DE102015200995A1 - Verfahren für die Vorbereitung eines Formteils für ein Imprägnierverfahren - Google Patents

Verfahren für die Vorbereitung eines Formteils für ein Imprägnierverfahren Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Vorbereitung eines Formteils (10) für ein Imprägnierverfahren, aufweisend die folgenden Schritte: • Anordnen des Formteils (10) auf einer Vorbereitungsfläche (200), • Einbringen zumindest einer Durchflussöffnung (20) durch das Formteil (10) in Dickenrichtung (D) des Formteils (10) für den Durchfluss von Imprägnierharz (300) von einer Oberseite (12) des Formteils (10) zu einer Unterseite (14) des Formteils (10).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Vorbereitung eines Formteils für ein Imprägnierverfahren, ein Formteil für ein Imprägnierverfahren, eine Imprägnierform für die Durchführung eines Imprägnierverfahrens sowie das Herstellverfahren für die Herstellung eines Faserverbundwerkstücks mittels eines Imprägnierverfahrens.
  • Es ist bekannt, dass Faserverbundwerkstücke durch unterschiedliche Verfahren hergestellt werden können. Eine Möglichkeit ist es, sogenannte Preforms als Halbzeuge bzw. als sogenannte Formteile in die Kavität einer Imprägnierform einzulegen und diese Imprägnierform anschließend zu schließen. Nachfolgend wird Imprägnierharz flüssig eingespritzt und insbesondere mittels Unterdruck innerhalb der Kavität, und damit im Formteil verteilt. Nach anschließender Vernetzung bzw. Aushärtezeit des Imprägnierharzes wird die Imprägnierform geöffnet und das fertiggestellte Faserverbundwerkstück entnommen.
  • Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass bei komplexen Bauteilgeometrien der Faserverbundwerkstücke bzw. der Formteile die Gefahr besteht, dass nicht sämtliche Abschnitte des Formteils gleichmäßig mit Imprägnierharz durchdrängt werden. Dies kann zu Lufteinschlüssen und damit zu mechanischen Einschränkungen für das hergestellte Faserverbundwerkstück führen. Gleichzeitig ist auch bei Anwendung eines Unterdrucksystems von einer relativ langen Zeitdauer auszugehen, bis die Fließfront des Imprägnierharzes von Angussstellen auf der gegenüberliegenden Seite des Formteils angekommen ist. Bekannte Lösungen sind demnach zum einen mit dem Risiko von Qualitätsreduzierung und zum anderen mit relativ langen Herstelldauern behaftet.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Herstellmöglichkeit für ein Faserverbundwerkzeug zu verbessern, insbesondere zu beschleunigen.
  • Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Formteil mit den Merkmalen des Anspruchs 6, eine Imprägnierform mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie ein Herstellverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Formteil, der erfindungsgemäßen Imprägnierform sowie dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren für die Vorbereitung eines Formteils für ein Imprägnierverfahren definiert. Ein solches Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
    • – Anordnen des Formteils auf einer Vorbereitungsfläche,
    • – Einbringen zumindest einer Durchflussöffnung durch das Formteil in Dickenrichtung des Formteils für den Durchfluss von Imprägnierharz von einer Oberseite des Formteils zu einer Unterseite des Formteils.
  • Erfindungsgemäß wird also nun das Formteil für das nachfolgende Imprägnierverfahren modifiziert. Dafür ist eine Vorbereitungsfläche vorgesehen, welche im Wesentlichen beliebige Konturen bzw. beliebige geometrische Erstreckungen aufweisen kann. Sie dient insbesondere als Widerlager für die Durchführung des Einbringschrittes für die Durchflussöffnung. Dieses Einbringen kann erfindungsgemäß in unterschiedlichster Weise erfolgen. So sind Schneidverfahren mittels Klingen genauso denkbar, wie Laserschneidmöglichkeiten oder Ultraschallschneidverfahren. Auch die Möglichkeit eines Bohrverfahrens oder eines Stanzverfahrens ist im Sinne der vorliegenden Erfindung für das Einbringen der Durchflussöffnung möglich.
  • Unter einer Durchflussöffnung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Bereich bzw. eine geometrische Erstreckung des Formteils zu verstehen, welche es ermöglicht, dass Imprägnierharz durch diese Durchflussöffnung schneller von der Oberseite zur Unterseite des Formteils gelangt, als in einem Abschnitt ohne eine solche Durchflussöffnung. Dies ist im einfachsten Fall eine Durchgangsbohrung bzw. Durchgangsöffnung, wie sie später noch erläutert wird. Da innerhalb des von Material freien Querschnitts der Durchgangsöffnung einer solchen Durchflussöffnung ein geringerer Widerstand für die Fließgeschwindigkeit des Imprägnierharzes vorherrscht, wird durch diese Durchgangsöffnung als Durchflussöffnung das Fließharz schneller auf der gegenüberliegenden Seite, nämlich der Unterseite des Formteils, ankommen. Diesen Effekt kann jedoch auch eine Durchflussöffnung erzielen, welche nicht vollständig durch das Formteil sich hindurch erstreckt. So kann es ausreichen, eine reduzierte Dicke in Form einer Sacklochöffnung für die Durchflussöffnung vorzusehen, um dementsprechend ebenfalls die Geschwindigkeit des Imprägnierharzes für das Erreichen der Unterseite des Formteils zu erhöhen.
  • Die Oberseite und die Unterseite des Formteils sind dabei als entgegengesetzt ausgerichtete Oberflächen des Formteils zu verstehen. Dabei kann die Oberseite mit einer Angussstelle korrelieren, also der Einbringposition des fließfähigen Imprägnierharzes. Die Unterseite ist dementsprechend die gegenüberliegende Seite bzw. die entgegengesetzt ausgerichtete Seite, welche bezogen auf diese Eingangsstelle bzw. Angussstelle des Imprägnierharzes auf der abgewandten Seite des Formteils angeordnet ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorbereitung des Formteils kann dieses anschließend in einem Imprägnierverfahren mit höherer Geschwindigkeit verarbeitet werden. Befindet sich ein auf diese Weise vorbereitetes Formteil in einer Imprägnierform und wird anschließend Imprägnierharz eingespritzt bzw. eingeleitet, so wird sich in den meisten Abschnitten des Formteils in üblicher Weise eine Fließfront des Imprägnierharzes ausbilden. Im Bereich der Durchflussöffnung wird diese Fließfront jedoch deutlich schneller voranschreiten, als im Vollmaterial des Formteils. Somit erreicht das Imprägnierharz bzw. die Fließfront des Imprägnierharzes die gegenüberliegende Unterseite des Formteils deutlich schneller, als wenn es sich um ein Formteil ausschließlich aus Vollmaterial handeln würde. Von der gegenüberliegenden Seite ist nun eine zusätzliche Verteilung möglich, so dass nunmehr sowohl von der Oberseite in Richtung der Unterseite, als auch zumindest lokal von der Unterseite in Richtung der Oberseite zwei Fließfronten sich während des Imprägniervorgangs aufeinander zubewegen. Im idealen Fall führt dies dazu, dass die doppelte Menge an Imprägnierharz in gleicher Zeit in eine Imprägnierform eingebracht werden kann. Damit kann auch eine Verdopplung der Imprägniergeschwindigkeit sowie eine Halbierung der Imprägnierzeit erzielbar sein.
  • Erfindungsgemäß ist die Durchflussöffnung zu unterscheiden von Öffnungen im Formteil, welche später innerhalb des Faserverbundwerkstücks als solche erkennbar eine Funktion erfüllen sollen bzw. verbleiben sollen. So sind beispielsweise Rahmenbauteile als Faserverbundwerkstoffe denkbar, welche in ihrer finalen Ausführungsform einen Durchbruch, zum Beispiel für die Aufnahme einer Fensterscheibe, aufweisen. Dieser Durchbruch darf jedoch im Rahmen des Imprägnierverfahrens auf keinen Fall mit Imprägnierharz ausgefüllt werden. Somit ist in einer Imprägnierform hier keinerlei Kavität vorgesehen, so dass durch derartige Durchbrüche des Formteils keinerlei Imprägnierharz hindurchfließen kann. Ein Faserverbundwerkstück ist im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Bauteil aus Faserverstärktem Kunststoff.
  • Im Gegensatz zu den voranstehend beschriebenen Durchbrüchen handelt es sich bei einer erfindungsgemäßen Durchflussöffnung um eine explizite Korrelation zum Imprägnierharz. Dieses Imprägnierharz kann innerhalb der Imprägnierform nun durch die Durchflussöffnung hindurchfließen und das Imprägnierharz verbleibt auch abschließend in dieser Durchflussöffnung. Am fertigen Faserverbundwerkstück ist also keine Durchflussöffnung mehr zu erkennen, da diese ebenfalls vollständig mit Imprägnierharz in ausgehärteter Form ausgefüllt ist.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die zumindest eine Durchflussöffnung als Durchgangsöffnung zwischen der Oberseite des Formteils und der Unterseite des Formteils eingebracht wird. Dabei handelt es sich um eine besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Erzeugung der Durchflussöffnung. Eine solche Durchgangsöffnung weist dementsprechend einen Eingang bzw. eine Eingangsöffnung auf der Oberseite des Formteils und eine Ausgangsöffnung auf der Unterseite des Formteils auf. Es entsteht also ein komplett freier Strömungsquerschnitt, welcher in Dickenrichtung das Formteil vollständig durchdringt. Dies führt zur Maximalsteigerung der Geschwindigkeit für das Überleiten von Imprägnierharz auf die Unterseite des Formteils. Auch wird die Herstellung vereinfacht, da Durchgangslöcher, zum Beispiel durch Bohrverfahren, Stanzverfahren oder Schneidverfahren besonders einfach, kostengünstig und schnell erzeugbar sind.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die zumindest eine Durchflussöffnung durch wenigstens ein Sackloch ausgebildet wird, welches einen Durchflussabschnitt mit verringerter Dicke des Formteils ausbildet. Selbstverständlich sind auch zwei oder mehr, insbesondere miteinander korrelierend angeordnete, Sacklöcher als Durchflussöffnung im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar. Die Ausbildung eines Sacklochs führt dazu, dass Imprägnierharz in dieses Sackloch im Wesentlichen ohne Strömungswiderstand einfließen kann. Die verbleibende Restdicke bis zum Erreichen der Unterseite des Formteils ist dementsprechend geringer als die Gesamtdicke des Formteils. Damit wird bereits durch ein einzelnes Sackloch die Geschwindigkeit erhöht, mit welcher das Imprägnierharz die Unterseite während des Imprägnierverfahrens erreicht. Korrelierende Sacklöcher können hier diese Geschwindigkeit noch weiter verbessern. Eine Korrelation von zwei oder mehr Sacklöchern ist dabei dahingehend zu verstehen, dass eine Positionierung der Sacklöcher eine weitere Reduktion der Restdicke und damit eine Verbesserung des Durchflussabschnitts zum Ziel hat. Insbesondere handelt es sich bei zwei oder mehr Sacklöchern um koaxiale und/oder parallele Achsen des jeweiligen Sacklochs. Neben einer einfachen Herstellung führt dies dazu, dass die beiden voneinander durch die Sacklöcher getrennten Abschnitte über einen verbleibenden Steg in Form des Durchflussabschnitts, welcher ebenfalls noch Fasern des Formteils aufweisen kann, verbessert verbunden sind. Insbesondere bei Faserverbundwerkstücken, welche hohe Anforderungen an mechanische Belastbarkeit erfüllen müssen, kann hier eine verbesserte mechanische Stabilität zur Verfügung gestellt werden.
  • Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Einbringung der zumindest einen Durchflussöffnung mittels wenigstens einer der folgenden Methoden erfolgt:
    • – Stanzen
    • – Bohren
    • – Schneiden, insbesondere Laserschneiden
  • Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Als Schneidverfahren können jedoch auch Ultraschallschneidverfahren oder klassische Schneidverfahren mit einer Klinge eingesetzt werden. Dabei erfolgt insbesondere eine Anpassung der Einbringmethode an die gewünschte geometrische Erstreckung der Durchflussöffnung. Bevorzugt werden Durchflussöffnungen mit einem runden oder im Wesentlichen runden freien Strömungsquerschnitt erzeugt. Bevorzugt ist darüber hinaus, wenn die Seitenwandung oder die Seitenwandungen der Durchflussöffnung zueinander Winkel aufweisen, welche größer oder gleich 45° sind. Das Vermeiden von spitzeren Winkeln führt dazu, dass die Kerbwirkung innerhalb einer solchen Durchflussöffnung deutlich abnimmt.
  • Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren das Formteil einen Grundkörper aufweist, mit zumindest einen Prozessabschnitt, welcher nach der Durchführung des Imprägnierverfahrens wieder entfernt wird, wobei die zumindest eine Durchflussöffnung in dem Prozessabschnitt eingebracht wird. Das bedeutet, dass zumindest zwei separate Abschnitte des Grundkörpers vorgesehen werden. Der Prozessabschnitt ist dabei separat vom Funktionsabschnitt, welcher später das Faserverbundwerkstück darstellen wird. Solche Prozessabschnitte können auch als Handlingabschnitte bezeichnet werden. Dies erfordert einen Nachbearbeitungsschritt, in welchem zum Beispiel durch ein Schneidverfahren abschließend der Prozessabschnitt von dem restlichen Funktionsabschnitt des Grundkörpers abgetrennt wird. Das Einbringen der Durchflussöffnung in den Prozessabschnitt führt dazu, dass eine mögliche Beeinträchtigung durch mechanische Variation innerhalb des Durchflussabschnittes am späteren Faserverbundwerkstück keine Wirkung mehr entfalten kann. Vielmehr ist am Faserverbundwerkstück nunmehr nicht erkennbar, dass das Imprägnierverfahren mit einer erfindungsgemäßen Vorbereitung des Formteils in verbesserter Weise durchgeführt werden konnte.
  • Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Formteil für ein Imprägnierverfahren, insbesondere hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, aufweisend einen Grundkörper. Ein solches Formteil zeichnet sich dadurch aus, dass der Grundkörper zumindest eine Durchflussöffnung durch das Formteil in Dickenrichtung des Formteils für den Durchfluss von Imprägnierharz von einer Oberseite des Formteils zu einer Unterseite des Formteils aufweist. Durch die Ausbildung eines Formteils, welches auch Ergebnis eines erfindungsgemäßen Vorbereitungsverfahrens sein kann, bringt ein solches Formteil die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Vorbereitung erläutert worden sind.
  • Ein erfindungsgemäßes Formteil lässt sich dahingehend weiterbilden, dass der Grundkörper wenigstens abschnittsweise gewobene und/oder geflochtene Abschnitte aus Fasern, insbesondere aus Kohlefasern und/oder aus Glasfasern, aufweist. Eine solche Faserverstärkung erlaubt es, durch die Imprägnierung ein hochstabiles und trotzdem leichtes Faserverbundwerkstück herzustellen. Die Fasern sind dabei vorzugsweise vollflächig im Formteil vorgesehen. Diese Ausbildung kann durch ein Webverfahren und/oder ein Flechtverfahren bereits eine definierte Ausrichtung und damit definierte mechanische Eigenschaften, für das Formteil sowie das anschließend damit hergestellte Faserverbundwerkstück zur Verfügung stellen.
  • Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Imprägnierform für die Herstellung eines Faserverbundwerkstücks mit einem Imprägnierverfahren. Eine solche Imprägnierform weist eine untere Formhälfte und eine obere Formhälfte auf, welche relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind und im geschlossenen Zustand eine Kavität zur Aufnahme eines Formteils gemäß der vorliegenden Erfindung ausbilden. Bei einer erfindungsgemäßen Imprägnierform ist in der unteren Formhälfte zumindest ein Verteilkanal ausgebildet für die Aufnahme und seitliche Verteilung von durch die Durchflussöffnung des Formteils geflossenem Imprägnierharz. Eine erfindungsgemäße Imprägnierform wird dementsprechend insbesondere durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Formteils die gleichen Vorteile mit sich bringen, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Formteil bzw. ein erfindungsgemäßes Vorbereitungsverfahren erläutert worden sind. Die Begrifflichkeiten der unteren Formhälfte und der oberen Formhälfte sind dabei im Wesentlichen unabhängig von der tatsächlichen Ausrichtung. Die obere Formhälfte wird dabei in Kontakt treten mit der Oberseite des Formteils und die untere Formhälfte wird in Kontakt treten mit der Unterseite des Formteils. Oberseite und Unterseite beziehen sich dabei zum Beispiel auf die Einspritzsituation an der Oberseite und die entgegengesetzt ausgerichtete Situation an der Unterseite. Der Verteilkanal kann dabei eine im Wesentlichen freie Geometrie aufweisen. Er zeichnet sich dadurch aus, dass er bei eingesetztem Formteil einen verbleibenden freien Strömungsquerschnitt gibt, welcher abschnittsweise von der unteren Formhälfte und im restlichen Abschnitt von dem Formteil selbst als Wandung begrenzt wird. Erreicht nun Imprägnierharz durch die Durchflussöffnung die Unterseite des Formteils, so kann dort im Wesentlichen ohne Widerstand innerhalb des Verteilkanals eine seitliche und insbesondere in definierter Weise geführte Verteilung des Imprägnierharzes erfolgen. Insbesondere bei hochkomplexen Geometrien der Formteile kann eine solche definierte Verteilung zu einer deutlichen Erhöhung der Qualität der hergestellten Faserverbundwerkstücke führen. Auch ist ein positiver Einfluss auf die Geschwindigkeit bei der Durchführung eines solchen Imprägnierverfahrens zu erwarten.
  • Eine erfindungsgemäße Imprägnierform lässt sich dahingehend weiterbilden, dass der zumindest eine Verteilkanal wenigstens abschnittsweise mindestens eine der folgenden geometrischen Ausbildungen aufweist:
    • – Linie
    • – Gerade
    • – Kreisform
    • – Ellipse
    • – Punkt
  • Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Dabei können selbstverständlich auch Kombinationen unterschiedlicher geometrischer Ausbildungen vorgesehen werden. Grundsätzlich ist der Verteilkanal vorzugsweise als Blindanguss ausgebildet, hat also keinen eigenen Zugang von der Außenseite der Imprägnierform. Auch sind die geometrischen Ausbildungen insbesondere in Tiefenrichtung in die untere Formhälfte eingebracht bzw. graviert, so dass dort der bereits beschriebene freie Querschnitt für den Verteilkanal zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Imprägnierform die obere Formhälfte wenigstens eine Angussstelle aufweist für ein Einbringen des Imprägnierharzes in das Formteil und die Durchflussöffnung. Eine solche Angussstelle weist demnach einen Durchbruch durch die obere Formhälfte auf, durch welche von der Außenseite der Imprägnierform Imprägnierharz fließfähig in die Kavität und damit in das Formteil eingebracht werden kann. Eine solche Angussstelle kann dabei ebenfalls eine Verteilfunktion in Form eines oberen Verteilkanals aufweisen, welcher ähnlich oder identisch mit dem unteren Verteilkanal ausgebildet ist.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellverfahren für die Herstellung eines Faserverbundwerkstücks mittels eines Imprägnierverfahrens, aufweisend die folgenden Schritte:
    • – Einsetzen eines erfindungsgemäßen Formteils in eine erfindungsgemäße Imprägnierform,
    • – Schließen der Formhälften der Imprägnierform,
    • – Einbringen von Imprägnierharz an wenigstens einer Angussstelle der Imprägnierform.
  • Durch die Verwendung erfindungsgemäßer Imprägnierformen, eines erfindungsgemäßen Formteils bzw. vorzugsweise einer erfindungsgemäßen Vorbereitung des Formteils bringt ein Herstellverfahren nach der vorliegenden Erfindung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung erläutert worden sind.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
  • 1 ein erster Schritt eines erfindungsgemäßen Vorbereitungsverfahrens,
  • 2 den Schritt nach 1,
  • 3 den Schritt nach 2,
  • 4 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formteils,
  • 5 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formteils,
  • 6 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formteils,
  • 7 die Ausführungsform der 6 mit entferntem Prozessabschnitt,
  • 8 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellverfahrens und
  • 9 den Schritt nach 8.
  • Die 1 bis 3 zeigen die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vorbereitung eines Formteils 10. Dieses Formteil 10 wird mit seiner Unterseite 14 auf eine Vorbereitungsfläche 200 aufgesetzt. Dabei erstreckt sich die Dickenrichtung D von oben nach unten. Nach dem Aufsetzen wird von der Oberseite 12 in dieser Ausführungsform eine Durchflussöffnung 20 in Form einer Durchgangsöffnung 22 in den Grundkörper 30 des Formteils 10 eingebracht. Dieser Schritt ist im Endergebnis in 2 dargestellt. Die 3 zeigt nun ein auf diese Weise vorbereitetes Formteil 10, bei welcher die Durchflussöffnung 20 als vollkommen und durchgehend freier Querschnitt zur Strömung von Imprägnierharz 300 als Durchgangsöffnung 22 ausgebildet ist.
  • 4 zeigt eine Möglichkeit, bei welcher die Durchflussöffnung 20 in Form eines Sacklochs 24 ausgebildet ist. Damit reduziert sich in Dickenrichtung D die Dicke des Formteils 10, so dass sich ein mit verminderter Dicke ausgebildeter Durchflussabschnitt 26 ergibt. 5 zeigt eine weitere Nachbearbeitung, bei welcher durch korrelierendes Einbringen eines zusätzlichen Sacklochs 24 die Durchflussöffnung 20 mit weiterer Dickenreduktion im Durchflussabschnitt 26 einhergeht.
  • Die 6 und 7 zeigen nun die Möglichkeit eines weiteren Nachbearbeitungsschrittes. So wurde die Durchflussöffnung 20 für diese Ausführungsform in einem sogenannten Prozessabschnitt 32 des Grundkörpers 30 eingebracht. Die beiden Strichlinien zeigen an, dass anschließend durch ein Trennverfahren dieser Prozessabschnitt 32 nach der Durchführung des Imprägnierverfahrens abgetrennt werden kann. Somit ist am finalen Faserverbundwerkstück 400, wie es die 7 zeigt, nun keine Durchflussöffnung 20 mehr zu erkennen.
  • In 8 ist dargestellt, wie ein vorbereitetes Formteil 10 gemäß der Verfahrensschritte der 1 bis 3 in die Kavität 130 einer Imprägnierform 100 eingesetzt wird. Anschließend erfolgt ein Schließen der Kavität 130 durch das Aufsetzen der oberen Formhälfte 120 auf die untere Formhälfte 110. In der oberen Formhälfte 120 ist eine Angussstelle 122 vorgesehen, durch welche mit einem nicht dargestellten Durchbruch zur Außenseite der Imprägnierform 100 Imprägnierharz 300 in die Kavität 130 eingebracht werden kann. In der unteren Formhälfte 110 ist ein Verteilkanal 112 vorgesehen, so dass bei einem Einbringen des Formteils 10 nun eine Korrelation zwischen Angussstelle 122, Durchflussöffnung 20 und Verteilkanal 112 vorgesehen ist. Wird das Imprägnierharz 30 eingebracht, so kann es im Wesentlichen ohne Strömungswiderstand durch die Durchflussöffnung 20 auf die Unterseite 14 des Formteils 10 gelangen. An dieser Unterseite 14 erfolgt die Verteilung mittels des Verteilkanals 112, so dass nun von der Oberseite 12 sich eine Fließfront des Imprägnierharzes 300 nach unten und von der Unterseite 14 eine Fließfront des Imprägnierharzes 300 nach oben ausbildet. Dies führt zu der mehrfach bereits erläuterten Erhöhung der Geschwindigkeit und Erhöhung der Qualität des hergestellten Formteils 400.
  • Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Formteil
    12
    Oberseite
    14
    Unterseite
    20
    Durchflussöffnung
    22
    Durchgangsöffnung
    24
    Sackloch
    26
    Durchflussabschnitt
    30
    Grundkörper
    32
    Prozessabschnitt
    100
    Imprägnierform
    110
    untere Formhälfte
    112
    Verteilkanal
    120
    obere Formhälfte
    122
    Angussstelle
    130
    Kavität
    200
    Vorbereitungsfläche
    300
    Imprägnierharz
    400
    Faserverbundwerkstücks
    D
    Dickenrichtung

Claims (11)

  1. Verfahren für die Vorbereitung eines Formteils (10) für ein Imprägnierverfahren, aufweisend die folgenden Schritte: • Anordnen des Formteils (10) auf einer Vorbereitungsfläche (200), • Einbringen zumindest einer Durchflussöffnung (20) durch das Formteil (10) in Dickenrichtung (D) des Formteils (10) für den Durchfluss von Imprägnierharz (300) von einer Oberseite (12) des Formteils (10) zu einer Unterseite (14) des Formteils (10).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Durchflussöffnung (20) als Durchgangsöffnung (22) zwischen der Oberseite (12) des Formteils (10) und der Unterseite (14) des Formteils (10) eingebracht wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Durchflussöffnung (20) durch wenigstens ein Sackloch (24) ausgebildet wird, welches einen Durchflussabschnitt (26) mit verringerter Dicke des Formteils (10) ausbildet.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringung der zumindest einen Durchflussöffnung (20) mittels wenigstens einer der folgenden Methoden erfolgt: • Stanzen • Bohren • Schneiden, insbesondere Laserscheiden
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (10) einen Grundkörper (30) aufweist mit zumindest einem Prozessabschnitt (32), welcher nach der Durchführung des Imprägnierverfahrens wieder entfernt wird, wobei die zumindest eine Durchflussöffnung (20) in den Prozessabschnitt (30) eingebracht wird.
  6. Formteil (10) für ein Imprägnierverfahren, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend einen Grundkörper (30), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) zumindest eine Durchflussöffnung (20) durch das Formteil (10) in Dickenrichtung (D) des Formteils (10) für den Durchfluss von Imprägnierharz (300) von einer Oberseite (12) des Formteils (10) zu einer Unterseite (14) des Formteils (10) aufweist.
  7. Formteil (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) wenigstens abschnittsweise gewobene und/oder geflochtene Abschnitte aus Fasern, insbesondere aus Kohlefasern und/oder aus Glasfasern, aufweist.
  8. Imprägnierform (100) für die Herstellung eines Faserverbundwerkstücks (400) mittels einem Imprägnierverfahren, aufweisend eine untere Formhälfte (110) und obere Formhälfte (120), welche relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind und im geschlossenen Zustand eine Kavität (130) zur Aufnahme eines Formteils (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 6 bis 7 ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass in der unteren Formhälfte (110) zumindest ein Verteilkanal (112) ausgebildet ist für die Aufnahme und seitliche Verteilung von durch die Durchflussöffnung (20) des Formteils (10) geflossenem Imprägnierharz (300).
  9. Imprägnierform (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Verteilkanal (112) wenigstens abschnittsweise mindestens eine der folgenden geometrischen Ausbildungen aufweist: • Linie • Gerade • Kreisform • Ellipse • Punkt
  10. Imprägnierform (100) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Formhälfte (120) wenigstens eine Angussstelle (122) aufweist für ein Einbringen des Imprägnierharzes (300) in das Formteil (10) und die Durchflussöffnung (20).
  11. Herstellverfahren für die Herstellung eines Faserverbundwerkstücks (400) mittels eines Imprägnierverfahrens, aufweisend die folgenden Schritte: • Einsetzen eines Formteils (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 6 bis 7 in eine Imprägnierform (100), insbesondere mit den Merkmalen eines der Ansprüche 8 bis 10, • Schließen der Formhälften (110, 120) der Imprägnierform (100), • Einbringen von Imprägnierharz (300) an wenigstens einer Angussstelle (122) der Imprägnierform (100).
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3879704T2 (de) * 1987-07-10 1993-10-14 3 D Composites Ltd Formverfahren.
DE69526444T2 (de) * 1994-10-28 2002-12-12 Sandvik Ab Methode zum bearbeiten von kompositen
DE102007013987A1 (de) * 2006-08-17 2008-02-21 Airbus Deutschland Gmbh Werkzeug zur Herstellung von Faserverbundbauteilen
DE202011104056U1 (de) * 2011-08-04 2011-12-29 Gerhard Braun Drapierbarer Kernwerkstoff für Sandwichlaminate
EP1731282B1 (de) * 2004-03-30 2012-09-05 Toray Industries, Inc. Vorformling, frp und herstellungsverfahren dafür
US20120263600A1 (en) * 2011-04-14 2012-10-18 Erik Grove-Nielsen Method for manufacturing a work piece by vacuum assisted resin transfer moulding
DE102008055771B4 (de) * 2008-11-04 2013-04-25 Repower Systems Ag Rotorblattgurt

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3879704T2 (de) * 1987-07-10 1993-10-14 3 D Composites Ltd Formverfahren.
DE69526444T2 (de) * 1994-10-28 2002-12-12 Sandvik Ab Methode zum bearbeiten von kompositen
EP1731282B1 (de) * 2004-03-30 2012-09-05 Toray Industries, Inc. Vorformling, frp und herstellungsverfahren dafür
DE102007013987A1 (de) * 2006-08-17 2008-02-21 Airbus Deutschland Gmbh Werkzeug zur Herstellung von Faserverbundbauteilen
DE102008055771B4 (de) * 2008-11-04 2013-04-25 Repower Systems Ag Rotorblattgurt
US20120263600A1 (en) * 2011-04-14 2012-10-18 Erik Grove-Nielsen Method for manufacturing a work piece by vacuum assisted resin transfer moulding
DE202011104056U1 (de) * 2011-08-04 2011-12-29 Gerhard Braun Drapierbarer Kernwerkstoff für Sandwichlaminate

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