DE102016003035A1

DE102016003035A1 - Fluid process for impregnating textiles and coating preforms

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Publication number: DE102016003035A1
Application number: DE102016003035.6A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2016-09-15

Abstract

Das erfindungsgemäßen Verfahren dient zum In-Situ-Gießen und Beschichten von endlosfaserverstärkten Teilen, sowohl von flachen ohne als auch von Hohlkörpern mit Hilfe der Fluidinjektionstechnik FIT (z. B. mit Inertgas, Wasser, Öl, Polymer etc.) wird im Folgenden Phin-FIT (Phaseninversions-Fluidinjektionstechnik) genannt [0015]. Die Vorteile des erfindungsmäßigen Verfahrens Phin-FIT werden erreicht, indem prozesstechnisch die Koagulation einer Polymerlösung im Fällbad erzeugt wird. Die Polymerfällung im Fällbad erfolgt schlagartig durch Phaseninversion aus der Lösung durch Zusetzen eines Fällmittels, z. B. Wasser, und bildet ein festes Polymernetzwerk aus offenporigem, mikro-zellularem Schaum auf den in die Form eingelegten Geweben, unter Abspaltung eines Wasser-Lösungsmittelgemisches. Der so entstehende feine Polymerschaum bildet dabei eine offenporige, asymmetrische und kommunizierenden Kapillarstruktur und imprägniert die Faserarchitektur optimal bei vorzüglicher Haftung [0017].The method according to the invention is used for in-situ casting and coating of continuous fiber-reinforced parts, both flat and hollow bodies by means of the fluid injection technique FIT (eg with inert gas, water, oil, polymer, etc.). Called FIT (Phase Inversion Fluid Injection Technique). The advantages of the process according to the invention Phin-FIT be achieved by the process technology coagulation of a polymer solution is generated in the precipitation bath. The polymer precipitation in the precipitation takes place abruptly by phase inversion from the solution by adding a precipitant, eg. As water, and forms a solid polymer network of open-cell, micro-cellular foam on the inserted into the mold tissues, with elimination of a water-solvent mixture. The resulting fine polymer foam forms an open-pore, asymmetric and communicating capillary structure and optimally impregnates the fiber architecture with excellent adhesion.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Verbesserte mechanische Eigenschaften werden bei Kunststoffprodukten, die mittels Spritzgießen hergestellt werden, durch die Verwendung von kurz- oder langglasfaserverstärkte Kunststoffen erreicht und sind schon seit vielen Jahren erfolgreich im Einsatz. Sie werden zunehmend auch mit Sonderverfahren des Spritzgießens eingesetzt, um die Eigenschaften gezielt zu erhöhen.Improved mechanical properties of plastic products manufactured by injection molding are achieved through the use of short or long glass fiber reinforced plastics and have been used successfully for many years. They are increasingly being used with special injection molding processes in order to increase the properties in a targeted manner.

Die Fluidinjektionstechnik; nachfolgend FIT genannt, ist eines dieser Sonderverfahren des Spritzgießens. Hierbei wird das Werkzeug teilweise oder vollständig mit einer Polymerschmelze gefüllt, anschließend wird ein Fluid (mit Inertgas, Wasser, Öl, Polymer etc.) über einen Injektor eingespritzt, um den noch schmelzeflüssigen Kern auszublasen, wobei die bereits an der Werkzeugwand verfestigte Kunststoffschicht die Außenkontur bildet. Auf diese Weise entsteht ein Hohlkörper. Es existieren zahlreiche Varianten der FIT-Prozesstechnik mit zugehörigen, daran angepassten Vorrichtungen.The fluid injection technique; hereafter referred to as FIT, is one of these special injection molding processes. Here, the tool is partially or completely filled with a polymer melt, then a fluid (with inert gas, water, oil, polymer, etc.) is injected via an injector to blow the still molten core, the already solidified on the mold wall plastic layer the outer contour forms. In this way, a hollow body is created. There are numerous variants of the FIT process technology with associated devices adapted thereto.

Endlosfasern werden in Form von Matten, Gelegen und Geflechten bisher bei klassischen Verarbeitungsverfahren mit duroplastischen, also aushärtenden Kunststoffen zum Fertigen von Faserverbundkunststoffen eingesetzt, mit den zughörigen Verfahren wie Pressen, Wickeln, Harzinjektion etc.). Im Bereich des Pressens finden auch fasermattenverstärkte Thermoplaste (z. B. mit Glas „GMT”) ein Anwendungsgebiet mit wachsendem Einsatzbereichen. Beim konventionellen Spritzgießen werden inzwischen vermehrt vorgeformte thermoplastische, flächige Vorformlinge (Prepregs) eingesetzt. Rundgeflechte zur Herstellung von Hohlkörpern kommen im Bereich des Schlauchblasens sowie der Extrusion und Pultrusion zur Anwendung.Endless fibers are used in the form of mats, loops and braids so far in classical processing methods with thermosetting, ie curing plastics for the manufacture of fiber reinforced plastics, with the associated processes such as pressing, winding, resin injection, etc.). In the area of pressing, also fiber mat reinforced thermoplastics (eg with glass "GMT") find a field of application with increasing fields of application. In conventional injection molding, preformed thermoplastic, flat preforms (prepregs) are increasingly being used. Round braids for the production of hollow bodies are used in the field of blow molding and extrusion and pultrusion.

Endlosfaserverstärkte Hohlkörper mit Schlauchgeflechten, die nach dem Spritzgießverfahren mit Einkomponenten- oder Sonderverfahren herzustellen sind, wurden inzwischen entwickelt (siehe dazu z. B. DE 000019747021 B4 und EP1005408 B1 ). Die Verwendung von Schlauchgeflechten hat sich jedoch seit der Entwicklung durch die für komplexe Serienanwendungen schwierigen Prozesseigenschaften dieser Variante bis heute noch nicht verbreitert in der Praxis durchsetzen können und kann bislang vorrangig zur Fertigung von druckfesten Gewebeschläuchen eingesetzt werden.Endless fiber-reinforced hollow bodies with tubular braids, which are to be produced by injection molding using single-component or special processes, have meanwhile been developed (see, for example, US Pat. DE 000019747021 B4 and EP1005408 B1 ). The use of tubular braids, however, has not been widespread in practice since its development due to the process properties of this variant, which are difficult for complex series applications, and has so far been used primarily for the production of pressure-resistant fabric tubes.

Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the prior art

Die mechanischen Eigenschaften werden beim Spritzgießen von verstärkten Kunststoffen im wesentlichen durch die prozesstechnische Faserschädigung (sog. Restfaserlänge) und Faserausrichtung bestimmt.In the injection molding of reinforced plastics, the mechanical properties are essentially determined by the process engineering fiber damage (so-called residual fiber length) and fiber orientation.

Bei faserverstärkten Materialien findet während der Formfüllung eine teilweise Ausrichtung der Fasern in den Randschichten des Formteils in Strömungsrichtung statt. Die Eigenschaften senkrecht zur Faserorientierung sind aufgrund dreidimensionaler komplexer Orientierung in der Formteilmitte signifikant niedriger. Die daraus folgenden mechanischen Eigenschaften sind vorwiegend von der Ausrichtung der Fasern in den Randschichten bestimmt. Auch kann die Faserausrichtung und damit die mechanischen Eigenschaften beim konventionellen Spritzgießen durch die Positionierung des Anspritzpunktes im Werkzeug kaum beeinflusst werden.In the case of fiber-reinforced materials, partial alignment of the fibers in the edge layers of the molded part takes place in the flow direction during the mold filling. The properties perpendicular to the fiber orientation are significantly lower due to three-dimensional complex orientation in the center of the mold. The resulting mechanical properties are mainly determined by the orientation of the fibers in the surface layers. Also, the fiber orientation and thus the mechanical properties in conventional injection molding can hardly be influenced by the positioning of the injection point in the mold.

Das Problem, das speziell für langgestreckte und stabförmige FIT-Hohlkomponenten aus spritzgegossenen, fasergefüllten Thermoplasten bei Anwendungen mit Torsions- oder Innendruckbelastungen sehr nachteilig auftritt, entsteht durch die Ausrichtung axialen Orientierungen in den äußeren Schichten, die bei Querbelastungen ein Aufplatzen und Versagen der Struktur sehr begünstigen.The problem, which is particularly detrimental to elongated and bar-shaped FIT hollow components made of injection molded fiber filled thermoplastics in applications with torsional or internal pressure loads, is due to the alignment of axial orientations in the outer layers, which greatly facilitate bursting and failure of the structure under transverse loads ,

Die Verwendung von Schlauchgeflechten aus Endlosfasern bringt den ersten Schritt die Lösung. In der Praxis und bei eigenen Versuchsreihen ergaben sich jedoch einige gravierende Nachteile, die sich auf die Prozessfähigkeit und -stabilität nachteilig auswirken. Es hat sich inzwischen gezeigt, daß die Prozesseigenschaften mit unimprägnierten Fasern sich als schwierig kontrollierbar darstellen, da die Geflechte während des Prozesses verdreht bzw. verdrillt, verschoben oder ziehharmonikartig gefaltet werden können, auch wenn Fixierungen beim Einliegen der Geflechte vorgesehen werden. Zudem können die Geflechte durch den Schmelzedruck buchstäblich an das der Einspritzung entgegengesetzte Ende des Formnestes gedrückt („geschossen”) werden oder sich die Lage bzw. der Abstand zur Mittelachse des Formteils innerhalb der Kunststoffeinbettung entlang des Fliessweges im Prozess verändert. Weiterhin benetzt und durchdringt der Kunststoff beim Einspritzen das Geflecht nicht konstant über die Fliessweglänge, auch können Maschen an nicht vorgesehenen Positionen innerhalb des Formnestes unerwünscht aufgeweitet werden. Dadurch lässt sich die erfindungsgemäße Aufgabe, den Faseraufbau im Teil exakt gemäß der Bauteilbelastung abzubilden, nur unzureichend kontrollieren. Folglich sind einem Prozess mit Schlauchgeflechten für komplexere, z. B. mit Krafteinleitungen und Endstücken versehenen Anwendungen von Seiten der Prozessstabilität sehr enge Grenzen gesetzt und Einschränkungen gegeben.The use of continuous mesh braids brings the solution to the first step. In practice and in our own series of tests, however, there have been some serious disadvantages that adversely affect process capability and stability. It has since been shown that the process properties with unimpregnated fibers are difficult to control, since the braids can be twisted or twisted, displaced or accordion-like folded during the process, even if fixations are provided when the braids are inserted. In addition, the braids can literally be pressed ("shot") by the melt pressure against the end of the mold cavity opposite the injection or the position or the distance to the central axis of the molded part within the plastic embedding along the flow path changes in the process. Furthermore, during injection, the plastic does not constantly wet and penetrate the mesh over the flow path length, and meshes at undesired positions within the mold cavity can also be undesirably widened. As a result, the task according to the invention of accurately imaging the fiber structure in the part in accordance with the component load can be insufficiently controlled. Consequently, a process with tubular braids for more complex, e.g. For example, there are applications of process stability provided with force injections and tails set narrow limits and restrictions.

Das intensive und gleichmäßige Benetzen der Fasern und -achitekturen mit der höherviskosen Thermoplastschmelze erweist sich daher bis heute als Hindernis für die direkte Verarbeitung sogenannter biegeschlaffer Gewebe als Hindernis für hochautomatisierte, schnelle Prozesse. Zur Zeit werden als technische Lösungen prozesstechnische Zwischenschritte eingeschaltet, die ein vorkonsolidiertes und daher stabiles Preform in die Prozesskette einbringen, das z. B. durch Umspritzen weiter verarbeitet wird. Dies wird z. B. durch die beschriebenen Techniken in DE10 2012 004 168 A1 und DE000019803965 B4 gelehrt.The intensive and uniform wetting of the fibers and -architekturen with the higher-viscosity thermoplastic melt proves to be an obstacle to the direct processing of so-called limp-webs as a barrier to highly automated, fast processes. At present, as technical solutions process engineering intermediate steps are turned on, which bring a preconsolidated and therefore stable preform in the process chain, the z. B. is further processed by encapsulation. This is z. B. by the described techniques in DE10 2012 004 168 A1 and DE000019803965 B4 taught.

Das Benetzen der Fasern und -achitekturen mit Thermoplasten muss wie bei der Duroplast- und, Polyurethanverarbeitung und beim Polyamidspritzgießen (ausgehend von Laurinlactam) aus einer niedrigviskosen Phase erfolgen, um ein intensives und gleichmäßiges Ergebnis zu erzielen. Eine weiteres Verfahren ist ein Prozess durch Phaseninversion aus einer Polymerlösung und wird historisch zur Herstellung von Filtermatten und -elementen genutzt, wie in EP0597300 A2 vorgeschlagen und beschrieben. DE10 2007 027 014 A1 entwickelt diese Technik weiter, um Nanofasern durch Zentrifugaltrennung aus einer solchen Lösung nasszuspinnen. Auch DE10 2013 002 933 A1 beschreibt eine vergleichbare Phaseninversions-Technologie zur Erzeugung eines akustisch optimierten Sandwich-/Wabenelementes. Dabei wird ein Sandwichelement zur schalldämmenden Verkleidung im Innenbereich von Verkehrsmitteln mit einer Wabenkernschicht versehen, welche eine beidseitig angeordnete Deckschicht aufweist, mit mindestens einer davon als perforierte Schicht ausgeführt. Innerhalb der Wabenzellen ist ein offenporiges Schallabsorberelement angeordnet, dass prozesstechnisch durch Koagulation einer Polymerlösung im Fällbad erzeugt wird. Die Polymerfällung im Fällbad erfolgt hier auch schlagartig durch Phaseninversion aus der Lösung durch Zusetzen eines Fällmittels und bildet ein festes Polymernetzwerk aus mikro-zellularem Schaum zwischen den Schallabsorberstegen unter Abspaltung eines Wasser-Lösungsmittelgemischs. Der Polymerschaum besteht in diesem Fall aus einer asymmetrischen, kommunizierenden offenen Poren- und Kapillarstruktur.The wetting of the fibers and architectures with thermoplastics must be carried out from a low-viscosity phase as in thermosetting and polyurethane processing and in polyamide injection molding (starting from laurolactam) in order to achieve an intensive and uniform result. Another process is a process by phase inversion from a polymer solution and has historically been used to make filter mats and elements, as in US Pat EP0597300 A2 proposed and described. DE10 2007 027 014 A1 is further developing this technique to wet-spin nanofibers by centrifugal separation from such a solution. Also DE10 2013 002 933 A1 describes a comparable phase inversion technology for producing an acoustically optimized sandwich / honeycomb element. In this case, a sandwich element for sound-insulating cladding in the interior of transport means is provided with a honeycomb core layer, which has a cover layer arranged on both sides, with at least one of them designed as a perforated layer. Within the honeycomb cells, an open-pored sound absorber element is arranged, which is produced by process technology by coagulation of a polymer solution in the precipitation bath. The polymer precipitation in the precipitation bath takes place here also abruptly by phase inversion from the solution by adding a precipitant and forms a solid polymer network of micro-cellular foam between the Schallabsorberstegen with elimination of a water-solvent mixture. The polymer foam in this case consists of an asymmetric, communicating open pore and capillary structure.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, welches es ermöglicht, durch Endlosfasern verstärkte Hohlkörper nach dem Spritzgießverfahren und direkter Verarbeitung biegeschlaffer Gewebe herstellen zu können, ohne die oben aufgeführten Einschränkungen für komplexe Anwendungen. Die Endlosfasern sollen dabei in Form von definiert und exakt gemäß der Belastung im Bauteil aufgebauten Schlauchgeflechten teilweise oder vollständig im Kunststoff eingebettet sein. Maschen und Faserstränge und -achitekturen müssen vor dem oder beim Einspritzen intensiv und gleichmäßig benetzt werden, um einen hochautomatisierten, schnellen Prozess zu ermöglichen. Dabei soll das Verfahren aus DE10 2013 002 933 A1 angepasst und weiterentwickelt werden. Dazu sollen die Lehren für die Prozessvarianten aus DE000019747021 B4 , EP1005408 B1 , DE10 2012 004 168 A1 und DE000019803965 B4 weiter als Kombinationen mit anderen Sonderverfahren, z. B. FIT, nutz- und einsetzbar sein. Aus den optimal mit Polymer imprägnierten Geweben sollen bei Bedarf durch zusätzliche, in einem weiteren Schritt integrierte Funktionsteile produziert werden, so daß sich damit eine hohe Integrationsdichte gegenüber Pressteilen ergibt. Die Fertigung schließt eine optimale Anbindung der Geflechte an die Krafteinleitungsbereiche in der Komponente ein, besonders für kraftübertragende oder druckbeaufschlagte Bauteile, wobei endkonturgemäß und ohne oder nur mit minimaler Nachbearbeitung gearbeitet werden soll.The object of the invention is to develop a method which makes it possible to produce hollow fibers reinforced by continuous fibers by the injection molding method and direct processing of flexible fabrics without the restrictions listed above for complex applications. The continuous fibers should be partially or completely embedded in the plastic in the form of defined and exactly according to the load built in the component hose braids. Mesh and fiber strands and architectures must be thoroughly and evenly wetted before or during injection to enable a highly automated, fast process. The process should DE10 2013 002 933 A1 adapted and further developed. For this purpose, the lessons for the process variants should DE000019747021 B4 . EP1005408 B1 . DE10 2012 004 168 A1 and DE000019803965 B4 further than combinations with other special procedures, eg. As FIT, be useful and usable. From the optimally impregnated with polymer fabrics should be produced if necessary by additional, integrated in a further step functional parts, so that there is a high integration density compared to pressed parts. The production includes an optimal connection of the braids to the force introduction areas in the component, especially for force-transmitting or pressurized components, which is to work endkonturgemäß and without or only with minimal reworking.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 5 gelöst.The object is achieved by a method having the features of claims 1 to 5.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im Detail so gelöst, daß ein Polymermaterial in-situ innerhalb der Faserarchitektur erzeugt wird. In-situ erzeugte polymere Schichten sind der Erfindung sind verfahrensbedingt oft porös bzw. permeabel und können nach ihren verschiedenen Herstellungsarten eingeteilt werden: geschäumte Schichten (chemisch- und physikalisch), mechanisch porosierte Schichten (Perforationsverfahren durch elektrostatische Spitzenentladung oder Plasmajet oder Recken/Splitten), Spezifische Verfahren (Matrix-Fibrillen-Konstruktion oder Einarbeiten löslicher Füllstoffe/Salze, oder selektive Verdampfung mit Polyaddition), koagulierte Schichten (Verdampfungskoagulation oder isothermische Koagulation von Dispersionen, oder ionische Koagulation von Dispersionen, oder Koagulation von Polymerlösungen im Fällbad.The object is achieved according to the invention in detail so that a polymer material is generated in-situ within the fiber architecture. In-situ produced polymeric layers of the invention are often porous due to the process and can be classified according to their different production modes: foamed layers (chemical and physical), mechanically porous layers (electrostatic peak discharge perforation or plasma jet or stretching / splitting), Specific methods (matrix-fibril construction or incorporation of soluble fillers / salts, or selective evaporation with polyaddition), coagulated layers (evaporation coagulation or isothermal coagulation of dispersions, or ionic coagulation of dispersions, or coagulation of polymer solutions in the coagulation bath.

Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß im Detail so gelöst, daß es möglich ist, eine Fällung von Polymerlösungen in den Hohlräumen einer offenen oder auf der Oberfläche einer geschlossenen Faserarchitektur durchzuführen. Wenn die Polymerfällung im Fällbad erfolgt, spricht man von einer Phaseninversionsmethode, d. h. es erfolgt der Übergang von einem Sol zu einem Gel. Hierbei erfolgt der Austausch des Lösungsmittel gegen ein Fällmittel wenn die Polymerlösung unverzüglich in ein Fällbad eintaucht. Vorteil dieses Verfahren ist die unbegrenzte Löslichkeit von Lösemittel und Fällmittel ineinander, wie es z. B. bei DMF und Wasser vorliegt. Die Gelbildung in oder/und um die Faserarchitektur führt zur schlagartigen Ausbildung einer asymmetrischen Porenstruktur, da sich beim Eintritt des Sol in das Fällmittel, eine Transportbarriere aufbaut, die das Diffundieren des Lösemittel in das Fällmittel bzw. des Fällmittels in das Sol behindert. Aus diesem Grund erfolgt die Fällung meist bei einem Zusatz von 20 bis 50% Lösemittel im Fällbad, um damit das Diffundieren des Lösungsmittel in das Fällmittel zu steuern. Dieses Prinzip wird erfindungsgemäß bei der Herstellung offenporiger Beschichtung und Imprägnierung von Fasermaterialien ausgenutzt.The object is further achieved according to the invention in detail so that it is possible to carry out a precipitation of polymer solutions in the cavities of an open or on the surface of a closed fiber architecture. When the polymer precipitation takes place in the precipitation bath, it is called a phase inversion method, ie the transition from a sol to a gel takes place. In this case, the replacement of the solvent takes place against a precipitant when the polymer solution is immediately immersed in a precipitation bath. Advantage of this method is the unlimited solubility of solvent and precipitant into each other, as z. B. is present in DMF and water. Gel formation in and / or around the fiber architecture leads to abrupt formation of an asymmetric pore structure, since the introduction of the sol in the precipitant, a transport barrier builds up, which hinders the diffusion of the solvent in the precipitant or the precipitant into the sol. For this reason, the precipitation usually takes place with an addition of 20 to 50% solvent in the precipitation bath in order to control the diffusion of the solvent into the precipitant. This principle is exploited according to the invention in the production of open-pore coating and impregnation of fiber materials.

Die für die Phaseninversion geeignete Stoffe sind gemäß DE10 2013 002 933 A1 Polymere wie PS, PES, PPSU, PESU, PC, PMMA, PEO, PAN, PU die unter Einwirkung von Lösungsmitteln wie Aceton, CHCl 3, THF, Cyclohexane, Wasser, Touluene, Dimethylacetamid (DMAC), Dimethyformamid (DMF), N-Methylpyrrolidon (NMP), Tetrahydrofuran (THF), verwendet werden. Für die Phaseninversion bevorzugte Polymerlösungen sind PPSU/DMF und PESU/DMF. Eine Zurückgewinnung des Lösungsmittels aus dem Gemisch zur Wiederverwendung im Prozess kann durch Rektifikation erfolgen.The substances suitable for phase inversion are according to DE10 2013 002 933 A1 Polymers such as PS, PES, PPSU, PESU, PC, PMMA, PEO, PAN, PU which, when exposed to solvents such as acetone, CHCl 3, THF, cyclohexanes, water, Touluene, dimethylacetamide (DMAC), dimethyformamide (DMF), N- Methylpyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF) can be used. Preferred polymer solutions for phase inversion are PPSU / DMF and PESU / DMF. Recovery of the solvent from the mixture for reuse in the process may be by rectification.

Verfahrensbeschreibungprocess Description

Die Vorteile des erfindungsmäßigen Verfahrens Phin-FIT (Phaseninversions-Fluidinjektionstechnik) werden erreicht, indem prozesstechnisch die Koagulation einer Polymerlösung im Fällbad erzeugt wird. Die Polymerfällung im Fällbad erfolgt schlagartig durch Phaseninversion aus der Lösung durch Zusetzen eines Fällmittels, z. B. Wasser, und bildet ein festes Polymernetzwerk aus offenporigem, mikro-zellularem Schaum auf den in die Form eingelegten Geweben, unter Abspaltung eines Wasser-Lösungsmittelgemisches. Der so entstehende feine Polymerschaum bildet dabei eine offenporige, asymmetrische und kommunizierenden Kapillarstruktur und imprägniert die Faserarchitektur optimal bei vorzüglicher Haftung. Der Prozessablauf erfolgt entweder in Bädern, oder Wannenkonstruktionen in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Weise. Bei letzterer Technologie kann die Anlage bei Bedarf gemäß 1A, 2A und 3A als Phin-FIT Hochdruck-Injektionsanlage (1) mit je einem Kolbenspeicher für die Polymerlösung (2) und für das Fällungsmittel (3) und einem vor dem Werkzeug (8 und 8d) angebrachten Düsenkopf (1b) und einem Doppelkolben-Einspritzventil (5, 6 und 7) für das aufeinanderfolgende Einspritzen der beiden Komponenten ausgeführt werden. Bei Bedarf kann am Düsenkopf ein weiteres Umschaltventil (13b) und ein Kolbenspeicher (11 und 11a) für das Zurück-/Absaugen des Fällmittel/Lösungsmittelgemisches aus dem Hohlraum angebracht werden. Der Verfahrensablauf beginnt mit dem Einlegen des Fasereinlegers oder Preforms (1A, 2A und 3A) in das Werkzeug (8 oder 8d), gefolgt vom Einspritzen der Polymerlösung und Benetzen der Faserarchitektur (1B, 2C und 3B) gefolgt vom Einspritzen des Fällmittels, hier Wasser, unter Hohlraumbildung (1C, 2D und 3D) und der Koagulation des Polymers (20) bei der Phaseninversion, unter Abspaltung des Lösungsmittel-/Wassergemischs, das aus dem Hohlraum anschließend abgesaugt wird (14 oder 14a).The advantages of the process according to the invention Phin-FIT (phase inversion fluid injection technique) are achieved by the process technology coagulation of a polymer solution is generated in the precipitation bath. The polymer precipitation in the precipitation takes place abruptly by phase inversion from the solution by adding a precipitant, eg. As water, and forms a solid polymer network of open-cell, micro-cellular foam on the inserted into the mold tissues, with elimination of a water-solvent mixture. The resulting fine polymer foam forms an open-pore, asymmetric and communicating capillary structure and impregnates the fiber architecture optimally with excellent adhesion. The process takes place either in baths or in continuous or discontinuous bath constructions. With the latter technology, the system can be adjusted as required 1A . 2A and 3A as a Phin-FIT high-pressure injection system ( 1 ) each with a piston accumulator for the polymer solution ( 2 ) and for the precipitant ( 3 ) and one in front of the tool ( 8th and 8d ) mounted nozzle head ( 1b ) and a double-piston injection valve ( 5 . 6 and 7 ) for successive injection of the two components. If required, another switching valve ( 13b ) and a piston accumulator ( 11 and 11a ) for the suction / removal of the precipitant / solvent mixture from the cavity. The procedure starts with the insertion of the fiber insert or preform ( 1A . 2A and 3A ) into the tool ( 8th or 8d ), followed by injection of the polymer solution and wetting of the fiber architecture ( 1B . 2C and 3B ) followed by injection of the precipitant, here water, with cavitation ( 1C . 2D and 3D ) and the coagulation of the polymer ( 20 ) in the phase inversion, with elimination of the solvent / water mixture, which is then sucked out of the cavity ( 14 or 14a ).

Die Phaseninversion der Polymerlösung, beispielhaft PPSU/DMF, wird prozesstechnisch durch Änderung des thermodynamischen Zustandes eingeleitet, wie durch Verdunstung eines Lösungsmittelanteils bzw. einer Lösungsmittelkomponente, durch Zugabe einer weiteren Komponente (Fällmittel) in die Lösung, oder durch eine Temperaturänderung. Beim Kontakt mit der Polymerlösung wird ein Stoffaustausch zwischen Lösungs- und Fällmittel ausgelöst, die eine Phasenseparation und die Koagulation des Polymers verursacht. Die Polymerlösung durchläuft bei der Strukturbildung des porösen Absorbermaterials nach Kesting/H.-D. Dörfler, Grenzflächen und Kolloidchemie, VCH Verlagsgesellschaft Weinheim, 1994 (Schematische Darstellung der Koagulation im Dreiecksdiagramm für das Gemisch Polymer/Lösemittel/Fällmittel) folgenden Stufen:

a) durch Überschreiten der Stabilitätsgrenze des ternären Systems DMF/Polymer/Wasser bilden sich schlagartig viele Flüssigkeitströpfchen aus, dabei baut das Polymer ein feines Netzwerk auf.
b) Entstehung eines Hohlraumsystems wobei der lokal unterschiedliche Stofftransport in das Innere der Lösung zu ungleichen Tröpfchenwachstum führt. Dabei entstehen größere Hohlräume.
c) Beginn der Kapillarwirkung, Stofftransport erfolgt in den größeren Hohlräumen.
d) Kapillarwachstum infolge Kontraktion des Polymernetzwerkes auf Grund der schnellen Diffusion des Lösungsmittel in die Kapillare im Vergleich zum Fällmittel aus den Kapillare in das Polymer, es erfolgt die Kontraktion des Polymer.
e) Abbruch des Kapillarwachstum, dieser erfolgt durch den Konzentrationsausgleich zwischen Hohlräumen und Polymersubstanz.

The phase inversion of the polymer solution, for example PPSU / DMF, is initiated by changing the thermodynamic state of the process, such as by evaporation of a solvent or a solvent component, by adding a further component (precipitant) in the solution, or by a temperature change. Upon contact with the polymer solution, mass transfer between solvent and precipitant is initiated, causing phase separation and coagulation of the polymer. The polymer solution undergoes the structure formation of the porous absorber material according to Kesting / H.-D. Dörfler, Interfaces and Colloid Chemistry, VCH Verlagsgesellschaft Weinheim, 1994 (Schematic representation of the coagulation in the triangular diagram for the mixture polymer / solvent / precipitant) following stages:

a) by exceeding the stability limit of the ternary system DMF / polymer / water abruptly many liquid droplets are formed, while the polymer builds up a fine network.
b) formation of a cavity system whereby the locally different mass transport into the interior of the solution leads to uneven droplet growth. This creates larger cavities.
c) Beginning of the capillary action, mass transport takes place in the larger cavities.
d) Capillary growth due to contraction of the polymer network due to the rapid diffusion of the solvent into the capillary compared to the precipitant from the capillary into the polymer, the contraction of the polymer takes place.
e) termination of capillary growth, this is done by the concentration balance between cavities and polymer substance.

Diese beispielhafte PPSU/DMF Polymerschicht von miteinander kommunizierenden Poren und Kapillare, wird nur durch Fällung der Polymerlösung erreicht. Die verursachte Phasenseparation und Koagulation des Polymers führt dabei spontan zu einer Strukturbildung an der jeweiligen Kontaktfläche mit dem Fällbad. Der Vorteil dieser so erhaltenen Schicht besteht darin, unabhängig von der Dicke der Schicht, Mikro- oder Makroporen (0.1 μm bis 50 μm und in Ausnahmefällen 500 μm und größer herzustellen. Ausschlaggebendes Kriterium für die Bildung mikroporöser Strukturen ist die Fällmittelempfindlichkeit, die bei Zugabe von geringen Wassermengen zur Entstehung von Assoziäten führt.This exemplary PPSU / DMF polymer layer of communicating pores and capillaries is achieved only by precipitation of the polymer solution. The caused phase separation and coagulation of the polymer leads spontaneously to a structure formation at the respective contact surface with the precipitation bath. The advantage of this layer thus obtained is to produce micropores or macropores (0.1 μm to 50 μm and in exceptional cases 500 μm and larger, irrespective of the thickness of the layer.) The decisive criterion for the formation of microporous structures is the precipitant sensitivity which occurs when adding small quantities of water leads to the formation of associates.

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Das erfindungsgemäßen Verfahren dient zum In-Situ-Gießen und Beschichten von endlosfaserverstärkten Bauteilen, sowohl von flachen ohne als auch von Hohlkörpern mit Hilfe der Fluidinjektionstechnik FIT (z. B. mit Inertgas, Wasser, Öl, Polymer etc.) wird im Folgenden Phin-FIT (Phaseninversions-Fluidinjektionstechnik) genannt. Es bietet in Kombination mit Endlosfaserverstärkungen folgende Vorteile: Starke Verbesserung der Bauteileigenschaften durch direkte intensive und gleichmäßige Faserbenetzung und -imprägnierung. Erhöhung der Torsions-, Zug- und Druckfestigkeit, der Dauerschwingfestigkeit, des Berstdrucks bei innendruckbeaufschlagten Rohren und Leitungen, hohe Integrationsdichte, da weitere zusätzliche Funktionsteile direkt an das Bauteil z. B. per Spritzguss ein- oder mehrstufig angespritzt werden können, womit zusätzliche Montageschritte entfallen. Die Formteile können mit allen bekannten thermoplastischen Kunststoffen hergestellt werden, auch mit anderen Sonderverfahren, für alle Varianten der FIT und deren Kombination.The method according to the invention is used for in-situ casting and coating of continuous fiber-reinforced components, both flat and hollow bodies with the aid of the fluid injection technique FIT (eg with inert gas, water, oil, polymer, etc.). Called FIT (Phase Inversion Fluid Injection Technique). In combination with continuous fiber reinforcement, it offers the following advantages: Strong improvement in component properties through direct intensive and uniform fiber wetting and impregnation. Increasing the torsional, tensile and compressive strength, the fatigue strength, the bursting pressure in pipes and pipes subjected to internal pressure, high integration density, since additional additional functional parts can be applied directly to the component, eg. B. by injection molding or can be molded in several stages, which eliminates additional assembly steps. The molded parts can be produced with all known thermoplastics, including other special processes, for all variants of the FIT and their combination.

Da Phin-FIT auch durch Prozessabläufe des Spritzgießens und der Fluidinjektionstechnik (z. B. mit Inertgas, Wasser, Öl, Polymer etc.) kombiniert wird, weisen die mit dem kombinierten neuen Verfahren gefertigte Bauteile die Vorteile dieser Einzelprozesse auf. So ermöglicht das Spritzgießen automatisierbare, reproduziergenaue Fertigungsabläufe mit hohen Stückzahlen, die im Vergleich zu anderen Verfahren preiswerter sind, der Einsatz der Fluidinjektionstechnik ergibt bei Phin-FIT größere Gestaltungsmöglichkeiten bei der Formteileauslegung (gewölbte, gekrümmte oder gekröpfte Strukturen, für dickwandige und Formteile großen Durchmessers erzielt man kürzere Zykluszeiten, bei gleicher Masse ergibt sich eine Erhöhung der mechanischen Steifigkeit (größerer Abstand zur neutralen Faser), das Schwindungsverhalten wird gleichmäßiger, Eigenspannungen sind auf niedrigerem Niveau, ebenso der Verzug. Einfallstellen an Oberfläche und bei Masseanhäufungen in Domen und Rippen können aktiv beeinflusst und reduziert werden.As Phin-FIT is also combined with injection molding and fluid injection technology (eg with inert gas, water, oil, polymer, etc.), the components produced using the combined new process have the advantages of these individual processes. Thus, the injection molding allows automated, reproducible production processes with high quantities, which are cheaper compared to other methods, the use of fluid injection technology gives Phin-FIT greater design options in the molding design (curved, curved or cranked structures, achieved for thick-walled and molded large diameter shorter cycle times, with the same mass results in an increase of the mechanical rigidity (greater distance to the neutral fiber), the shrinkage behavior becomes more uniform, residual stresses are at a lower level, as well as the distortion .. Impregnation points on the surface and mass accumulations in the domes and ribs can be actively influenced and be reduced.

Vorteilhaft ist es bei diesem Verfahren auch, daß eine oder mehrere der Kunststoffschichten um die Fasereinleger durch ein anderes chemisches Reaktionsverfahren bzw. PU-Verfahren (Polyurethan), Reaction Injection Moulding (RIM) genannt, gebildet werden, wobei der Hohlraum wie zuvor durch Fluidinjektion erzeugt wird und/oder weitere Schichten aus dem Phin-FIT Phaseninversions-Prozess mit einem der genannten Verfahren hergestellt werden können.It is also advantageous in this method that one or more of the plastic layers are formed around the fiber inserts by another chemical reaction process or PU process (polyurethane), called Reaction Injection Molding (RIM), wherein the cavity as previously generated by fluid injection and / or further layers can be produced from the Phin-FIT phase inversion process by one of the methods mentioned.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß nach der mittels Fällung aus einer Polymerlösung beim Fertigen des Hohlraums auf dem Fasereinleger erzeugten Polymer-Innenschicht weitere gleiche oder verschiedene Kunststoffe kompakte Schichten um den beschichteten Fasereinleger des Hohlkörpers bilden, indem Kunststoffschmelzen zweistufig oder gleichzeitig nach einem Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren, z. B. Sequenzverfahren, Coinjektion oder Sandwich, mit einem Press- oder Extrusionsverfahren oder Kombinationen daraus eingespritzt und/oder angefügt werden.It is furthermore advantageous that, after the polymer inner layer produced by precipitation from a polymer solution when manufacturing the cavity on the fiber feeder, further identical or different plastics form compact layers around the coated fiber feeder of the hollow body, in that plastic melts are processed in two stages or simultaneously by a multi-component injection molding process. z. As sequence method, co-injection or sandwich, injected by a pressing or extrusion process or combinations thereof and / or added.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Phin-FIT unter Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei der Fasereinleger nicht oder mit einem Lack oder einem Klebstoff beschichtet ist und/oder eine oder beide umspritzte Schichten aus Lack, Kleber oder einer Beschichtungssubstanz aufgebaut oder mit diesen beschichtet sind, um eine dekorative und/oder funktionelle Wirkung und/oder eine optimierte Verbindung/Haftung für eine vollständige oder teilweise Ummantelung mit einer dritten Kunststoffschicht aus einem nachfolgenden Prozessschritt mit zu erhalten.It is also advantageous that the hollow body with fiber insert and plastic layers with Phin-FIT is formed using the fluid injection technique, wherein the fiber insert is not coated or coated with a paint or an adhesive and / or one or both overmolded layers of paint, adhesive or a Coating substance are built or coated with these to obtain a decorative and / or functional effect and / or an optimized compound / adhesion for a complete or partial sheathing with a third plastic layer from a subsequent process step with.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß die Schichten aus denselben oder aus verschiedenen Kunststoffen den Fasereinleger eines flachen Bauteils oder eines Hohlkörpers ganz oder teilweise bedecken.It is also advantageous that the layers of the same or of different plastics completely or partially cover the fiber insert of a flat component or a hollow body.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß das Einbringen der Kunststoffschichten entweder durch dieselbe oder eine zweite daneben positionierte Formöffnung (Anguss) oder durch eine dem ersten gegenüber liegende Formöffnung („offene Kavität”) eingespritzt wird, und/oder durch flüssig oder elektrisch temperierte Heißkanalsysteme zum Formnest geführt wird.It is also advantageous that the introduction of the plastic layers is injected either by the same or a second adjacent mold opening (gate) or by a first opposite mold opening ("open cavity"), and / or by liquid or electrically tempered hot runner systems for mold cavity to be led.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß die Schichten aus denselben oder verschiedenen Kunststoffen um der Fasereinleger des Hohlkörpers über die Endstücke des Hohlkörpers hinaus in das Werkzeug gefüllt werden und so bei Bedarf durch eine entsprechenden Formnestkontur als Elemente zur Funktion und/oder Krafteinleitung ausgeformt werden können. Diese können wiederum durch weitere, am rohrartigen Fasereinleger befestigte Preforms verstärkt und ergänzt werden. Dabei ermöglicht ein teleskopartiger Aufbau aus Fasereinlegern im späteren Bauteil einen stufenweisen, hoch effektiven Abbau von Aufprallenergie, z. B. für integrierte Phin-FIT-Crashboxen. Weiterhin ist eine Variante mit Durchdringung von mehreren Fasereinlegern oder Preforms oder Bauteilelementen z. B. an Krafteinleitungspunkten vorteilhaft, die z. B. durch Spritznieten oder Montagespritzguss separat oder simultan im Prozessschritt des Einspritzens von Kunststoff und Fluid sequentiell verbunden werden. Auch ist ein Vorfügen z. B. durch Laserschweißen, Kleben oder Pulverbeschichten vorteilhaft, wobei dieser Schritt vor dem Einlegen in das Werkzeug ausgeführt wird. Weiterhin sind auch an den Fasereinleger angefügte Struktur- und/oder Funktionselemente vorteilhaft, die durch Spritzgießen, Extrusion mit direkt eingefügten unidirektionalen Fasereinlegern, durch einfache oder sequentielle Presstechniken oder Kombinationen daraus hergestellt werden.It is also advantageous that the layers of the same or different plastics are filled around the fiber insert of the hollow body beyond the end pieces of the hollow body in the tool and can be formed as required by a corresponding Formnestkontur as elements for function and / or force introduction. These can in turn be reinforced and supplemented by further preforms attached to the tubular fiber insert. In this case, a telescopic structure made of fiber inserts in the later component allows a gradual, highly effective reduction of impact energy, z. Eg for integrated Phin-FIT crash boxes. Furthermore, a variant with penetration of several fiber inserts or preforms or component elements z. B. at force application points advantageous z. B. separately by injection riveting or assembly injection molding or simultaneously in the process step of injection of plastic and fluid. Also, a prefix z. B. by laser welding, gluing or powder coating advantageous, this step is performed before inserting into the tool. Furthermore, structural and / or structural fiber attached to the fiber feeder are also or functional elements which are produced by injection molding, extrusion with directly inserted unidirectional fiber inserts, by simple or sequential pressing techniques or combinations thereof.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der entstandene Hybrid-Hohlkörper einzeln oder zu mehreren wie ein Normteil oder Insert in ein weiteres Werkzeug transportiert oder eingelegt und mit demselben oder einem verschiedenen Kunststoff umspritzt wird und so bei Bedarf durch eine entsprechenden Formnestkontur ein partiell verstärktes neues Hybridbauteil gefertigt werden kann, was vorzugsweise bei Anwendungen wie Crashelementen, Frontends, Seiten-, Dach- und Türaussteifungen, Armaturenträgern sowie Stabilisatorstreben und Flügel für z. B. vertikale Windkraftanlagen vorteilhaft zur Stabilitätserhöhung, verbesserten Aufnahme von Aufprallenergie oder rotatorischen Belastungen genutzt werden kann.It is also advantageous that the resulting hybrid hollow body is transported or inserted individually or in several such as a standard part or insert in another tool and molded with the same or a different plastic and so if required by a corresponding mold cavity contour a partially reinforced new hybrid component manufactured can be what is preferably in applications such as crash elements, front ends, side, roof and Türausteifungen, dashboard and stabilizer bars and wings for z. B. vertical wind turbines can be advantageously used to increase stability, improved absorption of impact energy or rotational loads.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß die nach der zuerst durch Fällung aus der Lösung entstandene Phin-FIT-Schicht durch eine folgend zugeführte, innere Kunststoffschmelze innerhalb des Fasereinlegers unter Druck hin- und herbewegt wird, wobei diese Kunststoffschmelze mittels einer Mehrkomponenten-Spritzgießvorrichtung eingespritzt und bewegt wird, um dadurch eine vorteilhafte Festigkeitserhöhung durch optimale Orientierung von Kunststoffmolekülen und dem Kunststoff beigemischten Fasern in dieser zweiten Schicht zu erreichen, entweder ohne Einsatz der Fluidinjektionstechnik für kompakte Teile oder mit anschließender Fluidinjektionstechnik bevor, um einen Hohlkörper zu bilden.It is also advantageous that after the first formed by precipitation from the solution Phin-FIT layer is moved back and forth by a subsequently supplied, inner plastic melt within the fiber insert under pressure, said plastic melt is injected and moved by means of a multi-component injection molding In order to thereby achieve an advantageous increase in strength through optimum orientation of plastic molecules and the plastic-mixed fibers in this second layer, either without the use of the fluid injection technique for compact parts or subsequent fluid injection technique, to form a hollow body.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß das Formnest im Spritzgießwerkzeug vor Einspritzbeginn der Polymerlösung bzw. des Kunststoffes mit unter Druck stehendem Inertgas (Gasgegendruck) gefüllt wird.It is furthermore advantageous that the mold cavity in the injection mold is filled with pressurized inert gas (gas backpressure) before the start of injection of the polymer solution or of the plastic.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und einer oder mehrerer Kunststoffschichten ohne Einsatz der Fluidinjektionstechnik mittels Werkzeug- oder Faltkernen ausgebildet wird.It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber insert and one or more plastic layers without the use of Fluidinjektionstechnik means tool or folding cores.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten ohne Einsatz der Fluidinjektionstechnik mittels Werkzeugkernen aus niedrigschmelzenden, nach der Formteilbildung ausgeschmolzenen Metalllegierungen oder aus Stärkekunststoffen, die nach der Formteilbildung durch Mikrowellenenergie aufschäumen und anschließend mit Wasser ausgespült werden.It is also advantageous that the hollow body with fiber insert and plastic layers without the use of fluid injection by means of tool cores of low-melting, molded after forming metal alloys or starch plastics, which are foamed after molding by microwave energy and then rinsed with water.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß er Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik und einem anschließendem Prägevorgang (Spritzprägen) gebildet wird, um eine besonders innige Verbindung der Schichten zu erreichen.It is also advantageous that it is hollow body with fiber insert and plastic layers with the use of Fluidinjektionstechnik and a subsequent embossing process (injection compression molding) is formed in order to achieve a particularly intimate connection of the layers.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik und einem anschließendem, auch druckgeregeltem Expansionsvorgang des Werkzeugs während des Einspritzen des Kunststoffes gebildet wird, um eine besonders kontrollierte Schichtenbildung um den Fasereinleger zu erreichen.It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber insert and plastic layers using the fluid injection technique and a subsequent, also pressure-controlled expansion process of the tool during the injection of the plastic in order to achieve a particularly controlled layer formation around the fiber feeder.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei der Fasereinleger und die Kunststoffschichten aus eigenfaserverstärktem Kunststoff bestehen.It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber inserts and plastic layers with use of the fluid injection technique, wherein the fiber insert and the plastic layers are made of self-reinforced plastic.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger, der durch Fällung aus der Lösung entstandene Phin-FIT-Schicht und weitere Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei der Fasereinleger und/oder auch die genannten Kunststoffschichten aus mit Nanopartikel oder anderen Partikeln modifiziertem Kunststoff aufgebaut ist, der im Werkzeug nicht oder selektiv durch die Anwendung von Mikrowellen-, Ultraschall-, induktiver und/oder konduktiver oder kombinierter Energie variotherm beheizt und angeschmolzen werden, um so eine besonders innige Verbindung von Fasereinleger und Kunststoffschichten zu erreichen.It is also advantageous that the hollow body with fiber insert, the resulting from precipitation from the solution Phin-FIT layer and other plastic layers is formed using the Fluidinjektionstechnik, wherein the fiber insert and / or the said plastic layers of modified with nanoparticles or other particles Plastic is constructed, which are not heated in the tool or selectively by the application of microwave, ultrasonic, inductive and / or conductive or combined energy variotherm and melted, so as to achieve a particularly intimate connection of fiber inserts and plastic layers.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei der Fasereinleger vor dem Einlegen außerhalb und/oder nach dem Einlegen innerhalb des Werkzeugs selektiv oder vollständig oder variotherm durch die Anwendung von Infrarot, Mikrowellen-, Ultraschall-, induktiver und/oder konduktiver oder kombinierter Energie erwärmt wird, um so eine besonders innige Verbindung von Fasereinleger und Kunststoffschichten zu erreichen.It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber insert and plastic layers with the use of fluid injection technology, wherein the fiber insert before inserting outside and / or after insertion within the tool selectively or completely or variotherm by the application of infrared, microwave, ultrasound -, inductive and / or conductive or combined energy is heated, so as to achieve a particularly intimate connection of fiber inserts and plastic layers.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei das Werkzeug innerhalb der Formplatten eine Füllung aus niedrigschmelzender Metalllegierung als Zwischenwärmeträger besitzt und so eine optimierte, d. h. schnelle und gleichmäßige Wärmeübertragung der Formnestkontur erreicht wird, um so eine besonders innige Verbindung von Fasereinleger und/oder Kunststoffschichten zu erreichen, wobei das Verfahren auch variotherm zum Erreichen von getakteten Spitzentemperaturen in besonderen und kritischen Werkzeugbereichen eingesetzt werden kann, was auch vorteilhaft für das Spritzgießen von Kunststoffen ohne Fasereinleger ist. It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber inserts and plastic layers with the use of fluid injection technology, wherein the tool within the mold plates has a filling of low-melting metal alloy as an intermediate heat carrier and so an optimized, ie rapid and uniform heat transfer of the mold cavity contour is achieved so to achieve a particularly intimate connection of fiber inserts and / or plastic layers, wherein the method can also variotherm to achieve clocked peak temperatures in special and critical tool areas can be used, which is also advantageous for the injection molding of plastics without fiber insert.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit oder ohne Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei zur Qualitätssicherung des Verfahrens der Fasereinleger vor und/oder nach der Beschichtung vor dem Einlegen in das oder Umsetzen innerhalb des Werkzeugs außerhalb mittels Röntgen-(Refraktions-)Technologien auf die innige Verbindung der Komponenten des Fasereinlegers (Faser und Matrix) getestet wird; d. h. das mehrschichtige Hybridteil nach dem jeweiligen Einspritzvorgang für die nächste Schicht mittels Röntgentechnologien auf die innige Verbindung des Fasereinlegers und der anliegenden Kunststoffschichten geprüft wird und/oder mittels Röntgen-technologien auf Binde- und Fließnähte zwischen den Sandwichschichten aus Kunststoff gestestet wird.It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber inserts and plastic layers with or without use of the fluid injection technique, wherein for quality assurance of the method, the fiber insert before and / or after the coating prior to insertion into or implement within the tool outside by means of X-ray ( Refractive) technologies are tested for the intimate connection of the components of the fiber insert (fiber and matrix); d. H. the multi-layered hybrid part after the respective injection process for the next layer is tested by means of X-ray technologies on the intimate connection of the fiber insert and the adjacent plastic layers and / or tested by X-ray technologies on bonding and flow seams between the sandwich layers of plastic.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei der Fasereinleger vor dem Einlegen außerhalb oder nach dem Einlegen innerhalb Werkzeugs mittels einer Vorrichtung selektiv oder ganz gekrümmt und/oder teilweise flach verformt wird, um der Formkontur, im Bereich der Krafteinleitungspunkte oder bei Funktionselementen angepasst zu werden.It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber inserts and plastic layers with the use of fluid injection technology, wherein the fiber insert before inserting outside or after insertion within tool by means of a device selectively or completely curved and / or partially flat deformed to the shape contour to be adjusted in the area of the force application points or functional elements.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei der Fasereinleger und/oder die mit Phin-FIT durch Lösungsfällung oder erzeugten oder umspritzten Kunststoffschichten Faserelemente als Spannungssensoren oder elektronische Schaltungen als Funktionselemente enthalten.It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber inserts and plastic layers with the use of the fluid injection technique, wherein the fiber insert and / or the Phin-FIT by solution precipitation or generated or encapsulated plastic layers contain fiber elements as voltage sensors or electronic circuits as functional elements.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei der Fasereinleger vor dem Einlegen in das Werkzeug nicht, nur hilfsweise oder nur teilweise fixiert, konsolidiert oder verfestigt wird.It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber insert and plastic layers with the use of Fluidinjektionstechnik, wherein the fiber insert is not fixed, only auxiliary or only partially fixed, consolidated or solidified before insertion into the tool.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei die zweite außenliegende Kunststoffschicht durch einen Heißkanal mittels Kaskadenspritzguss ausgebildet wird, der lange Fließwege ohne Bindenähte, speziell bei langgestreckten Komponenten wie z. B. Stoßfängerstrukturen, ermöglicht.It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber insert and plastic layers with the use of Fluidinjektionstechnik, wherein the second outer plastic layer is formed by a hot runner by cascade injection molding, the long flow paths without weld lines, especially for elongated components such. B. bumper structures enabled.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei zuerst der Fasereinleger mit Phin-FIT durch Lösungsfällung beschichtet und imprägniert wird und die nächste, innenliegende Kunststoffschicht durch Öffnungen im Fasereinleger sogenannte „Spacer” eingespritzt wird, die nach dem Umsetzen in die zweite Kavität für eine besonders einfache, aber effektive und präzise Fixierung ohne weitere Elemente ermöglicht. Die Spacer werden anschließend von einem weiteren Kunststoff umströmt und sind nach dem Abkühlen des Kunststoffes in die Oberfläche des Formteils integriert.It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber inserts and plastic layers with use of the fluid injection technique, wherein first the fiber insert is coated with Phin-FIT by solution precipitation and impregnated and the next, internal plastic layer is injected through openings in the fiber insert so-called "spacer", which, after being transferred to the second cavity, allows a particularly simple but effective and precise fixation without further elements. The spacers are then flowed around by another plastic and are integrated after cooling of the plastic in the surface of the molding.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Hohlkörper mit Fasereinleger und Kunststoffschichten mit Einsatz der Fluidinjektionstechnik gebildet wird, wobei das Formnest des Werkzeugs konturnah und bei Bedarf variotherm, z. B. mit sogenannten Rapid Heat Ceramics (RHC) beheizt wird, die eine besonders direkte und daher effektive Vorwärmung und Temperierung des nicht oder mit Phin-FIT durch Lösungsfällung und/oder z. B. Spritzgießen erzeugten Beschichtung des Fasereinlegers innerhalb des Werkzeugs ermöglichen.It is also advantageous that the hollow body is formed with fiber inserts and plastic layers with the use of Fluidinjektionstechnik, wherein the mold cavity of the tool konturnah and if necessary variotherm, z. B. with so-called rapid heat ceramics (RHC) is heated, which is a particularly direct and therefore effective preheating and tempering of not or with Phin-FIT by solution precipitation and / or z. B. injection molding allow coating of the fiber insert within the tool.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Darstellung des VerfahrensablaufsDescription of exemplary embodiments and representation of the method sequence

Es gibt eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten für Phin-FIT, z. B. kraftübertragende oder rohrartige Bauteile, wie Hohlträger, Stabilisatoren, Streben, Stringer, Träger, Crashelemente wie Crashboxen, Pedale, Griffe, Hebel, Gelenkwellen, Wellen oder Druckrohre. Aber auch komplex, teilweise aufgebaute Komponenten wie Dachelemente und -Versteifungen, Kofferraumklappen, Front-, Rück und Seitenaufprallschutz sowie teleskopisch aufgebaute, gezielt versagende und Aufprallenergie absorbierende Crashelemente.There are a variety of uses for Phin-FIT, eg. B. force-transmitting or tubular components such as hollow beams, stabilizers, struts, stringers, beams, crash elements such as crash boxes, pedals, handles, levers, propeller shafts, shafts or pressure pipes. But also complex, partially constructed components such as roof elements and stiffeners, boot flaps, front, rear and side impact protection as well as telescopically constructed, selectively failing and impact energy absorbing crash elements.

Der Verfahrensablauf von Phin-FIT ist in den am Ende des Dokuments gezeigten Bildern und Skizzen dargestellt und wird in [0017], [0018] und in den Ansprüchen 1 bis Anspruch 5 näher beschrieben. Es sind schematische Darstellungen, die genaue Einspritz- und Werkzeugfunktion ist nicht dargestellt, der Schichtenaufbau von Schaum und Fasereinleger, sowie die Geometrie und Position des durch das Einspritzen des Fluids gebildeten Hohlraums ist ebenso nur schematisch dargestellt.The process flow of Phin-FIT is shown in the figures and sketches shown at the end of the document and is further described in [0017], [0018] and in claims 1 to 5. They are schematic representations, the exact injection and tool function is not shown, the layer structure of foam and fiber insert, as well as the geometry and position of the cavity formed by the injection of the fluid is also shown only schematically.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist eine Teilschnittansicht eines Teil einer Mehrlagen-Spritzgießvorrichtung, die ein Beispiel für den Verfahrensablauf der Variante eines flachen Bauteils nach Anspruch 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist. 1 FIG. 10 is a partial sectional view of a part of a multi-layer injection molding apparatus having an example of the procedure of the variant of a flat component according to claim 1 according to an embodiment of the invention.

2 ist eine Teilschnittansicht eines Teil einer Mehrlagen-Spritzgießvorrichtung, die ein Beispiel für den Verfahrensablauf der Fluidinjektions-(FIT)-Variante eines Hohlkörpers nach Anspruch 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist. 2 Fig. 2 is a partial sectional view of a portion of a multi-layer injection molding apparatus having an example of the process flow of the fluid injection (FIT) variant of a hollow body according to claim 1 according to an embodiment of the invention.

3 ist eine Teilschnittansicht eines Teil einer Mehrlagen-Spritzgießvorrichtung, die ein Beispiel für den Verfahrensablauf der Projektil-FIT-Variante nach Anspruch 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist. 3 is a partial sectional view of a part of a multi-layer injection molding apparatus, which has an example of the process flow of the projectile FIT variant according to claim 3 according to an embodiment of the invention.

Grundsätzlich können alle Varianten des Spritzgießverfahrens und der Fluidinjektionstechnik, wie Aufblas-, Ausblas- und Kernzugverfahren sowie Projektilinjektionstechnik mit Fluiden wie Inertgas, Wasser, Ö oder Polymer eingesetzt werden.In principle, all variants of the injection molding method and the fluid injection technique, such as inflation, blow-out and core pull method and projectile injection technique with fluids such as inert gas, water, oil or polymer can be used.

Detaillierte Beschreibung der Nummerierung und Bezugszeichen in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3Detailed description of the numbering and reference numerals in Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3

Der Verfahrensablauf für das erfindungsgemäße Phaseninversions-Fluidinjektionstechnikverfahren Phin-FIT wird in 1A, 2A und 3A, beginnend mit dem Einlegen des flachen Fasereinlegers 10a oder des röhrenförmigen Preforms 10b in die Trennebene (8a) des Werkzeugs (8 oder 8d), gezeigt.The process sequence for the phase inversion fluid injection technique Phin-FIT according to the invention is described in 1A . 2A and 3A Starting with the insertion of the flat fiber insert 10a or the tubular preform 10b into the parting plane ( 8a ) of the tool ( 8th or 8d ).

Diese und ein weiteres Beispiel für Fasereinleger/Preforms sind in 2E gezeigt. Es sind per Pultrusion erzeugte Stäbe (10c), die aus mit Polymer ummantelten uniaxial orientierten Strängen bestehen, wie es in der Vergrößerung 10d angedeutet ist. Es können erfindungsgemäß alle textilen Strukturen, sowie Platten, Schläuche, Preforms, Stäbe, Geflechte und überflochtene Kerne beschichtet werden.These and another example of fiber inserts / preforms are in 2E shown. They are bars produced by pultrusion ( 10c ) consisting of polymer-sheathed uniaxially oriented strands, as in magnification 10d is indicated. It can be coated according to the invention all textile structures, as well as plates, tubes, preforms, rods, braids and braided cores.

Das Werkzeug (8 oder 8d) besteht aus einer oberen oder düsenseitigen Formhälfte (8b) und einer unteren oder schließseitigen Formhälfte (8c) und der Trennebene (8a). Es ist mit einem Zuführkanal (9a) und einen Formhohlraum (9b) ausgerüstet.The tool ( 8th or 8d ) consists of an upper or nozzle-side mold half ( 8b ) and a lower or closing mold half ( 8c ) and the parting plane ( 8a ). It is equipped with a feed channel ( 9a ) and a mold cavity ( 9b ) equipped.

Das Einspritzen der Polymerlösung und Benetzen der Faserarchitektur (19-2) wird in 1B, 2C und 3B gezeigt. Das Einspritzen des Fällmittels/Wassers (19-3) unter Hohlraumbildung wird in 1C, 2D und 3D (20, 21) gezeigt.Injecting the polymer solution and wetting the fiber architecture ( 19-2 ) is in 1B . 2C and 3B shown. The injection of the precipitant / water ( 19-3 ) under cavitation becomes in 1C . 2D and 3D ( 20 . 21 ).

Als Beispiel der Anlage für Phin-FIT gemäß der 1A, 2A und 3A ist dort die Fertigungsvorrichtung und seinen Kombinationen gezeigt. Es ist eine Hochdruck-Injektionsanlage (1) mit einem beispielhaften Befestigungsflansch (1a), mit je einem Kolbenspeicher für die Polymerlösung (2) und für das Fällungsmittel (3), die vor dem Werkzeug (8 und 8d) angeordnet ist. Das aufeinanderfolgende Einspritzen der beiden Komponenten erfolgt aus einem der Kolbenspeicher (4 und 4a) über ein Doppelkolben-Einspritzventil (Schließkolben 5 für das Fällungsmittel, Steuerkolben 6 für die Polymerlösung und Federpaket 7 zur Zuhaltung des Doppelkolbens ohne Spritzdruck) über den Düsenkopf (1b) in das Werkzeug. Die Kolben öffnen jeweils druckgesteuert beim Einspritzen der jeweiligen Komponente.As an example of the plant for Phin-FIT according to the 1A . 2A and 3A there is shown the manufacturing device and its combinations. It is a high-pressure injection system ( 1 ) with an exemplary mounting flange ( 1a ), each with a piston accumulator for the polymer solution ( 2 ) and for the precipitant ( 3 ), in front of the tool ( 8th and 8d ) is arranged. The successive injection of the two components takes place from one of the piston accumulators ( 4 and 4a ) via a double-piston injection valve (closing piston 5 for the precipitant, control piston 6 for the polymer solution and spring pack 7 for locking the double piston without injection pressure) via the nozzle head ( 1b ) in the tool. The pistons open under pressure control during the injection of the respective component.

Am Düsenkopf oder Werkzeug ist ein weiteres Umschaltventil (13b) und ein Kolbenspeicher (11 oder 11a, mit Kolben 12 oder 12a und Zuleitung 13 oder 13a) für das Zurück-/Absaugen des Fällmittel/Lösungsmittelgemisches angebracht, das nach der Phaseninversions-Koagulation des Polymers (21) zum mikrozellularen Polymerschaum unter Abspaltung des Gemischs abgesaugt wird (14 oder 14a). Die Rektifikation des Gemisches in Lösungsmittel und Wasser, zur Rückführung der Stoffe in die Prozesskette, ist in 1C, 2D und 3D (12b) angedeutet.At the nozzle head or tool is another switching valve ( 13b ) and a piston accumulator ( 11 or 11a , with pistons 12 or 12a and supply line 13 or 13a ) for the suction / solvent removal of the precipitant / solvent mixture, which after the phase inversion coagulation of the polymer ( 21 ) is sucked off to the microcellular polymer foam with elimination of the mixture ( 14 or 14a ). The rectification of the mixture in solvent and water, for the return of the substances in the process chain, is in 1C . 2D and 3D ( 12b ) indicated.

Für die Werkzeugvariante 8d ist die Anlage in 2 und 3 mit einem zwischen dem Düsenkopf (1b) und dem Werkzeug angeordneten, zusätzlichen Umlenk/Düsenkopf (15) und Zuführkanal (16) in einer beispielhaften Variante der Erfindung gezeigt, um die Prozessvarianten aus 2 und 3 erfindungsgemäß durchführen zu können. Für den reinen fluidgestützten Prozess (2) sind die Elemente beispielhaft in offener Ausführung gezeigt, es können aber auch Verschlusselemente für den Einspritzkanal (z. B. Nadeln oder Bolzen) verwendet werden.For the tool variant 8d is the plant in 2 and 3 with a between the nozzle head ( 1b ) and the tool arranged, additional deflection / nozzle head ( 15 ) and feed channel ( 16 ) shown in an exemplary variant of the invention to the process variants 2 and 3 to perform according to the invention. For the pure fluid-supported process ( 2 ), the elements are shown by way of example in an open design, but also closure elements for the injection channel (eg needles or bolts) can be used.

Bei der erfindungsgemäßen Prozessvariante des mit Projektil unterstützten Fluidprozesses gemäß 3 ist die Anlage zusätzlich mit einer beweglichen Zuführ-/Aufnahmekammer (18) in axialer Stellung zum Düsen-/Zuführkanal (15, 16) ausgerüstet. Die Stellungen der Kammer sind wie folgt: Das Projektil (17) wird in offener Zuführstellung in die Kammer (18) eingelegt (in 3A aus Übersichtsgründen nicht gezeigt).In the process variant according to the invention of the projectile-assisted fluid process according to FIG 3 If the system is additionally equipped with a movable feed / receiving chamber ( 18 ) in axial position to the nozzle / feed channel ( 15 . 16 ) equipped. The positions of the chamber are as follows: The projectile ( 17 ) is in the open feed position in the chamber ( 18 ) (in 3A not shown for reasons of clarity).

Anschließend wird gemäß 3A die Kammer (18) mit dem Projektil (17) in Startposition (18b) gebracht. Folgend wird gemäß 3B die Polymerlösung (19-2) in den Formhohlraum (9b) eingespritzt. Folgend wird gemäß 3C die Kammer (18) mit dem Projektil (17) in Einschussposition (18b) gebracht. Anschließend erfolgt gemäß 18D das Einspritzen des Fällmittels/Wassers (19-3) in die Kammer (18), womit das Projektil unter Hohlraumbildung an das Ende des Formhohlraums (17a) vorangetrieben wird und die Polymerlösung in und durch das Preform hindurch in den äußeren Mantel des Formhohlraums gepresst wird (20), so daß das nachfolgende Wasser die Phaseninversions-Koagulation des Polymers (21) zum mikrozellularen Polymerschaum auslöst. Danach erfolgt das Absaugen und Rückführen des verbleibenden Fällmittel/Lösungsmittelgemisches (12b, 14 oder 14a).Subsequently, according to 3A the chamber ( 18 ) with the projectile ( 17 ) in start position ( 18b ) brought. The following is according to 3B the polymer solution ( 19-2 ) in the mold cavity ( 9b ) injected. The following is according to 3C the chamber ( 18 ) with the projectile ( 17 ) in the bullet position ( 18b ) brought. Subsequently, according to 18D the injection of precipitant / water ( 19-3 ) into the chamber ( 18 ), whereby the projectile with cavitation at the end of the mold cavity ( 17a ) and the polymer solution is pressed into and through the preform into the outer shell of the mold cavity ( 20 ) so that the subsequent water is the phase inversion coagulation of the polymer ( 21 ) to the microcellular polymer foam. Thereafter, the suction and recycling of the remaining precipitant / solvent mixture ( 12b . 14 or 14a ).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 000019747021 B4 [0005, 0012]
EP 1005408 B1 [0005, 0012]
DE 102012004168 A1 [0010, 0012]
DE 000019803965 B4 [0010, 0012]
EP 0597300 A2 [0011]
DE 102007027014 A1 [0011]
DE 102013002933 A1 [0011, 0012, 0016]

Claims

Process for casting continuous-fiber-reinforced hollow bodies, characterized in that flat or tubular fiber architectures such as flexible (braided) tubes or preconsolidated preforms (examples according to FIGS 2E . 10a to 10d ), consisting of hybrid single- or multi-ply fabrics or tubular braids, these consisting of interwoven glass, carbon, kevlar, textile, natural or other fibers and, if necessary, mixed therewith continuous plastic fibers which are not or by means of chemical, physical, z. B. thermal or combined methods can be so positioned and fixed by using devices in tools adapted for this that they are then impregnated and coated with a polymer layer produced by means of solution precipitation according to the process description and procedure [0017] to [0018] ( 1A and 2A ), that in this case the fiber insert is flowed over and through with polymer solution, that subsequently a cavity ( 2 B ) is produced by any method of fluid injection technique (preferably with the precipitating agent water, alternatively with oil, polymer or inert gas), which polymer coagulates upon injection of the precipitant from the polymer solution by phase inversion, either through the use of low density braids of the coated fiber insert penetrates their openings (meshes) and wets the mold wall (variant 1, "endo-skeleton" structure, 1C and 2C ), or when using fiber braids with high mesh density no flow takes place with the polymer solution, consequently, the fiber feeder is only internally coated with plastic, and is applied by the injection pressure of the fiber feeder to the tool walls, that an intimate positive connection between the inner coating and the Fiber feeder is generated, which now forms the outside of the molding (variant 2, "exo-skeleton" structure), said coated fiber feeder with subsequent injection of one or more plastic melts, z. B. by injection molding or sandwich injection molding from the inside out or from the outside with other plastic layers can be coated.

A method according to claim 1, characterized in that transported by precipitation from a polymer solution in the production of the cavity polymer inner layer on the fiber feeder, the resulting in the first step exo-skeletal plastic hybrid part as a preform in a second, larger Werkzeugkavität in the same tool or is inserted and then again completely or partially overmolded with the same or another plastic from the outside, so that an intimate positive connection between plastic outer layer and fiber insert / preform / Kunststoffvorspritzling is generated, which now forms the new outer skin of the molding, so that by reacting Here an "endo-skeleton" structure is generated (variant 1, 2D and 3D . 21 ).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that according to 3 the hollow body by means of Phin-FIT (phase inversion fluid injection technique) with the inserted fiber insert ( 3A ) is formed using the fluid injection technique, wherein the cavity within the fiber insert is formed by a shaped body or projectile which, driven by the fluid pressure, displaces the polymer solution filled first inside into the fiber structure ( 3B and 3C ), with wetting and impregnation of the fibers. During this process step, the water following the projectile as the precipitant immediately triggers the phase inversion, forming the microcellular foam on and within the fiber inserts and tissues (FIG. 3D ), with elimination of a water-solvent mixture, which from the cavity of ( 10b ) into a memory ( 11a ) is sucked off. The resulting open-pore, asymmetric and communicating capillary structure impregnates the fiber architecture of the hollow body optimally with excellent adhesion.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow body with fiber insert and plastic layers with Phin-FIT is formed using the Fluidinjektionstechnik, wherein the fiber insert from permanently inserted or simultaneously supplied to the process, pultruded strands of (self) fiber reinforced Plastic is constructed ( 2E . 10c and 10d ), which individually or connected as a cage with the surrounding plastic layers form an exo- and / or endoskeleton structure.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow body is formed with fiber inserts and plastic layers without the use of the fluid injection technique, wherein the fiber insert has a closed round or adapted to the later function non-round cross-section, which by braiding with tubular fabric on a geometric in the Diameter and in the longitudinal direction straight, simple or more curved or kinked auxiliary core, which may be made of solid material or hollow, is generated, which then not or z. B. is pre-fixed by means of energy, powder or adhesive or polymer before it is inserted into the mold and flooded with Phin-FIT and overmoulded.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the positioning and fixing of the fiber inserter by means of devices, fixators, z. B. extended ejector pins, with Insertion and / or Anspritzteilen, z. B. made of plastic, or with sliders, which may remain as functional parts on the molded part as needed.

Method according to claims 1 or 2, characterized in that the positioning, fixing and if necessary the transfer of the fiber inserts takes place by means of devices which are integrated in the injection mold, e.g. As mechanical, hydraulic or electric slide and / or rotary elements such as index plates, horizontal or vertical plates (2 levels of function) or "cube" (4 levels of function).

A method according to claims 1 or 2, characterized in that devices or slides can be drawn before or simultaneously for injecting the plastic layers around the fiber insert for the purpose of opening additional or secondary cavities into which the plastic displaced in the hollow body formation can overflow and be injected ,

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the layers of the same or different plastics around the fiber insert of the hollow body are completely or partially foamed by phase inversion or chemical or physical blowing agents.

Manufacturing apparatus for the method according to the invention and its combinations according to one of the preceding claims, characterized in that the system according to 1A . 2A and 3A as a Phin-FIT high-pressure injection system ( 1 ) each with a piston accumulator for the polymer solution ( 2 ) and for the precipitant ( 3 ) and one in front of the tool ( 8th and 8d ) mounted nozzle head ( 1b ) and a double-piston injection valve ( 5 . 6 and 7 ) is carried out for the successive injection of the two components; that at the nozzle head or tool, if necessary, another switching valve ( 13b ) and a piston accumulator ( 11 and 11a ) can be mounted for the back / suction of the precipitant / solvent mixture from the cavity; in that the injection system can be constructed either on an injection molding machine with one or more injection units, on a horizontal press with equipped tip unit (s), on a direct compounder consisting of extruder unit with continuous fiber feed and piston injection unit, or in a multifunctional intermediate plate in front of the tool, wherein the injection phase of an injection unit of the said devices with the same material can also take place in several stages to produce the inner and the outer layer of the hollow body. The injection molding units can also be designed in the form of piston devices with melt storage.