DE102016214016A1 - Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einem Sandwichmaterial, dessen Verwendung sowie eine Produktionsanlage zum Herstellen eines Bauteils aus einem Sandwichmaterial - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einem Sandwichmaterial, welches mindestens zwei metallische Decklagen und mindestens eine zwischen den metallischen Decklagen angeordnete Schicht aus einem Polymer umfasst, wobei das Sandwichmaterial als Bund bandförmig bereitgestellt wird, das bandförmige Sandwichmaterial vom Bund abgehaspelt und auf Maß zu einem Blech oder Blechen abgelängt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einem Sandwichmaterial, welches mindestens zwei metallische Decklagen und mindestens eine zwischen den metallischen Decklagen angeordnete Schicht aus einem Polymer umfasst, wobei das Sandwichmaterial als Bund bandförmig bereitgestellt wird, das bandförmige Sandwichmaterial vom Bund abgehaspelt wird und auf Maß zu einem Blech oder Blechen abgelängt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung sowie eine entsprechende Produktionsanlage zum Herstellen eines Bauteils aus einem Sandwichmaterial.
  • Die Verwendung und Formgebung von Sandwichmaterialien sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sandwichmaterialien mit viskoelastischen Kernschichten werden in der Regel als Dämpfungsmaterialien verwendet, wobei in seltensten Fällen die Kernschicht eine Materialstärke von mehr als 0,1 mm aufweist und die Materialstärke der Kernschicht die Materialdicke der eingesetzten Decklagen überschreitet. Dadurch sind in Bezug auf die Kernschicht der Formgebungsfreiheit kaum Grenzen gesetzt und die Umformungsgrenzen hängen im Wesentlichen von den Materialeigenschaften der eingesetzten metallischen Decklagen ab. Bei der Verwendung von Kernschichten mit anderen Eigenschaften, beispielsweise von thermoplastischen Kernschichten, welche insbesondere eine Materialdicke von mehr als 0,1 mm aufweisen respektive im Wesentlichen der Materialdicke der verwendeten Decklagen entsprechen oder auch größer sein können, sind der Formgebungsfreiheiten Grenzen gesetzt. Derartige Sandwichmaterialien weisen ein geringes Biege- und Umformvermögen im Vergleich zu Vollblechen auf und die Decklagen neigen, beispielsweise bei der Herstellung von Bauteilen mit hohen Umformgraden während der Formgebung lokal zu einem unkontrollierten, kritischen Ausbeulen bzw. Aufwölben infolge der Fließbewegungen des Kunststoffs respektive Polymers innerhalb der Kernschicht, welche zu Beschädigungen insbesondere in Form von Rissen in den Decklagen führen können. Um eine Rissfreiheit während der Formgebung zu gewährleisten, ist es bekannt, gezielt Strukturen in den Biegebereich des zu einem Bauteil zu formenden Sandwichmaterials einzubringen, siehe DE 38 31 363 A1 und FR 27 60 983 A1 . Nachteilig beim Stand der Technik ist, dass die gezielte Struktureinbringung in das blechförmige Sandwichmaterial zusätzliche Verfahrensschritte bedarf und sich dadurch die Prozesszeiten erhöhen können.
  • Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einem Sandwichmaterial bereitzustellen, mit welchem ein konfektioniertes Sandwichblech wirtschaftlich hergestellt werden kann, eine Verwendung sowie eine entsprechende Vorrichtung anzugeben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens dahingehend gelöst, dass eine Struktur in Form von mindestens einer Sicke, mindestens einer Nut, mindestens eine Einprägung und/oder mindestens einer Aufwölbung in das Sandwichmaterial eingebracht wird, bevor das Sandwichmaterial abgelängt wird und das abgelängte Blech aus Sandwichmaterial zu einem Bauteil geformt wird.
  • Die Erfinder haben festgestellt, dass ein besonders wirtschaftliches Verfahren bereitgestellt werden kann, wenn die erfindungsgemäß vorgesehene Struktur in Form von Sicken, Nuten, Einprägungen und/oder Aufwölbungen in das Sandwichmaterial eingebracht wird, bevor das Sandwichmaterial auf Maß zu einem Blech oder Blechen abgelängt wird, d. h. dass die vorgenannten Strukturen zwischen dem Abhaspel- und Ablängprozess an dem bandförmigen Sandwichmaterial eingebracht werden, wodurch die Prozesszeit nicht nachteilig beeinflusst wird. Die Strukturen werden definiert in einem oder mehreren Bereichen vorgesehen, in welchem bzw. welchen die Fließbewegung des Polymers vor und/oder während der Formgebung kontrolliert gesteuert und/oder initiiert werden kann, wodurch eine undefinierte bzw. unkontrollierte Verformung insbesondere an der inneren Decklage im Wesentlichen unterdrückt und eine Beschädigung an der äußeren Decklage durch Entlastung im Wesentlichen verhindert werden kann (in Formgebungsrichtung gesehen). So kann bei der Formgebung des abgelängten Blechs aus einem Sandwichmaterial zu einem Bauteil ein höheres Biege- und Umformvermögen bereitgestellt werden. Ohne das Einbringen einer Struktur würde infolge einer Fließbewegung des Polymers (Polymerverdrängung) zwischen den Decklagen an der äußeren Decklage, welche auf der Seite des konkav zu erzeugenden Bereiches angeordnet ist, in zunächst einem gewissen Maß gedehnt werden und beim Überschreiten der maximalen materialspezifischen Dehngrenzen es zu Beschädigungen insbesondere in Form von Rissen kommen. Zudem würde sich die innere Decklage des Sandwichmaterials, welche auf der Seite des konvex zu erzeugenden Bereiches angeordnet ist, undefiniert verformen, was auf die Fließbewegung des Polymers zurückzuführen ist. Die Ausgestaltung sowie die Anordnung der Struktur in Form von Sicken, Nuten, Einprägungen und/oder Aufwölbungen hängt von der zu erzeugenden Bauteilgeometrie ab und kann insbesondere in Zusammenhang mit dem Beschnittbereichen und/oder -linien beispielsweise mittels Simulation ermittelt und/oder ausgelegt werden. Die erfindungsgemäßen Schritte können zeitlich nah hintereinander durchgeführt werden, beispielsweise wenn ein Endanwender ein Bund mit einem aufgehaspelten, bandförmigen Sandwichmaterial bezieht und über entsprechende Vorrichtungen, beispielsweise auch über Formgebungswerkzeuge verfügt, wobei er die Bleche entsprechend konfektioniert, um entsprechende Freiheiten bei der Biege- und Formgebung der Sandwichmaterialen für beispielsweise ein spezielles Bauteil zu haben. Der Endanwender kann alternativ auch entsprechend konfektionierte, abgelängte Bleche aus einem Sandwichmaterial zur Formgebung beziehen, so dass die erfindungsgemäßen Schritte nicht zeitlich hintereinander insbesondere mit Unterbrechung durchgeführt werden. Unter Formgebung sind alle Verfahren zu verstehen, mit denen ein flaches Blech aus Sandwichmaterial zumindest bereichsweise verformt werden kann, beispielsweise durch Tiefziehen, Abkanten, Falzen etc..
  • Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die mindestens eine Sicke, die mindestens eine Nut, die mindestens eine Einprägung und/oder die mindestens eine Aufwölbung nach dem Abhaspeln des Sandwichmaterials mittels mindestens einer Prägerolle/-walze eingebracht. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Pägerolle/-walze, die relativ günstig und einfach beispielweise zwischen Abhaspel und Ablängung integriert werden kann, kann die Sicke, Einprägung und/oder Aufwölbung besonders wirtschaftlich eingebracht werden. Die Struktur wird vorzugsweise einseitig eingebracht, d. h., dass eine der beiden metallischen Decklagen mit einer Struktur versehen wird, wobei die andere im Wesentlichen nicht verändert wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die mindestens eine Sicke, die mindestens eine Nut, die mindestens eine Einprägung und/oder die mindestens eine Aufwölbung quer zur Längsausrichtung des bandförmigen Sandwichmaterials, beispielsweise in äquidistanten Abschnitten oder durchgehend eingebracht. Je nach Ausgestaltung des zu erzeugenden Bauteils lassen sich diese quer zur Längsausrichtung beispielsweise über die Rollen-/Walzengeometrie einstellen und auslegen, wobei die Geometrie der Sicke, Einprägung und/oder Aufwölbung, welche beispielsweise in äquidistanten Abschnitten eingebracht werden soll, insbesondere über den Durchmesser der entsprechend einwirkenden Walzen/Rollen, welche über den Umfang bereichsweise mit entsprechenden Mitteln zum Einbringen der Geometrien in das Sandwichmaterial ausgebildet sind. Die insbesondere querverlaufende, ob durchgehende oder unterbrochene Struktur kann auch als Beschnittlinie, insbesondere zur definierten Schwächung bei der anschließenden Ablängung fungieren.
  • Alternativ oder kumulativ kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die mindestens eine Sicke, die mindestens eine Nut, die mindestens eine Einprägung und/oder die mindestens eine Aufwölbung in das Sandwichmaterial zumindest bereichsweise in Längsrichtung des bandförmigen Sandwichmaterials eingebracht werden. Durch die eingebrachten Strukturen kann positiv Einfluss auf die Fließbewegung des Polymers (Polymerverdrängung) genommen werden, da gezielt und kontrolliert die Fließbewegung wie auch -richtung des Polymers durch insbesondere das Einbringen einer Sicke und/oder Einprägung initiiert werden kann und/oder ein vordefinierter Bereich beispielsweise in Form mindestens einer Aufwölbung erzeugt werden kann, in welchem kontrolliert das lokal verdrängte Polymer aufgenommen werden kann. Es kann auch von einer gezielten bzw. definierten Schwächung im konvex zu formenden Bereich des Sandwichblechs gesprochen werden. Jedwede Orientierung der Strukturausrichtung ist denkbar.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die Materialdicke mindestens einer der metallischen Decklagen höchstens 1,5 mm, insbesondere höchstens 1,0 mm, vorzugsweise höchstens 0,5 mm und besonders bevorzugt höchstens 0,35 mm und die Materialdicke der Schicht aus Polymer mindestens 0,1 mm, insbesondere mindestens 0,3 mm, vorzugsweise mindestens 0,4 mm, besonders bevorzugt mindestens 1,0 mm beträgt, wobei insbesondere die Materialdicke der Schicht aus Polymer im Wesentlichen mindestens der Materialdicke der dünnsten eingesetzten metallischen Decklage, vorzugsweise mindestens der Summe der Materialdicken der eingesetzten metallischen Decklagen entspricht. Die mindestens zwei metallischen Decklagen haben jeweils eine Materialdicke von mindestens 0,05 mm, vorzugsweise mindestens 0,1 mm und die Kernschicht aus Polymer hat eine Materialdicke von maximal 8,0 mm, insbesondere maximal 5,0 mm, vorzugsweise maximal 3,0 mm, besonders bevorzugt maximal 2,0 mm.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mindestens eine metallische Decklage vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff und/oder aus einem Leichtmetallwerkstoff gebildet und die mindestens eine Schicht aus Polymer aus einem duroplastischen oder thermoplastischen Polymer gebildet. Das Polymer kann auch Zusätze aufweisen, beispielsweise zusätzlich pigmentiert und/oder mit Fasern versetzt sein. Stahlwerkstoffe sind im Vergleich zu anderen Metallen, insbesondere im Vergleich zu Leichtmetallwerkstoffen zwar etwas schwerer, jedoch kostengünstig zu beziehen und leicht zu verarbeiten, insbesondere kalt zu verformen. Insbesondere werden metallisch, vorzugsweise beidseitig beschichtete Stahlwerkstoffe verwendet. Als Beschichtungen kommen zink- oder aluminiumbasierte Systeme in Frage, wobei verzinkte, insbesondere elektrolytisch verzinkte Stahlwerkstoffe bevorzugt verwendet werden, da sie kostengünstig bereitgestellt werden können. Alternativ ist auch eine Schmelztauchbeschichtung auf Zink-Basis, insbesondere eine Zink-Magnesium-Beschichtung denkbar. Kumulativ oder alternativ ist auch eine ein- oder beidseitige Beschichtung in Form eines Lackes und/oder einer Folie denkbar (Kunststoffbeschichtung). Denkbar ist auch die Verwendung von Leichtmetallwerkstoffen jeweils als metallische Decklage, beispielsweise Aluminiumwerkstoffe und/oder Magnesiumwerkstoff und/oder deren Kombination, insbesondere auch in Kombination mit Stahlwerkstoffen, wodurch aufgrund der geringeren Dichte der Leichtmetallwerkstoffe im Vergleich zu Stahlwerkstoffen das Gewicht weiter gesenkt werden kann. Das eingesetzte Polymer ist beispielsweise ein thermoplastisches Polymer. Bevorzugte Polymere sind beispielsweise Systeme auf Basis PP, PA, PE und/oder deren Mischungen.
  • Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung eines Bauteils, hergestellt nach einem der vorgenannten Ausführungen als Bauteil für den Fahrzeug-, Schiff-, Flugzeug-, Anlagen-, Maschinenbau, Bausektor oder für Haushaltswaren.
  • Der dritte Aspekt der Erfindung betrifft eine Produktionsanlage zum Herstellen eines Bauteils aus einem Sandwichmaterial, welches mindestens zwei metallische Decklagen und mindestens eine zwischen den metallischen Decklagen angeordnete Schicht aus einem Polymer umfasst, wobei die Produktionsanlage mindestens eine Abhaspeleinheit zum Abhaspeln eines bandförmigen Sandwichmaterials, mindestens eine Ablängeinheit zum Ablängen des bandförmigen Sandwichmaterials zu einem Blech oder Blechen, mindestens eine Formgebungseinheit zur Formgebung des abgelängten Blechs aus Sandwichmaterial umfasst, wobei zwischen der Abhaspeleinheit und der Ablängeinheit mindestens eine Prägeeinheit zum Einbringen einer Struktur in Form von mindestens einer Sicke, mindestens einer Nut, mindestens einer Einprägung und/oder mindestens eine Aufwölbung in das bandförmige Sandwichmaterial angeordnet ist. Vorzugsweise umfasst die Prägeeinheit mindestens eine Prägerolle/-walze, wodurch ein kontinuierliches Einbringen von Strukturen, vorzugsweise einseitig in das bandförmige Sandwichmaterial sichergestellt werden kann. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
  • Gemäß einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Produktionsanlage ist mindestens eine Konditionierungseinheit zum zumindest einseitigen oder beidseitigen Konditionieren des bandförmigen Sandwichmaterials vor der Prägeeinheit angeordnet. Unter Konditionieren kann eine Reinigung der Oberflächen gemeint sein, sei es mechanisch mittels Bürsten und/oder mittels eines Luftstroms zur Entfernung möglicher Ablagerungen auf den Oberflächen des bandförmigen Sandwichmaterials, welche störend während des Einbringens der Strukturen in die Oberfläche wirken können und damit die Oberflächenbeschaffenheit negativ beeinflussen könnten. Alternativ oder kumulativ kann auch eine Richteinheit vorgesehen sein, in welcher die in dem zu einem Bund aufgewickelten, bandförmigen Sandwichmaterial enthaltenen Spannungen, die zu einer Welligkeit im abgewickelten Zustand führen könnten, durch Streck-Biege-Beaufschlagung kompensiert bzw. gezielt gerichtet werden, so dass den weiteren Prozessschritten ein bandförmiges Sandwichmaterial mit definierter Planlage zugeführt werden kann.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt
  • 1) eine erfindungsgemäße Produktionsanlage zum Herstellen eines Bauteils aus einem Sandwichmaterial in schematischer Ansicht dargestellt,
  • 2) einen Teilausschnitt eines bandförmigen Sandwichmaterial vor und hinter einer Prägeeinheit in schematischer Draufsicht,
  • 3) einen Schnitt entlang der in 2) dargestellten Linie I-I und
  • 4) eine größere Darstellung des in 1) gezeigten Ausschnitts 11.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäße Produktionsanlage (10) zum Herstellen eines Bauteils (1) aus einem Sandwichmaterial (2') in schematischer Ansicht dargestellt. Die Vorrichtung (10) umfasst mindestens eine Abhaspeleinheit (11) zum Abhaspeln eines bandförmigen Sandwichmaterials (2), mindestens eine Ablängeinheit (14) zum Ablängen des bandförmigen Sandwichmaterials (2) zu Blechen (2') und mindestens eine Formgebungseinheit (17) zur Formgebung des abgelängten Blechs (2') aus Sandwichmaterial zu einem Bauteil (1). Erfindungsgemäß ist zwischen der Abhaspeleinheit (11) und der Ablängeinheit (14) mindestens eine Prägeeinheit (13) zum Einbringen mindestens einer Struktur (3, 4) in Form von mindestens einer Sicke, mindestens einer Nut, mindestens einer Einprägung und/oder mindestens eine Aufwölbung in das bandförmige Sandwichmaterial (2) angeordnet. Die Prägeeinheit (13) umfasst mindestens eine Prägerolle/-walze (13.1), wodurch ein kontinuierliches Einbringen von Strukturen (3, 4) in das bandförmige Sandwichmaterial (2) gewährleistet werden kann, um insbesondere einseitig das bandförmige Sandwichmaterial (2) bereichsweise zu strukturieren. Auf der der Prägerolle/-walze (13.1) gegenüberliegenden Seite kann eine weitere Rolle/Walze (13.2) beispielsweise als Gegendruckrolle unstrukturiert oder bei Bedarf auch strukturiert, um beidseitig bereichsweise Strukturen in das bandförmige Sandwichmaterial einbringen zu können, ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Produktionsanlage (10) ferner mindestens eine Konditionierungseinheit (12) zum zumindest einseitigen oder beidseitigen Konditionieren des bandförmigen Sandwichmaterials (2) umfassen, welche strichliniert dargestellt ist und vor der Prägeeinheit (13) angeordnet sein kann. Das bandförmige Sandwichmaterial (2) wird als Bund (11.1) bereitgestellt. Die Prozessrichtung ist von links nach rechts, symbolisiert durch einen Pfeil. Die Ablängeinheit (14) ist beispielsweise bewegbar angeordnet, symbolisiert durch einen Doppelpfeil, um einen kontinuierlichen Prozess sicher zu stellen und ein Anhalten des Bandvorschubs im Wesentlichen zu verhindern. Die abgelängten Bleche (2') können beispielsweise über eine Rollentransporteinheit (15) von der Ablängeinheit (14) zu einer Sammeleinheit (16) zur Aufnahme der abgelängten Bleche (2') abtransportiert werden. Von der Sammeleinheit (16) werden die abgelängten Bleche (2') einer Formgebungseinheit (17) zugeführt, in welcher das abgelängte Blech (2') zu einem Bauteil (1) geformt wird. Die Formgebungseinheit (17) kann auch räumlich von den anderen Einheiten (1116) getrennt sein.
  • Das Sandwichmaterial (2, 2', 2'') umfasst mindestens zwei metallische Decklagen (2.1, 2.2) welche jeweils beispielsweise aus einem Stahlwerkstoff, vorzugsweise aus metallisch beschichteten Stahlwerkstoffen gebildet sind, und eine zwischen den Decklagen (2.1, 2.2) angeordnete Schicht aus Polymer (2.3) (Kernschicht) aus einem beispielsweise duroplastischen oder thermoplastischen Polymer und beispielsweise auf einem System auf Basis PP, PA, PE und/oder deren Mischungen basiert. Die Materialdicke der jeweiligen metallischen Decklagen (2.1, 2.2) beträgt mindestens 0,05 mm und höchstens 1,5 mm. Die Materialdicke der mindestens einen Schicht aus Polymer (2.3) beträgt mindestens 0,1 mm und höchstens 8,0 mm. Vorzugsweise ist die Materialdicke der Schicht aus Polymer (2.3) größer als die Materialdicke der jeweils eingesetzten metallischen Decklagen (2.1, 2.2), beispielsweise ist sie gleich oder größer als die Summe der Materialdicken der eingesetzten Decklagen (2.1, 2.2). Neben Stahlwerkstoffen ist auch die Verwendung von Leichtmetallwerkstoffen jeweils als metallische Decklage, beispielsweise Aluminiumwerkstoffe und/oder Magnesiumwerkstoff und/oder deren Kombination, insbesondere auch mit Stahlwerkstoffen denkbar.
  • In 2) ist ein Teilausschnitt des in 1) gezeigten Prozesses in Draufsicht dargestellt. Es ist die Situation im Einlauf- und Auslaufbereich der Prägeeinheit (13) gezeigt. Das bandförmige Sandwichmaterial (2) läuft kontinuierlich zwischen zwei einen Spalt bildenden Rollen (13.1, 13.2) ein. Die Prägerolle/-walze (13.1) dreht aktiv oder passiv angetrieben um ihre Drehachse (13.3) gegen den Uhrzeigersinn. Die Prägerolle/-walze (13.1) weist Prägestrukturen (13.11, 13.12) auf, welche auf ihrer Umfangsfläche beispielsweise als lokale Überhöhungen ausgebildet sind, um eine Struktur in Form von mindestens einer Sicke, mindestens einer Nut, mindestens einer Einprägung und/oder mindestens einer Aufwölbung quer zur Längsausrichtung des bandförmigen Sandwichmaterials (2) einzubringen. Die erste Prägestruktur (13.11) auf der Prägerolle/-walze (13.1) umfasst zwei parallel zueinander und axial durchgehende Überhöhungen auf, welche durch Kontakt und Druck auf die zugeordnete metallische Decklage (2.1) wirkt und zwei parallel zueinander und über die gesamte Breite des bandförmigen Sandwichmaterials (2) verlaufende Strukturen in Form von Sicken/Einprägungen (3) einbringt, vgl. 3). Die Gegenrolle (13.2) ist beispielsweise unstrukturiert, so dass sich die Oberflächenbeschaffenheit der ihr zugeordneten metallischen Decklage (2.2) im Wesentlichen nicht ändert. Die Prägerolle/-walze kann zudem eine zweite Prägestruktur (13.12) mit axial ausgerichteten, äquidistanten Überhöhungen aufweisen, welche zusätzlich in der metallischen Decklage (2.1) eine quer zur Längsausrichtung des bandförmigen Sandwichmaterials (2) unterbrochene Einprägung (4) einbringt, welche als Beschnittlinie und insbesondere zur definierten Schwächung bei der anschließenden Ablängung fungieren soll bzw. kann.
  • 4) zeigt einen Teilausschnitt eines fertig geformten Bauteils (1), wobei die Strukturen (3) definiert in einem oder mehreren Bereichen vorgesehen wurden, in welchem bzw. welchen die Fließbewegung des Polymers vor und/oder während der Formgebung kontrolliert gesteuert und/oder initiiert werden konnten, wodurch eine undefinierte bzw. unkontrollierte Verformung insbesondere an der inneren Decklage (2.1) im Wesentlichen unterdrückt und eine Beschädigung an der äußeren Decklage (2.2) durch Entlastung im Wesentlichen verhindert werden konnte. So kann bei der Formgebung des abgelängten Blechs (2') aus einem Sandwichmaterial zu einem Bauteil (1) ein höheres Biege- und Umformvermögen bereitgestellt werden und es konnte ein rissfreies Bauteil (1) hergestellt werden.
  • Derartige Bauteile (1) können überall in den Bereichen eingesetzt werden, in denen Leichtbau betrieben wird, beispielsweise im straßen- oder schienengebundenen Fahrzeugbau, wie KFZ, NFZ, LKW, Gleisfahrzeuge, sowie in der Luft- und Raumfahrt oder im Schiffbau. Auch die Verwendung der Bauteile als Bauteile im Anlagen-, Maschinenbau oder in Haushaltswaren ist denkbar.
  • Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sowie auf die Ausführungen in der allgemeinen Beschreibung beschränkt. Die einbringbaren Strukturen können variabel und je nach Bedarf ausgelegt werden. Denkbar ist der erfindungsgemäße Ansatz auch für ein Folgeverbundwerkzeug.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Bauteil
    2, 2', 2''
    Sandwichmaterial (bandförmig, abgelängtes Blech, Bauteil)
    2.1, 2.2
    metallische Decklage
    2.3
    Polymer, Kernschicht
    3, 4
    eingebrachte Struktur
    10
    Produktionsanlage
    11
    Abhaspeleinheit
    11.1
    Bund
    12
    Konditioniereinheit
    13
    Prägeeinheit
    13.1
    Prägerolle/-walze
    13.11, 13.12
    Prägestruktur
    13.2
    Gegenrolle
    13.3
    Drehachse Prägerolle
    14
    Ablängeinheit
    15
    Transporteinheit
    16
    Sammeleinheit
    17
    Formgebungseinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3831363 A1 [0002]
    • FR 2760983 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einem Sandwichmaterial, welches mindestens zwei metallische Decklagen und mindestens eine zwischen den metallischen Decklagen angeordnete Schicht aus einem Polymer umfasst, wobei das Sandwichmaterial als Bund bandförmig bereitgestellt wird, das bandförmige Sandwichmaterial vom Bund abgehaspelt und auf Maß zu einem Blech oder Blechen abgelängt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Struktur in Form von mindestens einer Sicke, mindestens einer Nut, mindestens einer Einprägung und/oder mindestens einer Aufwölbung in das bandförmige Sandwichmaterial eingebracht wird, bevor das Sandwichmaterial abgelängt wird und das abgelängte Blech aus Sandwichmaterial zu einem Bauteil geformt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicke, die mindestens eine Nut, die mindestens eine Einprägung und/oder die mindestens eine Aufwölbung nach dem Abhaspeln des Sandwichmaterials mittels mindestens einer Prägerolle/-walze, insbesondere einseitig eingebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die mindestens eine Sicke, die mindestens eine Nut, die mindestens eine Einprägung und/oder die mindestens eine Aufwölbung quer zur Längsausrichtung des bandförmigen Sandwichmaterials eingebracht wird.
  4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicke, die mindestens eine Nut, die mindestens eine Einprägung und/oder die mindestens eine Aufwölbung in das bandförmige Sandwichmaterial zumindest bereichsweise in seiner Längsrichtung eingebracht wird.
  5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke mindestens einer der metallischen Decklagen höchstens 1,5 mm, insbesondere höchstens 1,0 mm, vorzugsweise höchstens 0,5 mm und besonders bevorzugt höchstens 0,35 mm beträgt und die Materialdicke der Schicht aus Polymer mindestens 0,1 mm, insbesondere mindestens 0,3 mm, vorzugsweise mindestens 0,4 mm, besonders bevorzugt mindestens 1,0 mm beträgt, wobei insbesondere die Materialdicke der Schicht aus Polymer im Wesentlichen mindestens der Materialdicke der dünnsten eingesetzten metallischen Decklage, vorzugsweise mindestens der Summe der Materialdicken der eingesetzten metallischen Decklagen entspricht.
  6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine metallische Decklage vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff und/oder aus einem Leichtmetallwerkstoff gebildet ist und die mindestens eine Schicht aus Polymer aus einem duroplastischen oder thermoplastischen Polymer gebildet ist.
  7. Verwendung eines Bauteils (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Bauteil für den Fahrzeug-, Schiff-, Flugzeug-, Anlagen-, Maschinenbau, Bausektor oder für Haushaltswaren.
  8. Produktionsanlage (10) zum Herstellen eines Bauteils (1) aus einem Sandwichmaterial (2, 2', 2''), welches mindestens zwei metallische Decklagen (2.1, 2.2) und mindestens eine zwischen den metallischen Decklagen (2.1, 2.2) angeordnete Schicht aus einem Polymer (2.3) umfasst, wobei die Produktionsanlage (10) mindestens eine Abhaspeleinheit (11) zum Abhaspeln eines bandförmigen Sandwichmaterials (2), mindestens eine Ablängeinheit (14) zum Ablängen des bandförmigen Sandwichmaterials (2) zu Blechen (2`), mindestens eine Formgebungseinheit (17) zur Formgebung des abgelängten Blechs (2') aus Sandwichmaterial umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abhaspeleinheit (11) und der Ablängeinheit (14) mindestens eine Prägeeinheit (13) zum Einbringen einer Struktur (3, 4) in Form von mindestens einer Sicke, mindestens einer Nut, mindestens einer Einprägung und/oder mindestens einer Aufwölbung in das bandförmige Sandwichmaterial (2) angeordnet ist.
  9. Produktionsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Konditionierungseinheit (12) zum zumindest einseitigen oder beidseitigen Konditionieren des bandförmigen Sandwichmaterials (2) vor der Prägeeinheit (13) angeordnet ist.
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