DE102017004106A1 - Composite material in sandwich structure with arranged on at least one cover layer printed structures and / or circuits with connection means and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

Verbundwerkstoff in Sandwichstruktur mit zwei Deckschichten (2a, 2c) und einem dazwischen angeordneten Kern (2b), wobei der Verbundwerkstoff auf mindestens einer Deckschicht (2a, 2c) eine gedruckte Struktur und/oder Schaltung mit elektronischen Komponenten (6, 7) und/oder Anschlussmittel (5) für elektrische Leitungen trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff Kavitäten (K) aufweist, welche durch Öffnungen (Ö) in einer der beiden Deckschichten (2a, 2c) mit einem Material als Anker (3) gefüllt und durch eine auf einer der beiden Deckschichten (2a, 2c) flächig aufgetragenen Schicht (3) miteinander verbunden sind und dass auf die Schicht (3) eine gedruckte Struktur und/oder Schaltung (5) mit elektronischen Komponenten (6) und/oder Anschlussmittel (4) für elektrische Leitungen aufgebaut sind.

Figure DE102017004106A1_0000
Composite material in sandwich structure with two cover layers (2a, 2c) and a core (2b) arranged therebetween, wherein the composite material on at least one cover layer (2a, 2c) a printed structure and / or circuit with electronic components (6, 7) and / or Carries connecting means (5) for electrical lines, characterized in that the composite material cavities (K) which through openings (Ö) in one of the two cover layers (2a, 2c) filled with a material as an anchor (3) and through a one of the two cover layers (2a, 2c) layer applied layer (3) are interconnected and that on the layer (3) a printed structure and / or circuit (5) with electronic components (6) and / or connection means (4) for electrical lines are constructed.
Figure DE102017004106A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, einen Verbundwerkstoff in Sandwichstruktur mit zwei Deckschichten und dazwischen angeordneten Kern, wobei der Verbundwerkstoff auf mindestens einer Deckschicht eine gedruckte Struktur und/oder Schaltung mit Anschlussmittel an elektrische Leitungen trägt. Weiterhin betrifft, gemäß Patentanspruch 5, die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Verbundwerkstoffs.The invention relates, according to the preamble of patent claim 1, a composite material in sandwich structure with two outer layers and interposed core, wherein the composite material on at least one cover layer carries a printed structure and / or circuit with connection means to electrical lines. Furthermore, according to claim 5, the invention relates to a method for producing the composite material.

Im Bereich der gedruckten Elektronik (engl. „Printed Electronics“) wurden in den letzten Jahren enorme Fortschritte erzielt. Die Beherrschung der Technologie ermöglicht zahlreiche Vorteile wie u.a. der 3D-Anordnung von Schaltungen auf engstem Raum. Vor allem im Transportsektor könnten durch diese Technologie sowohl wichtiger Bauraum wie auch eine Integration neuer Funktionen realisiert werden. Die technologische Herausforderung hierbei liegt in der Anbindung der 3D-Schaltungsträger an das vorhandene Strom- bzw. Datensystem. Eine Translation von gedruckten Leiterbahnen auf Kabelsysteme wird benötigt. Eine beispielhafte Anwendung ist in 5 gezeigt. Hierbei handelt es sich um ein Sandwich-Panel, welches in der Luftfahrt als Verkleidungselement verwendet wird. Dieses Element eignet sich für die Integration von gedruckten Strukturen. Diese müssen allerdings in einem nachfolgenden Prozessschritt an das vorhandene Strom- bzw. Datensystem angeschlossen werden.In the field of printed electronics ("Printed Electronics"), enormous progress has been made in recent years. The mastery of the technology allows numerous advantages such as the 3D arrangement of circuits in a confined space. Especially in the transport sector, this technology could provide both important space and the integration of new functions. The technological challenge here lies in the connection of the 3D circuit carriers to the existing power or data system. Translation of printed circuit traces to cable systems is needed. An exemplary application is in 5 shown. This is a sandwich panel, which is used in aviation as a cladding element. This element is suitable for the integration of printed structures. However, these must be connected to the existing power or data system in a subsequent process step.

Beispielsweise ist aus der DE 10 2014 002 365 A1 ein Flugzeugpaneel für einen Innenraum eines Flugzeuges und Verfahren zur Fertigung des Flugzeugpaneels bekannt. Das Flugzeugpaneel weist eine Sandwichstruktur auf, welche als Sandwichlagen einen Kernabschnitt und einen Deckabschnitt mit einer Prepreg-Schicht umfasst. Der Kernabschnitt umfasst einen Wabenkern und/oder ist durch diesen gebildet. Beispielsweise ist der Wabenkern aus einem Papier- und/oder Kartonmaterial gebildet. Insbesondere wird für den Wabenkern ein beschichtetes Aramidpapier verwendet. Dies hat insbesondere Vorteile im Hinblick auf ein reduziertes Gewicht des Flugzeugpaneels. Der optionale Bodenabschnitt ist z. B. aus einer weiteren Prepreg-Schicht gebildet und/oder umfasst diese. Weiterhin weist das Flugzeugpaneel mindestens ein Schaltelement zur Aktivierung mindestens einer elektrischen Einrichtung des Flugzeugs auf, wobei mindestens ein Schaltelement durch die Prepreg-Schicht im Deckabschnitt fixiert ist. Insbesondere umfasst das Flugzeugpaneel mindestens ein Stützelement zum stützenden Haltern des Schaltelements im Flugzeugpaneel, wobei das Stützelement als ein Plättchen mit einer zentralen Vertiefung und mit umlaufendem Randbereich ausgebildet ist. Weiterhin weist das Flugzeugpaneel mindestens eine Anschlussleitung auf, die mit mindestens einem Schaltelement elektrisch leitend verbunden ist, wobei die mindestens eine Anschlussleitung von der Prepreg-Schicht bedeckt und/oder in diese eingebettet ist. Die Anschlussleitung ist mit mindestens einer Schalteinrichtung zu einer Schalteinheit elektrisch leitend verbunden, zum Beispiel verlötet. Besonders bevorzugt ist, dass die Anschlussleitung mit einer Leiterbahn aus Kupferdraht bereits vor dem Verpressen der Sandwichstruktur mit dem Schaltelement elektrisch leitend zur Schalteinheit verbunden wird. Die Anschlussleitung verläuft unterhalb der Prepreg-Schicht und parallel oder im Wesentlichen parallel zum Kernabschnitt. Vorzugsweise wird die Schalteinheit vor dem Verpressen der Sandwichstruktur auf die untere Prepreg-Schicht aufgelegt und/oder oberhalb dieser angeordnet. Insbesondere werden die untere Prepreg-Schicht, die Schalteinheit und die Prepreg-Schicht zusammen im Deckabschnitt oder zu dem Deckabschnitt verpresst. Das Stützelement liegt auf dem Kernabschnitt auf und/oder ist in diesen zumindest teilweise in den Kernabschnitt eingepresst, insbesondere das Stützelement kann derart ausgebildet und mit dem Kernabschnitt verbunden sein, dass das Schaltelement äquiplanar im Flugzeugpaneel integriert ist. Das Flugzeugpaneel kann zur Verbindung der einzelnen Abschnitte und zur Bildung der Sandwichstruktur problemlos verpresst werden, ohne das Schaltelement zu beschädigen, da dieses beim Verpressen in die zentrale Vertiefung ausweichen kann. Das Flugzeugpaneel weist eine Deckfolie, insbesondere eine Polyvinylfluorid-Folie (sog. Tedlar-Folie) auf, die auf der Prepreg-Schicht angeordnet ist und die Sichtseite des Flugzeugpaneels bildet. Die Deckfolie ist zur Isolation und/oder als Berührschutz des Schaltelements ausgebildet. Optional ergänzend kann auf der Deckfolie eine Lackschicht zur Verbesserung einer Optik und zum Schutz einer Oberfläche des Flugzeugpaneels aufgetragen sein. Das Verfahren zur Fertigung des Flugzeugpaneels umfasst folgende Schritte: Einlegen mindestens eines Schaltelements in den Deckabschnitt, mittelbares oder unmittelbares Fixieren mindestens eines Schaltelements über die Prepreg-Schicht im Deckabschnitt.For example, is from the DE 10 2014 002 365 A1 an aircraft panel for an interior of an aircraft and method for manufacturing the aircraft panel known. The aircraft panel has a sandwich structure, which as sandwich layers comprises a core section and a cover section with a prepreg layer. The core portion includes and / or is formed by a honeycomb core. For example, the honeycomb core is formed from a paper and / or cardboard material. In particular, a coated aramid paper is used for the honeycomb core. This has particular advantages in terms of a reduced weight of the aircraft panel. The optional bottom section is z. B. formed from a further prepreg layer and / or includes these. Furthermore, the aircraft panel has at least one switching element for activating at least one electrical device of the aircraft, wherein at least one switching element is fixed by the prepreg layer in the cover section. In particular, the aircraft panel comprises at least one support element for supportive support of the switching element in the aircraft panel, wherein the support element is formed as a small plate with a central recess and with peripheral edge region. Furthermore, the aircraft panel has at least one connecting line, which is electrically conductively connected to at least one switching element, wherein the at least one connecting line is covered by and / or embedded in the prepreg layer. The connecting line is electrically conductively connected to at least one switching device to a switching unit, for example, soldered. It is particularly preferred that the connection line is electrically connected to a conductor track made of copper wire before the pressing of the sandwich structure with the switching element to the switching unit. The connecting line runs below the prepreg layer and parallel or substantially parallel to the core section. Preferably, the switching unit is placed before the pressing of the sandwich structure on the lower prepreg layer and / or arranged above it. In particular, the lower prepreg layer, the switching unit and the prepreg layer are pressed together in the cover section or to the cover section. The support member rests on the core portion and / or is at least partially pressed into the core portion, in particular the support member may be formed and connected to the core portion, that the switching element is integrated equi-plane in the aircraft panel. The aircraft panel can easily be pressed to connect the individual sections and to form the sandwich structure, without damaging the switching element, as this can dodge when pressed into the central recess. The aircraft panel has a cover film, in particular a polyvinyl fluoride film (so-called Tedlar film), which is arranged on the prepreg layer and forms the visible side of the aircraft panel. The cover film is designed for insulation and / or as shock protection of the switching element. Optionally, a lacquer layer can be applied to the cover foil to improve the appearance and to protect a surface of the aircraft panel. The method for manufacturing the aircraft panel comprises the following steps: inserting at least one switching element into the cover section, indirectly or directly fixing at least one switching element via the prepreg layer in the cover section.

Weiterhin ist aus der DE 10 2010 024 264 B4 eine Inneneinrichtungsanordnung für eine Passagierkabine mit einem Inneneinrichtungselement, bestehend aus Wandverkleidung, Fenster-Paneel, Seiten-Paneel, Deckenverkleidung und Gepäckfach bekannt, wobei das Inneneinrichtungselement als ein sandwichartig ausgebildetes Bauteil mit einer ersten Deckschicht, einer zweiten Deckschicht und einer Füllschicht ausgebildet ist. In oder an dem Inneneinrichtungselement ist eine elektrische Vorrichtung und wenigstens eine Leitung zur Energieversorgung der elektrischen Vorrichtung angebracht. Um eine Inneneinrichtungsanordnung mit einer elektrischen Vorrichtung und verbesserter Wärmeabfuhr bereitzustellen ist eine Wärmeabfuhreinrichtung vorhanden, die von wenigstens einer Leitung zur Energieversorgung verschieden ausgebildet ist und zur Abführung der beim Betrieb der elektrischen Vorrichtung erzeugten Wärme von der elektrischen Vorrichtung und Abstrahlung an die Umgebung dient. Die Wärmeabfuhreinrichtung ist als ein integraler Bestandteil des Inneneinrichtungselements ausgebildet und weist eine thermische Leitfähigkeit von mehr als 75 W/mK auf. Durch die integrale Ausbildung einer Wärmeabfuhreinrichtung mit dem Inneneinrichtungselement, der elektrischen Vorrichtung und/oder wenigstens einer Leitung kann bei der aus der DE 10 2010 024 264 B4 bekannten Inneneinrichtungsanordnung auf einen zusätzlichen Kühlkörper zum Temperaturmanagement verzichtet werden, wodurch Bauraum und Gewicht eingespart werden können. In einer Ausführungsform weist das Inneneinrichtungselement im Bereich der elektrischen Vorrichtung zumindest teilweise wärmeleitende Fasern oder einen wärmeleitenden faserverstärkten Werkstoff mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit auf. Vorzugsweise werden wärmleitende Fasern zu einem wärmeleitenden Textil miteinander verwoben. Bevorzugt wird das wärmeleitende Textil auf ein Inneneinrichtungselement aufgebracht und weist eine hohe thermische Leitfähigkeit, welche größer als 75 W/mK, bevorzugt größer als 150 W/mK ist. Vorzugsweise bestehen Fasern mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit aus einem Werkstoff, welcher diese Eigenschaften aufweist. Beispielsweise können für die Fasern mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit Fasern aus einem metallischen oder aus einem graphithaltigen Werkstoff verwendet werden. Zum Beispiel weist ein Werkstoff mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit Aluminium, Kupfer, Stahl, Grafit bzw. Magnesium als Bestandteile auf. In einer weiteren Ausführungsform weist ein Inneneinrichtungselement im Bereich der elektrischen Vorrichtung zumindest teilweise eine Beschichtung mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit auf. Vorzugsweise sind solche Beschichtungen als eine elektrisch isolierende Beschichtung ausgeführt. Eine elektrisch isolierende Beschichtung mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit weist als einen Bestandteil vorzugsweise eine Silikonfolie mit oder ohne mechanischen Verstärkungsfasern, einen Kunststofffilm, insbesondere aus Polyimid, einen Phase-Changing Werkstoff, eine Schicht aus Polymeren oder Gap-Filler aus weichen Elastomeren mit oder ohne mechanischer Verstärkung, sowie Kunststofffilme mit verbesserten Wärmeleiteigenschaften auf. Durch die elektrisch isolierende Wirkung und gute Wärmeleitung wird eine verbesserte Inneneinrichtungsanordnung erreicht. Vorzugsweise weist eine Beschichtung mit hoher thermischer Leitfähigkeit als einen Bestandteil einen elektrisch nicht isolierenden Werkstoff auf. Zum Beispiel weist ein solcher Werkstoff Aluminium, Graphit bzw. Kupfer als einen Bestandteil auf. Durch ein Inneneinrichtungselement mit einer Beschichtung mit hoher thermischer Leitfähigkeit wird die im Wesentlichen punktförmig an der elektrischen Vorrichtung entstehende Abwärme von dieser abgeführt. Somit wird die Temperatur der elektrischen Einrichtung verringert und damit eine verbesserte Inneneinrichtungsanordnung mit Kühlung der elektrischen Vorrichtung erreicht. In einer noch weiteren Ausführungsform weist das Inneneinrichtungselement im Bereich der elektrischen Vorrichtung eine strukturierte Oberfläche auf. Vorzugsweise ist unter einer strukturierten Oberfläche eine wellenartige oder rippenartige Ausbildung der Oberfläche des Inneneinrichtungselements zu verstehen. Durch eine solche strukturierte Oberfläche wird insbesondere die Fläche zur konvektiven Abgabe von Wärmeenergie vergrößert und somit die Kühlwirkung der elektrischen Vorrichtung verbessert. Die strukturierte Oberfläche des Inneneinrichtungselements wird dann vorzugsweise von einem Kühlmedium umströmt, beispielsweise von einem Kühlluftstrom, welcher direkt oder indirekt von einer Klimaanlage der Passagierkabine abgeleitet ist. In einer weiteren Ausführungsform ist die elektrische Vorrichtung auf einem metallischen Bauteil, welches mit dem Inneneinrichtungselement in temperaturleitender Verbindung steht. Vorzugsweise ist dieses metallische Bauteil als ein Beschlags- bzw. Scharnierbauteil, insbesondere eines Gepäckfachs, einer Kabinentür, einer Verstärkungsrippe oder eines Befestigungselements zu verstehen. Durch ein solches metallisches Bauteil kann die Oberfläche zur konvektiven Wärmeabgabe von der elektrischen Vorrichtung vergrößert und die Temperatur der elektrischen Vorrichtung gesenkt werden.Furthermore, from the DE 10 2010 024 264 B4 an interior arrangement arrangement for a passenger cabin with an interior furnishing element consisting of wall cladding, window panel, side panel, ceiling cladding and luggage compartment, wherein the interior arrangement element is designed as a sandwiched component with a first cover layer, a second cover layer and a filling layer. In or on the interior device element, an electrical device and at least one line for powering the electrical device is mounted. To provide an interior device assembly with an electrical device and improved heat dissipation is a heat dissipation device present, which is formed differently from at least one line for power supply and serves to dissipate the heat generated during operation of the electrical device from the electrical device and radiation to the environment. The heat dissipation device is formed as an integral part of the interior device element and has a thermal conductivity of more than 75 W / mK. Due to the integral design of a heat removal device with the interior device element, the electrical device and / or at least one line can in the from the DE 10 2010 024 264 B4 Known interior arrangement on an additional heat sink for temperature management are omitted, which space and weight can be saved. In one embodiment, the interior device element in the region of the electrical device has at least partially thermally conductive fibers or a thermally conductive fiber-reinforced material with a high thermal conductivity. Preferably, heat-conducting fibers are woven together to form a heat-conducting textile. Preferably, the heat-conductive textile is applied to an interior device element and has a high thermal conductivity, which is greater than 75 W / mK, preferably greater than 150 W / mK. Preferably, fibers having a high thermal conductivity consist of a material which has these properties. For example, fibers of a metallic or of a graphite-containing material can be used for the fibers with a high thermal conductivity. For example, a material having a high thermal conductivity includes aluminum, copper, steel, graphite, and magnesium, respectively. In a further embodiment, an interior device element in the region of the electrical device has at least partially a coating with a high thermal conductivity. Preferably, such coatings are designed as an electrically insulating coating. An electrically insulating coating with a high thermal conductivity preferably has as a component a silicone film with or without mechanical reinforcing fibers, a plastic film, in particular polyimide, a phase-changing material, a layer of polymers or gap filler of soft elastomers with or without mechanical Reinforcement, as well as plastic films with improved thermal conductivity on. Due to the electrically insulating effect and good heat conduction, an improved interior arrangement arrangement is achieved. Preferably, a coating with high thermal conductivity as a component has an electrically non-insulating material. For example, such a material comprises aluminum, graphite, and copper as one component. An interior device element with a coating of high thermal conductivity dissipates the waste heat which is produced in a substantially point-like manner at the electrical device. Thus, the temperature of the electrical device is reduced, thereby achieving an improved interior device arrangement with cooling of the electrical device. In yet another embodiment, the interior device element has a structured surface in the region of the electrical device. Preferably, a structured surface is understood to mean a wave-like or rib-like design of the surface of the interior device element. Such a structured surface particularly increases the area for the convective delivery of heat energy and thus improves the cooling effect of the electrical device. The structured surface of the interior device element is then preferably flowed around by a cooling medium, for example by a cooling air flow, which is derived directly or indirectly from an air conditioning system of the passenger cabin. In another embodiment, the electrical device is on a metallic component which is in temperature-conducting communication with the interior device element. Preferably, this metallic component is to be understood as a fitting or hinge component, in particular a luggage compartment, a car door, a reinforcing rib or a fastening element. By such a metallic component, the surface for convective heat release from the electrical device can be increased and the temperature of the electrical device can be lowered.

Weiterhin ist aus der EP 1 046 576 B1 ein Plattenbauteil, insbesondere für eine Fußbodenplatte in einem Flugzeug bekannt, wobei das Bauteil im Wesentlichen aus mehreren Schichten aufgebaut ist und zumindest einen Wabenkern und mindestens eine untere und mindestens eine obere Deckschicht aufweist. Für den Einsatz als Fußbodenplatte in einem Flugzeug sind die Deckschichten als untere Deckschichten vorgesehen, wobei die dem Wabenkern nächstliegende Lage als eine kohlefaserverstärkte Prepreg-Materialschicht (carbon fiber prepreg) und die darunterliegende Lage als eine glasfaserverstärkte Prepreg-Materialschicht (gfk-pfprepreg) ausgebildet ist. Oberhalb des Wabenkerns ist als obere Deckschicht eine kohlefaserverstärkte Prepreg-Materialschicht (CFK-Platte) sowie Decklagen aus Prepreglagen, wie Fiberglass-epoxy-prepreg vorgesehen. Mit Prepreg wird mit aushärtbarem Kunstharz vorimprägniertes Fasermaterial bezeichnet. In bestimmten Bereichen des Flugzeugfußbodens, insbesondere im Türbereich des Flugzeuges, ist es notwendig Beheizungseinrichtungen vorzusehen, da es vor allem bei Langstreckenflügen in großen Höhen bei Flugzeugaußenhauttemperaturen bis zu - 55° C, im Fußbodenbereich zu Minusgraden bis -15° C kommen kann. Dafür ist zwischen den oberen Deckschichten ein Folienheizer eingebracht, welcher vorzugsweise aus Kapton/Cupron-Folien-Heizelementen gebildet ist. Kapton ist das Trägermaterial für solche Heizfolien, Cupron (Legierung) ist ein Heizmaterial. Als alternatives Heizmaterial kann Manganin verwendet werden. Zwischen den Fiberglass epoxy-prepreg-Lagen werden mittels Epoxidharzschichten (epoxy film adhesive) die Folienheizelemente 8 angeordnet und verklebt. Die Bauteilplatte enthält als obere Abdeckung eine wärmeleitende Deckplatte als Schutz gegenüber mechanischer Beanspruchung und zur Wärmeverteilung. Vorgesehen ist dafür eine relativ dünne, ca. 0,5 mm starke oberflächenvergütete Metallplatte, vorzugsweise aus dem Werkstoff Aluminium. Die Aluminiumplatte ermöglicht einen schnellen Wärmetransport und eine homogene Wärmeverteilung. Die Metalldeckplatte wird mit den anderen Schichten als Composite verklebt. Zur Temperaturregelung an dem Plattenbauteil ist eine elektronische Temperaturregeleinheit vorgesehen, die mittels eines PTC-Sensors die Temperaturverteilung im Plattenbauteil ermittelt und die Wärmeleistung des Folienheizers für eine homogene Temperaturverteilung regelt. Bei Ausfall dieser Regelung ist zur Verhinderung einer Überhitzung der Platte ein Übertemperaturschalter mit zwei Abschaltstufen vorgesehen. Die CFK-Platten und die Metalldeckplatte werden elektrisch auf Massepotential gelegt, um ein sicheres Abschalten für den Kurzschlussfall, beispielsweise bei Beschädigung der Platte, zu gewährleisten. Zusätzlich sollte in der Temperaturregeleinheit eine elektronische Überwachung des Heizstromes vorgesehen sein, damit im Kurzschlussfall der Stromkreis unterbrochen wird. Die Bauteilplatte wird als Verbund der verschiedenen Lagen in einem Autoklaven bei entsprechender Temperatur und vorzugsweise unter Vakuum hergestellt. Mit der Herstellung unter Vakuum vermeidet man Lufteinschlüsse in der Bauteilplatte, die nachteilig für die Anwendung derselben bei wechselnden Druckverhältnissen während des Einsatzes des Flugzeuges ist. Die Festigkeit der Bauteilplatte, die für die Anwendung als Flugzeugfußbodenplatte notwendig ist, wird durch den Aufbau mit kohlefaserverstärkten und glasfaserverstärkten Decklagen, dem Wabenkern und der Deckplatte gewährleistet. Eine solche Bauteilplatte hat ungefähr eine Stärke von 9,5 mm. Unterhalb dieses Verbundes kann zur Reduzierung von Wärmeverlusten eine ca. 10 mm starke Isolierschicht, beispielsweise aus Kunststoffschaum, angeordnet sein. Für andere Einsatzzwecke mit anderen Festigkeitsanforderungen kann die Verbundbauplatte im Aufbau und den Schichtdicken variiert werden. Im Bereich eines Kabelanschlusses ist ein Kabelbündel über Einzelleitungen mit der Heizfolie verbunden. Eine Verbindung zu den Mess- und Schalterelementen ist ebenfalls vorgesehen. Es kann auch eine gedruckte Schaltung verwendet werden, die an Leitungen des Kabelbündels angeschlossen wird. Notwendig ist auch eine Verbindung zur Gehäusemasse, d. h. eine Verbindung zur Aluplatte. Das Kabelbündel ist mittels eines Kabelbinders am Halter der Bauteilplatte 1 befestigt. Für den Kabelanschluss ist in der Platte ein entsprechender Freiraum vorgesehen, um das Herstellen der elektrischen Verbindungen zu ermöglichen. Ein Schrumpfschlauch wird als Schutzmaßnahme über das Kabelbündel gezogen. Nach Fertigstellung der Verbindungen werden der Freiraum sowie ein Übergangsbereich zwischen Außenfläche der Platte und Kabelbündel mit einem wasserdichten Verguss versehen. Vorteilhaft ist hier die Anwendung von Epoxidharz. Damit ist eine ausreichende Feuchtigkeitsdichtigkeit und Skydrolfestigkeit erreicht. Die Elektronikbauteile sind vorzugsweise jeweils an der Deckplatte verklebt und mit der Heizfolie verbunden. In allen Fällen können nach Herstellung einer funktionsfähigen Verbindung der elektrischen Bauteile die Aussparungen mit vorzugsweise Epoxidharz vergossen werden.Furthermore, from the EP 1 046 576 B1 a plate component, in particular for a floor panel in an aircraft known, wherein the component is substantially composed of a plurality of layers and at least one honeycomb core and at least one lower and at least one upper cover layer. For use as a floorboard in an aircraft, the cover layers are provided as lower cover layers, with the layer closest to the honeycomb core formed as a carbon fiber reinforced prepreg material layer and the underlying layer as a glass fiber reinforced prepreg material layer (gfk-pfprepreg) , Above the honeycomb core is a carbon fiber-reinforced prepreg material layer (CFRP plate) and cover layers of prepreg layers, such as fiberglass epoxy prepreg provided as an upper cover layer. Prepreg is used to describe pre-impregnated fiber material with a hardenable synthetic resin. In certain areas of the aircraft floor, especially in the door area of the aircraft, it is necessary to provide heating facilities, since it can come to -15 ° C, especially in long haul flights at high altitudes at aircraft outer skin temperatures down to - 55 ° C. For this purpose, a film heater is introduced between the upper cover layers, which preferably consists of Kapton / Cupron film heating elements is formed. Kapton is the carrier material for such heating foils, Cupron (alloy) is a heating material. Manganin can be used as an alternative fuel. Between the fiberglass epoxy prepreg layers, the film heating elements 8 are arranged and glued by means of epoxy resin layers (epoxy film adhesive). The component plate contains as top cover a heat-conducting cover plate as protection against mechanical stress and for heat distribution. Provided for this purpose is a relatively thin, about 0.5 mm thick surface-coated metal plate, preferably made of aluminum. The aluminum plate allows a fast heat transfer and a homogeneous heat distribution. The metal cover plate is glued to the other layers as a composite. For temperature control of the plate member, an electronic temperature control unit is provided which determines the temperature distribution in the plate member by means of a PTC sensor and controls the heat output of the film heater for a homogeneous temperature distribution. In case of failure of this scheme is provided to prevent overheating of the plate, an over-temperature switch with two shutdown levels. The CFRP plates and the metal cover plate are electrically connected to ground potential to ensure a safe shutdown for the short circuit, for example, in case of damage to the plate. In addition, an electronic monitoring of the heating current should be provided in the temperature control unit, so that in the event of a short circuit, the circuit is interrupted. The component plate is produced as a composite of the various layers in an autoclave at the appropriate temperature and preferably under vacuum. With the production under vacuum avoids air pockets in the component plate, which is disadvantageous for the application of the same under varying pressure conditions during use of the aircraft. The strength of the component panel, which is necessary for use as an aircraft floor panel is ensured by the structure with carbon fiber reinforced and glass fiber reinforced cover layers, the honeycomb core and the cover plate. Such a component plate has approximately a thickness of 9.5 mm. Below this composite, an approximately 10 mm thick insulating layer, for example made of plastic foam, can be arranged to reduce heat losses. For other applications with different strength requirements, the composite board can be varied in construction and layer thicknesses. In the area of a cable connection, a cable bundle is connected to the heating foil via individual cables. A connection to the measuring and switching elements is also provided. It can also be used a printed circuit, which is connected to cables of the cable bundle. Also necessary is a connection to the housing ground, ie a connection to the aluminum plate. The cable bundle is fastened by means of a cable tie on the holder of the component plate 1. For the cable connection, a corresponding free space is provided in the plate to allow the establishment of the electrical connections. A shrink tube is pulled as a protective measure over the cable bundle. After completion of the connections, the free space and a transition region between the outer surface of the plate and cable bundles are provided with a waterproof potting. The advantage here is the use of epoxy resin. Thus, a sufficient moisture-proofness and Skydrolfestigkeit is achieved. The electronic components are preferably glued to the cover plate and connected to the heating foil. In all cases, after producing a functional connection of the electrical components, the recesses may be potted with preferably epoxy resin.

Weiterhin ist aus der EP 2 438 665 B1 eine Blitzschutz-Anordnung zum Ableiten eines elektrischen Stromes, der durch Blitzeinwirkung auf eine elektronischen Einheit kurzzeitig strukturbelastet fließend wirkt, bekannt, wobei die elektronische Einheit an einer aerodynamischen Verkleidung eines Flugzeuges angebracht ist. Bestandteile dieser Blitzschutz-Anordnung sind eine elektrisch leitfähige Montageplatte, die an einer Außenseite eines CFK-Sandwich-Panels der aerodynamischen Verkleidung angeordnet ist, und eine elektrisch leitfähigen Rückplatte, die an einer Innenseite des CFK-Sandwich-Panels der aerodynamischen Verkleidung angeordnet ist. Weiterhin mehrere speziell installierte Befestigungsmittel, beispielsweise in Summe mit drei Gruppen von Befestigungsmitteln, welche die elektronische Einheit ,die Montageplatte und die Rückplatte elektrisch verbinden, so dass der Blitzstrom, der infolge des in die Montageplatte treffenden Blitzschlages entsteht und fließt, am Flugzeugrumpf niederohmig abgeleitet wird. Bei einer Ausführungsform der Blitzschutz-Anordnung weist das CFK-Sandwich-Panel mindestens eine obere CFK-Lage, die aus kohlefaser-verstärktem Kunststoff besteht, eine wabenförmig strukturierte Schicht, insbesondere aus harzgetränktem Papier, und mindestens einer unteren CFK-Lage, die aus kohlefaser- verstärktem Kunststoff besteht, auf. Die Verwendung von CFK-Sandwich-Panels für die aerodynamische Verkleidung verringert das Gewicht der Verkleidung und somit das Gewicht des Flugzeuges. Bei einer Ausführungsform der Blitzschutz-Anordnung ist auf der äußeren CFK-Lage des CFK-Sandwich-Panels ein Drahtgeflecht oder eine Metallfolie zum Schutz des CFK-Sandwich-Panels bei etwaigen direkten Einschlägen eines Blitzeinschlags eingebracht. Da das auf dem CFK-Sandwich-Panel angebrachte elektronische Bauelement nur einen Teil des CFK-Sandwich-Panels abdeckt, stellt eine geflechtartig oder netzartig ausgeführte metallene Schicht, die vorzugsweise mit einem Drahtgeflecht (Bronzenetz) realisiert ist, einen Blitzschutz bereit, wenn ein Blitz nicht das elektronische Bauelement, sondern die verbleibende Außenfläche des CFK-Sandwich-Panels selbst trifft. Ohne das Vorsehen des Drahtgeflechtes würde es bei einem Blitzeinschlag in das CFK-Sandwich-Panel zu Strukturschäden beispielsweise zur Erzeugung eines Lochs in dem CFK-Sandwich-Panel, kommen. Das Drahtgeflecht wird deshalb vorzugsweise aus einer Metalllegierung, beispielsweise Bronze, hergestellt. Bei einer Ausführungsform der Blitzschutz-Anordnung bestehen die Montageplatte und die Rückplatte aus einem Metall, das nach der bekannten elektrochemischen Spannungsreihe sowohl eine geringe Potentialdifferenz zu dem Material des Drahtgeflechtes als auch zu dem CFK aufweist und gleichfalls ein möglichst geringes Gewicht besitzt. Bevorzugt bestehen die Montageplatte und die Rückplatte aus Titan oder Aluminium. Bei der elektronischen Einheit kann es sich um eine Antenne, beispielsweise eine CRPA (control radiation pattern antenna) - Antenne handeln, welche eine aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material bestehende Hülle aufweist, die auch als Radom bezeichnet wird. Diese Hülle dient zum Schutz der darunter angebrachten eigentlichen Antenne. Weiterhin weist die Antenne einen Antennenfuß auf, der beispielsweise aus Metall besteht. An der Unterseite der Antenne sind Anschlusskontakte vorgesehen, bei denen es sich beispielsweise um Koaxialstecker handelt. Diese können von der Innenseite eines Flugzeugrumpfes aus über elektrische Anschlussstecker kontaktiert werden. Dafür sind in dem CFK-Sandwich-Panel entsprechende Bohrungen vorgesehen, welche durch die drei Schichten des CFK-Sandwich-Panels hindurch gehen. Die elektronische Einheit beziehungsweise die erwähnte Antenne liegt durch eine Korrosionsschutz-Dichtungsschicht getrennt auf einer Montageplatte der Blitzschutz-Anordnung auf. In der Peripherie der Montageplatte sind Bohrungen für elektrisch leitfähige Schrauben vorgesehen, die zum Ableiten von Überspannungen dienen. Weiterhin können beispielsweise vier Bohrungen vorgesehen sein, um mit vier elektrisch leitfähigen Schrauben einen Blitzschutz der Antenne umzusetzen. Diese Bohrungen weisen beispielsweise einen Durchmesser von 5,2 mm auf. Die elektrisch leitfähigen Schrauben können beispielsweise einen Durchmesser von 4,8 mm besitzen. Bei einer möglichen Ausführungsform werden die Schrauben 10 mm vom Rand der Montageplatte entfernt durch die Bohrungen geführt.Furthermore, from the EP 2 438 665 B1 a lightning protection arrangement for dissipating an electric current, the effect of lightning effect on an electronic unit briefly structurally charged flowing known, wherein the electronic unit is mounted on an aerodynamic fairing of an aircraft. Components of this lightning protection arrangement are an electrically conductive mounting plate, which is arranged on an outer side of a CFRP sandwich panel of the aerodynamic fairing, and an electrically conductive back plate, which is arranged on an inner side of the CFRP sandwich panel of the aerodynamic fairing. Furthermore, a plurality of specially installed fasteners, for example, in total with three groups of fasteners, which connect the electronic unit, the mounting plate and the back plate electrically, so that the lightning current that arises as a result of striking the mounting plate lightning and flows, is derived low impedance on the fuselage , In one embodiment of the lightning protection arrangement, the CFRP sandwich panel has at least one upper CFRP layer consisting of carbon fiber reinforced plastic, a honeycomb structured layer, in particular of resin impregnated paper, and at least one lower CFRP layer made of carbon fiber - Reinforced plastic, on. The use of CFRP sandwich panels for the aerodynamic fairing reduces the weight of the fairing and thus the weight of the aircraft. In one embodiment of the lightning protection arrangement, a wire mesh or a metal foil for protecting the CFRP sandwich panel is introduced on the outer CFRP layer of the CFRP sandwich panel in the case of possible direct impacts of a lightning strike. Since the electronic component mounted on the CFRP sandwich panel covers only a part of the CFRP sandwich panel, a braided or reticulated metal layer, which is preferably realized with a wire mesh (bronze mesh), provides lightning protection when a flash is used not the electronic component, but the remaining one Outside surface of the CFRP sandwich panel itself hits. Without the provision of the wire mesh, a lightning strike in the CFRP sandwich panel would lead to structural damage, for example to the creation of a hole in the CFRP sandwich panel. The wire mesh is therefore preferably made of a metal alloy, such as bronze. In one embodiment of the lightning protection arrangement, the mounting plate and the back plate made of a metal, which has both the known electrochemical series a small potential difference to the material of the wire mesh and the CFK and also has the lowest possible weight. Preferably, the mounting plate and the back plate made of titanium or aluminum. The electronic unit may be an antenna, for example a CRPA (control radiation pattern antenna) antenna, which has a shell made of an electrically nonconductive material, which is also called a radome. This case serves to protect the underlying actual antenna. Furthermore, the antenna has an antenna base, which consists for example of metal. At the bottom of the antenna terminal contacts are provided, which are, for example, coaxial connector. These can be contacted from the inside of an aircraft fuselage via electrical connectors. For this purpose, corresponding holes are provided in the CFRP sandwich panel which pass through the three layers of the CFRP sandwich panel. The electronic unit or the mentioned antenna is separated by a corrosion protection sealing layer on a mounting plate of the lightning protection arrangement. In the periphery of the mounting plate holes for electrically conductive screws are provided, which serve to dissipate overvoltages. Furthermore, for example, four holes may be provided to implement with four electrically conductive screws lightning protection of the antenna. These holes have, for example, a diameter of 5.2 mm. The electrically conductive screws may for example have a diameter of 4.8 mm. In one possible embodiment, the screws are passed 10 mm away from the edge of the mounting plate through the holes.

Schließlich ist aus dem DE 20 2012 010 193 U1 ein Carbonfaser-Bauteil bekannt, wobei in dem Carbonfaser-Bauteil eine Öffnung ausgebildet ist, die sich quer zu der Flächenausdehnung erstreckt und die mit einer umlaufenden Wand des Carbonfaser-Bauteils umgeben ist. Um ein Carbonfaser-Bauteil vorzustellen, mit dem auf kostengünstige und zuverlässige Weise eine Einleitung von elektrischen Strömen in das Carbonfaser Bauteil möglich ist, ist ein Kontaktelement vorgesehen, das aus einem leitfähigen Material besteht und das eine an die umlaufende Wand angepasste Außenfläche aufweist. Das Kontaktelement ist einer Anpresskraft ausgesetzt, mit der das Kontaktelement gegen die umlaufende Wand gepresst wird, wobei eine Komponente der Anpresskraft parallel zur Flächenausdehnung des Carbonfaser-Bauteils wirkt. Es ist möglich, innerhalb der Öffnung direkt eine Anpresskraft zu erzeugen, die parallel zu der Flächenausdehnung des Carbonfaser-Bauteils wirkt. In vielen Fällen ist es jedoch einfacher, eine Kraft in Axialrichtung der Öffnung auszuüben und diese in eine parallel zu der Flächenausdehnung wirkende Antriebskraft umzusetzen. Das Carbonfaser-Bauteil kann zu diesem Zweck so gestaltet sein, dass die umlaufende Wand sich gegenüberliegende Keilflächen umfasst und dass das Kontaktelement ein an die Keilflächen angepasstes Keilelement ist. Eine in Axialrichtung auf das Keilelement wirkende Kraft wird durch die Keilflächen in die gewünschte Anpresskraft umgesetzt. Weiter vorzugsweise ist das Carbonfaser-Bauteil so gestaltet, dass die Öffnung eine Konusbohrung ist und dass das Kontaktelement ein an die Konusbohrung angepasstes Konuselement ist. Es kann eine Spanneinrichtung vorgesehen sein, um das Kontaktelement in Axialrichtung der Öffnung unter Spannung zu setzen. Das Konuselement ist in Axialrichtung etwas länger als die Durchgangsbohrung, so dass sich nach oben und unten ein leichter Überstand des Konuselements ergibt. Dadurch ist sichergestellt, dass die innerhalb der Durchgangsbohrung zur Verfügung stehende Fläche vollständig ausgenutzt wird. An seinem dickeren Ende ist das Konuselement mit einem elektrischen Anschluss versehen, an den ein Kabel angeschlossen werden kann, so dass das Carbonfaser-Bauteil in einen Stromkreis eingebunden wird. Zur Verbesserung des Kontakts ist es außerdem möglich, ein elektrisch leitfähiges Zwischenmaterial zwischen dem Kontaktelement und der umlaufenden Wand vorzusehen. Das elektrisch leitfähige Zwischenmaterial ist vorzugsweise weicher als das Carbonfaser-Bauteil, so dass das Material sich verformt, wenn das Kontaktelement in der Öffnung unter Spannung gesetzt wird, um die Anpresskraft zu erzeugen. Unebenheiten in den Oberflächen können so ausgeglichen werden. Das Einbringen eines elektrisch leitfähigen Zwischenmaterials ist insbesondere bei Reparaturverfahren vorteilhaft.Finally, from the DE 20 2012 010 193 U1 a carbon fiber component is known, wherein in the carbon fiber component, an opening is formed which extends transversely to the surface extent and which is surrounded by a circumferential wall of the carbon fiber component. In order to present a carbon fiber component with which a low-cost and reliable way of introducing electrical currents into the carbon fiber component is possible, a contact element is provided which consists of a conductive material and which has an outer surface adapted to the peripheral wall. The contact element is exposed to a contact force with which the contact element is pressed against the circumferential wall, wherein a component of the contact force acts parallel to the surface extent of the carbon fiber component. It is possible to directly generate a contact force within the opening, which acts parallel to the surface area of the carbon fiber component. In many cases, however, it is easier to exert a force in the axial direction of the opening and to convert it into a driving force acting parallel to the surface area. The carbon fiber component may be designed for this purpose so that the peripheral wall comprises opposing wedge surfaces and that the contact element is a wedge element adapted to the wedge surfaces. An acting in the axial direction of the wedge element force is converted by the wedge surfaces in the desired contact force. Further preferably, the carbon fiber component is designed so that the opening is a conical bore and that the contact element is adapted to the conical bore cone element. There may be provided a tensioning device to put the contact element in the axial direction of the opening under tension. The cone member is slightly longer in the axial direction than the through hole, so that there is a slight projection of the cone element up and down. This ensures that the area available within the through-hole is fully utilized. At its thicker end, the cone element is provided with an electrical connection to which a cable can be connected, so that the carbon fiber component is integrated into a circuit. To improve the contact, it is also possible to provide an electrically conductive intermediate material between the contact element and the peripheral wall. The electrically conductive intermediate material is preferably softer than the carbon fiber component, so that the material deforms when the contact element in the opening is put under tension to produce the contact force. Unevenness in the surfaces can thus be compensated. The introduction of an electrically conductive intermediate material is particularly advantageous in repair processes.

Die Problematik der Anschlusstechnologie wird besonders bei empfindlichen Materialien wie Sandwichsubstrate deutlich. Wie auch die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind unterschiedlich ausgestaltete Sandwichpaneele bekannt. In der Regel ist bauartbedingt eine Fixierung von Steckverbindung nur schwierig möglich. Klebeverbindungen zeigen nur geringen mechanischen Widerstand und benötigen einen weiteren Prozessschritt zur Anbindung an die gedruckten Leiterbahnen. Des Weiteren sind temperaturbelastende Prozessschritte wie Löten nicht möglich. Schließlich ist eine Adaptation der bekannten Anschlusstechnologien für die Leiterplattentechnologie in der Regel nur schwer möglich, da bekannte Sandwich-Panels nicht für eine passende Verankerung ausgelegt sind.The problem of connection technology is particularly evident in sensitive materials such as sandwich substrates. As also the above appreciation of the state of the art shows, differently designed sandwich panels are known. As a rule, a fixation of plug connection is difficult due to the design. Adhesive connections show only low mechanical resistance and require a further process step for connection to the printed conductor tracks. Furthermore, temperature-stressing process steps such as soldering are not possible. Finally is an adaptation of the known connection technologies for printed circuit board technology usually difficult, since known sandwich panels are not designed for a suitable anchorage.

Der Erfindung liegt - ausgehend von einem Sandwich-Panel, beispielsweise gemäß der EP 2 438 665 B1 - die Aufgabe zugrunde, einen Verbundwerkstoff in Sandwichstruktur derart auszugestalten, dass eine sichere Verankerung von Strukturen und Anschlussmittel, insbesondere für elektrische Leitungen ermöglicht wird.The invention is - starting from a sandwich panel, for example according to the EP 2 438 665 B1 - The task of designing a composite material in sandwich structure such that a secure anchoring of structures and connection means, in particular for electrical lines is made possible.

Diese Aufgabe wird bei einem Verbundwerkstoff in Sandwichstruktur, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gelöst, dass der Verbundwerkstoff Kavitäten aufweist, welche durch Öffnungen in einer der beiden Deckschichten mit einem Material als Anker gefüllt und durch eine auf einer der beiden Deckschichten flächig aufgetragenen Schicht miteinander verbunden wird und dass auf die Schicht eine gedruckte Struktur und/oder Schaltung mit elektronischen Komponenten und/oder Anschlussmittel für elektrische Leitungen aufgebaut wird.This object is achieved with a composite material in sandwich structure, according to the preamble of patent claim 1, characterized in that the composite has cavities, which are filled by openings in one of the two cover layers with a material as an anchor and by a surface applied to one of the two outer layers layer is connected to each other and that on the layer, a printed structure and / or circuit is constructed with electronic components and / or connection means for electrical lines.

Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs in Sandwichstruktur mit auf mindestens einer auf einer Deckschicht angeordneten gedruckten Struktur und/oder Schaltung mit Anschlussmittel für elektrische Leitungen, gemäß Patentanspruch 5, gelöst, bei dem:

  1. a) im Verbundwerkstoff eine Öffnung in einer der beiden Deckschichten erzeugt wird,
  2. b) im Kern eine Kavität erzeugt wird,
  3. c) in die Kavität oder bei einem Verbundwerkstoff mit offenzellig strukturiertem Kern ein Material als Anker gefördert wird,
  4. d) die Anker in einem Druckverfahren durch eine auf einer der beiden Deckschichten flächig aufgetragenen Schicht miteinander verbunden werden, derart, dass eine reibschlüssige und/oder formschlüssige und/oder eine auf Basis der Schrumpfung beruhende Verankerung erzielt wird und
  5. e) auf der Schicht eine gedruckte Struktur und/oder Schaltung ohne und mit elektronischen Komponenten und Anschlussmittel für elektrische Leitungen aufgebaut wird.
Furthermore, this object is achieved by a method for producing a composite material in sandwich structure with at least one arranged on a cover layer printed structure and / or circuit with connection means for electrical lines, according to claim 5, in which:
  1. a) an opening in one of the two cover layers is produced in the composite material,
  2. b) a cavity is produced in the core,
  3. c) a material is conveyed into the cavity or, in the case of a composite material having an open-cell structured core, as an anchor,
  4. d) the anchors are joined together in a printing process by a layer applied on one of the two cover layers, such that a frictional and / or positive and / or shrinkage-based anchoring is achieved, and
  5. e) on the layer a printed structure and / or circuit is constructed without and with electronic components and connection means for electrical lines.

Die Erfindung zeigt einen neuartigen Verbundwerkstoff und ein Herstellungsverfahren hierfür um Strukturen auf Materialien, insbesondere um Anschlussmittel für elektrische Leitungen auf Verbundwerkstoffen, wie Sandwichsubstraten, zu verankern. Dieser Prozess ist auf jegliche Materialien anwendbar, die entweder bereits Kavitäten besitzen oder in die durch Bohren, Fräsen oder dergleichen Kavitäten erzeugt werden können.The invention shows a novel composite material and a manufacturing method thereof for anchoring structures on materials, in particular for connecting connecting lines for electrical lines to composite materials, such as sandwich substrates. This process is applicable to any materials which either already have cavities or in which cavities can be produced by drilling, milling or the like.

In Weiterführung der Erfindung ist, gemäß Patentanspruch 2, der Verbundwerkstoff als Sandwichpaneel mit Wabenkern ausgestaltet und die Öffnung ist, gemäß Patentanspruch 3, zur formschlüssigen Verbindung des Ankers in mindestens einer Honigwabe des Wabenkerns ausgestaltet.In continuation of the invention is, according to claim 2, the composite designed as a sandwich panel with honeycomb core and the opening is designed according to claim 3, for the positive connection of the armature in at least one honeycomb of the honeycomb core.

Diese Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass gleichzeitig eine fest verankerte, formstabile Steckverbindung als Brücke zwischen gedruckter Elektronik und anderen elektronischen Systemen bzw. Kabel-Systemen entsteht.This development of the invention has the advantage that at the same time a firmly anchored, dimensionally stable connector is formed as a bridge between printed electronics and other electronic systems or cable systems.

Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:

  • 1 a, b zwei Ausführungsformen eines Verbundwerkstoffes gemäß der Erfindung in Schrägansicht,
  • 2 a, b eine Ausführungsform eines Sandwichsubstrats in Schrägansicht,
  • 3 a, b, c eine Ausführungsform eines Volumenkörpers in Schrägansicht,
  • 4 a, b, c drei Ausführungsformen für Stützstruktur, Anschlussmittel und elektronischer Komponenten bei einem Verbundwerkstoff gemäß der Erfindung in Schrägansicht und
  • 5 im Detail ein Sandwichsubstrat nach dem Stand der Technik.
Further advantages and details can be taken from the following description of preferred embodiments of the invention with reference to the drawing. In the drawing shows:
  • 1 a, b two embodiments of a composite according to the invention in an oblique view,
  • 2 a, b an embodiment of a sandwich substrate in an oblique view,
  • 3 a, b , c an embodiment of a solid in an oblique view,
  • 4 a, b , c three embodiments for support structure, connection means and electronic components in a composite material according to the invention in an oblique view and
  • 5 in detail, a sandwich substrate according to the prior art.

In 3a ist ein beliebiges Material/Volumenkörper 1 dargestellt, bei dem durch einen bearbeitenden Prozess eine Kavität K erzeugt wird (vgl. 3b). Diese Kavitäten K können - wie 3c zeigt - beliebige Formen wie u.a. rund, hexagonal, rechteckig oder dergleichen sein.In 3a is any material / solid 1 represented, in which a cavity K is produced by a processing process (see. 3b ). These cavities K can - like 3c shows - be arbitrary shapes such as, inter alia, round, hexagonal, rectangular or the like.

Substrate bzw. Werkstoffe, die bereits Kavitäten K aufweisen, beispielsweise ein in 2a und 2b dargestelltes Sandwichsubstrat 2 (d.h. ausgestaltet mit zwei kraftaufnehmenden Decklagen 2a, 2c und einem Kern/Zwischenschicht 2b, die allerdings nicht zugänglich sind, werden durch einen Prozessschritt punktuell oder flächig freigelegt.Substrates or materials that already have cavities K, for example, a in 2a and 2 B illustrated sandwich substrate 2 (ie designed with two force-absorbing cover layers 2a . 2c and a core / intermediate layer 2 B , which are not accessible, are exposed by a process step punctually or areal.

Den Aufbau der Stützstrukturen durch additive Fertigungsverfahren (wie u.a. FDM (Fused Deposition Modeling; deutsch: Schmelzschichtung)) für Volumenkörper 1 (siehe 1a) wie auch für Verbundwerkstoffe 2 (siehe 1b) mit Kavitäten K, insbesondere als Wabe W, zeigen 1a und 1b. Die Stützstrukturen sorgen für die notwendige Verankerung - der erzeugte Körper 3 ist formstabil.The structure of the support structures by additive manufacturing processes (such as FDM (Fused Deposition Modeling)) for solids 1 (please refer 1a ) as well as for composites 2 (please refer 1b ) with cavities K, in particular as honeycomb W, show 1a and 1b , The support structures provide the necessary anchoring - the body produced 3 is dimensionally stable.

Die Kombination von digitalen Druckverfahren zum strukturellen Aufbau, wie dem FDM Verfahren und zur Funktionalisierung durch u.a. selektive Metallisierungsverfahren, wie den Aerosol-Jet und Ink-Jet Verfahren ermöglichen eine Vielzahl von Anwendungen. Beispiele hierfür sind in 4 dargestellt. The combination of digital printing techniques for structural design, such as the FDM process and functionalization through, inter alia, selective metallization processes, such as the aerosol jet and ink-jet processes, make a multitude of applications possible. Examples of this are in 4 shown.

4a zeigt den Aufbau einer Steckverbindung. Hierbei wird ein leitfähiges Material 4 in den FDM-Aufbau 3 integriert. Die Anbindung 5 an die gedruckte Elektronik erfolgt über ein Druckverfahren zur selektiven Metallisierung. Durch diesen Prozess entsteht eine fest verankerte, formstabile Steckverbindung als Brücke zwischen gedruckter Elektronik und anderen elektronischen Systemen bzw. Kabel-Systemen. 4a shows the structure of a connector. This becomes a conductive material 4 in the FDM structure 3 integrated. The connection 5 to the printed electronics via a printing process for selective metallization. Through this process, a firmly anchored, dimensionally stable plug connection is created as a bridge between printed electronics and other electronic systems or cable systems.

In 4b ist die Einbindung von Integrierten Schaltkreisen 6, bzw. hier Flip-Chips dargestellt. Die Befestigung erfolgt dabei wiederum durch einen additiv erzeugten Körper 5 während die Kontaktierung durch Druckverfahren zur selektiven Metallisierung gegeben ist.In 4b is the integration of integrated circuits 6 , or flip-chips shown here. The attachment takes place in turn by an additive generated body 5 while the contacting is given by printing method for selective metallization.

4c zeigt weitere Anwendungsmöglichkeiten zur Integration von SMD/THDs, Antennen, Sensoren, Vias und anderer elektronischer Komponenten 7. 4c shows further applications for the integration of SMD / THDs, antennas, sensors, vias and other electronic components 7 ,

1) In der Luftfahrtindustrie findet die geschilderte Erfindung Einsatz bei Verkleidungselementen. Für dieses Substratmaterial/Verbundwerkstoff 2 ergeben sich zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, wie nachfolgend a), b), c) und d) zu entnehmen ist:1) In the aviation industry, the described invention is used in cladding elements. For this substrate material / composite material 2 There are numerous possible applications, as shown below a), b), c) and d):

zu a)to a)

Zum einen kann die Erfindung zur Erzeugung von Kontaktierungsmöglichkeiten verwendet werden. Hierbei wird das Sandwichsubstrat 2 einseitig, d.h. in einer der Deckplatten 2a, 2c, mit einem bearbeitenden Prozess geöffnet, d.h. Erzeugung einer Öffnung Ö (Sackloch) durch Bohren, Fräsen, Lasern oder dergleichen. Im Anschluss daran wird in einem FDM-Prozess Material 3 in die entstandene Kavität K gefördert (drucklos oder unter Druck). Der entstehende Anker 3 ist hierbei sowohl reibschlüssig wie auch formschlüssig im Kern 2b befestigt.On the one hand, the invention can be used to generate contacting possibilities. This is the sandwich substrate 2 one-sided, ie in one of the cover plates 2a . 2c , opened with a machining process, ie generating an opening Ö (blind hole) by drilling, milling, laser or the like. After that, in an FDM process material becomes 3 into the resulting cavity K promoted (pressureless or under pressure). The resulting anchor 3 Here is both friction and form-fitting in the core 2 B attached.

Allgemein gilt, dass jede Ankerstruktur 3 reibschlüssig befestigt ist. In diesem konkreten Fall kann zusätzlich eine formschlüssige Verbindung aufgebaut werden. Diese entsteht, wenn die erzeugte Öffnung Ö kleiner als eine Honigwabe W ist. Generally, every anchor structure 3 is frictionally secured. In this specific case, in addition, a positive connection can be established. This arises when the generated opening Ö is smaller than a honeycomb W.

Die neu gebildeten Strukturen werden im Anschluss ebenfalls mit dem FDM-Prozess auf der Substratoberfläche/Decklage 2a, 2c flächig in einem einzigen formgebenden Prozess miteinander verbunden. Hierbei ergibt sich je nach verwendetem Material eine weitere Kraft zur Stabilisierung. Im Zuge der Abkühlung des mit dem FDM-Prozess verarbeiteten Materials geht eine Volumenschrumpfung einher. Diese Volumenschrumpfung führt zu einer Zugkraft auf die erzeugten Anker 3. Es entsteht eine Kraftwirkung auf die Innenseiten der Wabenstrukturen W. Diese Kraftwirkung basiert auf der natürlichen Schrumpfung von FDM-gedruckten oder anderen dreidimensional gedruckten Materialien, die während dem Abkühlungsprozess eine Schrumpfung durchlaufen und somit in der hier erläuterten Ausführung eine mechanische Ankerwirkung erzeugen. Im Zuge der Abkühlung vom flüssigen/niedrigviskosen Zustand in den festen/hochviskosen Zustand werden mechanische Spannungen in den gedruckten Strukturen W aufgebaut, die zu einer Verankerung in den Kavitäten K durch natürliche Schrumpfkräfte führen. Die Volumenschrumpfung, insbesondere der FDM-Thermoplaste ist hierbei materialabhängig (z.B. PC/ABS = 73.8 · 10-6 m/(mK)) und fließt in die Konstruktion des Volumenkörpers 1 zur Erzielung einer optimalen Ankerwirkung ein; gezielte Kraftauswirkungen können durch Temperprozesse optimiert werden. FDM-Materialien aus den technischen Thermoplasten ABS, Polycarbonat und PPSU bieten spezifische Eigenschaften wie Robustheit, elektrostatische Ableitung, Transparenz, Bioverträglichkeit, UV-Resistenz, Brandschutzklasse UL94 V-0 und FST-Prädikate.The newly formed structures are then also with the FDM process on the substrate surface / cover layer 2a . 2c in a single molding process. Depending on the material used, this results in a further force for stabilization. During the cooling of the material processed with the FDM process, a volume shrinkage is accompanied. This volume shrinkage leads to a tensile force on the generated anchor 3 , A force is applied to the insides of the honeycomb structures W. This force action is based on the natural shrinkage of FDM-printed or other three-dimensionally printed materials which undergo shrinkage during the cooling process and thus create a mechanical anchor effect in the embodiment discussed herein. In the course of cooling from the liquid / low-viscosity state into the solid / high-viscosity state, mechanical stresses are built up in the printed structures W, which lead to an anchoring in the cavities K due to natural shrinkage forces. The volume shrinkage, in particular of the FDM thermoplastics is material-dependent (eg PC / ABS = 73.8 · 10-6 m / (mK)) and flows into the construction of the volume body 1 to achieve an optimal anchor effect; Targeted force effects can be optimized by annealing processes. FDM materials made of engineering thermoplastics ABS, polycarbonate and PPSU offer specific properties such as robustness, electrostatic dissipation, transparency, biocompatibility, UV resistance, fire protection class UL94 V-0 and FST predicates.

Auf der neu erzeugten Fläche 3 kann wiederum in einem kontinuierlichen Prozess ein additiv erzeugter Körper/Kontaktierung 5 aufgebaut werden. Leitfähigkeit erlangt dieser/diese entweder durch den Einsatz metallischer Strukturen, Pins oder dergleichen, oder durch den Einsatz elektrisch leitfähiger Materialien die additiv aufgebaut werden können.On the newly created area 3 can in turn in a continuous process an additive produced body / contacting 5 being constructed. Conductivity attains this / these either by the use of metallic structures, pins or the like, or by the use of electrically conductive materials which can be constructed additively.

zu b)to b)

Durch den FDM-Prozess können auch Gehäuse für elektronische Komponenten bzw. Bauteile aufgebaut werden. Anwendungen sind hierbei die Integration von Chips, Antennen oder Sensoren auf Sandwichmaterialien 2 zur funktionellen Erweiterung von Verkleidungselementen. Eine Kontaktierung dieser Bauteile bzw. deren Erzeugung im Falle von Antennen oder Sensoren ist ebenfalls durch Druckverfahren zur selektiven Metallisierung 5 möglich. Eine Kontaktierung durch das Substrat 2 kann mittels Vias 7 ermöglicht werden, welche mit Hilfe des Verfahrens fest verankert werden können.The FDM process can also be used to build housings for electronic components or components. Applications include the integration of chips, antennas or sensors on sandwich materials 2 for the functional extension of cladding elements. A contacting of these components or their generation in the case of antennas or sensors is also by printing method for selective metallization 5 possible. A contact through the substrate 2 can by means of vias 7 which can be firmly anchored using the method.

zu c)to c)

Des Weiteren besteht die Möglichkeit lediglich eine feste Verankerung mit dem hier beschriebenen Verfahren aufzubauen. Über eine gemeinsame Schnittstelle u.a. Schnappverbindungen können Steckverbindungen oder andere mechatronische und auch nicht-mechatronische Funktionselemente angebracht werden. Auf diese Weise können bereits etablierte universelle Steckverbinder leichter und schneller integriert werden, u.a. Steckdosen, USB-Schnittstelle oder gängige Steckverbindungen aus dem Transportwesen.Furthermore, it is possible to build only a solid anchorage with the method described here. Via a common interface, inter alia, snap connections plug connections or other mechatronic and also non-mechatronic functional elements can be installed. In this way, already established universal connectors can be integrated easier and faster, including sockets, USB interface or common connectors from the transport industry.

zu d)to d)

Neben elektronischen Komponenten bzw. der Kontaktierung existieren auch Anwendungsmöglichkeiten für den alleinigen Einsatz des FDM-Verfahrens. So sind Halterstrukturen für Kabel mit einer festen Verankerung 3 im Substrat 2 möglich. Des Weiteren können auch Haltestrukturen des kompletten Sandwich-Panels für die Integration in das Flugzeug bzw. Teillösungen für die Integration mit Hilfe des FDM-Druckverfahrens ermöglicht werden.In addition to electronic components or the contacting also exist applications for the sole use of the FDM method. So are holder structures for cables with a solid anchorage 3 in the substrate 2 possible. Furthermore, support structures of the complete sandwich panel for integration into the aircraft or partial solutions for integration by means of the FDM printing process can be made possible.

2) Anwendungen finden sich auch in der Automobilindustrie wieder bzw. in Industriesektoren, die stark durch die Verwendung von Metall bzw. Blechen geprägt sind (u.a. auch Schiff- und Raumfahrt). Hierbei können Bohrungen verwendet werden, um eine reib-, formschlüssige (z.B. bei konischen Kavitäten) oder auch eine auf Basis der Schrumpfung induzierte Verankerung 3 zu erzielen.2) Applications are also found in the automotive industry or in industrial sectors, which are strongly characterized by the use of metal or sheet metal (including ship and space travel). In this case, bores can be used to a frictional, positive (eg conical cavities) or based on the shrinkage induced anchorage 3 to achieve.

Eine Stützstruktur 3 kann bei Durchgangsbohrungen durch eine Art Niete durch den FDM-Prozess erzeugt werden. Hierbei wird durch die Durchgangsbohrung Material gedruckt und durch eine auf der Rückseite befindende Vorrichtung auf der Rückseite flächig verteilt.A support structure 3 can be created by a kind of rivet through holes in the FDM process. In this case, material is printed through the throughbore and distributed on the backside by a device located on the rear side.

Die Stützstrukturen 3 werden auch zu einem festen Verbund 5 verknüpft. Die durch den FDM-Prozess entstandene Fläche isoliert den Grundkörper.The support structures 3 also become a solid composite 5 connected. The surface created by the FDM process isolates the main body.

Der Aufbau von Schaltungen, das Anbringen von Kontaktierungselementen oder die Strom- und Datendistribution ist nun möglich. Hierbei ergeben sich gerade in der Automobilindustrie komplett neue Herstellungsmöglichkeiten. Eine Substitution bzw. partielle Substitution des Kabelbaums im Automobil bzw. in einzelnen Modulen, wie u.a. der Tür ist dadurch möglich.The construction of circuits, the attachment of contacting elements or the power and data distribution is now possible. This results in completely new production possibilities, especially in the automotive industry. A substitution or partial substitution of the wiring harness in the automobile or in individual modules, such as u.a. the door is possible.

3) Im Bereich der Kontaktierung von mechatronischen Systemen u.a. Bordnetzen ergeben sich für die Herstellung von Steckelementen neue Möglichkeiten durch das hier beschriebene Verfahren. Durch einen dreidimensionalen Aufbau eines Stecksystems mit direkter Verankerung 3 in das Bauteil ist eine einfache Gestaltung von intelligenten Steckverbindungen realisierbar. Eine direkte Integration von Schaltungsträgern, bzw. von Sensorik 7 auf das durch FDM gedruckte Kontaktierungselement 5 ist gegeben.3) In the field of contacting mechatronic systems, including on-board networks arise for the production of plug-in elements new possibilities by the method described here. Through a three-dimensional structure of a plug system with direct anchoring 3 in the component is a simple design of intelligent connectors realized. A direct integration of circuit carriers, or of sensors 7 on the printed by FDM contacting element 5 is given.

Hierbei können einzelne elektronische Komponenten bzw. ein Verbund dieser mit den beschriebenen Druckverfahren zur selektiven Metallisierung angeschlossen werden, um die Steckverbindung intelligent auszulegen. Funktionen können u.a. die folgenden sein: In this case, individual electronic components or a composite of these can be connected to the described printing method for selective metallization in order to design the connector intelligently. Functions can i.a. the following are:

Messung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Kontaktverschleiß, Strom/Spannung zur Batteriestatus-Detektion sowie die Identifikation des richtigen Gegenspielers (Stecker/Buchse), welche vor allem bei universell gleichgefertigten Strukturen von großem Vorteil ist.Measurement of temperature, humidity, contact wear, current / voltage for battery status detection as well as the identification of the right opponent (plug / socket), which is of great advantage especially for universally identical structures.

Das hier beschriebene Verfahren ist für alle Bauelemente zur Erzielung einer elektronischen Verbindung gültig, hierunter zählen u.a. Stecker und Buchsen.The method described here is valid for all components for achieving an electronic connection, including among others. Plugs and sockets.

Ferner ist die Erfindung bislang auch nicht auf die in den Patentansprüchen 1, und 5 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der Patentansprüche 1 und 5 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.Furthermore, the invention has hitherto not been restricted to the combinations of features defined in claims 1 and 5, but may also be defined by any other combination of specific features of all individual features disclosed overall. This means that in principle virtually every single feature of claims 1 and 5 can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Materialmaterial
22
Sandwichsubstratsandwich substrate
2a2a
erste Deckschichtfirst cover layer
2b2 B
Kerncore
2c2c
zweite Deckschichtsecond cover layer
33
Anker und Strukturkörper (FDM Aufbau)Anchor and structural body (FDM structure)
44
Kontaktierungselement, leitfähigContacting element, conductive
55
Selektive MetallisierungSelective metallization
66
Integrierte Schaltkreise (u.a. Flip-Chips)Integrated circuits (including flip-chips)
77
elektronische Komponenten (SMD/THDs, Antennen, Sensoren, Vias) electronic components (SMD / THDs, antennas, sensors, vias)
KK
Kavitätcavity
ÖÖ
Öffnungopening
WW
Wabenstruktur (Honigwabe)Honeycomb structure (honeycomb)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014002365 A1 [0003]DE 102014002365 A1 [0003]
  • DE 102010024264 B4 [0004]DE 102010024264 B4 [0004]
  • EP 1046576 B1 [0005]EP 1046576 B1 [0005]
  • EP 2438665 B1 [0006, 0009]EP 2438665 B1 [0006, 0009]
  • DE 202012010193 U1 [0007]DE 202012010193 U1 [0007]

Claims (8)

Verbundwerkstoff in Sandwichstruktur mit zwei Deckschichten (2a, 2c) und einem dazwischen angeordneten Kern (2b), wobei der Verbundwerkstoff auf mindestens einer Deckschicht (2a, 2c) eine gedruckte Struktur und/oder Schaltung mit elektronischen Komponenten (6, 7) und/oder Anschlussmittel (5) für elektrische Leitungen trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff Kavitäten (K) aufweist, welche durch Öffnungen (Ö) in einer der beiden Deckschichten (2a, 2c) mit einem Material als Anker (3) gefüllt und durch eine auf einer der beiden Deckschichten (2a, 2c) flächig aufgetragenen Schicht (3) miteinander verbunden sind und dass auf die Schicht (3) eine gedruckte Struktur und/oder Schaltung (5) mit elektronischen Komponenten (6) und/oder Anschlussmittel (4) für elektrische Leitungen aufgebaut sind.Composite material in sandwich structure with two cover layers (2a, 2c) and a core (2b) arranged therebetween, wherein the composite material on at least one cover layer (2a, 2c) a printed structure and / or circuit with electronic components (6, 7) and / or Carries connecting means (5) for electrical lines, characterized in that the composite material cavities (K) which through openings (Ö) in one of the two cover layers (2a, 2c) filled with a material as an anchor (3) and through a one of the two cover layers (2a, 2c) layer applied layer (3) are interconnected and that on the layer (3) a printed structure and / or circuit (5) with electronic components (6) and / or connection means (4) for electrical lines are constructed. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Sandwichpaneele mit Wabenkern (2b) ausgestaltet ist.Composite according to Claim 1 , characterized in that it is designed as a sandwich panels with honeycomb core (2b). Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur formschlüssigen Verbindung des Ankers (3) die Öffnung (Ö) in mindestens einer Honigwabe (W) des Wabenkerns (2b) ausgestaltet ist.Composite according to Claim 1 or 2 , characterized in that for the positive connection of the armature (3), the opening (Ö) in at least one honeycomb (W) of the honeycomb core (2b) is configured. Verbundwerkstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff eine Durchkontaktierung mittels Vias (7) aufweist.Composite material according to one or more of Claims 1 to 3 , characterized in that the composite material has a via by means of vias (7). Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs in Sandwichstruktur mit auf mindestens einer auf einer Deckschicht (2a, 2c) angeordneten gedruckten Struktur und/oder Schaltung mit Anschlussmittel für elektrische Leitungen, bei dem: a) im Verbundwerkstoff eine Öffnung (Ö) in einer der beiden Deckschichten (2a, 2c) erzeugt wird, b) im Kern (2b) eine Kavität (K) erzeugt wird, c) in die Kavität (K) oder bei einem Verbundwerkstoff mit offenzellig strukturierten Kern (2b) ein Material als Anker (3) gefördert wird, d) die Anker (3) in einem Druckverfahren durch eine auf einer der beiden Deckschichten (2a, 2c) flächig aufgetragenen Schicht (3) miteinander verbunden werden, derart, dass eine reib-, formschlüssige und/oder eine auf Basis der Schrumpfung beruhende Verankerung (3) erzielt wird und e) auf die Schicht (3) eine gedruckte Schaltung mit elektronischen Komponenten (6, 7) und Anschlussmittel (4) für elektrischen Leitungen aufgebaut werden.Method for producing a composite material in sandwich structure with at least one printed structure and / or circuit with electrical connection means arranged on a cover layer (2a, 2c), in which: a) an opening (Ö) is produced in the composite material in one of the two cover layers (2a, 2c), b) a cavity (K) is produced in the core (2b), c) a material is conveyed into the cavity (K) or, in the case of a composite material having an open-cell structured core (2b), as an anchor (3), d) the anchors (3) are joined together in a printing process by a layer (3) applied flat on one of the two cover layers (2a, 2c) such that a frictional, positive and / or shrinkage based anchoring (3) is achieved and e) on the layer (3) a printed circuit with electronic components (6, 7) and connection means (4) are constructed for electrical lines. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbundwerkstoff Sandwichpaneele mit Wabenkern (2b) verwendet werden.Method according to Claim 5 , characterized in that sandwich panels with honeycomb core (2b) are used as the composite material. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass FDM-Materialien verwendet werden.Method according to Claim 5 or 6 , characterized in that FDM materials are used. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stützstruktur (3) bei Durchgangsbohrungen (7) durch eine Art Niete durch den FDM-Prozess erzeugt werden kann, wobei durch die Durchgangsbohrung (7) Material gedruckt und durch eine auf der Rückseite befindende Vorrichtung auf der Rückseite flächig verteilt wird.Method according to one or more of Claims 5 to 7 , characterized in that a support structure (3) in through holes (7) by a kind of rivets by the FDM process can be produced, printed through the through hole (7) material and distributed by a device located on the back surface on the back becomes.
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