DE102018118338A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von endkonturnahen Verstärkungsstrukturen für Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile in einem Membranumformverfahren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von endkonturnahen Verstärkungsstrukturen für Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile in einem Membranumformverfahren Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Herstellen von endkonturnahen Verstärkungsstrukturen für Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile in einem Membranumformverfahren, wobei an einem mehrteiligen Werkzeug wenigstens ein textiles Halbzeug (118) eben gestützt abgelegt wird, das wenigstens eine Halbzeug (118) unter Bildung eines Formraums (116) mit einer Membran (112) abgedeckt wird, der Formraum (116) evakuiert wird und das wenigstens eine Halbzeug (118) durch Ausfahren wenigstens eines Werkzeugteils (102) umgeformt wird, wobei das wenigstens eine Halbzeug (118) zwischen dem Werkzeug und der Membran (112) kontrolliert gleitend nachgeführt wird, und Vorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens, wobei die Vorrichtung ein mehrteiliges Werkzeug mit einer eben einstellbaren Oberfläche und wenigstens einem ausfahrbaren Werkzeugteil (102) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von endkonturnahen Verstärkungsstrukturen für Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile in einem Membranumformverfahren. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.
  • Aus dem Dokument DE 10 2007 053 120 A1 ist ein Verfahren bekannt zum Herstellen eines Fahrzeug-Radträgers, insbesondere eines Achsschenkels oder Schwenklagers, der oder das im Wesentlichen aus einem Faserverbundwerkstoff besteht, wobei eine Grundstruktur des Radträgers aus einem flächigen aus Fasermaterial gebildeten Textil mittels einer Matrix-Komponente verfestigt wird.
  • Dem Dokument DE 10 2007 053 120 A1 zufolge wird vorgeschlagen, das flächige Textil aus mehreren flächigen textilen Einzellagen, welche sich gegebenenfalls nicht über die gesamten Grundstruktur erstrecken, insbesondere konfektionstechnisch, wie Vernähen oder Wirken, zu einem textilen Gesamtlagenaufbau zusammenzusetzen und das flächige Textil mittels eines Press-Verfahrens oder Diaphragma-Verfahrens zur Grundstruktur zu verformen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern. Außerdem liegt Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das Verfahren kann ein Preforming-Verfahren sein. Die endkonturnahen Verstärkungsstrukturen können auch als Preform bezeichnet werden. Die Verstärkungsstrukturen können mit einem Matrixmaterial infiltrierbar sein. Das Matrixmaterial kann thermoplastisch sein. Das Matrixmaterial kann Polyetheretherketon (PEEK), Polyphenylensulfid (PPS), Polysulfon (PSU), Polyetherimid (PEI) und/oder Polytetrafluorethen (PTFE) aufweisen. Das Matrixmaterial kann duroplastisch sein. Das Matrixmaterial kann Epoxidharz (EP), ungesättigtes Polyesterharz (UP), Vinylesterharz (VE), Phenol-Formaldehydharz (PF), Diallylphthalatharz (DAP), Methacrylatharz (MMA), Polyurethan (PUR) und/oder Aminoharze, wie Melaminharz (MF/MP) oder Harnstoffharz (UF), aufweisen. Das Matrixmaterial kann Benzoxaine aufweisen.
  • Die Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile können Fahrzeugbauteile sein. Das Fahrzeug kann ein Landfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Luftfahrzeug oder ein Raumfahrzeug sein. Die Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile können Flugzeugbauteile sein. Die Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile können Spanten, Stringerprofile, Aero Flap Supports, Frames, Druckkalotten, Türen, Frame Couplings oder andere Bauteile sein.
  • Das wenigstens eine textile Halbzeug kann organische Fasern, wie Aramidfasern, Kohlenstofffasern, Polyester-Fasern, Nylon-Fasern, Polyethylen-Fasern, Plexiglas-Fasern, und/oder anorganische Fasern, wie Basaltfasern, Borfasern, Glasfasern, Keramikfasern, Kieselsäurefasern, aufweisen. Die Fasern können als Gewebe, Gewirk, Gestrick, Geflecht oder Nähgewirke vorliegen. Die Fasern können als Textilie vorliegen. Das Fasern können einlagig oder mehrlagig vorliegen. Das wenigstens eine textile Halbzeug kann ein Bindemittel aufweisen. Das Bindemittel kann temperaturabhängig aktivierbar sein. Das Bindemittel kann zunächst deaktiviert sein. Das Bindemittel kann wärmeaktivierbar sein. Das Bindemittel kann dazu dienen, nach seiner Aktivierung die Fasern aneinander mechanisch zu stabilisieren.
  • Das wenigstens eine Halbzeug kann zumindest annähernd vollflächig eben gestützt abgelegt werden. Das wenigstens eine Halbzeug kann derart eben gestützt abgelegt werden, dass undefinierte Durchhänge oder Überhänge vermieden werden. Das wenigstens eine Halbzeug kann unmittelbar an dem Werkzeug abgelegt werden. Das wenigstens eine Halbzeug kann zumindest annähernd ohne Beabstandung an dem Werkzeug abgelegt werden. Das wenigstens eine Halbzeug kann faltenfrei abgelegt werden. Das wenigstens eine Halbzeug kann vorspannungsfrei abgelegt werden. Das wenigstens eine Halbzeug kann definiert abgelegt werden. Das wenigstens eine Halbzeug kann drapiert werden. Das wenigstens eine Halbzeug kann automatisiert abgelegt werden. Es können mehrere textile Halbzeuge abgelegt werden. Mehrere Halbzeuge können aneinander und/oder übereinander abgelegt werden. Mehrere Halbzeuge können miteinander verbunden werden.
  • Die Membran kann elastisch sein. Die Membran kann biaxial elastisch sein. Die Membran kann zumindest annähernd isotrop elastisch sein. Die Membran kann beispielsweise eine Dehnfähigkeit von ca. 600% aufweisen. Die Membran kann zumindest annähernd gasdicht sein. Die Membran kann auch als Diaphragma bezeichnet werden. Das wenigstens eine Halbzeug kann mithilfe der Membran vollständig abgedeckt werden. Die Membran kann um das wenigstens eine Halbzeug herum umlaufend mit dem Werkzeug zumindest annähernd gasdicht verbunden werden. Der Formraum kann von dem Werkzeug einerseits und der Membran andererseits begrenzt sein. Das wenigstens eine Halbzeug kann in dem Formraum angeordnet sein. Der Formraum kann durch Anlegen eines Unterdrucks evakuiert werden. Ein Evakuieren kann ein Absaugen sein. Der Formraum kann von einem Gas, insbesondere von insbesondere Luft, evakuiert werden. Das Membranumformverfahren kann ein unterdruckunterstütztes Verfahren sein.
  • Die Werkzeugteile des mehrteiligen Werkzeugs können zum Ablegen des wenigstens einen Halbzeugs eine ebene Oberfläche bilden. Das wenigstens eine Werkzeugteil kann zum Umformen des wenigstens einen Halbzeugs über die ebene Oberfläche ausfahren. Beim Umformen kann das wenigstens eine Halbzeug drapiert werden. Beim Umformen können vorgegebene Faserverläufe dargestellt werden. Beim Umformen können vorgegebene Faserwinkel dargestellt werden. Beim Drapieren kann das wenigstens eine Halbzeug zumindest abschnittsweise umgeformt, gestreckt und/oder verzogen werden.
  • Das wenigstens eine Halbzeug kann zwischen dem Werkzeug und der Membran gehalten sein. Zwischen dem Werkzeug und dem wenigstens einen Halbzeug kann ein Reibschluss bestehen. Zwischen dem wenigstens einen Halbzeug und der Membran kann ein Reibschluss bestehen. Mithilfe der Membran kann eine zwischen der Membran und dem wenigstens einen Halbzeug wirkende Normalkraft erzeugt werden. Mithilfe der Membran kann eine zwischen dem wenigstens einen Halbzeug und dem Werkzeug wirkende Normalkraft erzeugt werden. Bei einem Ausfahren des wenigstens einen Werkzeugteils kann das wenigstens eine Halbzeug zumindest abschnittsweise relativ zu dem Werkzeug bewegt werden. Bei einem Ausfahren des wenigstens einen Werkzeugteils kann das wenigstens eine Halbzeug zumindest abschnittsweise relativ zu der Membran bewegt werden.
  • Der Formraum kann kontrolliert evakuiert werden. Der Formraum kann steuerungstechnisch oder regelungstechnisch kontrolliert evakuiert werden. Der Formraum kann kontrolliert evakuiert werden, um das wenigstens eine Halbzeug zwischen dem Werkzeug und der Membran kontrolliert gleitend nachzuführen und/oder das das wenigstens eine Halbzeug mit einer vorbestimmten Kraft zu kompaktieren. Der Formraum kann konstant evakuiert werden. Der Formraum kann mit einem vorgegebenen Verlauf evakuiert werden.
  • Eine Haltekraft der Membran kann abschnittsweise mithilfe wenigstens eines Niederhalters unterstützt werden. Mithilfe des wenigstens einen Niederhalters kann eine zusätzliche Haltekraft aufgebracht werden, während das wenigstens eine Halbzeug umgeformt wird.
  • Das wenigstens eine Halbzeug kann nach dem Umformen thermisch beaufschlagt werden. Das wenigstens eine Halbzeug kann nach dem Umformen thermisch beaufschlagt werden, um einen Binder zu aktivieren. Das wenigstens eine Halbzeug kann nach dem Umformen erwärmt werden. Das wenigstens eine Halbzeug kann nach dem Umformen gekühlt werden.
  • An dem umgeformten wenigstens einen Halbzeug kann wenigsten ein weiteres textiles Halbzeug angebracht werden. Das umgeformte wenigstens eine Halbzeug kann weiter umgeformt werden.
  • Das wenigstens eine ausfahrbare Werkzeugteil kann stempelartig ausgeführt sein. Das wenigstens eine ausfahrbare Werkzeugteil kann quer zu der eben einstellbaren Oberfläche ausfahrbar sein. Das wenigstens eine ausfahrbare Werkzeugteil kann eine ebene Oberfläche aufweisen, die einen Oberflächenabschnitt der eben einstellbaren Oberfläche bilden kann. Das wenigstens eine ausfahrbare Werkzeugteil kann senkrecht zu der eben einstellbaren Oberfläche ausfahrbar sein. Das mehrteilige Werkzeug kann wenigsten ein Unterwerkzeugteil aufweisen. Das wenigstens eine Unterwerkzeugteil kann eine ebene Oberfläche aufweisen, die einen Oberflächenabschnitt der eben einstellbaren Oberfläche bilden kann. Die Oberfläche kann durch Einfahren des wenigstens einen ausfahrbaren Werkzeugteils eben einstellbar sein. Bei eben eingestellter Oberfläche können die Oberflächen des wenigstens einen ausfahrbaren Werkzeugteils und des wenigstens einen Unterwerkzeugteils zueinander zumindest annähernd bündig eingestellt sein.
  • Die Vorrichtung kann eine kontrollierbare Evakuierungseinrichtung aufweisen. Die Evakuierungseinrichtung kann steuerungstechnisch oder regelungstechnisch kontrollierbar sein. Das Werkzeug kann Kanäle zum Evakuieren des Formraums aufweisen. Das wenigstens eine ausfahrbare Werkzeugteil und/oder das wenigstens eine Unterwerkzeugteil können/kann Kanäle zum Evakuieren des Formraums aufweisen. Zwischen dem wenigstens einen ausfahrbaren Werkzeugteil und dem wenigstens einen Unterwerkzeugteil können Kanäle zum Evakuieren des Formraums gebildet sein. Die Kanäle können mit der Evakuierungseinrichtung gasleitend verbunden sein.
  • Das Werkzeug kann wenigstens ein nachführbares Werkzeugteil aufweisen. Das wenigstens eine nachführbare Werkzeugteil kann parallel zu der eben einstellbaren Oberfläche verlagerbar sein. Das wenigstens eine nachführbare Werkzeugteil kann parallel zu der eben einstellbaren Oberfläche verlagerbar sein, um ein Nachführen des wenigstens einen Halbzeugs zu unterstützen. Das wenigstens eine Unterwerkzeugteil kann als nachführbares Werkzeugteil ausgeführt sein.
  • Die Vorrichtung wenigstens einen Niederhalter aufweisen. Der wenigstens eine Niederhalter kann quer, senkrecht und/oder parallel zu der eben einstellbaren Oberfläche verlagerbar sein.
  • Die Vorrichtung kann eine Temperiereinrichtung aufweisen. Die Temperiereinrichtung kann als Heizeinrichtung und/oder als Kühleinrichtung betreibbar sein. Die Temperiereinrichtung kann als Infrarotstrahler ausgeführt sein.
  • Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Diaphragmatiefziehen von Textilverstärksstrukturen.
  • Einzelne textile Zuschnitte können auf einem Positivtooling, bestehend aus einem Stempel und einem Unterwerkzeug, eben abgelegt werden. Das Unterwerkzeug kann dabei die Zuschnitte stützen, sodass diese nach dem Ablagevorgang immer noch eben vorliegen.
  • Nach der ebenen Ablage des Zuschnittes kann ein Diaphragma über das Unterwerkzeug und den Stempel gespannt werden, welches den textilen Zuschnitt in einer Kavität einschließt. Die Kavität kann nachfolgend über das Unterwerkzeug bzw. den Stempel, welche perforiert sein können, evakuiert werden. Dieser Schritt dient einer Fixierung des textilen Zuschnittes auf dem Werkzeug. Falls prozesstechnisch erforderlich können Niederhalter die Funktion des Diaphragmas unterstützen.
  • Anschließend kann der Stempel nach oben gegen das Diaphragma verfahren werden. Die bereits evakuierte Kavität sorgt dafür, dass der textile Zuschnitt einerseits fixiert ist und andererseits lokal zwischen Diaphragma und Unterwerkzeug herausgleiten bzw. gezielt drapiert und verschert werden kann. Eine über das Unterwerkzeug ragende noch mittels Diaphragma fixierte und kompaktierte Preform kann mittels geeigneter Wärmequellen, beispielsweise mittels Infrarotstrahlern, erhitzt werden. Dabei kann ein im textilen Zuschnitt integrierter thermoplastischer Binder aufgeschmolzen werden. Nach dem Ausschalten der Wärmequelle bei erreichtem Aufschmelzen des Binders kann die Preform weiterhin innerhalb der evakuierten Kavität abgekühlt werden. Dabei kann sich das Material setzen (Reduktion der Preformdicke), sowie fixiert werden (erhöhte Eigensteifigkeit durch verbundene Einzellagen).
  • Im Anschluss an den Abkühlvorgang können die gegebenenfalls eingesetzten Niederhalter sowie das Diaphragma nachdem die Kavität belüftet wurde abgenommen werden.
  • Der textile Zuschnitt kann eben und gestützt abgelegt werden, mit einer beliebigen Lagenanzahl an textilen Zuschnitten umgeformt werden, geführt drapiert und verschert werden und zeitgleich während der Binderaktivierung kompaktiert werden.
  • Des Weiteren kann eine Preform durch mehrere Umformschritte hergestellt werden. Auf einen bereits umgeformten und vorkompaktierten Zuschnitt können so zielgerichtet einzelne kleinere Zuschnitte, sogenannte Patches, manuell oder automatisiert aufgebracht werden. Der Vorteil lokal zielgerichtet Patches einbringen zu können erhöht ein Leichtbaupotential. Ein weiterer Vorteil, eine Preform durch mehrere Zwischenkompaktierungsschritte aufzubauen, besteht darin, dass jeder Kompaktierungsschritt ein Setzen des Materials mit sich bringt. So können durch eine Umformung in mehreren Schritten Falten bei der Drapierung reduziert und eine exakte Ausprägung von Preformradien sichergestellt werden.
  • Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
  • Mit der Erfindung wird eine Automatisierbarkeit vereinfacht oder ermöglicht, eine Reproduzierbarkeit verbessert, ein Aufwand, wie Zeit- und/oder Kostenaufwand, reduziert, eine Produktivität erhöht, eine Ausschussrate reduziert und/oder ein Rohstoffbedarf reduziert. Eine faltenfreie Drapierung mit lokal definierten Verscherungen wird erleichtert oder ermöglicht. Ein Offset zwischen Werkzeug und Halbzeug wird vermieden. Ein Herstelle in mehreren Umformschritten wird erleichtert oder ermöglicht. Werkzeuggeometrien sind variierbar.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
  • Es zeigen schematisch und beispielhaft:
    • 1 eine Anordnung zum Herstellen von endkonturnahen Verstärkungsstrukturen für Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile in einem Membranumformverfahren,
    • 2 ein mehrteiliges Werkzeug mit Kanälen und Gasführungselementen mit eben eingestellter Oberfläche,
    • 3 ein mehrteiliges Werkzeug und ein darauf eben abgestützt abgelegtes textiles Halbzeug,
    • 4 einen mithilfe eines mehrteiligen Werkzeugs und einer Membran gebildeten Formraum und ein darin angeordnetes textiles Halbzeug,
    • 5 ein Evakuieren eines mithilfe eines mehrteiligen Werkzeugs und einer Membran gebildeten Formraums,
    • 6 ein zwischen einem Werkzeug und einer Membran mithilfe von Niederhaltern unterstützt gehaltenes textiles Halbzeug,
    • 7 ein Umformen eines textilen Halbzeugs,
    • 8 ein thermisches Beaufschlagen eines umgeformten textilen Halbzeug,
    • 9 ein an einem ausfahrbaren Werkzeugteil angeordnetes umgeformtes textiles Halbzeug und
    • 10 ein Entfernen eines umgeformten textilen Halbzeug von einem ausfahrbaren Werkzeugteil.
  • 1 zeigt eine Anordnung 100 zum Herstellen von endkonturnahen Verstärkungsstrukturen für Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile in einem Membranumformverfahren.
  • Die Anordnung 100 weist ein Werkzeug mit einem ausfahrbaren Werkzeugteil 102 und zwei Unterwerkzeugteilen 104, 106 auf. Das ausfahrbare Werkzeugteil 102 ist zwischen den Unterwerkzeugteilen 104, 106 angeordnet. Das ausfahrbare Werkzeugteil 102 und die Unterwerkzeugteile 104, 106 weisen jeweils eine ebene ebene Oberfläche auf. Das ausfahrbare Werkzeugteil 102 ist in Pfeilrichtung 108 ausfahrbar und einfahrbar. In vollständig eingefahrener Stellung sind die Oberflächen des ausfahrbaren Werkzeugteils 102 und der Unterwerkzeugteile 104, 106 zueinander bündig eingestellt und bilden Oberflächenabschnitte einer eben einstellbaren Oberfläche des Werkzeugs. Die Unterwerkzeugteile 104, 106 sind in Pfeilrichtung 110 parallel zu der einstellbaren Oberfläche des Werkzeugs verlagerbar.
  • Die Anordnung 100 weist eine elastische gasdichte Membran 112 auf, die mithilfe einer Dichtung 114 umlaufend mit den Unterwerkzeugteilen 104, 106 gasdicht verbunden ist und mit dem Werkzeug einen Formraum 116 bildet. In dem Formraum 116 ist an dem Werkzeug eben abgestützt abgelegt ein textiles Halbzeug 118, vorliegend ein mit einem Binder versehener Kohlenfasergewebezuschnitt, angeordnet. In Freiräumen sind Gasführungselemente 120 angeordnet.
  • Die Anordnung 100 weist eine steuerungstechnisch oder regelungstechnisch kontrollierbare Evakuierungseinrichtung 122 auf. Das ausfahrbare Werkzeugteil 102 und/oder die Unterwerkzeugteile 104, 106 weisen Kanäle, wie 124, 126 zum Evakuieren des Formraums 116 auf, die mit der Evakuierungseinrichtung 122 gasleitend verbunden sind.
  • Die Anordnung 100 weist Niederhalter, wie 128, auf. Die Niederhalter 128 sind senkrecht und parallel zu der einstellbaren Oberfläche des Werkzeugs verlagerbar und dienen dazu, eine Haltekraft der Membran 112 zu unterstützen. Die Anordnung 100 weist eine als Heizeinrichtung betreibbare Temperiereinrichtung 130 auf.
  • Mit 2 bis 10 ist ein Herstellen einer endkonturnahen Verstärkungsstruktur für Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile gemäß Anordnung 100 nach 1 gezeigt.
  • Zunächst wird das ausfahrbare Werkzeugteil 102 eingefahren, sodass die Oberflächen des ausfahrbaren Werkzeugteils 102 und der Unterwerkzeugteile 104, 106, wie in 2 gezeigt, zueinander bündig eingestellt sind. Nachfolgend wird, wie in 3 gezeigt, an der eben eingestellten Oberfläche des Werkzeugs das textile Halbzeug 118 eben gestützt abgelegt. In Oberflächenbereichen des Werkzeugs, die nicht von dem textilen Halbzeug 118 abgedeckt sind, werden Gasführungselemente 120 angeordnet. Nachfolgend werden, wie in 4 gezeigt, das textile Halbzeug 118 und die Gasführungselemente 120 mithilfe der Membran 112 abgedeckt. Zwischen der Membran 112 und dem Werkzeug werden Dichtungen 114 angeordnet, um den Formraum 116 zu bilden. Nachfolgend wird, wie in 5 gezeigt, der Formraum 116 mithilfe der Evakuierungseinrichtung 122 über die Kanäle 124, 126 evakuiert. Dabei ermöglichen die Gasführungselemente 120 ein Gasstrom. Das textile Halbzeug 118 wird mithilfe der Membran 112 an dem Werkzeug gehalten. Eine Haltekraft der Membran 112 kann, wie in 6 gezeigt, mithilfe von Niederhaltern 128 unterstützt werden.
  • Nachfolgend wird, wie in 7 gezeigt, das ausfahrbare Werkzeugteil 102 ausgefahren und das textile Halbzeug 118 ausgehend umgeformt. Dabei wird das textile Halbzeug 118 nachgeführt, wobei das textile Halbzeug 118 zwischen der Membran 112 und dem Werkzeug kontrolliert gleiten kann. Die Unterwerkzeugteile 104, 106 können parallel zu der eben einstellbaren Oberfläche verlagert werden, um ein Nachführen des textilen Halbzeugs 118 zu unterstützen.
  • Nach erfolgtem Umformen des textilen Halbzeugs 118 wird, wie in 8 gezeigt, das umgeformte textile Halbzeug 118 mithilfe der Temperiereinrichtung 130 erhitzt, um den Binder zu aktivieren und damit eine Form des textilen Halbzeugs 118 zu stabilisieren. Vor, während und/oder nach dem Umformen kann das textile Halbzeug 118 durch Evakuieren des Formraums 116, gegebenenfalls mit Unterstützung der Niederhalter 128, kompaktiert werden. Nachfolgend wird die Membran 112 entfernt, sodass das umgeformte textile Halbzeug 118, wie in 9 gezeigt, freiliegt. An dem umgeformten textilen Halbzeug 118 können weitere textile Halbzeuge angeordnet werden und/oder es können sich weitere Umformschritte anschließen. Abschließend wird die endkonturnahe Verstärkungsstruktur, wie in 10 gezeigt, entnommen, um in weiteren Schritten damit ein Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil herzustellen.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Anordnung
    102
    Werkzeugteil
    104
    Unterwerkzeugteil
    106
    Unterwerkzeugteil
    108
    Pfeilrichtung
    110
    Pfeilrichtung
    112
    Membran
    114
    Dichtung
    116
    Formraum
    118
    Halbzeug
    120
    Gasführungselement
    122
    Evakuierungseinrichtung
    124
    Kanal
    126
    Kanal
    128
    Niederhalter
    130
    Temperiereinrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007053120 A1 [0002, 0003]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Herstellen von endkonturnahen Verstärkungsstrukturen für Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteile in einem Membranumformverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass an einem mehrteiligen Werkzeug wenigstens ein textiles Halbzeug (118) eben gestützt abgelegt wird, das wenigstens eine Halbzeug (118) unter Bildung eines Formraums (116) mit einer Membran (112) abgedeckt wird, der Formraum (116) evakuiert wird und das wenigstens eine Halbzeug (118) durch Ausfahren wenigstens eines Werkzeugteils (102) umgeformt wird, wobei das wenigstens eine Halbzeug (118) zwischen dem Werkzeug und der Membran (112) kontrolliert gleitend nachgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formraum (116) kontrolliert evakuiert wird, um das wenigstens eine Halbzeug (118) zwischen dem Werkzeug und der Membran (112) kontrolliert gleitend nachzuführen und/oder das das wenigstens eine Halbzeug (118) mit einer vorbestimmten Kraft zu kompaktieren.
  3. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltekraft der Membran (112) abschnittsweise mithilfe wenigstens eines Niederhalters (128) unterstützt wird.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Halbzeug (118) nach dem Umformen thermisch beaufschlagt wird.
  5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem umgeformten wenigstens einen Halbzeug (118) wenigsten ein weiteres textiles Halbzeug angebracht wird.
  6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das umgeformte wenigstens eine Halbzeug (118) weiter umgeformt wird.
  7. Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein mehrteiliges Werkzeug mit einer eben einstellbaren Oberfläche und wenigstens einem ausfahrbaren Werkzeugteil (102) aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine kontrollierbare Evakuierungseinrichtung (122) aufweist.
  9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug Kanäle (124, 126) zum Evakuieren des Formraums (116) aufweist.
  10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug wenigstens ein nachführbares Werkzeugteil (104, 106) aufweist.
  11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens einen Niederhalter (128) aufweist.
  12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Temperiereinrichtung (130) aufweist.
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