DE102016121267A1 - Method for producing a layered component - Google Patents

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Sergio de Traglia Amancio Filho
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines schichtförmigen Bauteils, umfassend die folgenden Schritte:Bereitstellen eines Substratelements, das aus Metall gebildet ist und eine erste Oberfläche hat;Anordnen des Substratelements auf einem Halteelement; undDeponieren eines ersten Streifens eines thermoplastischen Materials auf der ersten Oberfläche, wobei Abschnitte des Streifens aneinander anliegen, sodass eine erste zusammenhängende Schicht aus dem thermoplastischen Material gebildet wird.The present invention relates to a method of manufacturing a layered member, comprising the steps of: providing a substrate member formed of metal and having a first surface; disposing the substrate member on a holding member; anddepositioning a first strip of thermoplastic material on the first surface, wherein portions of the strip abut one another such that a first continuous layer of the thermoplastic material is formed.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines schichtförmigen Bauteils mit einem Substratelement, das aus Metall gebildet ist, und wenigstens einer zusätzlichen Schicht, die aus thermoplastischem Material gebildet ist.The present invention relates to a method of producing a layered member having a substrate member formed of metal and at least one additional layer formed of thermoplastic material.

In letzter Zeit haben derartige schichtförmige Multimaterial-Hybrid-Bauteile aufgrund ihrer ausgezeichneten Materialeigenschaften in zahlreichen technischen Gebieten, wie beispielsweise der Automobil-, Luftfahrt- und Windenergieindustrie, größere Bedeutung gewonnen. Insbesondere wird oft gewünscht, dass die schichtförmigen Bauteile ein Metallsubstrat umfassen, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, um die erforderlichen Werte, z. B. im Hinblick auf Steifigkeit und Elastizität, zu erhalten. Die bekannten Fertigungstechniken für schichtförmige Verbundmetall-Hybridstrukturen sind jedoch sehr komplex, werden oft manuell durchgeführt und sind somit teure Prozesse.Recently, such layered multi-material hybrid components have gained in importance due to their excellent material properties in many technical fields, such as the automotive, aviation and wind energy industries. In particular, it is often desired that the layered components include a metal substrate to improve the mechanical properties to obtain the required values, e.g. As in terms of stiffness and elasticity to obtain. However, the known fabrication techniques for layered composite metal hybrid structures are very complex, are often done manually, and are thus expensive processes.

Insbesondere gibt es mehrere herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Verbundbauteilen und schichtförmigen Hybrid-Strukturen. Eines davon ist das manuelle Laminieren von faserverstärkten Bauteilen, bei dem es sich um das einfachste und älteste Verfahren zur Herstellung von Verbundlaminaten handelt. Ein solches Verfahren ist auf kleine Volumina begrenzt und es gibt oft das Problem, dass die Oberflächen der Bauteile von geringer Qualität sind.In particular, there are several conventional methods of making composite components and layered hybrid structures. One of these is the manual lamination of fiber reinforced components, which is the simplest and oldest method of producing composite laminates. Such a method is limited to small volumes and there is often the problem that the surfaces of the components are of low quality.

Ein anderes verfügbares Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten Bauteilen ist die Vakuuminfusionstechnologie, auch bekannt als Harzinfusion. Dieses Verfahren nutzt einen Vakuumsack, um ein Bauteil zu kompaktieren, das Laminatlagen mit in einer Form ausgelegten verstärkten Elementen umfasst. Another available method of making fiber reinforced components is vacuum infusion technology, also known as resin infusion. This method utilizes a vacuum bag to compact a component comprising laminate sheets having reinforced members formed in a mold.

Dadurch können die unerwünschten Lufteinschlüsse in der Laminatstruktur entfernt werden. Vakuuminfusion beinhaltet jedoch weiterhin einen manuellen Laminierschritt, sodass es ein relativ langsamer Herstellungsprozess ist, der außerdem nicht umsetzbar ist, wenn hohe Produktionsleistungen erforderlich sind.This allows the unwanted air pockets in the laminate structure to be removed. However, vacuum infusion still involves a manual lamination step, so it is a relatively slow manufacturing process that is also unworkable when high production rates are required.

Ein bekanntes Verfahren zum Zusammenfügen von Hybridmaterialien oder zum Verbinden von Metallen mit Polymeren ist die Autoklavtechnik, bei der es sich um eine Variante der vorgenannten Vakuuminfusion handelt.One known method of joining hybrid materials or joining metals to polymers is the autoclave technique, which is a variant of the aforementioned vacuum infusion.

Wie in EP 0 312 150 A1 beschrieben, nutzt dieses Verfahren eine Druckkammer, um unter hoher Temperatur Verfestigungsdruck auszuüben, wodurch die Verbindung zwischen den Lagen aus Metall und Polymer ermöglicht wird. Ein solcher Prozess wird oft verwendet, um so genannte Faser-Metall-Laminate, d. h. schichtförmige Bauteile, die Metallelemente und faserverstärkte Verbundlagen umfassen, zu produzieren.As in EP 0 312 150 A1 As described, this method utilizes a pressure chamber to apply solidification pressure under high temperature, thereby enabling communication between the layers of metal and polymer. Such a process is often used to produce so-called fiber-metal laminates, ie sheet-like components comprising metal elements and fiber-reinforced composite layers.

Im Autoklavprozess ist es nachteilig, dass das verarbeitete Material vor dem eigentlichen Autoklavieren mehreren Schritten unterzogen werden muss. Zum Beispiel müssen die Prepreg-Lagen (in halbfestes Harz eingebettete Faserschichten) und der Trennfilm, ähnlich wie beim Vakuuminfusionsprozess, mit einem Vakuumsack bedeckt sein. Das Harz wird aufgrund der Temperaturerhöhung seinen Zustand von halbfest zu flüssig ändern und dadurch in Lücken in den Faserschichten fließen und diese füllen. Schließlich sind zwei Härtungsschritte zum Festigen und zum Entfernen von Einschlüssen in dem Laminat erforderlich.In the autoclave process, it is disadvantageous that the processed material has to undergo several steps before the actual autoclaving. For example, similar to the vacuum infusion process, the prepreg sheets (fibrous layers embedded in semi-solid resin) and the release film must be covered with a vacuum bag. The resin will change its state from semi-solid to liquid due to the increase in temperature, thereby flowing into and filling gaps in the fibrous layers. Finally, two hardening steps are required to consolidate and remove inclusions in the laminate.

Vor diesem Hintergrund und aufgrund der langen Aushärtungszeit und der vielen Schritte zum Herstellen eines schichtförmigen Bauteils in diesen Verfahren des Stands der Technik, ist eine andere Strategie zum Verbinden von Metall/Verbundmaterialien erforderlich. Eine Option ist die Klebetechnologie (auch bekannt als Co-Bonding). Das Klebetechnikverfahren beinhaltet das Auftragen eines Klebstoffs zwischen Metall- und Verbundteilen, wobei der Klebstoff gehärtet wird, wenn Druck ausgeübt wird. Wenngleich die Klebetechnik durch die Verwendung einfacher industrieller Systeme zu Verbindungen zwischen dem Metallelement und dem Verbundmaterial mit guter mechanischer Leistung führt, ist die umfassende Oberflächenvorbereitung der zu verbindenden Materialien weiterhin eine entscheidende und obligatorische Prozedur.Given this background, and because of the long curing time and the many steps involved in producing a layered component in these prior art methods, a different metal / composite joining strategy is required. One option is the adhesive technology (also known as co-bonding). The bonding technique involves applying an adhesive between metal and composite parts, whereby the adhesive is cured when pressure is applied. Although the bonding technique, through the use of simple industrial systems, results in bonds between the metal element and the composite material having good mechanical performance, the extensive surface preparation of the materials to be bonded remains a crucial and obligatory procedure.

Außerdem benötigt der Großteil der Strukturklebstoffe eine lange Aushärtungszeit, um maximale Festigkeit zu erreichen, so dass diese Technik sowohl äußerst zeitaufwändig als meistens auch ein teurer Prozess ist.In addition, the majority of structural adhesives require a long cure time to achieve maximum strength, making this technique both time-consuming and, in most cases, a costly process.

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren zum Produzieren schichtförmiger Hybrid-Strukturen bereitzustellen, die ein Metallelement und Polymer- oder Verbundschichten umfassen, wobei das Verfahren einfach durchzuführen und weniger zeitaufwändig ist als Verfahren des Stands der Technik, aber weiterhin zu guten mechanischen Eigenschaften des gesamten Bauteils führt.Therefore, it is an object of the present invention to provide a manufacturing method for producing hybrid layered structures comprising a metal element and polymer or composite layers which method is simple to perform and less time consuming than prior art methods but still provides good mechanical properties Properties of the entire component leads.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen eines schichtförmigen Bauteils erreicht, umfassend die folgenden Schritte:

  • - Bereitstellen eines Substratelements, das aus Metall gebildet ist und eine erste Oberfläche hat;
  • - Anordnen des Substratelements auf einem Halteelement;
  • - Deponieren eines ersten Streifens eines thermoplastischen Materials auf der ersten Oberfläche, wobei Abschnitte des Streifens aneinander anliegen, sodass eine erste zusammenhängende Schicht aus dem thermoplastischen Material gebildet wird.
According to the present invention, this object is achieved by a method for producing a layered component, comprising the following steps:
  • - Providing a substrate member formed of metal and having a first surface;
  • - placing the substrate element on a holding element;
  • Depositing a first strip of thermoplastic material on the first surface, wherein portions of the strip abut each other such that a first continuous layer of the thermoplastic material is formed.

Daher wird in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein Metallsubstrat bereitgestellt, wobei das Material des Metallsubstrats vorzugsweise ein Leichtmetall ist. Insbesondere kann es ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Aluminiumlegierungen, Titan, Titanlegierungen, Magnesium und Magnesiumlegierungen. Spezifische Beispiele sind eine Aluminiumlegierung aus der 2xxx-, 6xxx- und 7xxx-Reihe, eine Ti6A14V-Legierung oder eine AZ31-Magnesiumlegierung.Therefore, in the method according to the present invention, a metal substrate is provided, wherein the material of the metal substrate is preferably a light metal. In particular, it may be selected from the group consisting of aluminum, aluminum alloys, titanium, titanium alloys, magnesium and magnesium alloys. Specific examples are an aluminum alloy of the 2xxx, 6xxx and 7xxx series, a Ti6A14V alloy or an AZ31 magnesium alloy.

Dann wird eine erste Schicht, die aus thermoplastischem Material, wie beispielsweise Polyamid 6 (Nylon 6), verstärkt mit Endloskohlefaser, mit Kurzkohlefaser verstärktem Poly(etheretherketon) (PEEK) oder Polyetherimid (PEI) gebildet ist, auf dem Metallsubstrat gebildet, indem ein erster Streifen eines thermoplastischen Materials deponiert wird, der direkt vor der Deponierung aufgeheizt wird, um plastifiziert zu werden. Daher wird die Form des Streifens durch den Weg bestimmt, entlang dem ein Auftragskopf entlang der Oberfläche des Metallsubstrats geführt wird. Insbesondere ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Form des Streifens auf der Oberfläche des Metallsubstrats derart, dass Abschnitte des Streifens aneinander anliegen, z. B. hat der Streifen eine Mäanderform, wenngleich andere Konfigurationen denkbar sind. Die Form des gesamten Streifens und somit des Wegs des Auftragskopfs ist derart, dass eine zusammenhängende Schicht gebildet wird, d. h. wenigstens ein Flächenabschnitt der Oberfläche des Substrats vollständig von dem Streifen bedeckt ist, sodass in diesem Flächenabschnitt eine vollständige Schicht erzeugt wird. Daher wird in der vorliegenden Erfindung ein additiver Herstellungsprozess genutzt, um Polymere oder Polymerverbundstoffe auf ein metallisches Substrat in 3D zu drucken, um eine schichtförmige Struktur zu produzieren.Then, a first layer formed of thermoplastic material such as polyamide 6 (nylon 6) reinforced with continuous carbon fiber, short carbon reinforced poly (ether ether ketone) (PEEK) or polyetherimide (PEI) is formed on the metal substrate by forming a first Strip of a thermoplastic material is deposited, which is heated immediately before the landfill to be plasticized. Therefore, the shape of the strip is determined by the path along which a gun is guided along the surface of the metal substrate. In particular, according to the present invention, the shape of the strip on the surface of the metal substrate is such that portions of the strip abut one another, e.g. For example, the strip has a meandering shape, although other configurations are conceivable. The shape of the entire strip, and thus the path of the applicator head, is such that a continuous layer is formed, i. H. at least a surface portion of the surface of the substrate is completely covered by the strip, so that a complete layer is produced in this surface portion. Therefore, in the present invention, an additive manufacturing process is used to print polymers or polymer composites on a metallic substrate in 3D to produce a layered structure.

Insbesondere ist es bevorzugt, wenn semikristallines und amorphes thermoplastisches Material in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung genutzt wird. Beispiele für semikristalline Polymere sind Polyetheretherketon (PEEK), Polyamid (PA), Polypropylen (PP), und Beispiele für amorphe Polymere sind Polycarbonat (PC), Polyetherimid (PEI), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) usw. Ferner ist auch Polylactid (PLA) denkbar.In particular, it is preferred to use semicrystalline and amorphous thermoplastic material in the process according to the present invention. Examples of semicrystalline polymers are polyetheretherketone (PEEK), polyamide (PA), polypropylene (PP), and examples of amorphous polymers are polycarbonate (PC), polyetherimide (PEI), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), etc. Further, polylactide is also (PLA) conceivable.

Unerwarteterweise hat sich gezeigt, dass auf diese Weise ein maßgeschneidertes, schichtförmiges Bauteil, umfassend ein Metallsubstrat und nicht verstärkte oder verstärkte thermoplastische Schichten, auf leichte Weise produziert werden kann, mit guten mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise einer höheren Scherfestigkeit, wobei das Aufheizen des thermoplastischen Material unmittelbar vor der Deponierung Wärmeenergie bereitstellt, die die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Metall und dem thermoplastischen Material zu erhöhen scheint.Unexpectedly, it has been found that in this way a tailored sheet-like member comprising a metal substrate and unreinforced or reinforced thermoplastic layers can be easily produced, with good mechanical properties, such as higher shear strength, with heating of the thermoplastic material provides heat energy immediately before landfilling, which appears to increase the strength of the bond between the metal and the thermoplastic material.

Insbesondere ist das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung für schichtförmige Hybrid-Strukturen geeignet, wie beispielsweise ein Laminat mit äußeren Schichten aus einem nicht verstärkten Thermoplasten, der auf einer Metallschicht deponiert ist (hier als TMT-Laminat abgekürzt). Ein anderes Beispiel sind Verbund-Metall-Verbund-Laminate (hier als CMC-Laminat abgekürzt), bei denen die Metallschicht im Laminatkern liegt, mit äußeren Schichten, die aus faserverstärkten oder nicht verstärkten Thermoplasten hergestellt sind.In particular, the method according to the present invention is suitable for layered hybrid structures, such as a laminate having outer layers of unreinforced thermoplastic deposited on a metal layer (abbreviated herein as TMT laminate). Another example is composite metal composite laminates (herein abbreviated as CMC laminate) in which the metal layer is in the laminate core, with outer layers made of fiber reinforced or unreinforced thermoplastics.

Außerdem werden die Schichten aus thermoplastischem Material produziert, indem zunächst eine Linie oder ein Streifen auf die jeweilige Oberfläche deponiert wird, wobei die Linie entlang der ersten Oberfläche mit einer solchen Form oder einem solchen Muster, wie beispielsweise einem Raster, derart verläuft, dass sie eine zusammenhängende Schicht mit zweidimensionaler Form bildet. Daher ermöglicht es das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung schichtförmige Bauteile mit komplexer dreidimensionaler Geometrie zu bilden, da es nur erforderlich ist, den Auftragskopf entlang der Oberfläche des Metalls zu führen, der bereits die erforderliche komplexe Form aufweist. Anders als in Verfahren des Stands der Technik ist es nicht erforderlich, dass flächenförmiges Material auf das Metallsubstrat deponiert wird.In addition, the layers of thermoplastic material are produced by first depositing a line or strip on the respective surface, the line running along the first surface having such a shape or pattern as a grid, for example forms coherent layer with two-dimensional shape. Therefore, the method according to the present invention makes it possible to form layered components with complex three-dimensional geometry, since it is only necessary to guide the application head along the surface of the metal which already has the required complex shape. Unlike in prior art methods, it is not necessary that sheet material be deposited on the metal substrate.

In diesem Zusammenhang sollte darauf hingewiesen werden, dass es bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist, dass der Streifen in einem Stück oder wenigstens als zusammenhängender Streifen oder als einzige Linie gebildet wird. Stattdessen kann der Streifen auch aus separaten Abschnitten gebildet werden, die jeweils ein erstes und ein zweites Ende haben, wobei diese Abschnitte seitlich aneinander anliegen, um die zusammenhängende Schicht zu bilden.In this connection it should be pointed out that the method according to the present invention does not require that the strip be formed in one piece or at least as a continuous strip or as a single line. Instead, the strip may also be formed of separate sections, each having first and second ends, these sections abutting one another laterally to form the continuous layer.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der erste Streifen durch Zuführen eines ersten Filaments von thermoplastischem Material zu Heizmitteln gebildet, die das erste Filament aufheizen, um das erste Filament zu plastifizieren, wobei das plastifizierte erste Filament auf das Substratelement als der erste Streifen deponiert wird. Dies ermöglicht höhere Deponierungsraten. Hier ist es ferner bevorzugt, wenn das erste Filament ein Faserelement umfasst, das sich entlang der Länge des ersten Filaments erstreckt, wobei das Faserelement von thermoplastischem Material umgeben ist. Auf diese Weise kann eine faserverstärkte Schicht aus thermoplastischem Material auf eine einfache und effiziente Weise auch auf Oberflächen mit einer komplexen Geometrie deponiert werden.In a preferred embodiment, the first strip is formed by feeding a first filament of thermoplastic material to heating means which heat the first filament to plasticize the first filament, the plasticized first filament being deposited on the substrate element as the first strip. This allows higher landfill rates. Here it is further preferred when the first filament comprises a fibrous element extending along the length of the first filament, the fibrous element being surrounded by thermoplastic material. In this way, a fiber-reinforced layer of thermoplastic material can also be deposited on surfaces with a complex geometry in a simple and efficient manner.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform wird ein erstes Filament aus thermoplastischem Material zu den ersten Heizmitteln geführt, die das erste Filament aufheizen, um das erste Filament zu plastifizieren, wobei das plastifizierte erste Filament auf das Substratelement deponiert wird, um erste Abschnitte des ersten Streifens zu bilden. Ferner wird ein zweites Filament zu den zweiten Heizmitteln geführt, wobei das zweite Filament ein Faserelement umfasst, das sich entlang der Länge des zweiten Filaments erstreckt, und wobei das Faserelement von thermoplastischem Material umgeben ist. Das zweite Filament wird durch die zweiten Heizmittel aufgeheizt, um das zweite Filament zu plastifizieren, und das plastifizierte zweite Filament wird auf dem Substratelement deponiert, um zweite Abschnitte des ersten Streifens zu bilden. In dieser Ausführungsform wird der erste Streifen und somit die erste zusammenhängende Schicht aus ersten und zweiten Abschnitten gebildet, wobei die zweiten Abschnitte eine Verstärkungsfaser umfassen, so dass eine faserverstärkte Schicht gebildet wird, mit einem Faservolumen, das verglichen mit dem Fall, in dem nur ein einziges Filament, umfassend ein Faserelement, genutzt wird, kleiner ist. Insbesondere kann durch das Anpassen des Verhältnisses der Länge des ersten zur Länge des zweiten Filaments das Faservolumen in der ersten Schicht leicht an die Anforderungen hinsichtlich der Festigkeit des gesamten Bauteils angepasst werden.In an alternative preferred embodiment, a first filament of thermoplastic material is passed to the first heating means which heat the first filament to plasticize the first filament, the plasticized first filament being deposited on the substrate member to form first portions of the first strip , Further, a second filament is fed to the second heating means, wherein the second filament comprises a fiber member extending along the length of the second filament, and wherein the fiber member is surrounded by thermoplastic material. The second filament is heated by the second heating means to plasticize the second filament, and the plasticized second filament is deposited on the substrate member to form second portions of the first strip. In this embodiment, the first strip, and thus the first continuous layer, is formed from first and second portions, the second portions comprising a reinforcing fiber to form a fiber reinforced layer having a fiber volume compared to the case where only one single filament comprising a fiber element is used is smaller. In particular, by adjusting the ratio of the length of the first to the length of the second filament, the fiber volume in the first layer can be easily adapted to the requirements of the strength of the entire component.

In einer alternativen Ausführungsform wird der erste Streifen durch Plastifizieren von granuliertem thermoplastischem Material und Deponieren von Tropfen von plastifiziertem thermoplastischem Material auf dem Substratelement deponiert, wobei aufeinanderfolgende Tropfen, die deponiert werden, aneinander anliegen. Dieses Verfahren ermöglicht es auch, Schichten aus plastischem Material auf komplex geformten Oberflächen von Metallsubstraten zu bilden, wobei weiterhin eine gute Haftung erreicht wird.In an alternative embodiment, the first strip is deposited on the substrate element by plasticizing granulated thermoplastic material and depositing drops of plasticized thermoplastic material, with successive drops being deposited abutting one another. This method also makes it possible to form layers of plastic material on complex shaped surfaces of metal substrates while still achieving good adhesion.

Außerdem ist es bevorzugt, wenn ein zweiter Streifen aus thermoplastischem Material auf die bereits deponierte erste Schicht deponiert wird, wobei Abschnitte des zweiten Streifens aneinander anliegen, so dass eine zweite zusammenhängende zweite Schicht aus thermoplastischem Material auf der ersten Schicht gebildet wird. Somit kann auf diese Weise eine Sandwich-Struktur, die das Metallsubstrat und wenigstens zwei plastische Schichten umfasst, auf einfache Weise gebildet werden.In addition, it is preferred if a second strip of thermoplastic material is deposited on the already deposited first layer, with portions of the second strip abutting one another so that a second continuous second layer of thermoplastic material is formed on the first layer. Thus, in this way, a sandwich structure comprising the metal substrate and at least two plastic layers can be easily formed.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann auch der zweite Streifen durch Zuführen eines dritten Filaments von thermoplastischem Material zu Heizmitteln gebildet werden, die das dritte Filament aufheizen, um das dritte Filament zu plastifizieren, wobei das plastifizierte dritte Filament auf die erste Schicht als der zweite Streifen deponiert wird.In a preferred embodiment, the second strip may also be formed by feeding a third filament of thermoplastic material to heating means that heat the third filament to plasticize the third filament, depositing the plasticized third filament onto the first layer as the second strip ,

Insbesondere kann das dritte Filament ein Faserelement umfassen, das sich entlang der Länge des dritten Filaments erstreckt, wobei das Faserelement von thermoplastischem Material umgeben ist. Daher kann die zweite Schicht auch auf einfache Weise als faserverstärkte Schicht gebildet werden.In particular, the third filament may comprise a fibrous element extending along the length of the third filament, wherein the fibrous element is surrounded by thermoplastic material. Therefore, the second layer can also be easily formed as a fiber-reinforced layer.

Wenn es beabsichtigt ist, das Faservolumen der zweiten Schicht anzupassen, wird ein drittes Filament aus thermoplastischem Material zu den ersten Heizmittel zugeführt, die das dritte Filament aufheizen, um das dritte Filament zu plastifizieren, wobei das plastifizierte dritte Filament auf das Substratelement deponiert wird, um erste Abschnitte des zweiten Streifens zu bilden. Ferner wird ein viertes Filament zu den zweiten Heizmitteln zugeführt, wobei das vierte Filament ein Faserelement umfasst, das sich entlang der Länge des zweiten Filaments erstreckt, und wobei das Faserelement von thermoplastischem Material umgeben ist. Das vierte Filament wird durch die zweiten Heizmittel aufgeheizt, um das vierte Filament zu plastifizieren, wobei das plastifizierte vierte Filament auf dem Substratelement deponiert wird, um zweite Abschnitte des zweiten Streifens zu bilden.When it is intended to adjust the fiber volume of the second layer, a third filament of thermoplastic material is fed to the first heating means which heat the third filament to plasticize the third filament, depositing the plasticized third filament onto the substrate element to form first sections of the second strip. Further, a fourth filament is fed to the second heating means, the fourth filament comprising a fiber element extending along the length of the second filament and wherein the fiber element is surrounded by thermoplastic material. The fourth filament is heated by the second heating means to plasticize the fourth filament, wherein the plasticized fourth filament is deposited on the substrate member to form second portions of the second strip.

Alternativ kann der zweite Streifen auch durch Plastifizieren von granuliertem thermoplastischem Material und Deponieren von Tropfen von plastifiziertem thermoplastischem Material auf der ersten Schicht deponiert werden, wobei aufeinanderfolgende Tropfen, die deponiert werden, aneinander anliegen.Alternatively, the second strip can also be deposited by plasticizing granulated thermoplastic material and depositing drops of plasticized thermoplastic material on the first layer, with successive drops being deposited abutting one another.

Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn das Halteelement während der Deponierung der ersten und/oder der zweiten Schicht auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt wird. Dies ermöglicht es, die Haftung der plastischen Schicht auf dem Metallsubstrat zu optimieren. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass wenn die vorgegebene Temperatur zwischen der Rekristallisationstemperatur und der Extrusionstemperatur für semikristalline Thermoplasten liegt. Zum Beispiel liegt diese ideale Temperatur für Polyetheretherketon (PEEK) innerhalb von 280 °C bis 340 °C, wobei besonders gute Eigenschaften der schichtförmigen Struktur erhalten werden können. Ferner liegt die vorgegebene Temperatur vorzugsweise innerhalb des Bereichs zwischen 230 °C bis 270 °C für Polyamid 6 (PA6) als thermoplastisches Material, innerhalb des Bereichs zwischen 230 °C bis 250 °C für Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) als thermoplastisches Material, innerhalb des Bereichs zwischen 290 °C bis 350 °C für Polyetherimid (PEI) als thermoplastisches Material und innerhalb des Bereichs zwischen 220 °C und 240 °C für Polylactid (PLA) als thermoplastisches Material.Moreover, it is preferred if the holding element is heated to a predetermined temperature during the deposition of the first and / or the second layer. This makes it possible to optimize the adhesion of the plastic layer to the metal substrate. In particular, it has been found that when the predetermined temperature is between the recrystallization temperature and the extrusion temperature for semicrystalline thermoplastics. For example, this ideal temperature for polyetheretherketone (PEEK) is within 280 ° C to 340 ° C, with particularly good properties of the layered structure can be obtained. Furthermore, the predetermined temperature is preferably within the range of 230 ° C to 270 ° C for polyamide 6 (PA6) as a thermoplastic material, within the range of 230 ° C to 250 ° C for acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) as a thermoplastic material, within the range of 290 ° ° C to 350 ° C for polyetherimide (PEI) as a thermoplastic material and within the range between 220 ° C and 240 ° C for polylactide (PLA) as a thermoplastic material.

Schließlich wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der Bildung der ersten Schicht und/oder der zweiten Schicht Druck auf die Oberfläche der ersten Schicht und/oder der zweiten Schicht ausgeübt, die von dem Substratelement weg weist.Finally, in a further preferred embodiment, after the formation of the first layer and / or the second layer, pressure is exerted on the surface of the first layer and / or the second layer facing away from the substrate element.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Beispiel eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei

  • 1 die verschiedenen Schritte des Beispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und
  • 2 Ausführungsformen von schichtförmigen Bauteilen zeigt, die mit dem Beispiel eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung produziert werden.
Hereinafter, a preferred example of a method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, wherein
  • 1 shows the various steps of the example of a method according to the present invention, and
  • 2 Shown embodiments of layered components that are produced with the example of a method according to the present invention.

Wie Teil a) von 1 in dem bevorzugten Beispiel des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, wird ein Substratelement 1 bereitgestellt, das aus Metall, insbesondere einem Leichtmetall, gebildet ist. Insbesondere kann das Substratelement 1 aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung (z. B. aus der 2xxx-, 6xxx- und 7xxx-Reihe), aus Titan oder einer Titanlegierung (z. B. Ti6A14V-Legierung) oder Magnesium oder einer Magnesiumlegierung (z. B. AZ31-Legierung) gebildet werden. Außerdem ist in dieser bevorzugten Ausführungsform das Substratelement 1 als ein planares Blechelement gebildet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf Substratelemente mit einer solchen Geometrie beschränkt. Stattdessen können auch Substratelemente mit einer komplexen Geometrie mit gekrümmten Oberflächen genutzt werden.As part a) of 1 shown in the preferred example of the method according to the present invention, becomes a substrate element 1 provided, which is made of metal, in particular a light metal. In particular, the substrate element 1 of aluminum, of an aluminum alloy (eg of the 2xxx, 6xxx and 7xxx series), of titanium or a titanium alloy (eg Ti6A14V alloy) or magnesium or a magnesium alloy (eg AZ31 alloy ) are formed. In addition, in this preferred embodiment, the substrate element 1 is formed as a planar sheet member, but the present invention is not limited to substrate members having such a geometry. Instead, substrate elements with a complex geometry with curved surfaces can also be used.

Das Substratelement 1 umfasst erste und zweite Oberflächen 3, 5, die in dieser bevorzugten Ausführungsform in entgegen gesetzte Richtungen zeigen, und das Substratelement 1 ist auf einem Halteelement 7 einer Vorrichtung zum Deponieren eines Streifens aus thermoplastischem Material angeordnet, wobei die zweite Oberfläche 5 auf der Oberfläche des Halteelements 7 anliegt.The substrate element 1 includes first and second surfaces 3 . 5 showing in opposite directions in this preferred embodiment and the substrate element 1 is on a holding element 7 a device for depositing a strip of thermoplastic material, wherein the second surface 5 on the surface of the holding element 7 is applied.

In diesem bevorzugten Beispiel des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird das Halteelement 7 auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt. Insbesondere liegt die vorgegebene Temperatur zwischen der Rekristallisationstemperatur und der Extrusionstemperatur für semikristalline Thermoplasten und nahe an der Extrusionstemperatur für amorphe Thermoplasten. Zum Beispiel liegt die ideale Temperatur für Polyetheretherketon (PEEK) innerhalb von 280 °C bis 340 °C. Daher wird das Substratelement 7 auch auf die entsprechende Temperatur aufgeheizt.In this preferred example of the method of the present invention, the holding element 7 heated to a predetermined temperature. In particular, the predetermined temperature is between the recrystallization temperature and the extrusion temperature for semicrystalline thermoplastics and close to the extrusion temperature for amorphous thermoplastics. For example, the ideal temperature for polyetheretherketone (PEEK) is within 280 ° C to 340 ° C. Therefore, the substrate element becomes 7 also heated to the appropriate temperature.

Im nächsten in Teil b) von 1 gezeigten Schritt wird ein erster Streifen 9 aus thermoplastischem Material auf der ersten Oberfläche 3 deponiert. Das thermoplastische Material ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus semikristallinen oder amorphen Polymeren mit oder ohne Faserverstärkung. Gute Beispiele für semikristalline Polymere sind Polyamid (PA), PEEK und Polyphenylsulfid (PPS), und ABS, PLA, PEI als amorphe Polymere. Ferner ist auch Polylactid (PLA) denkbar. Der erste Streifen 9 wird durch Zuführen eines ersten Filaments 11 von thermoplastischem Material aus einer ersten Spule 13 zu ersten Heizmitteln 15 gebildet, die Teil eines Auftragskopfes 17 sind, der beweglich getragen wird, so dass er auch Oberflächen von Substratelementen 1 mit einer komplexen Geometrie folgen kann.In the next in part b) of 1 the step shown becomes a first strip 9 made of thermoplastic material on the first surface 3 landfilled. The thermoplastic material is selected from the group consisting of semicrystalline or amorphous polymers with or without fiber reinforcement. Good examples of semicrystalline polymers are polyamide (PA), PEEK and polyphenylsulfide (PPS), and ABS, PLA, PEI as amorphous polymers. Furthermore, polylactide (PLA) is conceivable. The first strip 9 is by feeding a first filament 11 of thermoplastic material from a first coil 13 to the first heating means 15 formed part of an order header 17 which is movably supported so that it also has surfaces of substrate elements 1 can follow with a complex geometry.

Insbesondere kann der Auftragskopf 17 von einem allgemein bekannten Roboterarm getragen werden. Außerdem umfasst in dem vorliegenden bevorzugten Beispiel der Auftragskopf 17 auch eine zweite Spule 19 und zweite Heizmittel 21, so dass dem Auftragskopf 17 ein weiterer Filamenttyp, d. h. ein zweites Filament 23, zugeführt werden kann. Insbesondere umfasst in diesem Beispiel das zweite Filament 23 ein Faserelement, das sich entlang der Länge des zweiten Filaments 23 erstreckt, wobei das Faserelement von thermoplastischem Material umgeben ist.In particular, the order header 17 be worn by a well-known robotic arm. In addition, in the present preferred example, the applicator head comprises 17 also a second coil 19 and second heating means 21 , so the order header 17 another filament type, ie a second filament 23 , can be supplied. In particular, in this example, the second filament comprises 23 a fibrous element extending along the length of the second filament 23 extends, wherein the fiber element is surrounded by thermoplastic material.

Der erste Streifen 9 wird auf der ersten Oberfläche 3 des Substratelements 1 deponiert, indem zunächst das erste Filament 11 mit den ersten Heizmitteln aufgeheizt wird, um das erste Filament 11 zu plastifizieren. Dann wird das plastifizierte erste Filament 11 auf das Substratelement 7 deponiert, wobei der gesamte Auftragskopf 17 parallel zur ersten Oberfläche 3 des Substratelements 1 bewegt wird, um den ersten Streifen 9 zu bilden. Insbesondere wird der Auftragskopf 17 derart bewegt, dass Abschnitte des ersten Streifens 9 seitlich aneinander anliegen, z. B. weist der erste Streifen 9 eine Mäanderform auf. Daher bildet der erste Streifen 9 eine zusammenhängende erste Schicht aus thermoplastischem Material.The first strip 9 will be on the first surface 3 of the substrate element 1 deposited by first the first filament 11 with the first heating means is heated to the first filament 11 to plasticize. Then the plasticized first filament 11 on the substrate element 7 deposited, with the entire order header 17 parallel to the first surface 3 of the substrate element 1 is moved to the first strip 9 to build. In particular, the order header 17 moved so that sections of the first strip 9 abut each other laterally, z. B. has the first strip 9 a meander shape. Therefore, the first strip forms 9 a continuous first layer of thermoplastic material.

In diesem bevorzugten Beispiel wird die erste Schicht nur durch das erste Filament 11 gebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass erste Abschnitte des ersten Streifens 9 durch das erste Filament 11, das von der ersten Spule 13 zugeführt wird, gebildet werden, während zweite Abschnitte des ersten Streifens 9 durch das zweite Filament 23 gebildet werden, das Verstärkungsfasern umfasst, wobei das zweite Filament 23 von der zweiten Spule 19 zu den zweiten Heizmitteln 21 zugeführt, plastifiziert und auf das Substratelement 1 deponiert wird. In this preferred example, the first layer is only through the first filament 11 educated. However, it is also conceivable that first sections of the first strip 9 through the first filament 11 that from the first coil 13 is fed while second portions of the first strip 9 through the second filament 23 be formed comprising reinforcing fibers, wherein the second filament 23 from the second coil 19 to the second heating means 21 supplied, plasticized and onto the substrate element 1 is deposited.

Auf diese Weise würde die erste Schicht verstärkendes Material in Form von zusammenhängenden Fasern umfassen, wobei das Volumen der Fasern durch das Verhältnis der Länge des ersten Filaments zum zweiten Filament 11, 23, die verwendet werden, bestimmt wird. Auf jeden Fall werden, auch wenn der erste Streifen 9 durch die ersten und zweiten Filamente 11, 23 gebildet wird, Abschnitte des ersten Streifens 9 wenigstens seitlich aneinander anliegen, um eine zusammenhängende zweidimensionale Schicht zu bilden.In this way, the first layer would comprise reinforcing material in the form of continuous fibers, the volume of the fibers being defined by the ratio of the length of the first filament to the second filament 11 . 23 which is used is determined. In any case, even if the first strip 9 through the first and second filaments 11 . 23 is formed, sections of the first strip 9 at least laterally abut each other to form a coherent two-dimensional layer.

Es sollte jedoch auch darauf hingewiesen werden, dass es im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung enthalten ist, dass der erste Streifen 9 auch aus separaten Abschnitten gebildet werden kann, die an ihren jeweiligen Enden nicht verbunden sind, z. B. kann der erste Streifen 9 auch separate Abschnitte umfassen, die parallel zueinander verlaufen, wobei diese Abschnitte Enden aufweisen, die nicht mit Enden von anderen Abschnitten verbunden sind.However, it should also be pointed out that it is within the scope of the present invention that the first strip 9 can also be formed from separate sections that are not connected at their respective ends, z. B. may be the first strip 9 Also include separate sections that are parallel to each other, wherein these sections have ends that are not connected to ends of other sections.

Wie in Teil c) von 1 gezeigt, wird das Substratelement 1, dessen erste Schicht durch den ersten Streifen 9 gebildet wird, umgedreht und wiederum auf dem Halteelement 7 angeordnet, so dass eine zusätzliche Schicht gebildet werden kann, indem ein weiterer Streifen 9' auf die Weise deponiert wird, die bereits von dem Auftragskopf 17 beschrieben wurde.As in part c) of 1 is shown, the substrate element 1 whose first layer passes through the first strip 9 is formed, turned over and turn on the holding element 7 arranged so that an additional layer can be formed by adding another strip 9 ' is deposited in the way already from the order header 17 has been described.

Daher wird in diesem Beispiel auf jeder Oberfläche 3, 5 des Metallsubstrats 1 eine Schicht aus thermoplastischem Material deponiert, wobei es sich gezeigt hat, dass auf die beschriebene Weise eine unerwartet gute Haftung mit einer höheren mechanischen Leistung (z. B. höherer Scherfestigkeit) zwischen den Schichten und dem Metallsubstrat 1 erreicht wird.Therefore, in this example, on every surface 3 . 5 of the metal substrate 1 deposited a layer of thermoplastic material which has been found to exhibit unexpectedly good adhesion in the manner described, with a higher mechanical performance (eg, higher shear strength) between the layers and the metal substrate 1 is reached.

Im vorliegenden Beispiel werden die Streifen durch Aufheizen eines Filaments deponiert. Es ist jedoch auch denkbar, dass wenigstens einer der auf das Substratelement 1 deponierten Steifen durch Plastifizieren von granuliertem thermoplastischem Material und Deponieren von Tropfen von plastifiziertem thermoplastischem Material auf das Substrat gebildet wird, wobei anschließend Tropfen deponiert werden, die aneinander angrenzen.In the present example, the strips are deposited by heating a filament. However, it is also conceivable that at least one of the on the substrate element 1 deposited stiffener is formed by plasticizing granulated thermoplastic material and depositing drops of plasticized thermoplastic material onto the substrate, then depositing drops adjacent to each other.

In einem weiteren optionalen Zwischenschritt, der in Teil d) von 1 gezeigt wird, wird nach der Bildung der ersten Schichten auf jeder Oberfläche 3, 5 des Metallsubstratelements 1 Druck auf diese Oberflächen ausgeübt, um die Schichten weiter zu kompaktieren und um die mechanischen Eigenschaften des gesamten schichtförmigen Bauteils zu verbessern. Dies führt zu der in Teil e) von 1 gezeigten Konfiguration.In a further optional intermediate step, which is described in part d) of 1 is shown after the formation of the first layers on each surface 3 . 5 of the metal substrate element 1 Pressure on these surfaces to further compact the layers and to improve the mechanical properties of the entire layered component. This leads to that in part e) of 1 shown configuration.

Im nächsten Schritt, der nicht in 1 gezeigt wird, wird ein zweiter Streifen auf der ersten Schicht, die durch den ersten Streifen 9 gebildet ist, auf die gleiche Weise deponiert, wie in Bezug auf den ersten Streifen 9 beschrieben, abgesehen davon, dass für die Bildung des zweiten Streifens das zweite Filament 23 aus der zweiten Spule 19 verwendet wird, so dass die zweite Schicht vollständig aus einem faserverstärkten Streifen gebildet ist. Hier ist es auch denkbar, dass die Filamente, die für den zweiten Streifen verwendet werden, gleich oder verschieden von jenen sind, die für den ersten Streifen verwendet werden.In the next step, not in 1 is shown, a second strip on the first layer, passing through the first strip 9 is formed deposited in the same manner as in relation to the first strip 9 described, except that for the formation of the second strip, the second filament 23 from the second coil 19 is used, so that the second layer is formed entirely of a fiber-reinforced strip. Here, it is also conceivable that the filaments used for the second strip are the same or different from those used for the first strip.

Wie jedoch bereits in Bezug auf den ersten Streifen 9 bzw. die erste Schicht erwähnt, ist es auch denkbar, dass der zweite Streifen aus Abschnitten gebildet wird, die aus dem ersten und dem zweiten Filament 11, 23 gebildet werden, so dass ein reduziertes Faservolumen erhalten wird, verglichen mit dem Fall, in dem nur das zweite Filament 23 für die Bildung der zweiten Schicht verwendet wird. Insbesondere kann auf diese Weise die Festigkeit an die Anforderungen für das jeweilige Bauteil angepasst werden.As already in relation to the first strip 9 or mentioned the first layer, it is also conceivable that the second strip is formed from portions consisting of the first and the second filament 11 . 23 are formed, so that a reduced fiber volume is obtained, compared with the case where only the second filament 23 is used for the formation of the second layer. In particular, in this way the strength can be adapted to the requirements for the respective component.

Wie in 2 gezeigt, ermöglicht das vorgenannte Beispiel des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, die folgenden Strukturen mit einem Metallsubstrat 1 oder einem Kernelement zu produzieren.As in 2 As shown in the above example of the method of the present invention, the following structures are possible with a metal substrate 1 or to produce a core element.

Teil a) zeigt einen Doppler 25, der auf einem Metallkernelement 1 gebildet ist, das mit einer ersten zusammenhängenden Schicht bedeckt ist, die aus einem ersten Streifen aus thermoplastischem Material, das faserverstärkt sein kann, gebildet ist. Teil b) zeigt verschiedene Arten von Haut-Stringer-Kombinationen. Schließlich offenbart Teil c) eine Kombinationen aus zwei Bauteilen 27, 29, wobei wenigstens eines von ihnen gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist, d. h. es ein Metallsubstratelement 1 mit thermoplastischen Schichten umfasst, die durch einen Streifen 9, 9' aus thermoplastischem Material darauf gebildet sind.Part a) shows a Doppler 25 standing on a metal core element 1 formed with a first continuous layer formed of a first strip of thermoplastic material which may be fiber reinforced. Part b) shows different types of skin-stringer combinations. Finally, part c) discloses a combination of two components 27 . 29 wherein at least one of them is formed according to the present invention, ie, it is a metal substrate element 1 covered with thermoplastic layers, which passes through a strip 9 . 9 ' made of thermoplastic material are formed thereon.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0312150 A1 [0007]EP 0312150 A1 [0007]

Claims (15)

Verfahren zum Herstellen eines schichtförmigen Bauteils umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines Substratelements (1), das aus Metall gebildet ist und eine erste Oberfläche(3) hat; - Anordnen des Substratelements (1) auf einem Halteelement (7); - Deponieren eines ersten Streifens (9) eines thermoplastischen Materials auf der ersten Oberfläche (3), wobei Abschnitte des Streifens (9) aneinander anliegen, sodass eine erste zusammenhängende Schicht aus dem thermoplastischen Material gebildet wird.Method for producing a layered component comprising the following steps: - providing a substrate element (1) formed of metal and having a first surface (3); - arranging the substrate element (1) on a holding element (7); - Deposit a first strip (9) of a thermoplastic material on the first surface (3), wherein portions of the strip (9) abut each other, so that a first continuous layer of the thermoplastic material is formed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Streifen (9) durch Zuführen eines ersten Filaments (11) von thermoplastischem Material zu Heizmitteln (15) gebildet wird, die das erste Filament (11) aufheizen, um das erste Filament (11) zu plastifizieren, und wobei das plastifizierte erste Filament (11) auf dem Substratelement(1) als der erste Streifen (9) deponiert wird.Method according to Claim 1 wherein the first strip (9) is formed by feeding a first filament (11) of thermoplastic material to heating means (15) which heat the first filament (11) to plasticize the first filament (11) and wherein the plasticized one first filament (11) is deposited on the substrate member (1) as the first strip (9). Verfahren nach Anspruch 2, wobei das erste Filament (11) ein Faserelement aufweist, das sich entlang der Länge des ersten Filaments (11) erstreckt, und wobei das Faserelement von thermoplastischem Material umgeben ist.Method according to Claim 2 wherein the first filament (11) has a fibrous element extending along the length of the first filament (11) and wherein the fibrous element is surrounded by thermoplastic material. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein erstes Filament (11) aus thermoplastischem Material ersten Heizmitteln (15) zugeführt wird, die das erste Filament (11) aufheizen, um das erste Filament (11) zu plastifizieren, wobei das plastifizierte erste Filament (11) auf dem Substratelement (1) deponiert wird, um erste Abschnitte des ersten Streifens (9) zu bilden, wobei ein zweites Filament (23) zweiten Heizmitteln (21) zugeführt wird, wobei das zweite Filament (23) ein Faserelement aufweist, das sich entlang der Länge des zweiten Filaments (23) erstreckt, und wobei das Faserelement von thermoplastischem Material umgeben ist, wobei das zweite Filament (23) durch die zweiten Heizmittel (21) aufgeheizt wird, um das zweite Filament (23) zu plastifizieren, und wobei das plastifizierte zweite Filament (23) auf dem Substratelement (1) deponiert wird, um zweite Abschnitte des ersten Streifens (9) zu bilden.Method according to Claim 1 in which a first filament (11) of thermoplastic material is supplied to first heating means (15) which heat the first filament (11) in order to plasticize the first filament (11), the plasticized first filament (11) being mounted on the substrate element (11). 1) is deposited to form first portions of the first strip (9), wherein a second filament (23) is fed to second heating means (21), the second filament (23) having a fiber element extending along the length of the second Filament (23) extends, and wherein the fiber element is surrounded by thermoplastic material, wherein the second filament (23) by the second heating means (21) is heated to plasticize the second filament (23), and wherein the plasticized second filament ( 23) is deposited on the substrate member (1) to form second portions of the first strip (9). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Streifen (9) durch Plastifizieren von granuliertem thermoplastischem Material und Deponieren von Tropfen von plastifiziertem thermoplastischem Material auf dem Substratelement (1) deponiert wird, wobei aufeinanderfolgende Tropfen, die deponiert werden, aneinander anliegen.Method according to Claim 1 wherein the first strip (9) is deposited by plastifying granulated thermoplastic material and depositing drops of plasticized thermoplastic material on the substrate element (1), wherein successive drops that are deposited abut each other. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein zweiter Streifen (9) von thermoplastischem Material auf die erste Schicht deponiert wird, wobei Abschnitte des zweiten Streifens (9) aneinander anliegen, sodass eine zweite zusammenhängende Schicht von thermoplastischem Material auf der ersten Schicht gebildet wird.Method according to one of Claims 1 to 5 wherein a second strip (9) of thermoplastic material is deposited on the first layer with portions of the second strip (9) abutting one another such that a second continuous layer of thermoplastic material is formed on the first layer. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der zweite Streifen durch Zuführen eines dritten Filaments von thermoplastischem Material zu Heizmitteln gebildet wird, die das dritte Filament aufheizen, um das dritte Filament zu plastifizieren, und wobei das plastifizierte dritte Filament auf der ersten Schicht als der zweite Streifen deponiert wird.Method according to Claim 6 wherein the second strip is formed by feeding a third filament of thermoplastic material to heating means that heat the third filament to plasticize the third filament, and wherein the plasticized third filament is deposited on the first layer as the second strip. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das dritte Filament ein Faserelement aufweist, das sich entlang der Länge des dritten Filaments erstreckt, und wobei das Faserelement von thermoplastischem Material umgeben ist.Method according to Claim 7 wherein the third filament has a fibrous element extending along the length of the third filament and wherein the fibrous element is surrounded by thermoplastic material. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein drittes Filament von thermoplastischem Material ersten Heizmitteln zugeführt wird, die das dritte Filament aufheizen, um das dritte Filament zu plastifizieren, wobei das plastifizierte dritte Filament auf dem Substratelement (1) deponiert wird, um erste Abschnitte des zweiten Streifens zu bilden, wobei ein viertes Filament zweiten Heizmitteln zugeführt wird, wobei das vierte Filament ein Faserelement aufweist, das sich entlang der Länge des zweiten Filaments erstreckt, und wobei das Faserelement von thermoplastischem Material umgeben ist, wobei das vierte Filament durch die zweiten Heizmittel aufgeheizt wird, um das vierte Filament zu plastifiezieren, und wobei das plastifizierte vierte Filament auf dem Substratelement (1) deponiert wird, um zweite Abschnitte des zweiten Streifens zu bilden.Method according to Claim 6 wherein a third filament of thermoplastic material is supplied to first heating means heating the third filament to plasticize the third filament, the plasticized third filament being deposited on the substrate member (1) to form first portions of the second strip a fourth filament is fed to second heating means, the fourth filament having a fiber element extending along the length of the second filament, and wherein the fiber element is surrounded by thermoplastic material, the fourth filament being heated by the second heating means to the fourth To plasticize filament, and wherein the plasticized fourth filament is deposited on the substrate member (1) to form second portions of the second strip. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der zweite Streifen durch Plastifizieren von granuliertem thermoplastischem Material und Deponieren von Tropfen von plastifiziertem thermoplastischem Material auf der ersten Schicht gebildet wird, wobei aufeinanderfolgende Tropfen, die deponiert werden, aneinander anliegen.Method according to Claim 6 wherein the second strip is formed by plasticizing granulated thermoplastic material and depositing drops of plasticized thermoplastic material on the first layer, wherein successive drops that are deposited abut each other. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Halteelement (7) auf eine vorgegebene Temperatur während der Bildung von wenigstens der ersten Schicht aufgeheizt wird.Method according to one of Claims 1 to 10 wherein the holding member (7) is heated to a predetermined temperature during the formation of at least the first layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Substratelement aus Aluminium, Aluminiumlegierungen, Titan, Titanlegierungen, Magnesium oder Magnesiumlegierungen gebildet ist.Method according to one of Claims 1 to 11 wherein the substrate element is formed of aluminum, aluminum alloys, titanium, titanium alloys, magnesium or magnesium alloys. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das thermoplastische Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyetheretherketon (PEEK), Polyamid (PA), Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC), Polyetherimid (PEI), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Polylactid (PLA) .Method according to one of Claims 1 to 12 wherein the thermoplastic material is selected from the group consisting of polyetheretherketone (PEEK), polyamide (PA), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyetherimide (PEI), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) and polylactide (PLA). Verfahren nach Anspruch 11 und 13, wobei die vorgegebene Temperatur innerhalb des Bereichs zwischen 280°C bis 340°C für Polyetheretherketon (PEEK) als thermoplastisches Material, innerhalb des Bereichs zwischen 230°C bis 270°C für Polyamid 6 (PA6) als thermoplastisches Material, in dem Bereich zwischen 230°C bis 250°C für Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) als thermoplastisches Material, innerhalb des Bereichs zwischen 290°C bis 350°C für Polyetherimid (PEI) als thermoplastisches Material und innerhalb des Bereichs zwischen 220°C und 240°C für Polylactid (PLA) als thermoplastisches Material ist.Method according to Claim 11 and 13 wherein the predetermined temperature is within the range of 280 ° C to 340 ° C for polyetheretherketone (PEEK) as a thermoplastic material, within the range of 230 ° C to 270 ° C for polyamide 6 (PA6) as the thermoplastic material, in the range between 230 ° C to 250 ° C for acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) as a thermoplastic material, within the range of 290 ° C to 350 ° C for polyetherimide (PEI) as a thermoplastic material and within the range of 220 ° C to 240 ° C is polylactide (PLA) as a thermoplastic material. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei nach der Bildung der ersten Schicht und/oder der zweiten Schicht Druck auf die Oberfläche der ersten Schicht und/oder der zweiten Schicht ausgeübt wird, die von dem Substratelement wegweist.Method according to one of Claims 1 to 14 wherein after formation of the first layer and / or the second layer, pressure is applied to the surface of the first layer and / or the second layer facing away from the substrate element.
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