DE102016108647A1 - Verfahren, Effektor und Vorrichtung zum adhäsiven Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von Faserhalbzeugen sowie Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund zur Verwendung in einem derartigen Verfahren - Google Patents

Verfahren, Effektor und Vorrichtung zum adhäsiven Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von Faserhalbzeugen sowie Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund zur Verwendung in einem derartigen Verfahren Download PDF

Info

Publication number
DE102016108647A1
DE102016108647A1 DE102016108647.9A DE102016108647A DE102016108647A1 DE 102016108647 A1 DE102016108647 A1 DE 102016108647A1 DE 102016108647 A DE102016108647 A DE 102016108647A DE 102016108647 A1 DE102016108647 A1 DE 102016108647A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
matrix material
carrier material
matrix
effector
composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016108647.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Somen Dutta
Clemens Schmidt-Eisenlohr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE102016108647.9A priority Critical patent/DE102016108647A1/de
Publication of DE102016108647A1 publication Critical patent/DE102016108647A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C31/00Handling, e.g. feeding of the material to be shaped, storage of plastics material before moulding; Automation, i.e. automated handling lines in plastics processing plants, e.g. using manipulators or robots
    • B29C31/008Handling preformed parts, e.g. inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Verfahren zum adhäsiven Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von Faserhalbzeugen bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, mithilfe eines Effektors (100) mit wenigstens einem temperierbaren Wirkmodul, Effektor (100) zur Durchführung eines derartigen Verfahrens, Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens und Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund (106) zur Verwendung in einem derartigen Verfahren.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum adhäsiven Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von Faserhalbzeugen bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, mithilfe eines Effektors mit wenigstens einem temperierbaren Wirkmodul. Außerdem betrifft die Erfindung einen Effektor zur Durchführung eines derartigen Verfahrens. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens. Außerdem betrifft die Erfindung einen Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund zur Verwendung in einem derartigen Verfahren.
  • Aus der DE 10 2011 055 107 A1 ist eine Greifvorrichtung bekannt für ein Faserverbund-Halbzeug, umfassend mindestens ein Halteelement, eine Zuführungseinrichtung für Harz zu dem Faserverbund-Halbzeug, wobei das Faserverbund-Halbzeug über das Harz adhäsiv an dem mindestens einen Halteelement fixierbar ist, und eine Temperiereinrichtung, durch welche die Temperatur des Harzes an einem Kontaktbereich mit dem mindestens einen Halteelement und dem Faserverbund-Halbzeug beeinflussbar ist. Das mindestens eine Halteelement hat eine Halteseite und in dem mindestens einen Halteelement sind ein oder mehrere Kanäle angeordnet, welche in fluidwirksamer Verbindung mit der Halteseite stehen. Das mindestens eine Halteelement weist eine der Halteseite gegenüberliegende Rückseite auf und der oder die Kanäle liegen oder verlaufen zwischen der Rückseite und der Halteseite. Das mindestens eine Halteelement umfasst eine oder mehrere Ausnehmungen zur Harzbeaufschlagung an der Halteseite.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Effektor baulich und/oder funktional zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund baulich und/oder funktional zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Ein adhäsives Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen kann ein Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen unter Nutzung von Adhäsionskräften sein. Die Adhäsionskräfte können zwischen dem wenigstens einen Wirkmodul und einem Faserhalbzeug wirken. Zum adhäsiven Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen kann ein Adhäsionsvermittler verwendet werden. Die Adhäsionskräfte können einerseits zwischen dem wenigstens einen Wirkmodul und dem Adhäsionsvermittler und andererseits zwischen dem Adhäsionsvermittler und einem Faserhalbzeug wirken. Innerhalb des Adhäsionsvermittlers können Kohäsionskräfte wirken.
  • Die Faserhalbzeuge können textile Eigenschaften aufweisen. Die Faserhalbzeuge können flächig sein. Die Faserhalbzeuge können biegeschlaff sein. Die Faserhalbzeuge können biegesteif sein. Die Faserhalbzeuge können konfektioniert sein. Die Faserhalbzeuge können zugeschnitten sein. Die Faserhalbzeuge können gewebt, gewirkt, gestrickt, geflochten, nähgewirkt oder tapeförmig sein. Die Faserhalbzeuge können organische Fasern, wie Aramidfasern, Kohlenstofffasern, Polyester-Fasern, Nylon-Fasern, Polyethylen-Fasern, Plexiglas-Fasern, und/oder anorganische Fasern, wie Basaltfasern, Borfasern, Glasfasern, Keramikfasern, Kieselsäurefasern, aufweisen. Die Fasern können Filamente aufweisen. Die Filamente können zu Rovings zusammengefasst sein. Die Faserhalbzeuge können trockene Faserhalbzeuge sein. Die Faserhalbzeuge können vorimprägnierte Faserhalbzeuge sein.
  • Die Faserhalbzeuge können zur Einbettung in einer Matrixkomponente dienen. Die Faserhalbzeuge können in einer Matrixkomponente eingebettet sein. Die Matrixkomponente kann ein thermoplastisches Matrixmaterial aufweisen. Die Matrixkomponente kann Polyetheretherketon (PEEK), Polyphenylensulfid (PPS), Polysulfon (PSU), Polyetherimid (PEI) und/oder Polytetrafluorethen (PTFE) aufweisen. Die Matrixkomponente kann ein duroplastisches Matrixmaterial aufweisen. Die Matrixkomponente kann Epoxidharz (EP), ungesättigtes Polyesterharz (UP), Vinylesterharz (VE), Phenol-Formaldehydharz (PF), Diallylphthalatharz (DAP), Methacrylatharz (MMA), Polyurethan (PUR) und/oder Aminoharze, wie Melaminharz (MF/MP) oder Harnstoffharz (UF), aufweisen. Die Matrixkomponente kann Benzoxaine aufweisen. Die Matrixkomponente kann ein vorgemischtes Epoxysystem aufweisen. Die Matrixkomponente kann für Gebrauchstemperaturen von ca. –60°C bis ca. 120°C geeignet sein. Eine Viskosität der Matrixkomponente kann sich mit steigender Temperatur erhöhen. Die Matrixkomponente kann einem Luftfahrtindustriestandard entsprechen.
  • Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können in einem Laminierverfahren hergestellt werden. Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können in einem Harzinjektionsverfahren hergestellt werden. Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können in einem Vakuum-Infusionsverfahren hergestellt werden. Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können in einem Spritzpressverfahren, auch Resin Transfer Moulding (RTM), hergestellt werden. Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können in einem Autoklavverfahren, in einem Pressverfahren, in einem Spritzverfahren oder in einem Wickelverfahren hergestellt werden. Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können in einem offenen Formwerkzeug hergestellt werden. Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können in einem geschlossenen Formwerkzeug hergestellt werden. Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können Fahrzeugbauteile sein. Das Fahrzeug kann ein Landfahrzeug, Kraftfahrzeug, Luftfahrzeug, Wasserfahrzeug oder Raumfahrzeug sein.
  • Als Adhäsionsvermittler dient Matrixmaterial. Der Zustand des Matrixmaterials kann durch Temperaturänderung änderbar sein. Adhäsionskräfte, Kohäsionskräfte, eine Viskosität und/oder ein Aggregatzustand des Matrixmaterials können/kann durch Zustandsänderung änderbar sein. In dem ersten Zustand kann das Matrixmaterial eine erhöhte Viskosität aufweisen. In dem zweiten Zustand kann das Matrixmaterial eine reduzierte Viskosität aufweisen. In dem ersten Zustand kann das Matrixmaterial in festem Aggregatzustand vorliegen. In dem zweiten Zustand kann das Matrixmaterial in flüssigem Aggregatzustand vorliegen. Der erste Zustand kann bei einer ersten Temperatur erreicht werden. Der zweite Zustand kann bei einer zweiten Temperatur erreicht werden. Die erste Temperatur kann niedriger als die zweite Temperatur sein. Die erste Temperatur kann unterhalb einer Schmelztemperatur des Matrixmaterials liegen. Die zweite Temperatur kann oberhalb einer Schmelztemperatur des Matrixmaterials liegen.
  • Das Matrixmaterial kann in dem ersten Zustand bereitgestellt werden. Das Trägermaterial mit dem Matrixmaterial kann dem wenigstens einen Wirkmodul automatisiert zugeführt werden. Das Matrixmaterial kann in dem ersten Zustand zugeführt werden. Zum adhäsiven Aufnehmen wenigstens eines Faserhalbzeugs kann das Matrixmaterial zunächst in den zweiten Zustand und nachfolgend wieder in den ersten Zustand überführt werden.
  • Das Trägermaterial mit dem Matrixmaterial kann dem Wirkmodul derart zugeführt werden, dass das Trägermaterial zwischen dem Wirkmodul und dem Matrixmaterial angeordnet ist.
  • Beim Aufnehmen des wenigstens einen Faserhalbzeugs kann das Matrixmaterial zumindest teilweise in das wenigstens eine Faserhalbzeug eindringen. Das Matrixmaterial kann zumindest teilweise in das wenigstens eine Faserhalbzeug eindringen, wenn das Matrixmaterial beim Aufnehmen des wenigstens einen Faserhalbzeugs zunächst in den zweiten Zustand überführt wird. Wenn das Matrixmaterial zumindest teilweise in das wenigstens eine Faserhalbzeug eingedrungen ist, kann das Matrixmaterial nachfolgend wieder in den ersten Zustand überführt werden.
  • Das Matrixmaterial kann durch entsprechendes Temperieren des wenigstens einen Wirkmoduls in den zweiten Zustand überführt werden, um das wenigstens eine Faserhalbzeug abzulegen. Beim Ablegen des wenigstens einen Faserhalbzeugs kann sich das Matrixmaterial zumindest teilweise von dem Trägermaterial lösen und auf das wenigstens eine Faserhalbzeug übergehen.
  • Vor dem Aufnehmen wenigstens eines weiteren Faserhalbzeugs kann erneut Trägermaterial mit Matrixmaterial dem Wirkmodul zugeführt werden. Das Trägermaterial mit dem Matrixmaterial kann rollenförmig bereitgestellt werden. Das Trägermaterial mit dem Matrixmaterial kann lagenförmig bereitgestellt werden.
  • Außerdem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit einem Effektor mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
  • Der Effektor kann zur Anordnung an einem Manipulator, insbesondere an einem Industrieroboter, dienen. Der Effektor kann einen mechanischen Anschluss zur Verbindung mit dem Manipulator aufweisen. Der Effektor kann wenigstens einen elektrischen Leistungsanschluss aufweisen. Der Effektor kann wenigstens einen elektrischen Signalanschluss aufweisen. Der Effektor kann als Endeffektor dienen. Der Effektor kann zum Anordnen von Faserhalbzeugen an eine Oberfläche eines Formwerkzeugs dienen.
  • Der Effektor kann mehrere temperierbare Wirkmodule aufweisen. Die Wirkmodule können einzeln, gruppenweise und/oder gemeinsam temperierbar sein. Das wenigstens eine Wirkmodul kann heizbar und/oder kühlbar sein. Das wenigstens eine Wirkmodul kann zumindest auf die erste Temperatur und die zweite Temperatur temperierbar sein. Das wenigstens eine Wirkmodul kann eine Wirkfläche aufweisen. Die Wirkfläche kann zum Kontakt mit einem Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund dienen. Die Wirkfläche kann ein besonders gut wärmeleitendes Material aufweisen. Die Wirkfläche kann aus einem Metall hergestellt sein. Das wenigstens eine Wirkmodul kann wenigstens ein Temperierelement aufweisen. Das wenigstens eine Temperierelement kann ein Peltier-Element sein. Der Effektor kann wenigstens einen Umlenker, wie Umlenkrolle, aufweisen. Die wenigstens eine erste Haspel und die wenigstens eine zweite Haspel können als Rollen ausgeführt sein.
  • Die erste Haspel und die zweite Haspel können miteinander bewegungsgekoppelt sein. Die erste Haspel und die zweite Haspel können miteinander drehend gekoppelt sein.
  • Außerdem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
  • Der Speicher kann zum Aufnehmen gestapelter Trägermaterial-Matrixmaterial-Lagen dienen. Der Effektor kann wenigstens eine Haltevorrichtung zum Halten einer Trägermaterial-Matrixmaterial-Lage an dem wenigstens einen Wirkmodul aufweisen. Die wenigstens eine Haltevorrichtung kann zum mechanischen, elektrostatischen, magnetischen und/oder pneumatischen Halten einer Trägermaterial-Matrixmaterial-Lage an dem wenigstens einen Wirkmodul dienen.
  • Außerdem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit einem Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
  • Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund kann geschichtet ausgeführt sein. Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund kann als Schichtkörper ausgeführt sein. Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund kann zweischichtig ausgeführt sein. Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund kann flächig sein. Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund kann flexibel oder eigensteif sein. Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund kann eine bandartige Form aufweisen. Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund kann zur Bereitstellung aufrollbar und/oder abrollbar sein. Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund kann eine einzelblattartige Form aufweisen. Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund kann eine viereckige Form aufweisen. Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund kann zur Bereitstellung stapelbar und/oder vereinzelbar sein.
  • Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund kann ein folienartiges oder eigensteifes Trägermaterial aufweisen Die Trägermaterialschicht kann aus einem biegeschlaffen Material hergestellt sein. Die Trägermaterialschicht kann aus einer Folie, insbesondere aus einer Metall- oder Kunststofffolie, hergestellt sein. Die Trägermaterialschicht kann aus einem textilen Material hergestellt sein. Die Trägermaterialschicht kann aus Papier hergestellt sein. Die Trägermaterialschicht kann aus einem Blech hergestellt sein. Die Trägermaterialschicht kann beschichtet sein. Die Trägermaterialschicht kann auf ihrer der Matrixmaterialschicht zugewandten Seite beschichtet sein. Die Trägermaterialschicht kann auf ihrer der Matrixmaterialschicht abgewandten Seite beschichtet sein. Die Trägermaterialschicht kann wenigstens eine Haltevorrichtung zum Halten des Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbunds an dem wenigstens einen Wirkmodul aufweisen. Die wenigstens eine Haltevorrichtung kann zum mechanischen, elektrostatischen, magnetischen und/oder pneumatischen Halten des Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbunds an dem wenigstens einen Wirkmodul dienen. Die Matrixmaterialschicht kann aus demselben oder einem ähnlichen Matrixmaterial bestehen, das auch zum Herstellen eines Faserverbundwerkstoff-Bauteils verwendet wird.
  • Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Adhäsionsgreifer mit Wirkfläche und integrierter Matrixzuführung. Die Methode der vorliegenden Wirkfläche gehört zu der Gruppe der Adhäsionsfoliengreifer.
  • Um das neue Wirkprinzip zu erzielen, kann ein Wirkmedium, vorzugsweise Matrix bzw. Harz in flüssiger Form, beim Aufnehmen von Faserhalbzeugen bis zu einer bestimmten Temperatur gekühlt werden. Umgekehrt kann beim Ablösen von Faserhalbzeugen aufgeheizt werden. Mit diesen Anforderungen kann eine Schnittstelle zur Greifkinematik definiert sein. Eine Matrixmenge kann auf eine Greiffläche aufgebracht und von einer Greiffläche entfernt werden. Eine Benetzung der Greiffläche mit Matrix/Harz kann spezifisch auf einen jeweiligen Anwendungsfall bezogen sein. In eine Greifkinematik kann eine Folienrolle mit durchgehender matriximprägnierter Folie integriert sein. Es kann eine externe Bestückungsstation mit partiellen matriximprägnierten Folien vorgesehen sein.
  • Als Wirkmedium kann Infiltrationsmatrix, beispielsweise RTM-6, angewendet werden. Damit ist ein Einsatz zur luftfahrtzugelassenen CFK-Herstellung ermöglicht. Die externe Bestückungsstation kann wie ein Werkzeugwechselsystem funktionieren. In diesem Fall können Matrixfolien oder Matrix-Metallscheiben als einzelne Wirkfläche in einer Werkzeugwechseleinheit aufeinander gestapelt werden. Die einzelnen Matrixfolien bzw. Matrix-Metallscheiben können jeweils nur einmal zum Aufnehmen und zum Ablösen von Faserhalbzeugen verwendet und danach in dieser Werkzeugwechseleinheit zum Reinigen aussortiert werden. Nach einer aufgebrauchten Werkzeugwechseleinheit kann mit einem Roboter eine nächste Einheit geholt werden.
  • Damit werden Vorteile für eine industrielle Anwendung erzielt. Sowohl eine matriximprägnierte Folienrolle als auch Matrix-Metallscheiben können reproduzierbar maschinell hergestellt werden. Die Matrix-Metallscheiben können auch mehrmals verwendet werden. Somit kann eine Reproduzierbarkeit eines Temperaturzyklus eines Matrixsystems, einer Matrixmenge und einer Wirkflächengröße eingehalten werden.
  • Es kann eine integrierte matriximprägnierte Folienrolle verwendet werden. Eine Folienrolle kann mit Matrix imprägniert sein. Diese Rolle kann in eine Greifkinematik integriert sein. Die Folie kann verfahren/gefördert werden, sodass unterschiedliche Folienbereiche an einer Greiffläche zu liegen kommen. Es kann eine externe Bestückungsstation verwendet werden. Matriximprägnierte Metallscheiben können in einer Bestückungsstation aufgestapelt sein. Die Greifkinematik kann über die technische Möglichkeit, beispielsweise Magnete, verfügen, um diese Metallscheiben aufzunehmen und nach einer Nutzung auszusortieren.
  • Mit der Erfindung wird ein Aufbringen von Matrixmaterial als Adhäsionsvermittler verbessert. Ein Aufbringen von Matrixmaterial wird beschleunigt. Eine Verteilung von Matrixmaterial wird vergleichmäßigt. Ein Aufbringen einer vorbestimmten Menge von Matrixmaterial wird ermöglicht. Ein Aufwand, wie Zeitaufwand und/oder Reinigungsaufwand, wird reduziert. Eine Prozesssicherheit wird erhöht. Eine Reproduzierbarkeit wird erhöht. Eine Qualität wird erhöht. Rückstände von Matrixmaterial an der wenigstens einen Wirkfläche werden reduziert oder vermieden. Eine Automatisierbarkeit wird erleichtert oder ermöglicht.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
  • Es zeigen schematisch und beispielhaft:
  • 1 ausschnittsweise einen Effektor für einen Industrieroboter mit einem temperierbaren Wirkmodul und zwei Haspeln für einen rollenförmigen Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund und
  • 2 ausschnittsweise einen Effektor für einen Industrieroboter mit einem temperierbaren Wirkmodul und einen Speicher für einzelblattförmige Trägermaterial-Matrixmaterial-Lagen.
  • 1 zeigt ausschnittsweise einen Effektor 100 für einen Industrieroboter. Der Effektor 100 weist ein temperierbares Wirkmodul 102, eine erste Haspel 104 zum Bereitstellen eines rollenförmigen Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbunds 106, eine erste Umlenkrolle 108, eine zweite Umlenkrolle 110 und eine zweite Haspel 112 zum Aufnehmen von verbrauchtem Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund 106 auf.
  • Die zweite Haspel 112 ist mithilfe in Pfeilrichtung a antreibbar, um den Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund 106 von der ersten Haspel 104 abzurollen und verbrauchten Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund 106 auf der zweiten Haspel 112 aufzurollen. Zwischen den Umlenkrollen 108, 110 ist ein Arbeitsabschnitt 114 gebildet. Das Wirkmodul 102 kann in Pfeilrichtung b mit dem Arbeitsabschnitt 114 in Kontakt gebracht und von dem Arbeitsabschnitt 114 entfernt werden. Der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund 106 wird mit dem Trägermaterial dem Wirkmodul 102 zugewandt durch den Arbeitsabschnitt 114 geführt.
  • Zum Aufnehmen eines Faserhalbzeugs wird zunächst unverbrauchter Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund 106 von der ersten Haspel 104 in den Arbeitsabschnitt 114 geführt. Nachfolgend wird das Wirkmodul 102 in Pfeilrichtung b mit dem Arbeitsabschnitt 114 in Kontakt gebracht und in dem Arbeitsabschnitt 114 wird das Matrixmaterial mithilfe des Wirkmoduls 102 auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, wobei sich eine Viskosität des Matrixmaterials reduziert. Nachfolgend wird der Effektor mithilfe des Industrieroboters mit dem in dem Arbeitsabschnitt 114 erwärmten Matrixmaterial auf ein aufzunehmendes Faserhalbzeug aufgesetzt. Dabei dringt das in dem Arbeitsabschnitt 114 erwärmte und verflüssigte Matrixmaterial teilweise in das Faserhalbzeug ein. Alternativ kann der Effektor auch zuerst mit noch nicht erwärmtem Matrixmaterial auf das aufzunehmende Faserhalbzeug aufgesetzt werden und das Matrixmaterial kann nachfolgend erwärmt werden. Nachfolgend wird in dem Arbeitsabschnitt 114 das Matrixmaterial mithilfe des Wirkmoduls 102 auf eine vorgegebene Temperatur abgekühlt, wobei sich eine Viskosität des Matrixmaterials und damit eine Haltekraft erhöht. Nachfolgend wird der Effektor mit dem Faserhalbzeug zu einer Ablegestelle bewegt.
  • Zum Ablegen des Faserhalbzeugs wird in dem Arbeitsabschnitt 114 das Matrixmaterial mithilfe des Wirkmoduls 102 wieder auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, wobei sich eine Viskosität des Matrixmaterials und damit eine Haltekraft reduziert. Nachfolgend wird der Effektor von dem Faserhalbzeug weg bewegt, wobei sich das Faserhalbzeug von dem Arbeitsabschnitt 114 löst. Dabei verbleibt ein Teil des verflüssigten Matrixmaterials aus dem Arbeitsabschnitt 114 an dem abgelegten Faserhalbzeug. Nachfolgend wird das Wirkmodul 102 in Pfeilrichtung c von dem Arbeitsabschnitt 114 entfernt und wieder unverbrauchter Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund 106 von der ersten Haspel 104 in den Arbeitsabschnitt 114 geführt, sodass erneut ein Faserhalbzeug aufgenommen werden kann. Wenn der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund 106 verbraucht ist, wird der verbrauchte Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund von der zweiten Haspel 112 entfernt und unverbrauchter Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund 106 wird auf der ersten Haspel 104 bereitgestellt.
  • 2 zeigt ausschnittsweise einen Effektor für einen Industrieroboter mit einem temperierbaren Wirkmodul 200 und einem Speicher 202 für einzelblattförmige Trägermaterial-Matrixmaterial-Lagen, wie 204.
  • Die Trägermaterial-Matrixmaterial-Lagen 204 sind jeweils eigensteif. Das Trägermaterial ist beispielsweise ein Metallblech. In dem Speicher 202 sind die Trägermaterial-Matrixmaterial-Lagen 204 gestapelt bereitgestellt. In dem Speicher 202 sind die Trägermaterial-Matrixmaterial-Lagen 204 jeweils mit dem Trägermaterial nach oben und mit dem Matrixmaterial nach unten weisend angeordnet.
  • Zum Aufnehmen eines Faserhalbzeugs wird zunächst mithilfe des Effektors eine Trägermaterial-Matrixmaterial-Lage 204 aufgenommen. Dazu werden das Wirkmodul 200 und das Trägermaterial der Trägermaterial-Matrixmaterial-Lage 204 miteinander verbunden, beispielsweise magnetisch. Nach dem Aufnehmen und Ablegen des Faserhalbzeugs wird die verbrauchte Trägermaterial-Matrixmaterial-Lage 204 abgelegt und es wird eine unverbrauchte Trägermaterial-Matrixmaterial-Lage 204 aus dem Speicher 202 aufgenommen, um ein weiteres Faserhalbzeug aufzunehmen. Verbrauchte Trägermaterial-Matrixmaterial-Lagen 204 werden mit Matrixmaterial aufbereitet und wieder verwendet. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Effektor
    102
    Wirkmodul
    104
    erste Haspel
    106
    Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund
    108
    erste Umlenkrolle
    110
    zweite Umlenkrolle
    112
    zweite Haspel
    114
    Arbeitsabschnitt
    200
    Wirkmodul
    202
    Speicher
    204
    Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund, Trägermaterial-Matrixmaterial-Lage
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011055107 A1 [0002]

Claims (16)

  1. Verfahren zum adhäsiven Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von Faserhalbzeugen bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, mithilfe eines Effektors (100) mit wenigstens einem temperierbaren Wirkmodul (102, 200), gekennzeichnet durch folgende Schritte: – auf einem Trägermaterial wird Matrixmaterial als Adhäsionsvermittler bereitgestellt, wobei ein Zustand des Matrixmaterials wiederholbar reversibel zwischen einem ersten Zustand, in dem das Matrixmaterial eine erhöhte Haltekraft aufweist, und einem zweiten Zustand, in dem das Matrixmaterial eine reduzierte Haltekraft aufweist, änderbar ist; – das Trägermaterial mit dem Matrixmaterial wird dem wenigstens einen Wirkmodul (102, 200) zugeführt; – das Matrixmaterial wird durch entsprechendes Temperieren des wenigstens einen Wirkmoduls (102, 200) in den ersten Zustand überführt, um adhäsiv wenigstens ein Faserhalbzeug aufzunehmen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial mit dem Matrixmaterial dem Wirkmodul (102, 200) derart zugeführt wird, dass das Trägermaterial zwischen dem Wirkmodul und dem Matrixmaterial angeordnet ist.
  3. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufnehmen des wenigstens einen Faserhalbzeugs das Matrixmaterial zumindest teilweise in das wenigstens eine Faserhalbzeug eindringt.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial durch entsprechendes Temperieren des wenigstens einen Wirkmoduls (102, 200) in den zweiten Zustand überführt wird, um das wenigstens eine Faserhalbzeug abzulegen.
  5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Ablegen des wenigstens einen Faserhalbzeugs das Matrixmaterial zumindest teilweise von dem Trägermaterial löst und auf das wenigstens eine Faserhalbzeug übergeht.
  6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufnehmen wenigstens eines weiteren Faserhalbzeugs erneut Trägermaterial mit Matrixmaterial dem Wirkmodul (102, 200) zugeführt wird.
  7. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial mit dem Matrixmaterial rollenförmig bereitgestellt wird.
  8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial mit dem Matrixmaterial lagenförmig bereitgestellt wird.
  9. Effektor (100) zur Durchführung eines Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Effektor (100) wenigstens ein temperierbares Wirkmodul (102), wenigstens eine erste Haspel (104) zum Zuführen des Trägermaterials mit dem Matrixmaterial und wenigstens eine zweite Haspel (112) zum Abführen des Trägermaterials aufweist.
  10. Effektor (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Haspel (104) und die zweite Haspel (112) miteinander bewegungsgekoppelt sind.
  11. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Effektor mit wenigstens einem temperierbaren Wirkmodul (200) und einen Speicher (202) zum Bereitstellen von Trägermaterial-Matrixmaterial-Lagen (204) aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Effektor wenigstens eine Haltevorrichtung zum Halten einer Trägermaterial-Matrixmaterial-Lage (204) an dem wenigstens einen Wirkmodul (102) aufweist.
  13. Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund (106, 204) zur Verwendung in einem Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund (106, 204) eine Trägermaterialschicht und eine Matrixmaterialschicht aufweist.
  14. Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund (106) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund eine bandartige Form aufweist und zur Bereitstellung aufrollbar und/oder abrollbar ist.
  15. Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund (204) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund eine einzelblattartige Form aufweist und zur Bereitstellung stapelbar und/oder vereinzelbar ist.
  16. Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund (106, 204) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch ein folienartiges oder eigensteifes Trägermaterial.
DE102016108647.9A 2016-05-10 2016-05-10 Verfahren, Effektor und Vorrichtung zum adhäsiven Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von Faserhalbzeugen sowie Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund zur Verwendung in einem derartigen Verfahren Pending DE102016108647A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016108647.9A DE102016108647A1 (de) 2016-05-10 2016-05-10 Verfahren, Effektor und Vorrichtung zum adhäsiven Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von Faserhalbzeugen sowie Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund zur Verwendung in einem derartigen Verfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016108647.9A DE102016108647A1 (de) 2016-05-10 2016-05-10 Verfahren, Effektor und Vorrichtung zum adhäsiven Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von Faserhalbzeugen sowie Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund zur Verwendung in einem derartigen Verfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016108647A1 true DE102016108647A1 (de) 2017-11-16

Family

ID=60163102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016108647.9A Pending DE102016108647A1 (de) 2016-05-10 2016-05-10 Verfahren, Effektor und Vorrichtung zum adhäsiven Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von Faserhalbzeugen sowie Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund zur Verwendung in einem derartigen Verfahren

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016108647A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011055107A1 (de) 2011-11-07 2013-05-08 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Greifvorrichtung für ein Faserverbund-Halbzeug und Verfahren zum Greifen eines Faserverbund-Halbzeugs
DE102013208406A1 (de) * 2012-05-07 2013-11-07 J. Schmalz Gmbh Greifprozess und Greifvorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011055107A1 (de) 2011-11-07 2013-05-08 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Greifvorrichtung für ein Faserverbund-Halbzeug und Verfahren zum Greifen eines Faserverbund-Halbzeugs
DE102013208406A1 (de) * 2012-05-07 2013-11-07 J. Schmalz Gmbh Greifprozess und Greifvorrichtung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2754548B1 (de) Verfahren zum Aufbau eines Vorformlings für Faserverbundwerkstoffe
EP2704887B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von fasergelegen und bauteilvorformlingen aus fasern
DE102013021642B4 (de) Verfahren zur automatisierten Herstellung einer räumlichen Struktur aus faserverstärktem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens
DE102012111761A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines zweilagigen oder mehrlagigen bahnförmigen Halbzeugmaterials mit wenigstens einer unidirektional faserverstärkten Lage und System zum Durchführen des Verfahrens
DE102014215935A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Fertigung von Bauteilen aus einem faserverstärkten Verbundmaterial
DE102014012204A1 (de) Formgebungsanlage zum Erstellen eines Faser-Kunststoff-Verbundes
DE102013107103B4 (de) Faserhalbzeug-Ablegekopf und Faser-Legevorrichtung
DE102008019147A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Faservorformlingen
EP3515677B1 (de) Verfahren und vorrichtung für das recycling von thermoplastischem faserverbundmaterial
DE102014110464B4 (de) Greifvorrichtung
DE102011117338A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Formteilen
DE102014118908B4 (de) Einrichtung und Verfahren zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen unterschiedlicher textiler Konfektionsteile
EP2878431B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines aus mehreren Lagen bestehenden Fasergeleges, sowie Greifvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP2803475A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Faservorformlings für ein Faserverbundbauteil
DE102016100947A1 (de) Kunststoffverbundbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung
EP2703150A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einlegen von Gelegen aus Rovings in eine Presse
DE102013004962A1 (de) Verfahren und Vorformling zur Herstellung eines aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial gebildeten Bauteils
DE102016108647A1 (de) Verfahren, Effektor und Vorrichtung zum adhäsiven Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von Faserhalbzeugen sowie Trägermaterial-Matrixmaterial-Verbund zur Verwendung in einem derartigen Verfahren
EP3509976A1 (de) Greifvorrichtung und greifverfahren zum greifen einer spule
DE202016104946U1 (de) Greifvorrichtung zum Greifen einer Bandspule
DE102014226160A1 (de) Greifeinrichtung, Einrichtung und Verfahren zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen textilerFaserhalbzeuglagen
DE102014219035A1 (de) Verfahren zur Herstellung von textilen Halbzeugen mittels Faserdirektablage
DE102010031579B4 (de) Herstellung von Faserverbundbauteilen aus Prepreg-Zuschnitten
DE202019105007U1 (de) Vorrichtung zum Fixieren von Lagen bei einer Herstellung von Faser-Kunststoff-Laminaten
DE102018125029A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Faserhalbzeugs, Faserhalbzeug und Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Bauteils

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication