorteile erreicht werden.In a further aspect, a mold for producing a fiber-matrix composite is proposed according to a method as described above. By means of such Forming tool, the advantages described above can be achieved.

Es zeigen, jeweils schematisch:It show, each schematically:

1 ein geöffnetes Formwerkzeug mit eingelegtem Faser-Matrix-Halbzeug, 1 an open mold with inserted fiber matrix semifinished product,

2 ein teilweise geschlossenes Formwerkzeug, 2 a partially closed mold,

3 ein erstes Einspritzen von Matrixmaterial in ein teilweise geschlossenes Formwerkzeug, 3 a first injection of matrix material into a partially closed mold,

4 ein vollständig geschlossenes Formwerkzeug, 4 a completely closed mold,

5 einen in einem geschlossenen Formwerkzeug angeordneten Faser-Matrix-Verbund nach einem zweiten Einspritzen von Matrixmaterial. 5 a arranged in a closed mold fiber-matrix composite after a second injection of matrix material.

Ein Formwerkzeug 1, wie in 1 dargestellt, weist zumindest eine erste Teilform 2 und zumindest eine zweite Teilform 3 auf. Zwischen der ersten Teilform 2 und der zweiten Teilform 3 ist bei geöffnetem Formwerkzeug 1 ein Spalt 4 angeordnet, in den zumindest ein Faser-Matrix-Halbzeug 5 eingelegt werden kann. Dabei ist es auch denkbar, dass in den Spalt 4 zwei oder mehrere Faser-Matrix-Halbzeuge 5 eingelegt werden, die dann durch den nachfolgenden Prozess miteinander verbunden werden. Dabei wird durch das Einlegen das Faser-Matrix-Halbzeug 5 so in dem Formwerkzeug 1 positioniert, dass es nach dem Einlegen an der ersten Teilform 2 anliegt.A mold 1 , as in 1 shown, has at least a first part shape 2 and at least a second part form 3 on. Between the first part form 2 and the second part form 3 is with the mold open 1 A gap 4 arranged in the at least one fiber-matrix semifinished product 5 can be inserted. It is also conceivable that in the gap 4 two or more fiber-matrix semi-finished products 5 are inserted, which are then interconnected by the subsequent process. By inserting the fiber-matrix semifinished product 5 so in the mold 1 positioned it after insertion on the first part mold 2 is applied.

In der zweiten Teilform 3 ist zumindest eine Einspritzöffnung 6, 6', 6'' vorgesehen, über die Matrixmaterial 7, 7' in den Spalt eingespritzt werden kann. Dabei wird das Matrixmaterial 7, 7' über Zuleitungen 8, die in der zweiten Teilform 3 ausgebildet sind, den Einspritzöffnungen 6, 6', 6'' zugeführt. Eine Materialzufuhr 9 ist beispielsweise als eine Schneckenpresse oder Schneckenpumpe ausgebildet, so dass die hohen benötigten Spritzdrücke aufgebaut werden können.In the second part form 3 is at least one injection port 6 . 6 ' . 6 '' provided, over the matrix material 7 . 7 ' can be injected into the gap. This is the matrix material 7 . 7 ' via supply lines 8th in the second part form 3 are formed, the injection openings 6 . 6 ' . 6 '' fed. A material feed 9 For example, it is designed as a screw press or screw pump, so that the high injection pressures required can be built up.

Durch ein erstes Schließen 10 kann bei eingelegtem Faser-Matrix-Halbzeug 5 das Formwerkzeug 1 zumindest teilweise geschlossen werden, wie in 2 gezeigt.By a first closing 10 can with inserted fiber matrix semifinished product 5 the mold 1 be at least partially closed, as in 2 shown.

Bei nun teilweise geschlossenem Formwerkzeug 1 wird, wie in 3 dargestellt, wird Matrixmaterial 7 über zumindest eine Einspritzöffnung 6, 6', die in der zweiten Teilform 3 ausgebildet sind, in den Spalt 4 unter geringem Spritzdruck aber mit hoher Massentemperatur und hohem Massenvolumen eingespritzt. Durch dieses erste Einspritzen 11 von Matrixmaterial 7 in den Spalt 4 wird das Faser-Matrix-Halbzeug 5 verstärkt an die zumindest eine erste Teilform 2 angepresst beziehungsweise angelegt. Da das Formwerkzeug 1, wie in 2 und 3 gezeigt, nur teilweise geschlossen ist und demzufolge ein Offset 12 von bevorzugt 1 bis 4 mm aufweist, kann sich das Matrixmaterial 7 einfach in einem freibleibendem Raum 13 zwischen dem eingelegten Faser-Matrix-Halbzeug 5 und der zumindest einen zweiten Teilform 3 anhäufen und verteilen.With now partially closed mold 1 will, as in 3 shown, is matrix material 7 via at least one injection opening 6 . 6 ' in the second part form 3 are formed in the gap 4 injected under low injection pressure but with high mass temperature and high mass volume. Through this first injection 11 of matrix material 7 in the gap 4 becomes the fiber matrix semifinished product 5 reinforced to the at least one first part form 2 pressed or created. Because the mold 1 , as in 2 and 3 shown is only partially closed and therefore an offset 12 of preferably 1 to 4 mm, the matrix material may be 7 simply in a free space 13 between the inserted fiber-matrix semifinished product 5 and the at least one second part form 3 accumulate and distribute.

Wird nun ein zweites Schließen 14 gemäß 3 durchgeführt, bei dem das Formwerkzeug 1 bis zu seiner Endstellung 15 vollständig geschlossen wird, so verteilt sich das Matrixmaterial 7 zunehmend in dem kleiner werdenden Spalt 4 vorrangig auf der Oberfläche des Faser-Matrix-Halbzeuges 5, aber auch unter Verfüllung von Zwischenräumen 16 zwischen dem Faser-Matrix-Halbzeug 5 beziehungsweise in demselben, wie in 4 gezeigt.Will now be a second close 14 according to 3 performed, in which the mold 1 until its end position 15 is completely closed, so distributes the matrix material 7 increasingly in the diminishing gap 4 primarily on the surface of the fiber-matrix semifinished product 5 , but also under filling of gaps 16 between the fiber-matrix semifinished product 5 or in the same, as in 4 shown.

Um die Oberflächenqualität des fertigen Faser-Matrix-Verbundes 17, wie in 5 gezeigt, weiter zu verbessern, können durch ein zweites Einspritzen 18 von Matrixmaterial 7' etwaig verbleibende Kavitäten 19, wie in 4 gezeigt, die auch nach dem ersten Einspritzen 11 und zweiten Schließen 14 noch auftreten können, vollständig verfüllt werden. Da das zweite Einspritzen 18 unter einem hohen Spritzdruck vorgenommen wird, kann eine optimale Oberflächenqualität eines Sichtbereiches 20, der durch die zweite Teilform 3 ausgebildet wird, erreicht werden, da beispielsweise eine Rückbildung von Bindenähten, die nach dem zweiten Schließen auftreten können, durch Verfüllung und Verpressung erreicht werden kann.To the surface quality of the finished fiber-matrix composite 17 , as in 5 shown to further improve can be injected through a second 18 of matrix material 7 ' any remaining cavities 19 , as in 4 shown even after the first injection 11 and second closing 14 still occur, can be completely filled. Because the second injection 18 under a high injection pressure, can provide an optimal surface quality of a viewing area 20 passing through the second part form 3 is formed, can be achieved, for example, as a regression of weld lines, which may occur after the second closing, can be achieved by backfilling and compression.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 69131459 T2 [0005] DE 69131459 T2 [0005]

Claims (9)

Verfahren zur Herstellung eines Faser-Matrix-Verbundes (17) aus zumindest einem Faser-Matrix-Halbzeug (5) mit einem zumindest eine erste Teilform (2) und zumindest eine zweite Teilform (3) aufweisenden Formwerkzeug (1), umfassend folgende Teilschritte: – ein Einlegen des Faser-Matrix-Halbzeuges (5) in einen zwischen der zumindest einen ersten Teilform (2) und der zumindest einen zweiten Teilform (3) angeordneten Spalt (4) des geöffneten Formwerkzeuges (1), wobei das Faser-Matrix-Halbzeug (5) nach dem Einlegen an der zumindest einen ersten Teilform (2) anliegt, – ein erstes Schließen (10) des Formwerkzeuges (1), – ein erstes Einspritzen (11) von Matrixmaterial (7) in den Spalt (4), wobei das Matrixmaterial (7) Ungleichmäßigkeiten des Faser-Matrix-Halbzeuges (5) im heißen Zustand ausgleicht – ein Pressschritt, zur vollständigen Konsolidierung des Faser-Matrix-Halbzeuges (5) und – ein zweites Schließen (14) zu einem geschlossenen Formwerkzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial (7) durch zumindest eine in zumindest einer zweiten Teilform (3) angeordnete Einspritzöffnung (6, 6', 6'') in den Spalt (4) eingespritzt wird.Process for producing a fiber-matrix composite ( 17 ) from at least one fiber-matrix semifinished product ( 5 ) with at least one first partial form ( 2 ) and at least a second partial form ( 3 ) having molding tool ( 1 ), comprising the following sub-steps: - an insertion of the fiber-matrix semifinished product ( 5 ) into one between the at least one first partial form ( 2 ) and the at least one second partial form ( 3 ) arranged gap ( 4 ) of the opened mold ( 1 ), wherein the fiber-matrix semifinished product ( 5 ) after insertion on the at least one first part form ( 2 ), - a first closing ( 10 ) of the molding tool ( 1 ), - a first injection ( 11 ) of matrix material ( 7 ) in the gap ( 4 ), the matrix material ( 7 ) Irregularities of the fiber-matrix semifinished product ( 5 ) in the hot state - a pressing step, for complete consolidation of the fiber-matrix semifinished product ( 5 ) and - a second closing ( 14 ) to a closed mold ( 1 ), characterized in that the matrix material ( 7 ) by at least one in at least a second partial form ( 3 ) arranged injection port ( 6 . 6 ' . 6 '' ) in the gap ( 4 ) is injected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Einspritzen (18) von Matrixmaterial (7') nach dem zweiten Schließen (14) durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that a second injection ( 18 ) of matrix material ( 7 ' ) after the second closing ( 14 ) is carried out. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Einspritzen (18) von Matrixmaterial (7') über zumindest eine in zumindest einer zweiten Teilform (3) angeordnete Einspritzöffnung (6, 6', 6'') vorgenommen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second injection ( 18 ) of matrix material ( 7 ' ) via at least one in at least a second partial form ( 3 ) arranged injection port ( 6 . 6 ' . 6 '' ) is made. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein teilweises erstes Öffnen des Formwerkzeuges (1) während des ersten Einspritzens (11) durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a partial first opening of the molding tool ( 1 ) during the first injection ( 11 ) is carried out. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (4) nach dem ersten Einspritzen (11) einen ersten Offset (12), vorzugsweise von 1 bis 4 mm, im Vergleich zu einem Spalt (4) bei vollständig geschlossenem Formwerkzeug (1) aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gap ( 4 ) after the first injection ( 11 ) a first offset ( 12 ), preferably from 1 to 4 mm, compared to a gap ( 4 ) with completely closed mold ( 1 ) having. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem zweiten Schließen (14) eine Materialzufuhr (9), über die Matrixmaterial (7, 7') zu der zumindest einen Einspritzöffnung (6, 6', 6'') geleitet wird, dicht verschlossen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that before the second closing ( 14 ) a material supply ( 9 ), about the matrix material ( 7 . 7 ' ) to the at least one injection opening ( 6 . 6 ' . 6 '' ), is sealed tightly. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einspritzdruck während des zweiten Einspritzens (18) von Matrixmaterial (7') in den Spalt (4) größer, vorzugsweise 1,5 bis 8 mal größer ist als ein Einspritzdruck während des ersten Einspritzens (11) von Matrixmaterial (7') in den Spalt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an injection pressure during the second injection ( 18 ) of matrix material ( 7 ' ) in the gap ( 4 ) is greater, preferably 1.5 to 8 times greater than an injection pressure during the first injection ( 11 ) of matrix material ( 7 ' ) in the gap. Faser-Matrix-Verbund (17), hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Fiber matrix composite ( 17 ), prepared by a process according to any one of the preceding claims. Formwerkzeug (1) zur Herstellung eines Faser-Matrix-Verbundes (17) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Molding tool ( 1 ) for producing a fiber-matrix composite ( 17 ) with a method according to any one of claims 1 to 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE69131459T2 (en) 1990-12-21 2000-03-16 Sumitomo Chemical Co Process for producing a multi-layer molded body

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