DE102015113688A1

DE102015113688A1 - Verfahren zur Herstellung eines Bauteils

Info

Publication number: DE102015113688A1
Application number: DE102015113688.0A
Authority: DE
Inventors: Marc FETTE; Axel Siegfried Herrmann; Georg Lonsdorfer; Hauke Seegel; Jens Wulfsberg; Patrick Schiebel
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2017-02-23
Also published as: US20170050394A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (40) mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen (10) eines ersten, plattenförmigen Halbzeugs (20) und eines zweiten Halbzeugs (22), wobei das erste Halbzeug (20) ein erstes, duroplastisches Reaktionsharz (24) mit ungerichtet eingebrachten Langfasern (26) aufweist, das zweite Halbzeug (22) einen gerichteten Verbund (28) von Endlosfasern (30) aufweist, die Endlosfasern (30) eine mittlere Endlosfaserlänge l von mindestens 80 mm aufweisen, und die Langfasern (26) eine mittlere Langfaserlänge k aufweisen, die um mindestens 30 mm kürzer als die mittlere Endlosfaserlänge l ist; b) Auflegen (12) des zweiten Halbzeugs (22) auf das erste Halbzeug (20), so dass zumindest das erste Halbzeug (20) und das zweite Halbzeug (22) eine Halbzeuggruppe (32) bilden; c) Einlegen (14) der Halbzeuggruppe (32) in ein erstes Formteil (34) einer mehrteiligen Form (36) einer Presse (38), wobei die Halbzeuggruppe (32) das erste Formteil (34) nach dem Einlegen zwischen 70% und 95% bedeckt; d) Fließpressumformen (16) der Halbzeuggruppe (32) mittels der Form (36) zu dem Bauteil (40); und e) Entnehmen des Bauteils (40).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mittels Fließpressumformen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aus dem Stand der Technik sind Faser-Kunststoff-Verbundbauteile bekannt. Ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil kann auch als faserverstärktes Kunststoffbauteil bezeichnet sein. Zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen können teigartige Pressmassen aus einem duroplastischen Reaktionsharz und Glasfasern vorgesehen sein. Das duroplastische Reaktionsharz kann auch als Matrix oder Matrixmaterial bezeichnet sein. Die Glasfasern sind zufällig verteilt in das Reaktionsharz eingemischt. Die teigartige Pressmasse kann fertig zur Verarbeitung vorliegen. In diesem Fall handelt es sich um ein Halbzeug. Als Reaktionsharz können beispielsweise Polyester- oder Vinylesterharze verwendet werden. Die Glasfasern können mittels eines Schneidwerks möglichst gleichmäßig auf das Reaktionsharz aufgestreut werden. Typische Glasfaserlängen sind zwischen 25 mm und 50 mm.
Aufgrund der beschränkten Länge der Glasfasern kann ein duroplastisches Reaktionsharz mit eingemischten Glasfasern auch für komplexe Bauteile, insbesondere mit kleinen Krümmungsradien, verwendet werden. Denn das duroplastische Reaktionsharz kann, solange es noch als nicht vollständig polymerisiertes Halbzeug vorliegt, besonders einfach verformt, zugeschnitten, ausgerollt, gestreckt und/oder gestaucht werden. Die begrenzte Länge der Glasfasern verhindert nicht, dass die zuvor genannten Verarbeitungsschritte ohne größeren Aufwand ausgeführt werden können.
Sofern die gewünschte Form des herzustellenden Bauteils vorliegt, kann das Reaktionsharz durch Erwärmen polymerisiert werden, so dass eine Verfestigung eintritt und das Bauteil entsteht.
Ein Nachteil des zuvor erläuterten Verfahrens zur Herstellung eines Bauteils zeichnet sich dadurch aus, dass das Bauteil eine geringe Steifigkeit und/oder eine geringe Festigkeit aufweisen kann.
Aus dem Stand der Technik sind außerdem sogenannte vorimprägnierte Fasern, die auch als Prepreg bezeichnet werden, bekannt. Prepregs können beispielsweise mit Reaktionsharz vorimprägnierte textile Halbzeuge sein, die zur Herstellung von Bauteilen unter einer bestimmten Temperatur und/oder unter einem bestimmten Druck ausgehärtet werden können. Die zur Imprägnierung verwendeten Reaktionsharze können duroplastische Reaktionsharze sein, die vor dem Aushärten noch nicht bzw. noch nicht vollständig polymerisiert sind. Das textile Halbzeug weist vorzugsweise Endlosfasern auf, die deutlich länger als die zuvor genannten Glasfasern sind.
Aufgrund der langen Faserlänge des textilen Halbzeugs des Prepregs ist dieses zumeist nicht dazu geeignet, um besonders kleinen Biegeradien zu folgen, beispielsweise durch Biegeumformung. Jedoch können die aus einem Prepreg hergestellten Bauteile eine hohe Steifigkeit und/oder eine hohe Festigkeit aufweisen.
Das Dokument „Combination of carbon fibre sheet moulding Compound (SMC) and Prepreg compression moulding in aerospace industry", Procedia Engineering, Volume 81, 2014, pages 1601–1607, betrifft ein Kompositmaterial, das aus einem Karbonfaser-SMC und einem Prepreg hergestellt ist.
Bei Versuchen zur Herstellung eines derartigen Kompositmaterials wurde festgestellt, dass das SMC und der Prepreg stark unterschiedliche Fließeigenschaften aufweisen. Wird das Kompositmaterial mittels eines Fließpressumformprozesses hergestellt, kann es zu einer ungewünschten Verteilung des Reaktionsharzes mit den eingebrachten Verstärkungsfasern des SMCs in Relation zu dem Prepreg, oder umgekehrt, kommen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es kann als eine Aufgabe der Erfindung aufgefasst werden, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus unterschiedlichen Kunststoff-Halbzeugen bereitzustellen, das eine möglichst gewünschte Verteilung der Anteile der Halbzeuge an dem Bauteil aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils vorgeschlagen, das folgende Schritte aufweist:

a) Bereitstellen eines ersten, plattenförmigen Halbzeugs und eines zweiten Halbzeugs, wobei das erste Halbzeug ein erstes, duroplastisches Reaktionsharz mit ungerichtet eingebrachten Langfasern aufweist, das zweite
Halbzeug einen gerichteten Verbund an Endlosfasern aufweist, die Endlosfasern eine mittlere Endlosfaserlänge von mindestens 80 mm aufweisen, und die Langfasern eine mittlere Langfaserlänge aufweisen, die um mindestens 30 mm kürzer als die mittlere Endlosfaserlänge ist;
b) Auflegen des zweiten Halbzeugs auf das erste Halbzeug, so dass mindestens das erste Halbzeug und das zweite Halbzeug eine Halbzeuggruppe bilden;
c) Einlegen der Halbzeuggruppe in ein erstes Formteil einer mehrteiligen Form einer Presse, wobei die Halbzeuggruppe das erste Formteil nach dem Einlegen zwischen 70% und 95% deckt;
d) Fließpressumformen der Halbzeuggruppe mittels der Form zu einem Bauteil; und
e) Entnehmen des Bauteils.

Wie aus dem Schritt a) zu entnehmen ist, ist das erste Halbzeug plattenförmig. So kann das erste Halbzeug beispielsweise als Folie ausgestaltet sein. Gegenüber einer Längserstreckung oder Quererstreckung des plattenförmigen Halbzeugs, welche eine Oberfläche des Halbzeugs bestimmen können, kann eine Plattenstärke des Halbzeugs, also eine Erstreckung des Halbzeugs in einer zu der Halbzeugoberfläche orthogonalen Richtung, besonders klein ausfallen. So beträgt die Plattenstärke beispielsweise maximal 1/10 der Quererstreckung und/oder Längserstreckung des ersten Halbzeugs. Unter einem ersten Halbzeug soll vorzugsweise das erste, plattenförmige Halbzeug verstanden werden.
Das erste, duroplastische Reaktionsharz kann beispielsweise ein Epoxidharz, ein Vinylesterharz und/oder ein ungesättigtes Polyesterharz sein oder darauf basieren. Unter einem ersten Reaktionsharz kann vorzugsweise das erste, duroplastische Reaktionsharz verstanden werden.
Für das erste Halbzeug sind Langfasern in das erste Reaktionsharz ungerichtet eingebracht. Innerhalb des ersten Reaktionsharzes können die Langfasern beispielsweise verteilt angeordnet sein, so dass sich eine beliebige Richtung der jeweiligen Fasern ergibt. Die Langfasern können beispielsweise Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Naturfasern und/oder Glasfasern sein. Die Langfasern können zu einem Faservlies und/oder zu einer Fasermatte ausgestaltet sein. Hierzu können die Langfasern als rezyklierte Langfasern ausgestaltet sein. Die rezyklierten Langfasern können beispielsweise pyrolisiert und/oder trocken ausgestaltet sein. Die Langfasern können eine mittlere Langfaserlänge von beispielsweise 10 mm bis zu 79 mm aufweisen.
Vorzugsweise kann das erste Halbzeug als ein sogenanntes Sheet Moulding Compound (SMC) ausgestaltet sein, wobei das Sheet Moulding Compound das erste, duroplastische Reaktionsharz mit ungerichtet eingebrachten Langfasern aufweist.
Das erste Halbzeug kann vor dem Bereitstellen gemäß Schritt a) vorgefertigt sein. So kann das erste Halbzeug als eine plattenförmige, teigartige Pressmasse hergestellt sein.
Gemäß Schritt a) wird außerdem ein zweites Halbzeug bereitgestellt. Das zweite Halbzeug weist einen gerichteten Verbund von Endlosfasern auf. Endlosfasern zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine mittlere Endlosfaserlänge von mindestens 80 mm aufweisen. Der gerichtete Verbund von Endlosfasern kann sich dadurch auszeichnen, dass die Endlosfasern zumindest teilweise miteinander verbunden sind und/oder derart zueinander angeordnet sind, dass sich die Endlosfasern gegenseitig halten. Durch die genannte Verbindung bzw. das gegenseitige Halten kann der Verbund von Endlosfasern entstehen. Die Endlosfasern können außerdem zumindest im Wesentlichen entlang einer vorbestimmten Trajektorie ausgelegt und/oder ausgerichtet sein, so dass der Verbund von Endlosfasern gerichtet ist. Die Herstellung des zweiten Halbzeugs mit dem gerichteten Verbund von Endlosfasern kann bereits vor dem Bereitstellen gemäß dem Schritt a) erfolgen.
Die Endlosfasern können beispielsweise als Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Naturfasern und/oder Glasfasern ausgestaltet sein. Nach ihrer Herstellung können die Endlosfasern zueinander angeordnet und/oder miteinander verbunden werden, so dass der Verbund von Endlosfasern entsteht. Dieser Verbund von Endlosfasern bildet einen Teil des zweiten Halbzeugs. Außerdem kann das zweite Halbzeug ein zweites Reaktionsharz aufweisen. Das zweite Reaktionsharz ist vorzugsweise ein duroplastisches Reaktionsharz. Die Endlosfasern des zweiten Halbzeugs können mit dem zweiten Reaktionsharz imprägniert sein. Die Imprägnierung der Endlosfasern mit dem zweiten Reaktionsharz kann zur Ausrichtung des Verbundes von Endlosfasern unterstützend verwendet werden. So kann der Verbund von Endlosfasern zunächst gerichtet und sodann mit dem zweiten Reaktionsharz imprägniert werden, so dass die Endlosfasern mittels des zweiten Reaktionsharzes miteinander verbunden sind, was eine Stabilisierung des gerichteten Verbunds von Endlosfasern bewirkt. Das zweite Reaktionsharz kann beispielsweise ein Epoxidharz, ein Vinylesterharz und/oder ein ungesättigtes Polyesterharz sein oder darauf basieren.
Das erste Reaktionsharz und/oder das zweite Reaktionsharz können für den Schritt a) nicht und/oder teilweise polymerisiert sein. Außerdem können das erste Reaktionsharz und das zweite Reaktionsharz auf dem gleichen Reaktionsharz basieren, aus dem gleichen Stoff hergestellt sein und/oder aus stoffschlüssig unmittelbar miteinander verbindbaren, insbesondere unterschiedlichen, Stoffen hergestellt sein.
Gemäß Schritt a) ist es vorgesehen, dass die Langfasern eine mittlere Langfaserlänge aufweisen, die um mindestens 30 mm kürzer als die mittlere Endlosfaserlänge ist. Vorzugsweise sind die Endlosfasern bzw. die Langfasern dadurch bestimmt, dass eine mittlere Endlosfaserlänge mindestens 50 mm, 60 mm, 70 mm, 80 mm, 90 mm oder 100 mm Länge als die mittlere Langfaserlänge ist. Indem für die Endlosfasern eine deutlich größere, mittlere Länge als für die Langfasern vorgesehen ist, kann das herzustellende Bauteil eine besonders hohe Steifigkeit und Festigkeit aufweisen.
Bevorzugt können die Endlosfasern eine mittlere Endlosfaserlänge aufweisen, die zwischen 60% und 120%, vorzugsweise zwischen 70% und 100%, einer Diagonallänge des herzustellenden Bauteils entspricht. So könnten sich die Endlosfasern in einer theoretisch gestreckten Betrachtungsweise deutlich über die Hälfte der Diagonallänge des herzustellenden Bauteils erstrecken. Die Endlosfasern eignen sich deshalb sehr vorteilhaft, um bei dem herzustellenden Bauteil eine besonders vorteilhafte Kraftverteilung, Festigkeit und/oder Steifigkeit zu erzielen.
Um die Halbzeuggruppe zu bilden, wird gemäß Schritt b) das zweite Halbzeug auf das erste Halbzeug gelegt. Grundsätzlich können noch weitere erste Halbzeuge und/oder noch weitere zweite Halbzeuge vorgesehen werden, die in einer Mehrschichtanordnung zueinander aufgelegt werden können, um die Halbzeuggruppe zu bilden. Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, dass ein erstes Halbzeug immer unmittelbaren, anliegenden Kontakt zu einem der zweiten Halbzeuge aufweist. Zur einfacheren Nachvollziehbarkeit soll im Weiteren exemplarisch eine Halbzeuggruppe erörtert werden, bei der das zweite Halbzeug auf dem ersten Halbzeug liegt. Analoge Überlegungen gelten, wenn mehrere zweite Halbzeuge und mehrere erste Halbzeuge für die Halbzeuggruppe vorgesehen sind.
Besonders bevorzugt wird das zweite Halbzeug derart auf das erste Halbzeug aufgelegt, dass das zweite Halbzeug vollständig auf dem ersten Halbzeug aufliegt. Insbesondere ragt das zweite Halbzeug nicht über seitliche Ränder des ersten Halbzeugs hinaus. Vielmehr kann es vorgesehen sein, dass ein Randbereich des ersten Halbzeugs nicht von dem zweiten Halbzeug bedeckt ist. So kann das zweite Halbzeug auf einem Bereich der Oberfläche des ersten Halbzeugs aufgelegt werden, der radial innenseitig zu dem genannten Randbereich des ersten Halbzeugs ist. So kann das zweite Halbzeug vorzugsweise mittig auf das erste Halbzeug aufgelegt werden. Andere Ausrichtungen können vorgesehen sein. Dies gilt insbesondere dann, wenn das erste Halbzeug und/oder das zweite Halbzeug eine unsymmetrische Form aufweist. Grundsätzlich sind Strategien zur Ausrichtung von Fasern für ein faserverstärktes Bauteil aus dem Stand der Technik bekannt. Diese können hier ebenfalls angewendet werden.
Die Halbzeuggruppe wird gemäß Schritt c) in ein erstes Formteil einer mehrteiligen Form einer Presse eingelegt. Dabei bedeckt die Halbzeuggruppe das erste Formteil nach dem Einlegen zwischen 70% und 95%. Bei der Presse kann es sich um eine Fließpresse handeln. Die Presse kann mehrere Formteile aufweisen, von denen eines das erste Formteil ist. Das erste Formteil kann eine Grundfläche aufweisen, auf oder über die die Halbzeuggruppe gelegt wird. So kann das erste Formteil beispielsweise schalenförmig und/oder konkav ausgestaltet sein. In diesem Fall kann die Halbzeuggruppe in den Innenraum des ersten Formteils gelegt werden. Dabei bedeckt die Halbzeuggruppe die Innenfläche des Formteils zwischen 70% und 95%. Grundsätzlich kann das erste Formteil auch nicht schalenförmig, sondern beispielsweise eine nach außen gewölbte Anpressfläche aufweisen. In diesem Fall kann die Halbzeuggruppe auf die Anpressfläche des Formteils gelegt werden, wobei die Halbzeuggruppe die Anpressfläche zwischen 70% und 95% bedeckt. Mit dem Einlegen der Halbzeuggruppe in das erste Formteil kann deshalb auch ein Auflegen der Halbzeuggruppe auf das erste Formteil verstanden sein. Das erste Formteil der Presse kann beispielsweise eine sogenannte Matrize sein. Das erste Formteil kann damit die äußere Form zumindest eines Teils des Bauteils bestimmen. Ein zweites Bauteil der Presse kann ein Stempel sein. Dieser Stempel kann korrespondierend zu der Matrize der Presse ausgestaltet sein. Der Stempel kann mit dem ersten Formteil derart zueinander verfahren werden, dass sich zwischen dem ersten Formteil und dem Stempel eine Kavität ausbildet, das ein Negativ zu dem herzustellenden Bauteil ausbildet. Die Formteile der Presse können also zueinander verfahrbar, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar, ausgestaltet sein, um in einem Zustand eine Kavität für das herzustellende Bauteil auszubilden. Die Presse dient zum Fließpressumformen der Halbzeuggruppe zu dem Bauteil. Somit können die Formteile der Presse auch als Presswerkzeuge bezeichnet sein.
Nachdem die Halbzeuggruppe in das erste Formteil eingelegt ist, erfolgt gemäß Schritt d) das Fließpressumformen der Halbzeuggruppe mittels der Form der Presse zu einem Bauteil. Fließpressumformen ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Das Fließpressumformen kann unter Druckeinwirkung und/oder Wärmeeinwirkung auf die Halbzeuggruppe erfolgen. Dazu können das erste Formteil und/oder die weiteren Formteile der Presse beheizt sein, insbesondere isotherm und/oder gleichmäßig innenbeheizt sein. Dies kann beispielsweise durch eine Öl-Heizung und/oder mittels Ölkanälen in den Formteilen erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann eine elektrische Heizung zum Beheizen der Formteile vorgesehen sein. Indem die Halbzeuggruppe das erste Formteil nach dem Einlegen jedoch schon zu 70% bis 95% bedeckt, treten beim Fließpressumformen nur sehr kurze Fließwege auf. Ein Fließweg betrifft den während des Fließpressumformens zurückgelegten Weg eines Reaktionsharzes, insbesondere des ersten Reaktionsharzes, der Halbzeuggruppe. So kann das erste Reaktionsharz beim Fließpressumformen radial nach außen zu dem Rand der Form gepresst werden. Der bei diesem Pressen auftretende, zurückgelegte Weg wäre dann der Fließweg. Die Halbzeuggruppe umfasst sowohl das erste, plattenförmige Halbzeug als auch das zweite Halbzeug mit den Endlosfasern. Wie zuvor erläutert, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Endlosfasern des zweiten Halbzeugs bereits derart ausgerichtet sind, dass sie vorteilhafte Materialeigenschaften für das herzustellende Bauteil gewährleisten. Es ist deshalb wünschenswert, dass diese Ausrichtung auch nach dem Fließpressumformen erhalten bleibt. Die hohe, jedoch nicht vollständige Bedeckung des ersten Formteils durch die Halbzeuggruppe gewährleistet eine Minimierung des Verzugs während des Fließpressumformens. Außerdem kann eine Reduktion von Poren, Lufteinschlüssen, Oberflächenrissen und/oder Oberflächenbrücken gewährleistet sein. Indem die Halbzeuggruppe das erste Formteil jedoch nicht vollständig bedeckt, kommt es bei dem Fließpressumformen zumindest zu einem kleinen Fließvorgang des mindestens einen Reaktionsharzes der Halbzeuggruppe. Dies gewährleistet eine Konsolidierung und/oder Restimprägnierung der Endlosfasern und/oder Langfasern.
Schließlich kann das Bauteil gemäß Schritt e) aus der Form entnommen werden. Das Bauteil weist nun die vorteilhaften Steifigkeitseigenschaften und/oder Festigkeitseigenschaften auf, die von den Endlosfasern ausgehen können. Darüber hinaus kann das Bauteil eine komplexe Form, insbesondere mit kleinen Krümmungsradien, aufweisen, denn die Halbzeuggruppe, die für das Fließpressumformen verwendet wird, weist auch das erste, plattenförmige Halbzeug mit dem duroplastischen Reaktionsharz und den ungerichteten Langfasern auf, die deutlich kürzer als die Endlosfasern sind. Das erste Reaktionsharz kann deshalb dazu dienen, die Herstellung der komplexen Form des Bauteils zu gewährleisten. Die Festigkeit, insbesondere im Bereich von kleinen Krümmungen, kann durch die Langfasern gewährleistet sein. Krafteinleitungen in derartigen Bereichen können über die Langfasern auf die Endlosfasern übertragen werden, so dass eine vorteilhafte Kraftverteilung auftritt.
Für eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann das Bereitstellen gemäß Schritt a) einen Teilschritt a1) aufweisen: Erwärmen des ersten Halbzeugs und/oder des zweiten Halbzeugs auf eine Formwärmtemperatur. Die Formwärmtemperatur kann derart gewählt sein, dass eine Polymerisierung des ersten Reaktionsharzes und/oder des zweiten Reaktionsharzes nicht beginnt und/oder eine Aushärtung des ersten bzw. zweiten Reaktionsharzes noch nicht abgeschlossen ist, bevor der Schritt d) erfolgt. Das Vorwärmen gemäß dem Teilschritt a1) kann zu einer zeitlichen Verkürzung des Verfahrens, also einer Verkürzung einer Zykluszeit des Verfahrens, und insbesondere des Fließpressumformens, beitragen. Mit anderen Worten kann die Vorwärmung des ersten Halbzeugs und/oder des zweiten Halbzeugs zu einer zeitlichen Beschleunigung des Fließpressumformens gemäß Schritt d) beitragen. Dadurch wird die Ausführung des Verfahrens insgesamt beschleunigt. Die Vorwärmung kann in dem Teilschritt a1) erfolgen oder in einem Schritt, der vor dem Schritt a), also dem Bereitstellen, ausgeführt wird. Auch dieser Schritt kann ein Teil des Verfahrens sein.
Für eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann das Fließpressumformen gemäß Schritt d) den Teilschritt d1) aufweisen: Erwärmen der Halbzeuggruppe. Unter dem Erwärmen der Halbzeuggruppe kann insbesondere auch ein Erhitzen der Halbzeuggruppe verstanden werden. Vorzugsweise wird die Temperatur, insbesondere der Form und/oder der Halbzeuggruppe, beim Erwärmen derart kontrolliert, dass das erste und/oder das zweite Reaktionsharz polymerisiert.
Für eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann das Fließpressumformen gemäß Schritt d) den Teilschritt d2) aufweisen: Zusammenpressen der Halbzeuggruppe mittels der Form, also insbesondere mittels des ersten Formteils und mindestens eines weiteren Formteils, der Presse. Beim Zusammenpressen erfolgt eine Umformung der Halbzeuggruppe, so dass diese sodann die Form des Bauteils annimmt. Nach der Polymerisierung des ersten und/oder zweiten Reaktionsharzes behält das Bauteil die gewünschte Form bei.
Die Teilschritte d1) und d2) können gleichzeitig, teilweise zeitlich überlappend und/oder zeitversetzt erfolgen. Insbesondere kann der Teilschritt d1) vor dem Teilschritt d2) beginnen, oder umgekehrt. Somit kann das Erwärmen der Halbzeuggruppe beispielsweise beginnen, bevor die Halbzeuggruppe durch das Zusammenfahren der Formteile in die gewünschte Form des Bauteils umgeformt wird. Sind die Formteile derart zueinander bewegt, dass ihr Innenraum ein Negativ der Außenform des gewünschten Bauteils annimmt, kann die Erwärmung derart kontrolliert sein, dass die Polymerisierung des ersten und/oder zweiten Reaktionsharzes erfolgt. Ist die Polymerisierung abgeschlossen, können die Formteile auseinandergefahren werden, so dass das Bauteil gemäß Schritt e) entnommen werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Langfasern einen Massenanteil am ersten Halbzeug von zwischen 20 m% und 70 m%, bevorzugt zwischen 30 m% und 50 m%, aufweisen. Ein Mindestanteil der Langfasern am ersten Halbzeug gewährleistet, dass das herzustellende Bauteil eine gewünschte Festigkeit und/oder Steifigkeit, insbesondere im Bereich komplexer Formausgestaltung des herzustellenden Bauteils, aufweist. Denn gerade in den komplexen Formbereichen des Bauteils ist es vorzugsweise das ausgehärtete erste Halbzeug, das das herzustellende Bauteil formt. Mittels der Langfasern können auftretende Kräfte besonders gut verteilt werden, insbesondere an die Endlosfasern. Ein besonders hoher Massenanteil der Langfasern, beispielsweise zwischen 50 m% und 70 m%, gewährleistet eine besonders hohe Steifigkeit und/oder Festigkeit im Bereich des Bauteils, wo das polymerisierte bzw. ausgehärtete erste Halbzeug das Bauteil bildet.
Vorzugsweise weist das erste Halbzeug eine Dicke, insbesondere eine Plattendicke, von bis zu 5 mm auf. Dies gewährleistet, dass das erste Halbzeug vor der Polymerisierung besonders gut formbar ist, insbesondere um sich der Formgebung durch die Formteile der Form anzupassen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Endlosfasern einen Massenanteil an dem zweiten Halbzeug von zwischen 20 m% und 95 m%, besonders bevorzugt zwischen 50 m% und 70 m%, aufweisen. Mit dem bevorzugten Mindestanteil der Endlosfasern am zweiten Halbzeug wird gewährleistet, dass das herzustellende Bauteil eine besonders hohe Steifigkeit und/oder Festigkeit aufweist. Die Endlosfasern können eine mittlere Faserlänge von mindestens 80 mm oder mehr aufweisen. Bei einer Krafteinleitung in das Bauteil können so die eingeleiteten Kräfte besonders gut verteilt werden. Desto höher der Anteil der Endlosfasern am zweiten Halbzeug ist, desto höhere, eingeleitete Kräfte können im Bauteil verteilt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Reaktionsharz des ersten und/oder zweiten Halbzeugs ein Brandschutzadditiv aufweisen kann. Das Brandschutzadditiv kann beispielsweise Aluminiumhydroxid aufweisen und/oder davon gebildet sein. Das Brandschutzadditiv kann einen Gewichtsanteil am ersten bzw. zweiten Halbzeug von 20 m% bis 65 m% aufweisen. Das Brandschutzadditiv kann als Brandhemmer wirken. Desto höher der Anteil des Brandschutzadditivs am entsprechenden Halbzeug ist, desto schwerer entzündet sich das Halbzeug. Entsprechendes gilt deshalb auch für das herzustellende Bauteil. In brandgefährdeten Bereichen oder in Bereichen mit besonders hohen Brandschutzanforderungen kann das Brandschutzadditiv für mindestens eines der beiden Halbzeuge vorgesehen sein, um zu gewährleisten, dass das herzustellende Bauteil eine gewünschte Brandschutzhemmung aufweist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Halbzeuggruppe beim Fließpressumformen gemäß Schritt d) derart verformt wird, dass das entstehende Bauteil einen Innenraum der Form ausfüllt. Bevorzugt fließt die Halbzeuggruppe beim Fließpressumformen zu den Randbereichen der von dem ersten Formteil mitgebildeten Kavität. Aufgrund der hohen Abdeckung durch die Halbzeuggruppe sind die Fließwege jedoch besonders kurz gehalten, so dass es zu den zuvor genannten Vorteilen kommt. Bevorzugt werden beim Fließpressumformen mögliche Kavitäten und/oder nicht imprägnierte Bereiche der Langfasern des ersten Halbzeugs und/oder der Endlosfasern des zweiten Halbzeugs mit dem ersten und/oder dem zweiten Reaktionsharz geschlossen und/oder konsolidiert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich durch den Schritt c1) aus: stoffschlüssiges Fixieren des zweiten Halbzeugs auf dem ersten Halbzeug. Vorzugsweise wird der Schritt c1) vor, nach und/oder mit dem Schritt c) ausgeführt. Insbesondere kann der Schritt c1) einen Teilschritt des Schritts c) bilden. So kann der Schritt c1), also das stoffschlüssige Fixieren, vor dem Einlegen gemäß Schritt c), oder umgekehrt, erfolgen.
Zum stoffschlüssigen Fixieren des zweiten Halbzeugs auf dem ersten Halbzeug kann ein Haftmittel, insbesondere ein Binder, vorgesehen sein. Das Haftmittel ist vorzugsweise ein thermoplastisches Haftmittel. Das Haftmittel kann auf das erste und/oder das zweite Halbzeug aufgebracht, insbesondere aufgesprüht sein, bevor das zweite Halbzeug auf das erste Halbzeug gelegt wird. Das stoffschlüssige Fixieren kann durch ein, insbesondere anschließendes, Erwärmen sowie ein daran anschließendes Abkühlen des thermoplastischen Haftmittels erfolgen.
Durch die bevorzugte stoffschlüssige Fixierung des zweiten Halbzeugs auf dem ersten Halbzeug kann eine Vorpositionierung des zweiten Halbzeugs, insbesondere der zugehörigen Endlosfasern, auf dem ersten Halbzeug erreicht werden. Vorzugsweise kann die stoffschlüssige Fixierung erfolgen, nachdem das erste und das zweite Halbzeug in eine Vorform gelegt sind, die bevorzugt zumindest im Wesentlichen dem ersten Formteil entspricht. Nach dem Einlegen in die Vorform kann das thermoplastische Haftmittel erwärmt und daraufhin wieder abgekühlt werden, so dass eine stoffschlüssige Fixierung, insbesondere eine Haftung, zwischen dem ersten Halbzeug und dem zweiten Halbzeug, insbesondere der zugehörigen Endlosfasern, entsteht. Daraufhin kann die sodann entstandene Halbzeuggruppe, bzw. zumindest ein Teil davon, in das erste Formteil eingelegt werden. Aufgrund der bevorzugt ähnlichen Formgestaltung des ersten Formteils und der Vorform kann das Einlegen mit einer besonders geringen Fehlerrate erfolgen.
Die Fixierung des zweiten Halbzeugs auf dem ersten Halbzeug gewährleistet, dass eine Anordnung des zweiten Halbzeugs relativ zu dem ersten Halbzeug bereits vor dem Fließpressumformen erfolgt. Diese Anordnung bleibt aufgrund der hohen Abdeckung der Halbzeuggruppe bezüglich des ersten Formteils beim Fließpressumformen größtenteils erhalten und/oder führt zu einer sehr ähnlichen Zuordnung. Somit entsteht ein Synergieeffekt aus der Fixierung des zweiten Halbzeugs auf dem ersten Halbzeug und der Ausgestaltung der Halbzeuggruppe, die zwischen 70% und 95% des ersten Formteils beim Einlegen der Halbzeuggruppe bedeckt.
Die Formgebung der Halbzeuggruppe kann vorzugsweise mit Vorformwerkzeugen oder Werkzeugeinlegern erfolgen, um eine Endkontur und/oder einen Einlegezustand in die Form der Presse zu ermöglichen. Besonders bevorzugt sollte eine möglichst exakte Abbildung mittels der Vorformwerkzeuge und/oder Werkzeugeinlegern erzielt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Halbzeuggruppe vor dem Einleger in das erste Formteil der Form der Presse vorumgeformt wird. So kann es beispielsweise von Vorteil sein, wenn, insbesondere bei einer hohen Komplexität und/oder Geometrie des herzustellenden Bauteils, die Vorumformung der Halbzeuggruppe vor dem Fließpressumformen gemäß Schritt d) erfolgt. Bei dem Vorumformen kann aus der Halbzeuggruppe ein dreidimensionaler Vorformling entstehen, der sodann die Halbzeuggruppe für die daraufhin folgenden Verfahrensschritte bildet.
Für das Vorumformen können das erste Halbzeug und/oder das zweite Halbzeug und/oder die Halbzeuggruppe mit einem thermoplastischen Bindemittel, das beispielsweise intrinsisch oder als Pulver ausgestaltet ist, versehen sein, welches beim, insbesondere thermischen, Vorumformen aktiviert wird und beim Abkühlen, bzw. danach, die gewünschte Form beibehält. Das Vorumformen kann mittels Schablonen und/oder mittels eines Roboters automatisiert ausgeführt werden. Dies erhöht die Genauigkeit und eine Reproduzierbarkeit.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Halbzeuggruppe vor dem Einlegen der Halbzeuggruppe in das erste Formteil auf ein gewünschtes Außenmaß zugeschnitten wird. Dieser Zuschnitt kann mittels einer Schablone und/oder einer computergestützten Schneidevorrichtung erfolgen.
Eine Handhabung der Halbzeuggruppe und/oder des herzustellenden Bauteils kann für jeden der Schritte des Verfahrens mittels eines Roboters und/oder mittels einer computergestützten Handhabungseinheit erfolgen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich durch den Schritt c2) aus: Mechanisches Fixieren des zweiten Halbzeugs zu dem ersten Formteil und/oder dem zweiten Halbzeug. Vorzugsweise kann der Schritt c2) vor, nach und/oder mit dem Schritt c1) und/oder dem Schritt c) ausgeführt werden.
Die mechanische Fixierung des zweiten Halbzeugs kann also ergänzend oder alternativ zu der stoffschlüssigen Fixierung des zweiten Halbzeugs auf dem ersten Halbzeug erfolgen. Damit kann eine Vorpositionierung des zweiten Halbzeugs relativ zu dem ersten Halbzeug weiter verbessert bzw. erreicht werden, so dass beim Fließpressumformen aufgrund der hohen Abdeckung der Halbzeuggruppe bezüglich des ersten Formteils eine Vorbestimmung der Anordnung der Fasern, also der Langfasern und der Endlosfasern, im herzustellenden Bauteil erreichbar ist.
Bevorzugt kann das zweite Halbzeug, insbesondere die zugehörigen Endlosfasern, mechanisch zu dem ersten Formteil fixiert werden. Entsprechendes kann für die erste Halbzeuggruppe, und insbesondere für die zugehörigen Langfasern, vorgesehen sein. Somit kann eine Vorpositionierung des zweiten Halbzeugs, und insbesondere der zugehörigen Endlosfasern, relativ zu der ersten Halbzeuggruppe mittels des ersten Formteils erfolgen. Hierbei kann das erste Formteil einen ortsfesten Bezugspunkt bilden. Das kann sowohl für das erste Halbzeug wie auch für das zweite Halbzeug gelten.
Alternativ oder ergänzend kann das zweite Halbzeug mechanisch zu dem ersten Halbzeug fixiert sein. Dabei kann die mechanische Fixierung des zweiten Halbzeugs an und/oder auf dem ersten Halbzeug erfolgen. So ist es möglich, dass das zweite Halbzeug unmittelbar an und/oder auf dem ersten Halbzeug mechanisch fixiert ist. Das erste und/oder zweite Halbzeug können dazu entsprechend ausgestaltet sein.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass dem zweiten Halbzeug eine Gewebedecke zugeordnet ist, auf der die Endlosfasern befestigt sind. Durch die Zuordnung kann die Gewebedecke einen Teil des zweiten Halbzeugs bilden. Die Gewebedecke kann zur mechanischen Fixierung des zweiten Halbzeugs bzw. der Endlosfasern an und/oder auf dem ersten Halbzeug ausgebildet sein. Dazu können die Endlosfasern zunächst auf der Gewebedecke befestigt sein. Vorzugsweise kann die Gewebedecke als ein Nahtgrund ausgestaltet sein. In diesem Fall können die Endlosfasern auf der Gewebedecke angenäht sein. Die Gewebedecke kann vorzugsweise ein Fasergewebe, insbesondere ein Glasfasergewebe oder ein Kohlefasergewebe, sein. Auch ist es möglich, dass die Gewebedecke als ein Vlies, eine Matte oder eine thermoplastische Folie ausgestaltet ist. Die Gewebedecke weist vorzugsweise ein Flächengewicht von weniger als 200 g/m² auf. Die Gewebedecke kann deshalb einen besonders geringen Gewichtsanteil am zweiten Halbzeug bilden. Außerdem kann die Gewebedecke derart ausgestaltet sein, dass sie einen besonders hohen Reibkoeffizienten aufweist, so dass die Gewebedecke bei einem Auflegen auf das erste Halbzeug eine besonders hohe Reibhaftung zwischen der Gewebedecke und dem ersten Halbzeug gewährleistet. Mit anderen Worten kann die Gewebedecke das zweite Halbzeug auf dem ersten Halbzeug halten und/oder mechanisch fixieren.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das mechanische Fixieren in Schritt c2) ein Befestigen des zweiten Halbzeugs an dem ersten Formteil oder an einem zu dem ersten Formteil ortsfesten Bauteil mittels eines Fixierungsmittels aufweist. Das Fixierungsmittel kann also zum Befestigen des zweiten Halbzeugs an dem ersten Formteil selbst dienen. Alternativ oder ergänzend kann das zweite Halbzeug mittels des Fixierungsmittels oder eines weiteren Fixierungsmittels an dem ortsfesten Bauteil, also ortsfest zu dem ersten Formteil, dienen. Das zu dem ersten Formteil ortsfeste Bauteil kann beispielsweise eine Halterung des ersten Formteils und/oder eine Halterung, insbesondere ein Spannrahmen, der Presse sein. Mit der Befestigung des zweiten Halbzeugs kann eine Vorpositionierung der Endlosfasern des zweiten Halbzeugs bezweckt werden. Dies dient zur Positionierung der Endlosfasern in dem herzustellenden Bauteil. Weisen die Endlosfasern in dem herzustellenden Bauteil die gewünschte Anordnung auf, kann das Bauteil besonders sicher zur Aufnahme von hohen Kräften ausgebildet sein. Unter dem Befestigen des zweiten Halbzeugs kann insbesondere eine Befestigung der Endlosfasern des zweiten Halbzeugs verstanden werden. So kann sich die Befestigung auf die Endlosfasern des zweiten Halbzeugs beschränken. Dies gewährleistet, dass die Endlosfasern die gewünschte Position in dem herzustellenden Bauteil aufweisen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das zweite Halbzeug mittels Nadeln als Fixierungsmittel befestigt wird, die von dem zweiten Halbzeug zu dem ersten Formteil bzw. dem dazu ortsfesten Bauteil führen. Unter den Nadeln werden vorzugsweise stangenförmige Elemente verstanden. Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Nadeln als Metall-Nadeln ausgestaltet sind. Sie weisen dann einen besonders hohen Schmelzpunkt auf. Sie können also ihre Formstabilität im Wesentlichen während des Fließpressumformens beibehalten. Die Nadeln können als Zug-Nadeln zum Übertragen von Zugkräften ausgestaltet sein. So können beispielsweise eine Mehrzahl von Nadeln über einen Randbereich verteilt von dem zweiten Halbzeug zu dem ersten Formteil bzw. zu dem dazu ortsfest angeordneten Bauteil führen, um das zweite Halbzeug mittels der Nadeln zu spannen. Damit kann eine Vorpositionierung erfolgen. Die Nadeln können einen besonders geringen Durchmesser aufweisen. Der Durchmesser der Nadeln beträgt beispielsweise weniger als 1/10 einer mittleren Schichtdicke des herzustellenden Bauteils. Somit können die Nadeln nach dem Herstellen des Bauteils entfernt werden. Die Entfernung der Nadeln führt sodann aufgrund ihres geringen Durchmessers zu kaum einer Schwächung des Bauteils. Hingegen kann das Entfernen der Nadeln zu einer höheren Biegbarkeit des Bauteils führen, was bei bestimmten Anwendungen von Vorteil ist. Außerdem kann das Bauteil sodann metallfrei ausgestaltet sein. Dies ist ebenfalls für bestimmte Anwendungen von Vorteil. Vorzugsweise können die Nadeln an den Endlosfasern des zweiten Halbzeugs befestigt werden. Sodann können die Nadeln zur mechanischen Befestigung der Endlosfasern an dem ersten Formteil und/oder an einem zu dem ersten Formteil ortsfesten Bauteil dienen. Dies gewährleistet, dass zumindest die Endlosfasern vorpositionierbar sind, um in dem herzustellenden Bauteil die gewünschte Anordnung vorzuweisen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Gewebedecke das Fixierungsmittel bildet. Die Gewebedecke kann somit zur mechanischen Fixierung des zweiten Halbzeugs bzw. der zugehörigen Endlosfasern an dem ersten Formteil und/oder einem zu dem ersten Formteil ortsfest angeordneten Bauteil ausgebildet sein. So kann das zweite Halbzeug bzw. die zugehörigen Endlosfasern beispielsweise an einem Spannrahmen des ersten Formteils und/oder einer Halterung, die auch das erste Formteil hält, gespannt sein, so dass eine Vorpositionierung des zweiten Halbzeugs bzw. der zugehörigen Endlosfasern erfolgen kann. Eine Gewebedecke ist besonders einfach handhabbar und mittels eines Spannrahmens spannbar. Diese Ausgestaltung zeichnet sich deshalb durch die einfache und sichere Handhabung aus.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich durch den Schritt c2.1) aus: Einsetzen eines Einsetzteils in die Halbzeuggruppe, wobei das mechanische Fixieren gemäß Schritt c2) ein Befestigen des zweiten Halbzeugs an dem Einsetzteil aufweist. Vorzugsweise wird der Schritt c2.1) vor und/oder mit dem Schritt c2) ausgeführt. Das Einsetzteil kann an dem ersten Formteil und/oder an einem anderen Formteil der Form gehalten und/oder lösbar befestigt sein. Es kann deshalb einen Bezugspunkt für die Ausrichtung der Halbzeuggruppe und/oder des zweiten Halbzeugs sein, so dass die Halbzeuggruppe bzw. das zweite Halbzeug sehr präzise relativ zu der Form der Presse ausgerichtet werden kann. Das Einsetzteil ist beispielsweise ein Metall-Einsetzteil. Das Einsetzteil kann auch ein sogenannter „Gewindeinsert“, eine Buchse, ein Lagerring, ein Befestigungsbolzen, ein Haken, eine Platte und/oder ein anderes, insbesondere metallisches, Teil sein. Das Einsetzteil ist vorzugsweise besonders starr ausgebildet. Deshalb kann es auch zu der genannten Bildung eines Bezugspunkts dienen. Die Befestigung des zweiten Halbzeugs an dem Einsetzteil kann mittels einer Befestigung der Endlosfasern an dem Einsetzteil und/oder einer Befestigung eines zweiten Reaktionsharzes des zweiten Halbzeugs an dem Einsetzteil erfolgen. Insbesondere kann eine Umwebung vorgesehen sein, die die Endlosfasern des zweiten Halbzeugs an dem Einsetzteil befestigen. Ein Einsetzteil kann ein besonderes Teil eines herzustellenden Bauteils sein. An dem Einsetzteil können vorzugsweise hohe Kräfte in das Bauteil eingeleitet werden. Deshalb ist es von Vorteil, wenn die Ausrichtung der Endlosfasern zu dem Einsetzteil besonders präzise erfolgt. Aufgrund der bevorzugten, insbesondere lösbaren Befestigung oder Halterung des Einsetzteils an einem Formteil der Form der Presse wird eine besonders präzise Positionierung der Endlosfasern relativ zu der Gesamtform des herzustellenden Bauteils und/oder zu dem Einsetzteil gewährleistet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich durch den Schritt c3) aus: Spannen des zweiten Halbzeugs mittels eines Spannmittels. Vorzugsweise wird der Schritt c3) nach und/oder mit dem Schritt c2), c2.1), c1) und/oder c) ausgeführt. Unter dem Spannen des zweiten Halbzeugs kann insbesondere ein Spannen der Endlosfasern des zweiten Halbzeugs verstanden werden. Als Spannmittel kann eine insbesondere verfahrbare, also beispielsweise bewegliche, Spannvorrichtung der Presse vorgesehen sein. Als ein insbesondere weiteres Spannmittel kann das mindestens eine Befestigungsmittel dienen. Mit anderen Worten kann das mindestens eine Befestigungsmittel als Spannmittel ausgestaltet sein. Insbesondere können die Nägel und/oder die Gewebedecke gespannt werden, um ein Spannen des zweiten Halbzeugs, insbesondere der zugehörigen Endlosfasern, zu erzielen. Dies gewährleistet eine besonders präzise Vorpositionierung der Endlosfasern, was eine besonders genaue Anordnung der Endlosfasern in dem herzustellenden Bauteil gewährleistet. Die Verwendung einer Spannvorrichtung und/oder der Befestigungsmittel zum Spannen des zweiten Halbzeugs, insbesondere der zugehörigen Endlosfasern, ist besonders einfach handhabbar. Somit kann die gewünschte Positionierung der Endlosfasern besonders einfach und effizient erreicht werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Spannmittel Klemmmittel zum lösbaren Einklemmen der gegenüberliegenden Enden der Gewebedecke aufweist, und wobei das Einspannen des zweiten Halbzeugs durch ein Spannen der Gewebedecke mittels der Klemmmittel erfolgt. Als Klemmmittel können beispielsweise Einspannleisten vorgesehen sein, um die Gewebedecke gespannt und/oder fixiert zu halten. Die Klemmmittel können der Form, insbesondere dem ersten Formteil, zugeordnet sein. Dies bietet eine besonders kompakte Ausgestaltung der Presse.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich durch den Schritt c4) aus: Härten des zweiten Halbzeugs mittels Mikrowellen, wobei das zweite Halbzeug Nanopartikel aufweist. Vorzugsweise wird der Schritt c4) vor, nach und/oder mit dem Schritt c3), c2), c2.1), c1) oder c) ausgeführt. Das zweite Halbzeug kann ein zweites Reaktionsharz mit den Nanopartikeln aufweisen. Mit dem zweiten Reaktionsharz können die Endlosfasern des zweiten Halbzeugs imprägniert sein. Unter einem Härten kann eine Erhöhung einer Viskosität des zweiten Halbzeugs, insbesondere des zugehörigen, zweiten Reaktionsharzes, verstanden werden. Indem das zweite Halbzeug, und insbesondere das zugehörige, zweite Reaktionsharz, Mikrowellen ausgesetzt sind, erfolgt eine Erstarrung des zweiten Reaktionsharzes des zweiten Halbzeugs, so dass das zweite Halbzeug bzw. das zugehörige, zweite Reaktionsharz eine höhere Viskosität aufweist. Vorzugsweise ist das zweite Halbzeug in unmittelbarem Kontakt zu der Form, insbesondere zu dem zugehörigen ersten Formteil, und/oder einer Vorform, so dass die Form bzw. die Vorform eine Formgestaltung des zweiten Halbzeugs während des Härtens bestimmt. Ist das Härten abgeschlossen, kann das zweite Halbzeug die gewünschte Außenform aufweisen, die für die weiteren Schritte des Verfahrens vorgesehen sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Fließpressumformen mit dem mechanisch fixierten, stoffschlüssig fixierten und/oder gespannten zweiten Halbzeug erfolgt. Die Fixierung bzw. die Spannung gewährleistet eine möglichst geringe Verschiebung des zweiten Halbzeugs, insbesondere der zugehörigen Endlosfasern, während des Fließpressumformens. Dies bietet eine besonders exakte Anordnung der Endlosfasern in dem herzustellenden Bauteil, was eine besonders hohe Steifigkeit und/oder Festigkeit, insbesondere an den zu erwartenden Kraftlinien in dem Bauteil, bietet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Computerprogrammprodukt zum Kontrollieren einer Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils vorgesehen ist, das, wenn es ausgeführt wird, das Verfahren nach einer der zuvor genannten Ausgestaltungen ausführt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich durch einen Computerdatenträger aus, der ein Computerprogrammprodukt nach der zuvor genannten Ausgestaltung gespeichert hat.
BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in einer beliebigen Kombination einen vorteilhaften Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
1 zeigt erstes schematisches Ablaufdiagramm einer Ausgestaltung des Verfahrens,
2 zeigt in einer schematischen, perspektivischen Darstellung eine Mehrzahl von ersten Halbzeugen 20 und eine Mehrzahl von zweiten Halbzeugen 22,
3 zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht eine beispielhafte Ausgestaltung einer geöffneten Form mit einer darin angeordneten Halbzeuggruppe,
4 zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht die geschlossene Form mit einer darin aufgenommenen Halbzeuggruppe,
5 zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht die geöffnete Form mit einem dazwischen hergestellten Bauteil,
6 zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht das erste Halbzeug entlang eines Schnittes in vertikaler Richtung,
7 zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht das erste Halbzeug entlang eines Schnittes in horizontaler Richtung,
8 zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht das zweite Halbzeug entlang eines Schnittes in vertikaler Richtung,
9 zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht das zweite Halbzeug entlang eines Schnittes in horizontaler Richtung,
10 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Halbzeuggruppe, die in das erste Formteil eingelegt ist,
11 zeigt ein zweites schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens,
12 zeigt ein drittes schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens,
13 zeigt ein viertes schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens,
14 zeigt ein fünftes schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens, und
15 zeigt ein sechstes schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens.
In der 1 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens 8 dargestellt. Das Verfahren 8 weist ein Bereitstellen 10 in Schritt a), ein Auflegen 12 in Schritt b), ein Einlegen 14 in Schritt c), ein Fließpressumformen 16 in Schritt d), und ein Entnehmen 18 in Schritt e) auf.
Gemäß Schritt a) ist das Bereitstellen 10 eines ersten, plattenförmigen Halbzeugs 20 und eines zweiten Halbzeugs 22 vorgesehen. Das erste Halbzeug 20 weist ein erstes, duroplastisches Reaktionsharz 24 mit ungerichtet eingebrachten Langfasern 26 auf. Das zweite Halbzeug 22 weist einen gerichteten Verbund 28 von Endlosfasern 30 auf. Die Endlosfasern 30 weisen eine mittlere Endlosfaserlänge l von mindestens 80 mm auf. Die Langfasern 26 weisen eine mittlere Langfaserlänge k auf. Die mittlere Langfaserlänge k ist um mindestens 30 mm kürzer als die mittlere Endlosfaserlänge l.
Gemäß Schritt b) ist ein Auflegen 12 des zweiten Halbzeugs 22 auf das erste Halbzeug 20 vorgesehen, so dass mindestens das erste Halbzeug 20 und das zweite Halbzeug 22 eine Halbzeuggruppe 32 bilden.
Gemäß Schritt c) ist ein Einlegen 14 der Halbzeuggruppe 32 in ein erstes Formteil 34 einer mehrteiligen Form 36 einer Presse 38 vorgesehen, wobei die Halbzeuggruppe 32 das erste Formteil 34 nach dem Einlegen zwischen 70% und 95% bedeckt.
Gemäß Schritt d) ist ein Fließpressumformen 16 der Halbzeuggruppe 32 mittels der Form 36 zu einem Bauteil 40 vorgesehen.
Gemäß Schritt e) ist ein Entnehmen 18 des Bauteils 40 vorgesehen.
In der 2 sind mehrere erste Halbzeuge 20 und mehrere zweite Halbzeuge 22, jeweils voneinander beabstandet, dargestellt. Die 6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines der ersten Halbzeuge 20 entlang eines vertikalen Schnitts. Aus der 6 sind deshalb die ungerichtet eingebrachten Langfasern 26 zu erkennen. Die Langfasern 26 sind in das erste, duroplastische Reaktionsharz 24 eingebracht.
Aus der 7 ist das zuvor genannte erste Halbzeug 20 in einer weiteren schematischen Querschnittsdarstellung entlang eines horizontalen Schnitts durch das erste Halbzeug 20 dargestellt. Zu erkennen ist das erste, duroplastische Reaktionsharz 24 sowie die in das erste, duroplastische Reaktionsharz 24 ungerichtet eingebrachten Langfasern 26. Die Langfasern 26 weisen beispielsweise eine Langfaserlänge von maximal 70 mm auf. Sie können zufällig verteilt in das erste, duroplastische Reaktionsharz 24 eingebracht sein. Innerhalb des ersten Reaktionsharzes 24 weisen die Langfasern 26 keine Ordnung auf. Die Langfasern 26 können beispielsweise als Kohlenstoff-Langfasern 26 ausgestaltet sein.
In 8 ist das zweite Halbzeug 22 in einer schematischen Querschnittsansicht entlang eines vertikalen Schnitts durch das zweite Halbzeug 22 gezeigt. Das zweite Halbzeug 22 weist Endlosfasern 30 auf. Die Endlosfasern 30 können in ein zweites Reaktionsharz 42 des zweiten Halbzeugs 22 eingebracht sein. Alternativ können die Endlosfasern 30 mit dem zweiten Reaktionsharz 42 imprägniert sein.
In 9 ist das zweite Halbzeug 22 in einer schematischen Querschnittsdarstellung entlang eines horizontalen Schnitts durch das zweite Halbzeug 22 dargestellt. Zu erkennen ist, dass die Endlosfasern 30 als Verbund 28 gerichtet ausgestaltet sind. Sie weisen also entlang des Verbunds 28 eine vorbestimmte Richtung und/oder gemeinsame Form auf. Der Verbund 28 von Endlosfasern 30 kann auf das zweite Reaktionsharz 42 aufgebracht sein. Alternativ kann der Verbund 28 von Endlosfasern 30, wie in 8 dargestellt, in das zweite Reaktionsharz 42 des zweiten Halbzeugs 22 eingebracht sein.
Die Endlosfasern 30 weisen eine mittlere Endlosfaserlänge l von mindestens 80 mm auf. Dies entspricht vorzugsweise zumindest 60%, 70%, 80%, 90% einer diagonalen Länge eines herzustellenden Bauteils 40.
Wie aus der 3 zu erkennen ist, wird bei dem Auflegen 12 gemäß Schritt b) mindestens eines der zweiten Halbzeuge 22 auf mindestens eines der ersten Halbzeuge 20 aufgelegt, so dass das zumindest eine erste Halbzeug 20 und das mindestens eine zweite Halbzeug 22 eine Halbzeuggruppe 32 bilden. Auf die Halbzeuggruppe 32 können weitere erste Halbzeuge 20 und/oder weitere zweite Halbzeuge 22 aufgelegt sein. Diese können sodann die Halbzeuggruppe 32 mitbilden.
Wie in 3 weiter angedeutet ist, wird die Halbzeuggruppe 32 bei dem Schritt c), also dem Einlegen 14, in ein erstes Formteil 34 einer mehrteiligen Form 36 einer Presse 38 eingelegt.
In 10 ist eine schematische Draufsicht auf die Halbzeuggruppe 32 und das darunter angeordnete, erste Formteil 34 zu erkennen. Die Querschnittsfläche der Halbzeuggruppe 32 ist kleiner als eine Querschnittsfläche einer Öffnung des ersten Formteils 34. Dabei ist es vorgesehen, dass die Halbzeuggruppe 32 das erste Formteil 34, und zwar vorzugsweise die Öffnung des ersten Formteils 34, nach dem Einlegen 14 zwischen 70% und 95% bedeckt. Die Abdeckung bezieht sich dabei vorzugsweise jeweils auf die Querschnittsflächen der Halbzeuggruppe 32 bzw. der Öffnung des ersten Formteils 34.
In der 4 ist der Schritt d), also das Fließpressumformen 16 der Halbzeuggruppe 32 mittels der Form 36 zu einem Bauteil 40, dargestellt. Daraus wird ersichtlich, dass aufgrund der hohen Abdeckung des ersten Formteils 34 durch die Halbzeuggruppe 32 nur ein geringer Fließweg, und zwar primär betreffend das erste Reaktionsharz 24 und/oder das zweite Reaktionsharz 42, auftritt. Denn die Halbzeuggruppe 32 ragt fast vollständig bis an eine innere Mantelwandung des ersten Formteils 34 heran. Der verbleibende Fließweg eignet sich, um Poren und/oder Lufteinschlüsse zu reduzieren. Außerdem erfolgt durch das restliche Fließen eine Konsolidierung und/oder Restimprägnierung der Endlosfasern 30 und/oder der Langfasern 26. Aufgrund der hohen Abdeckung kommt es jedoch annähernd zu keiner Verschiebung des Verbunds 28 der Endlosfasern 30. Vielmehr bleibt die Ausrichtung und/oder Ausgestaltung des Verbunds 28 von Endlosfasern 30, wie dies für das zweite Halbzeug 22 vorgesehen ist, auch für das Bauteil 40 erhalten.
Ist das Bauteil 40 mittels des Fließpressumformens 16 erstellt, wobei vorzugsweise das erste und/oder zweite Reaktionsharz 24, 42 polymerisiert bzw. ausgehärtet sind, kann das Bauteil gemäß Schritt e) entnommen werden. Die Entnahme des Bauteils ist schematisch in 5 dargestellt.
In der 11 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens 8 dargestellt. Gegenüber dem Ablaufdiagramm, wie es in 1 dargestellt ist, weist das Verfahren nunmehr auch den Schritt c1) auf. Gemäß dem Schritt c1) ist ein stoffschlüssiges Fixieren 44 des zweiten Halbzeugs 22 auf dem ersten Halbzeug 20 vorgesehen. Der Schritt c1) wird vor dem Schritt c), also dem Einlegen der Halbzeuggruppe 32 in das erste Formteil 34, ausgeführt. Gemäß dem Schritt b) ist das zweite Halbzeug 22 bereits auf das erste Halbzeug 20 aufgelegt, um so die Halbzeuggruppe 32 zu bilden. Gemäß dem Schritt c1), der an den Schritt b) anschließt, erfolgt nunmehr also auch ein stoffschlüssiges Fixieren 44. Dazu kann ein Haftmittel, insbesondere ein Binder, vorgesehen sein. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um ein thermoplastisches Haftmittel, das zuvor auf das erste Halbzeug 20 und/oder das zweite Halbzeug 22 aufgebracht bzw. vorzugsweise aufgesprüht wurde. Um nun die stoffschlüssige Fixierung zu erhalten, wird das thermoplastische Haftmittel erwärmt und anschließend abgekühlt. Dabei kommt es zu einer stoffschlüssigen Verbindung des Haftmittels mit dem duroplastischen Reaktionsharz 24 des ersten Halbzeugs 20 sowie mit den Endlosfasern 30 des zweiten Halbzeugs 22 und/oder mit dem zweiten Reaktionsharz 42 des zweiten Halbzeugs 22. Durch die stoffschlüssige Fixierung erfolgt eine Vorpositionierung der Endlosfasern 30 relativ zu dem ersten Halbzeug 20. Darüber hinaus erfolgt damit sodann auch eine Vorpositionierung der Endlosfasern 30 innerhalb der Halbzeuggruppe 32. Dies gewährleistet, dass das herzustellende Bauteil 40 die Endlosfasern 30, bzw. den Verbund 28 der Endlosfasern 30, an der gewünschten Stelle aufweist.
In der 12 ist ein weiteres schematisches Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens 8 dargestellt. Das Verfahren 8 umfasst dabei die Schritte, wie sie zu 1 erläutert worden sind. Außerdem ist für das Verfahren der Schritt c2) vorgesehen: mechanisches Fixieren 46 des zweiten Halbzeugs 22 zu dem ersten Formteil 34 und/oder dem ersten Halbzeug 20. Das mechanische Fixieren 46 gemäß Schritt c2) erfolgt vorzugsweise vor dem Einlegen 14 gemäß Schritt c). Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass das mechanische Fixieren 46 gemäß Schritt c2) nach dem Auflegen 12 gemäß Schritt b) erfolgt. Für das mechanische Fixieren 46 kann das zweite Halbzeug 22 zu dem ersten Formteil 36 und/oder einem zu dem ersten Formteil 36 ortsfesten Bauteil befestigt werden. Hierzu kann vorzugsweise ein Fixierungsmittel vorgesehen sein. Dies sind beispielsweise Nadeln. Alternativ oder ergänzend kann das zweite Halbzeug 22 zu dem ersten Halbzeug 20 mechanisch fixiert 46 werden. Hierunter kann beispielsweise die mechanische Fixierung des zweiten Halbzeugs 22 an und/oder auf dem ersten Halbzeug 20 verstanden werden. Beispielsweise kann das zweite Halbzeug 22 auf dem ersten Halbzeug 20 zur mechanischen Fixierung befestigt werden. Dies kann mittels eines Fixierungsmittels, das beispielsweise eine Gewebedecke des zweiten Halbzeugs 22 ist, erfolgen. Auf die Gewebedecke, die beispielsweise als Nahtgrund ausgebildet ist, kann der Verbund 28 der Endlosfasern 30 befestigt sein, so dass ein Auflegen der Gewebedecke auf das erste Halbzeug 20 bereits eine Vor-Anordnung der Endlosfasern 30 auf dem ersten Halbzeug 20 gewährleistet. Die Gewebedecke kann eine Rauheit aufweisen, die eine mechanische Fixierung zu dem ersten Halbzeug 20 sicherstellt. Weiter bevorzugt kann die Gewebedecke mit einem thermoplastischen Haftmittel besprüht und/oder anderweitig imprägniert sein. Wird die Gewebedecke nun erwärmt und abschließend abgekühlt, entsteht eine Haftwirkung zwischen der Gewebedecke und dem ersten Halbzeug 20 mittels des thermoplastischen Haftmittels. Die Gewebedecke kann beispielsweise als ein Glasfasergewebe, ein Vliesgewebe und/oder eine Fasermatte gestaltet sein.
In der 13 ist ein Ablaufdiagramm einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Das Verfahren entspricht dem zuvor erläuterten Verfahren mit Bezug auf 12, jedoch mit der Ausnahme, dass zwischen dem Schritt b) und c2) ein weiterer Schritt c2.1), nämlich ein Einsetzen 48 eines Einsetzteils in die Halbzeuggruppe 32, vorgesehen ist, wobei das mechanische Fixieren 46 in Schritt c2) ein Befestigen des zweiten Halbzeugs 22 an dem Einsetzteil aufweist. Das Einsetzteil kann an dem ersten Formteil 34 oder an einem anderen Formteil der Form 36 lösbar befestigt sein. Das Einsetzteil kann beispielsweise ein Gewindeinsert, eine Buchse, ein Lagerring oder ein anderes metallisches Teil sein. Ist das Einsetzteil in die Halbzeuggruppe 32 eingesetzt, dient dies als Fixierungsbasis. An dem Einsetzteil kann deshalb das zweite Halbzeug 22 befestigt und/oder positioniert werden. Dies gewährleistet eine sehr präzise Ausrichtung der Endlosfasern 30 gegenüber dem Einsetzteil, wobei bei dem herzustellenden Bauteil 40 besonders hohe Kräfte mittels des Einsetzteils auf das Bauteil 40 übertragen werden können. Diese Kräfte können sodann aufgrund der zielgerichteten Anordnung der Endlosfasern 30 besonders gut im Bauteil 40 verteilt werden.
In der 14 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens dargestellt, wobei die Verfahrensschritte denen aus den Erläuterungen zu 1 entsprechen, jedoch mit der Ausnahme, dass zwischen dem Verfahrensschritt c) und dem Verfahrensschritt d) ein weiterer Verfahrensschritt c3) vorgesehen ist: Spannen 50 des zweiten Halbzeugs 22 mittels eines Spannmittels. Als Spannmittel können beispielsweise Nägel verwendet werden, um die Endlosfasern 30 des zweiten Halbzeugs 22 zu spannen, so dass der Verbund 28 der Endlosfasern 30 eine bevorzugte Ausrichtung aufweist. Alternativ oder ergänzend kann eine Gewebedecke des zweiten Halbzeugs 22, auf der die Endlosfasern 30 befestigt sind, gespannt werden, um eine bevorzugte Ausrichtung des Verbunds 28 der Endlosfasern 30 zu erreichen. Das Fließpressumformen 16 kann sodann mit dem gespannten, zweiten Halbzeug 22 erfolgen.
In der 15 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gezeigt, das die Verfahrensschritte umfasst, die auch zu der 1 zuvor erörtert worden sind, jedoch dass zwischen dem Verfahrensschritt c) und d) ein weiterer Verfahrensschritt c4) vorgesehen ist: Härten 52 des zweiten Halbzeugs 22 mittels Mikrowellen, wobei das zweite Halbzeug 22 Nanopartikel aufweist. Unter einem Härten 52 kann eine Erhöhung einer Viskosität des zweiten Halbzeugs 22, insbesondere des zugehörigen, zweiten Reaktionsharzes 42, verstanden werden. Durch den Einsatz der Mikrowellen erfolgt eine Erstarrung des zweiten Reaktionsharzes 42, so dass das zweite Halbzeug 22 die erhöhte Viskosität aufweist. Bei dem Härten 52 kann das zweite Halbzeug direkt oder indirekt in Kontakt mit dem ersten Formteil 34 oder einer korrespondierend ausgestalteten Vorform sein, so dass das zweite Halbzeug 22 das Härten 52 in einer vorgeformten Ausgestaltung erfährt. Der Kontakt des zweiten Halbzeugs 22 zu der Vorform oder dem ersten Formteil 34 kann mit der Halbzeuggruppe 32 erfolgen, bei der das zweite Halbzeug 22 einen Teil bildet.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt, und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Combination of carbon fibre sheet moulding Compound (SMC) and Prepreg compression moulding in aerospace industry“, Procedia Engineering, Volume 81, 2014, pages 1601–1607 [0008]

Claims

Ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (40), aufweisend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen (10) eines ersten, plattenförmigen Halbzeugs (20) und eines zweiten Halbzeugs (22), wobei das erste Halbzeug (20) ein erstes, duroplastisches Reaktionsharz (24) mit ungerichtet eingebrachten Langfasern (26) aufweist, das zweite Halbzeug (22) einen gerichteten Verbund (28) von Endlosfasern (30) aufweist, die Endlosfasern (30) eine mittlere Endlosfaserlänge l von mindestens 80 mm aufweisen, und die Langfasern (26) eine mittlere Langfaserlänge k aufweisen, die um mindestens 30 mm kürzer als die mittlere Endlosfaserlänge l ist; b) Auflegen (12) des zweiten Halbzeugs (22) auf das erste Halbzeug (20), so dass zumindest das erste Halbzeug (20) und das zweite Halbzeug (22) eine Halbzeuggruppe (32) bilden; c) Einlegen (14) der Halbzeuggruppe (32) in ein erstes Formteil (34) einer mehrteiligen Form (36) einer Presse (38), wobei die Halbzeuggruppe (32) das erste Formteil (34) nach dem Einlegen zwischen 70% und 95% bedeckt; d) Fließpressumformen (16) der Halbzeuggruppe (32) mittels der Form (36) zu dem Bauteil (40); und e) Entnehmen des Bauteils (40).
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Langfasern (26) einen Massenanteil am ersten Halbzeug (20) von zwischen 20 m% und 70 m%, besonders bevorzugt zwischen 30 m% und 50 m%, aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlosfasern (30) einen Massenanteil am zweiten Halbzeug (22) von zwischen 20 m% und 95 m%, besonders bevorzugt zwischen 50 m% und 70 m%, aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbzeuggruppe (32) beim Fließpressumformen (16) derart verformt wird, dass das entstehende Bauteil (40) einen Innenraum der Form (36) ausfüllt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt: c1) stoffschlüssiges Fixieren (44) des zweiten Halbzeugs (22) auf dem ersten Halbzeug (20).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt: c2) mechanisches Fixieren (46) des zweiten Halbzeugs (22) zu dem ersten Formteil (34) und/oder dem ersten Halbzeug (20).
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Halbzeug (22) eine Gewebedecke zugeordnet ist, auf der die Endlosfasern (30) befestigt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Fixieren (46) in Schritt c2) ein Befestigen des zweiten Halbzeugs (22) an dem ersten Formteil (34) oder an einem zu dem ersten Formteil (34) ortsfesten Bauteil mittels eines Fixierungsmittels aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Halbzeug (22) mittels Nadeln als Fixierungsmittel befestigt wird, die von dem zweiten Halbzeug (22) zu dem ersten Formteil (34) bzw. dem dazu ortsfesten Bauteil führen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebedecke das Fixierungsmittel bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch den Schritt: c2.1) Einsetzen (48) eines Einsetzteils in die Halbzeuggruppe (32), wobei das mechanische Fixieren (46) in Schritt c2) ein Befestigen des zweiten Halbzeugs (22) an dem Einsetzteil aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt: c3) Spannen (50) des zweiten Halbzeugs (22) mittels eines Spannmittels.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel Klemmmittel zum lösbaren Einklemmen der gegenüberliegenden Enden der Gewebedecke aufweist, und wobei das Spannen des zweiten Halbzeugs (22) durch ein Spannen der Gewebedecke mittels der Klemmmittel erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt: c4) Härten (52) des zweiten Halbzeugs (22) mittels Mikrowellen, wobei das zweite Halbzeug (22) Nanopartikel aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fließpressumformen (16) mit dem mechanisch fixierten und/oder gespannten zweiten Halbzeug (22) erfolgt.