DE102018119751A1 - Method and system for producing a hybrid component - Google Patents

Method and system for producing a hybrid component Download PDF

Info

Publication number
DE102018119751A1
DE102018119751A1 DE102018119751.9A DE102018119751A DE102018119751A1 DE 102018119751 A1 DE102018119751 A1 DE 102018119751A1 DE 102018119751 A DE102018119751 A DE 102018119751A DE 102018119751 A1 DE102018119751 A1 DE 102018119751A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tape
layer
produced
workpiece carrier
printing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018119751.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Sebastian Nowotny
Marvin Schneider
Markus Kaden
Simon Hümbert
Georg Doll
Karsten Reifegerste
Uwe Reifegerste
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE102018119751.9A priority Critical patent/DE102018119751A1/en
Publication of DE102018119751A1 publication Critical patent/DE102018119751A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C69/00Combinations of shaping techniques not provided for in a single one of main groups B29C39/00 - B29C67/00, e.g. associations of moulding and joining techniques; Apparatus therefore
    • B29C69/02Combinations of shaping techniques not provided for in a single one of main groups B29C39/00 - B29C67/00, e.g. associations of moulding and joining techniques; Apparatus therefore of moulding techniques only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/02Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising combinations of reinforcements, e.g. non-specified reinforcements, fibrous reinforcing inserts and fillers, e.g. particulate fillers, incorporated in matrix material, forming one or more layers and with or without non-reinforced or non-filled layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/165Processes of additive manufacturing using a combination of solid and fluid materials, e.g. a powder selectively bound by a liquid binder, catalyst, inhibitor or energy absorber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205Means for applying layers
    • B29C64/209Heads; Nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00Products made by additive manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Hybrid-Bauteils bereitgestellt, bei dem an einem Werkstückträger (12) durch mindestens einen Tape-Leger (16) über Tape-Legen eine Tape-Substrat-Lage (14) hergestellt wird und anschließend auf der Tape-Substrat-Lage (14) bei an dem Werkstückhalter (12) angeordneter Tape-Substrat-Lage (14) über mindestens einen 3D-Druckkopf (20) eine Struktur (36) durch additives Auftragen auf der Tape-Substrat-Lage (14) hergestellt wird.The invention relates to a method for producing a hybrid component, in which a tape substrate layer (14) is produced on a workpiece carrier (12) by at least one tape layer (16) by means of tape laying and then on the tape Substrate layer (14) with a tape substrate layer (14) arranged on the workpiece holder (12) via at least one 3D print head (20), a structure (36) is produced by additive application to the tape substrate layer (14) becomes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Hybrid-Bauteils.The invention relates to a method for producing a hybrid component.

Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Herstellung eines Bauteils.The invention further relates to a system for producing a component.

Aus der DE 10 2015 209 571 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden bekannt, bei dem eine oder mehrere Schichten aus mindestens einem faserverstärkten Material mit einer thermoplastischen Matrix auf ein Substrat oder direkt über-, neben- und/oder aufeinander angeordnet werden.From the DE 10 2015 209 571 A1 A method for producing components from fiber-plastic composites is known, in which one or more layers of at least one fiber-reinforced material with a thermoplastic matrix are arranged on a substrate or directly above, next to and / or on top of one another.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem sich Hybrid-Bauteile auf einfache Weise automatisiert herstellen lassen.The invention has for its object to provide a method of the type mentioned, with which hybrid components can be easily automated.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an einem Werkstückträger durch mindestens einen Tape-Leger über Tape-Legen eine Substrat-Tape-Lage hergestellt wird und anschließend auf der Substrat-Tape-Lage bei an dem Werkstückhalter angeordneten Substrat-Tape-Lage über mindestens einen 3D-Druckkopf eine Struktur durch additives Auftragen auf der Substrat-Tape-Lage hergestellt wird.This object is achieved according to the invention in the method mentioned at the outset in that a substrate tape layer is produced on a workpiece carrier by at least one tape layer by tape laying and then on the substrate tape layer with substrate arranged on the workpiece holder. Tape layer is produced via at least one 3D print head a structure by additive application to the substrate tape layer.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt die Herstellung einer flächigen Struktur über Tape-Laminate und die Herstellung einer Struktur auf der Substrat-Tape-Lage an der gleichen Anlage ohne Entfernung des Werkstücks von dem Werkstückträger, das heißt ohne Umsetzung des Werkstücks.In the solution according to the invention, the production of a flat structure takes place via tape laminates and the production of a structure on the substrate-tape layer on the same system without removing the workpiece from the workpiece carrier, that is to say without converting the workpiece.

Es lassen sich so Hybrid-Bauteile auf automatisierte Weise herstellen, welche insbesondere komplex, hochintegrativ und individuell sind. Beispielsweise lassen sich hohe Anforderungen an die Steifigkeit und Festigkeit erfüllen, indem Verstärkungselemente insbesondere in die Struktur integriert werden, wobei diese über 3D-Drucken hergestellt wird. Es lassen sich Leichtbauteile herstellen; die Hybrid-Bauteile lassen sich beispielsweise bezüglich Form und Topologie optimieren. Es lässt sich so auf einfache Weise ein Hybrid-Bauteil an einen eintretenden Lastfall anpassen. Es lassen sich auch komplexere Geometrien insbesondere über das 3D-Drucken mittels des mindestens einen 3D-Druckkopfs realisieren.In this way, hybrid components can be produced in an automated manner, which are particularly complex, highly integrative and individual. For example, high demands on rigidity and strength can be met by integrating reinforcement elements in particular into the structure, which is produced using 3D printing. Light components can be manufactured; the hybrid components can be optimized in terms of shape and topology, for example. In this way, a hybrid component can be easily adapted to an occurring load case. More complex geometries can also be realized, in particular via 3D printing using the at least one 3D printing head.

Grundsätzlich kann dabei die hergestellte Substrat-Tape-Lage Unterlagen umfassen und mehrschichtig ausgebildet sein.In principle, the substrate tape layer produced can include underlays and be of a multi-layer design.

Bei einer Ausführungsform wird auf der Struktur über mindestens einen Tape-Leger über Tape-Legen eine Deck-Tape-Lage hergestellt. Es lässt sich dadurch eine Abfolge von Tape-Lage-Struktur-Tape-Lage erreichen. Grundsätzlich kann dabei in Teilbereichen die Deck-Tape-Lage auch mit der Substrat-Tape-Lage verbunden sein. Es lassen sich so beispielsweise auf einfache Weise Sandwichstrukturen herstellen.In one embodiment, a cover tape layer is produced on the structure by means of at least one tape layer via tape layers. A sequence of tape-layer-structure-tape-layers can thereby be achieved. In principle, the cover tape layer can also be connected to the substrate tape layer in partial areas. For example, sandwich structures can be produced in a simple manner.

Es ist dabei insbesondere vorgesehen, dass bei Herstellung der Deck-Tape-Lage die Kombination aus der Struktur und der Substrat-Tape-Lage an dem Werkstückträger angeordnet ist und insbesondere an dem Werkstückträger verbleibt, das heißt nicht umgesetzt wird. Es ergibt sich so ein einfacher Herstellungsprozess, welcher sich insbesondere automatisiert durchführen lässt.In particular, it is provided that when the cover tape layer is produced, the combination of the structure and the substrate tape layer is arranged on the workpiece carrier and in particular remains on the workpiece carrier, that is to say is not implemented. This results in a simple manufacturing process, which can be carried out in particular in an automated manner.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Deck-Tape-Lage als Substrat-Tape-Lage für eine weitere über 3D-Druck aufgetragene Struktur verwendet wird. Es lässt sich so ein Hybrid-Bauteil mit einer Art Schichtenaufbau herstellen, welches optimiert an einen Anwendungsfall angepasst werden kann.It can further be provided that the cover tape layer is used as a substrate tape layer for a further structure applied via 3D printing. In this way, a hybrid component with a type of layer structure can be produced, which can be optimally adapted to an application.

Insbesondere verarbeitet der mindestens eine Tape-Leger ein faserverstärktes Kunststoffband, welches insbesondere mit einem Harzmaterial imprägniert sein kann. Es lässt sich so insbesondere eine flächige Laminatstruktur herstellen.In particular, the at least one tape layer processes a fiber-reinforced plastic tape, which in particular can be impregnated with a resin material. In particular, a flat laminate structure can be produced in this way.

Insbesondere wird die Struktur durch 3D-Druck eines 3D-druckfähigen Materials wie beispielsweise eines thermoplastischen Materials hergestellt. Es lässt sich so auf einfache Weise und optimierte Weise ein Hybrid-Bauteil mit optimierter Anpassung an eine Anwendung herstellen.In particular, the structure is produced by 3D printing a 3D printable material such as a thermoplastic material. In this way, a hybrid component with optimized adaptation to an application can be produced in a simple and optimized manner.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass vor und/oder bei dem 3D-Druck die Substrat-Tape-Lage oder eine Tape-Lage erhitzt wird. Dadurch lässt sich eine gute Verbindung zwischen den Materialien erreichen.It can be provided that the substrate tape layer or a tape layer is heated before and / or during 3D printing. This enables a good connection between the materials to be achieved.

Insbesondere wird die Substrat-Tape-Lage so erhitzt, dass an ihrer Oberfläche eine Temperatur im Bereich zwischen 260°C und 400°C vorliegt. Dadurch ergibt sich eine optimierte Verbindung zwischen Substrat-Tape-Lage bzw. Tape-Lage und Struktur.In particular, the substrate tape layer is heated in such a way that its surface has a temperature in the range between 260 ° C. and 400 ° C. This results in an optimized connection between the substrate-tape layer or tape layer and structure.

Es ist dabei möglich, dass die Substrat-Tape-Lage oder eine Tape-Lage auf ihrer ganzen zu bedruckenden Fläche erhitzt wird (beispielsweise über ein oder mehrere Infrarotstrahler), oder lokal an einer Fügezone erhitzt wird, beispielsweise über eine Heißluftquelle oder Laserquelle. Es lässt sich so angepasst an das herzustellende Hybrid-Bauteil eine optimierte Verbindung zwischen einer Tape-Lage und einer Struktur erreichen.It is possible that the substrate tape layer or a tape layer is heated over its entire surface to be printed (for example via one or more infrared emitters), or locally at a joining zone, for example via a hot air source or laser source. In this way, an optimized connection between a tape layer and a structure can be achieved, adapted to the hybrid component to be produced.

Insbesondere wird das Hybrid-Bauteil an dem Werkstückträger sukzessive durch Tape-Legen und 3D-Druck hergestellt, wobei insbesondere das Werkstück während des Herstellungsprozesses nicht von dem Werkstückträger entnommen wird. Dadurch ergibt sich auf einfache eine automatisierbare Durchführbarkeit des Herstellungsverfahrens. In particular, the hybrid component is successively manufactured on the workpiece carrier by tape laying and 3D printing, the workpiece in particular not being removed from the workpiece carrier during the manufacturing process. This results in a simple, automatable feasibility of the manufacturing process.

Insbesondere ist oder umfasst die über 3D-Druck hergestellte Struktur mindestens eines der Folgenden: einen Sandwich-Kern, eine Leitung für Stofftransport und/oder eine Leitung für einen elektrischen Stromtransport, ein Anbindungselement, ein Insert, ein Krafteinleitungselement, ein Verstärkungselement, ein Versteifungselement. Es lässt sich so eine Optimierung des entsprechenden Hybrid-Bauteils angepasst an eine Anwendung erreichen. In particular, the structure produced by 3D printing is or comprises at least one of the following: a sandwich core, a line for mass transport and / or a line for electrical current transport, a connecting element, an insert, a force introduction element, a reinforcing element, a stiffening element. In this way, optimization of the corresponding hybrid component can be achieved, adapted to an application.

Bei einer Ausführungsform weist der Werkstückträger als Werkzeug für die Ablage von Tapes eine gekrümmte Oberfläche auf, wenn das entsprechende herzustellende Hybrid-Bauteil eine gekrümmte Oberfläche aufweisen soll.In one embodiment, the workpiece carrier has a curved surface as a tool for storing tapes if the corresponding hybrid component to be produced is to have a curved surface.

Erfindungsgemäß wird eine Anlage der eingangs genannten Art bereitgestellt, welche mindestens einen Werkstückträger, mindestens einen Tape-Leger und mindestens einen 3D-Druckkopf umfasst, wobei der Werkstückträger ein Werkstückträger für Tape-Legen durch den mindestens einen Tape-Leger ist und für die Herstellung einer Struktur auf einer Tape-Lage ist.According to the invention, a system of the type mentioned is provided which comprises at least one workpiece carrier, at least one tape layer and at least one 3D printing head, the workpiece carrier being a workpiece carrier for tape laying by the at least one tape layer and for the production of a Structure on a tape layer.

Auf dem gleichen Werkstückträger lässt sich dadurch ohne Umsetzen eines Werkstücks eine oder mehrere Tape-Lagen und eine oder mehrere Strukturen herstellen.This means that one or more layers of tape and one or more structures can be produced on the same workpiece carrier without moving a workpiece.

Insbesondere lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren mit der erfindungsgemäßen Anlage durchführen bzw. die erfindungsgemäße Anlage lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betreiben.In particular, the method according to the invention can be carried out with the system according to the invention or the system according to the invention can be operated with the method according to the invention.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.Advantageous embodiments of the system according to the invention have already been explained in connection with the method according to the invention.

Insbesondere umfasst die Anlage eine Heizeinrichtung zur Heizung einer Tape-Lage und das Aufbringen einer Struktur durch 3D-Druck über den mindestens einen 3D-Druckkopf. Dadurch lässt sich eine gute Materialverbindung erreichen.In particular, the system comprises a heating device for heating a tape layer and the application of a structure by 3D printing via the at least one 3D printing head. This enables a good material connection to be achieved.

Günstig ist es, wenn der mindestens eine Tape-Leger und der mindestens eine Werkstückträger relativ zueinander beweglich sind. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein flächiges Laminatgebilde herstellen.It is expedient if the at least one tape layer and the at least one workpiece carrier are movable relative to one another. This enables a flat laminate structure to be produced in a simple manner.

Ferner günstig ist es, wenn der mindestens eine 3D-Druckkopf und der mindestens eine Werkstückträger relativ zueinander beweglich sind und insbesondere in mindestens drei Achsen zueinander beweglich sind. Dadurch lassen sich definierte Strukturen in allen drei Raumrichtungen erzeugen.It is also expedient if the at least one 3D print head and the at least one workpiece carrier are movable relative to one another and in particular are movable relative to one another in at least three axes. This enables defined structures to be created in all three spatial directions.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Anlage zur Herstellung eines Hybrid-Bauteils;
  • 2 eine schematische Teildarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Anlage zur Herstellung eines Hybrid-Bauteils;
  • 3 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines hergestellten Hybrid-Bauteils;
  • 4 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Hybrid-Bauteils; und
  • 5 eine weitere schematische Darstellung eines Hybrid-Bauteils.
The following description of preferred embodiments serves in conjunction with the drawings to explain the invention in more detail. Show it:
  • 1 a schematic representation of a first embodiment of a system for producing a hybrid component;
  • 2 a schematic partial representation of a second embodiment of a system for producing a hybrid component;
  • 3 a schematic view of an embodiment of a manufactured hybrid component;
  • 4 a schematic view of a further embodiment of a hybrid component; and
  • 5 another schematic representation of a hybrid component.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung eines Hybrid-Bauteils, welches in 1 schematisch gezeigt und mit 10 bezeichnet ist, umfasst einen Werkstückhalter 12. Der Werkstückhalter 12 dient zur Herstellung einer Tape-Substrat-Lage 14. Die Tape-Substrat-Lage 14 ist ein Tape-Laminat, welches eine Decklage bildet.An embodiment of a system according to the invention for producing a hybrid component, which in 1 shown schematically and with 10 denotes a workpiece holder 12 , The workpiece holder 12 is used to produce a tape substrate layer 14 , The tape substrate layer 14 is a tape laminate that forms a top layer.

Die Tape-Substrat-Lage 14 kann eine Mehrzahl von Unterlagen umfassen, welche sukzessive aufeinander angeordnet sind.The tape substrate layer 14 can comprise a plurality of documents which are successively arranged on one another.

Der Werkstückhalter 12 bildet ein Werkzeug zur Ablage von Tapes zur Herstellung der Tape-Substrat-Lage 14. Der Werkstückhalter 12 kann grundsätzlich beheizt sein.The workpiece holder 12 forms a tool for storing tapes for the production of the tape-substrate layer 14 , The workpiece holder 12 can always be heated.

Zur Herstellung der Tape-Substrat-Lage 14 ist mindestens ein Tape-Leger 16 vorgesehen. Der Tape-Leger 16 weist eine mehrachsige Beweglichkeit auf, wobei der Werkstückhalter 12 und der Tape-Leger 16 relativ zueinander beweglich sind. Über den Tape-Leger 16 werden Tape-Lagen an dem Werkstückhalter 12 zur Herstellung der Tape-Substrat-Lage 14 abgelegt.To make the tape substrate layer 14 is at least one tape layer 16 intended. The tape layer 16 has a multi-axis mobility, the workpiece holder 12 and the tape layer 16 are movable relative to each other. About the tape layer 16 become tape layers on the workpiece holder 12 for the production of the tape substrate layer 14 stored.

Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass die Anlage 10 eine Mehrzahl von Tape-Legern 16 umfasst und/oder dass ein Tape-Leger 16 eine Mehrzahl von Legeköpfen 18 aufweist, über welche unterschiedliche Tapes ablegbar sind.It is basically possible that the system 10 a variety of tape layers 16 includes and / or that a tape layer 16 a plurality of laying heads 18 has, over which different tapes can be deposited.

Die abgelegten Tapes sind insbesondere faserverstärkte Kunststoffbänder; diese Tapes können dabei vorimprägniert sein, insbesondere mit einem Harzmaterial. The tapes are in particular fiber-reinforced plastic tapes; these tapes can be pre-impregnated, in particular with a resin material.

Der Werkstückhalter 12 ist in seiner Form an das herzustellende Werkstück angepasst, sodass ein Tape-Legen über den mindestens einen Tape-Leger 16 formnah zu dem herzustellenden Hybrid-Bauteil erfolgt.The workpiece holder 12 is adapted in shape to the workpiece to be manufactured, so that a tape layer over the at least one tape layer 16 takes place close to the shape of the hybrid component to be produced.

Nach Herstellung der Tape-Substrat-Lage 14 (des Tape-Laminats) wird an dieser eine Struktur über additives Auftragen (3D-Druck) erzeugt. Die Tape-Substrat-Lage 14, welche mittels des mindestens einen Tape-Legers 16 hergestellt ist, ist dabei der Träger für diese Struktur. Die Tape-Substrat-Lage 14 bleibt an dem Werkstückhalter 12 angeordnet, das heißt zur Herstellung der Struktur auf der Tape-Substrat-Lage 14 wird das entsprechende Werkstück nicht umgesetzt und verbleibt an dem Werkstückhalter 12.After making the tape substrate layer 14 (of the tape laminate), a structure is created on it via additive application (3D printing). The tape substrate layer 14 which by means of the at least one tape layer 16 is the carrier for this structure. The tape substrate layer 14 remains on the workpiece holder 12 arranged, that is, to produce the structure on the tape-substrate layer 14 the corresponding workpiece is not moved and remains on the workpiece holder 12 ,

Zur Herstellung der Struktur ist (mindestens) ein 3D-Druckkopf 20 vorgesehen.A 3D print head 20 is (at least) provided for producing the structure.

Dieser ist beispielsweise in einem Gehäuse 22 positioniert, wobei der 3D-Druckkopf 20 beispielsweise in dem Gehäuse 20 relativ zu dem Werkstückträger 12 beweglich ist.This is, for example, in a housing 22 positioned, the 3D print head 20, for example, in the housing 20 relative to the workpiece carrier 12 is mobile.

Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Gehäuse 22 fest zu dem Werkstückhalter 12 und damit auch fest zu der hergestellten Tape-Substrat-Lage 14 positioniert. Der 3D-Druckkopf 20 wird dann in dem Gehäuse 22 relativ zu der Tape-Substrat-Lage 14 verfahren, um die entsprechende Struktur auf der Tape-Substrat-Lage 14 herzustellen.In one embodiment, the housing 22 firmly to the workpiece holder 12 and thus also firmly to the tape-substrate layer produced 14 positioned. The 3D print head 20 is then in the housing 22 relative to the tape substrate layer 14 proceed to the appropriate structure on the tape substrate layer 14 manufacture.

Die Struktur auf der Tape-Substrat-Lage 14 wird mittels eines thermoplastischen Materials hergestellt. Beispiele für solche thermoplastischen Materialien sind die Kunststoffmaterialien PPS, PEEK oder PA.The structure on the tape substrate layer 14 is made using a thermoplastic material. Examples of such thermoplastic materials are the plastic materials PPS, PEEK or PA.

Dieses Material kann teilkristallin oder amorph sein.This material can be semi-crystalline or amorphous.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass eine Oberfläche 24 der Tape-Substrat-Lage 14 vor oder bei dem 3D-Druckvorgang erwärmt wird. Insbesondere erfolgt eine Erwärmung auf eine Temperatur im Bereich zwischen 260°C und 400°C.In one embodiment, it is provided that a surface 24 the tape substrate layer 14 is heated before or during the 3D printing process. In particular, it is heated to a temperature in the range between 260 ° C. and 400 ° C.

Es lässt sich dadurch die Verbindung der Struktur, welche über 3D-Drucken auf der Tape-Substrat-Lage 14 erzeugt wird, mit der Tape-Substrat-Lage 14 verbessern.This allows the connection of the structure, which is via 3D printing on the tape substrate layer 14 is generated with the tape-substrate layer 14 improve.

Es ist eine entsprechende Heizeinrichtung 26 vorgesehen, um die Oberfläche 24 zu erwärmen. Die Heizeinrichtung 26 kann dabei so ausgebildet sein ( 1), dass eine lokale Erwärmung der Oberfläche 24 an einem Fügebereich 28 stattfindet. Insbesondere ist dann eine Führung an der Heizeinrichtung 26 vorgesehen, um bei „Wanderung“ des Fügebereichs 28 immer für eine Erwärmung dort zu sorgen.It is a corresponding heating device 26 provided to the surface 24 to warm up. The heater 26 can be designed ( 1 ) that local heating of the surface 24 at a joining area 28 takes place. In particular, there is a guide on the heating device 26 provided to "hike" the joining area 28 always to ensure warming there.

Beispielsweise umfasst die Heizeinrichtung 26 dazu eine Heißluftquelle oder eine Laserquelle.For example, includes the heater 26 a hot air source or a laser source.

Bei einer alternativen Ausführungsform (2) ist eine Heizeinrichtung 26' vorgesehen, welche einen großen Oberflächenbereich der Tape-Substrat-Lage 14 und beispielsweise den Oberflächenbereich der Tape-Substrat-Lage 14, welcher sich innerhalb des Gehäuses 22 befindet, aufheizt. Es lässt sich so insbesondere eine ganze zu bedruckende Fläche aufheizen.In an alternative embodiment ( 2 ) is a heating device 26 ' provided which a large surface area of the tape substrate layer 14 and for example the surface area of the tape substrate layer 14 which is inside the case 22 is heated up. In particular, an entire area to be printed can be heated.

Bei dieser Ausführungsform umfasst die Heizeinrichtung 26' beispielsweise einen oder mehrere Infrarotstrahler 30.In this embodiment, the heater includes 26 ' for example one or more infrared emitters 30 ,

Es kann eine Mehrzahl von 3D-Druckköpfen 20 vorgesehen sein. Grundsätzlich können auch unterschiedliche thermoplastische Materialien auf der Tape-Substrat-Lage 14 aufgedruckt werden.It can have a variety of 3D print heads 20 be provided. In principle, different thermoplastic materials can also be placed on the tape substrate layer 14 be printed on.

Beispielsweise ist das 3D-Druckverfahren zur Herstellung der Struktur ein FFF-Verfahren (Fused Filament Fabrication). Bei diesem Verfahren wird ein Filament aus einem thermoplastischen Material über einen Extruder erwärmt und anschließend aufgetragen.For example, the 3D printing process for producing the structure is an FFF (Fused Filament Fabrication) process. In this method, a filament made of a thermoplastic material is heated via an extruder and then applied.

Nach Herstellung der Struktur kann es vorgesehen sein, dass auf der Struktur eine Tape-Decklage über den mindestens einen Tape-Leger 16 hergestellt wird. Zur Herstellung dieser Tape-Decklage (eines Tape-Laminats) wird dabei die zuvor hergestellte Kombination aus Tape-Substrat-Lage 14 und Struktur insbesondere nicht von dem Werkstückhalter 12 entnommen.After the structure has been produced, it can be provided that a tape cover layer over the at least one tape layer on the structure 16 will be produced. To produce this tape top layer (a tape laminate), the combination of tape substrate layer previously produced is used 14 and structure especially not from the workpiece holder 12 taken.

Es ist dabei möglich, dass die Tape-Decklage mindestens bereichsweise auf der Tape-Substrat-Lage 14 abgelegt wird.It is possible that the tape cover layer at least in some areas on the tape substrate layer 14 is filed.

An dem so hergestellten Werkstück als Kombination aus Tape-Substrat-Lage, Struktur und Tape-Decklage kann wiederum über ein 3D-Druckverfahren an der Anlage 10 eine Struktur auf der Tape-Decklage, welche dann als Tape-Substrat-Lage verwendet wird, hergestellt werden. Es lässt sich so ein mehrschichtiges Hybrid-Bauteil herstellen, welches die Abfolge Tape-Lage-Struktur-Tape-Lage-Struktur usw. aufweist. Die Tape-Lagen können dabei grundsätzlich Unterlagen aufweisen. Es können dabei unterschiedliche Tape-Lagen unterschiedlich ausgebildet sein und unterschiedliche Strukturen können unterschiedlich ausgebildet sein.The workpiece produced in this way as a combination of tape-substrate layer, structure and tape top layer can in turn be applied to the system using a 3D printing process 10 a structure on the tape cover layer, which is then used as a tape substrate layer. A multilayer hybrid component can be produced in this way, which has the sequence tape-layer-structure-tape-layer structure, etc. The tape layers can basically have documents. You can do it different tape layers can be designed differently and different structures can be designed differently.

In 3 ist ein erstes Beispiel eines Hybrid-Bauteils 32 schematisch gezeigt. Dieses Hybrid-Bauteil 32 lässt sich an der Anlage 10 herstellen. Es umfasst eine Mehrzahl von Tape-Lagen 34, wobei zwischen benachbarten Tape-Lagen 34 jeweils eine Struktur 36 durch den mindestens einen 3D-Druckkopf 20 hergestellt ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Struktur 36 in einem Bereich eine kontinuierliche Dickenveränderung auf. Diese kontinuierliche Dickenveränderung ist durch das 3D-Druckverfahren mittels des 3D-Druckkopfs 20 hergestellt, wobei dann entsprechend die Position des 3D-Druckkopfs zu der jeweiligen Tape-Substrat-Lage 14 entsprechend der herzustellenden Struktur 36 variiert wird.In 3 is a first example of a hybrid component 32 shown schematically. This hybrid component 32 can be attached to the system 10 produce. It includes a number of layers of tape 34 , between adjacent tape layers 34 one structure each 36 is produced by the at least one 3D print head 20. In the embodiment shown, the structure has 36 a continuous change in thickness in one area. This continuous change in thickness is produced by the 3D printing process using the 3D printing head 20, the position of the 3D printing head then corresponding to the respective tape substrate layer 14 according to the structure to be manufactured 36 is varied.

Das erste Hybrid-Bauteil 32 kann beispielsweise bei Crash-Elementen für eine erhöhte Energieaufnahme eingesetzt werden.The first hybrid component 32 can be used, for example, in crash elements for increased energy consumption.

In 4 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines zweiten Hybrid-Bauteils 38 gezeigt. Dieses umfasst eine erste Tape-Lage 40 und eine zweite Tape-Lage 42. Zwischen diesen ist eine Struktur 44 hergestellt. In die Struktur 44 ist eine Leitung 46 beispielsweise für einen Stofftransport eingebettet. Die Struktur 44 mit der integrierten Leitung 46 wird über das 3D-Druckverfahren mit dem mindestens einen 3D-Druckkopf 20 erzeugt.In 4 is a schematic embodiment of a second hybrid component 38 shown. This includes a first layer of tape 40 and a second tape layer 42 , There is a structure between them 44 manufactured. In the structure 44 is a line 46 embedded for example for a mass transfer. The structure 44 with the integrated line 46 is about the 3D printing process with the at least one 3D printing head 20 generated.

Bei dem zweiten Hybrid-Bauteil 38 ist ferner ein Anbindungselement 48 vorgesehen, welches an der zweiten Tape-Lage 42 durch 3D-Druck mittels des 3D-Druckkopfs 20 erzeugt wird.The second hybrid component 38 is also a connection element 48 provided on the second tape layer 42 by 3D printing using the 3D print head 20 is produced.

In 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Hybrid-Bauteils 50 gezeigt. Dieses weist eine Sandwichstruktur auf mit einer ersten Tape-Lage 52, einer zweiten Tape-Lage 54 und einem Sandwich-Kern 56 zwischen der ersten Tape-Lage 52 und der zweiten Tape-Lage 54.In 5 is a third embodiment of a hybrid device 50 shown. This has a sandwich structure with a first tape layer 52 , a second layer of tape 54 and a sandwich core 56 between the first layer of tape 52 and the second tape layer 54 ,

Der Sandwich-Kern 56 ist mittels des 3D-Druckkopfs 20 hergestellt.The sandwich core 56 is by means of the 3D print head 20 manufactured.

Der Sandwich-Kern 56 ist insbesondere ein Wabenkern, welcher gedruckt ist.The sandwich core 56 is in particular a honeycomb core, which is printed.

Durch die erfindungsgemäße Lösung lassen sich Hybrid-Bauteile herstellen, welche eine Struktur aufweisen, die beispielsweise einen Sandwich-Kern, eine Leitung für Stofftransport und/oder eine Leitung für einen elektrischen Stromtransport, ein Anbindungselement, ein Insert, ein Krafteinleitungselement, ein Verstärkungselement, ein Versteifungselement ist oder umfasst.The solution according to the invention makes it possible to produce hybrid components which have a structure which has, for example, a sandwich core, a line for mass transport and / or a line for electrical current transport, a connecting element, an insert, a force introduction element, a reinforcing element Stiffening element is or includes.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird an einem Werkstückhalter 12 (ohne Umspannung des Werkstücks) ein Tape-Lege-Prozess mit einem 3D-Druckverfahren wie beispielsweise einem FFF-Druckverfahren kombiniert. Es lässt sich dadurch die Anzahl der Freiheitsgrade bei der Herstellung eines Hybrid-Bauteils und insbesondere eines Leichtbaustruktur-Bauteils erhöhen. Es können dadurch angepasste Bauteile automatisiert produziert werden.In the method according to the invention, a workpiece holder is used 12 (without reclamping the workpiece) a tape-laying process combined with a 3D printing process such as an FFF printing process. The number of degrees of freedom in the production of a hybrid component and in particular a lightweight structural component can thereby be increased. As a result, customized components can be produced automatically.

Durch die Heizeinrichtung 26 bzw. 26' kann die Verbindung von Tape-Lagen und Struktur verbessert werden.Through the heater 26 respectively. 26 ' the connection of tape layers and structure can be improved.

Über den mindestens einen Tape-Leger 16 werden flächige Strukturen abgelegt, welche auch Unterlagen umfassen können. Über den mindestens einen 3D-Druckkopf 20 werden Strukturen hergestellt, wobei solche Strukturen auf der hergestellten Tape-Substrat-Lage 14 hergestellt werden. Die Tape-Substrat-Lage 14 ist für das Bauteil und auch während des Herstellungsprozesses eine Trägerlage für die Struktur.About the at least one tape layer 16 flat structures are filed, which can also include documents. Structures are produced via the at least one 3D print head 20, such structures on the tape-substrate layer produced 14 getting produced. The tape substrate layer 14 is a support layer for the structure for the component and also during the manufacturing process.

Beispielsweise können in die Struktur Krafteinleitungspunkte und Inserts eingefügt werden, und wobei durch das Verknüpfen von Tape-Legen und 3D-Druck eine optimale Lasteinleitung garantiert werden kann.For example, force introduction points and inserts can be inserted into the structure, and optimal load transfer can be guaranteed by linking tape laying and 3D printing.

Es können individuell angepasste Hybrid-Bauteile auf einfache Weise hergestellt werden; es lassen sich beispielsweise Anschlusselemente oder Leitungen wie beispielsweise auch elektrische Leitungen hinzufügen, ohne dass die Anlage 10 umgerüstet werden muss oder dass neue Werkstückhalter 12 hergestellt werden müssen.Customized hybrid components can be easily manufactured; For example, connection elements or lines such as electrical lines can be added without the system 10 needs to be converted or that new workpiece holder 12 have to be manufactured.

Beispielsweise lassen sich so auf einfache Weise und automatisierte Weise Bauteile für Kleinsatelliten herstellen.For example, components for small satellites can be produced in a simple and automated manner.

Es ergibt sich auch einfache Weise eine automatisierte Integration verschiedener Funktionen in ein entsprechendes Hybrid-Bauteil durch entsprechende Verfahrensführung bei der Herstellung des Hybrid-Bauteils in der Anlage 10.An automated integration of various functions into a corresponding hybrid component also results in a simple manner by appropriate process control in the production of the hybrid component in the system 10 ,

Durch die erfindungsgemäße Lösung lassen sich komplexe, hochintegrative und individuelle Bauteile automatisiert herstellen. Es lassen sich dabei hohe Anforderungen bezüglich Steifigkeit und Festigkeit erfüllen. Es lassen sich dadurch Hybrid-Bauteile mit geringem Gewicht herstellen.The solution according to the invention enables complex, highly integrative and individual components to be produced automatically. High demands regarding rigidity and strength can be met. This makes it possible to produce hybrid components with a low weight.

Es lässt sich eine Optimierung eines entsprechenden Hybrid-Bauteils bezüglich Form und/oder Topologie durchführen. Entsprechende Hybrid-Bauteile lassen sich effektiv auf eintretende Lastfälle auslegen.An appropriate hybrid component can be optimized in terms of shape and / or topology. Corresponding hybrid components can be effectively designed for the load cases that occur.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird in der Anlage 10 und durch das erfindungsgemäße Verfahren das Ablegen von faserverstärkten (insbesondere imprägnierten) Tapes und das Herstellen einer Struktur aus einem thermoplastischen Material kombiniert. In the solution according to the invention is in the plant 10 and combined by the method according to the invention the laying down of fiber-reinforced (in particular impregnated) tapes and the production of a structure from a thermoplastic material.

Bei einer Ausführungsform weist die Anlage 10 eine Überwachungseinrichtung auf, welche beispielsweise die Temperatur der Heizeinrichtung 26, 26' bzw. an der Oberfläche 24 überwacht, eine Abkühlrate eines Werkstücks an der Anlage 10 überwacht usw.In one embodiment, the facility 10 a monitoring device which, for example, the temperature of the heating device 26 . 26 ' or on the surface 24 monitors a cooling rate of a workpiece on the system 10 monitors etc.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass eine relative Geschwindigkeit zwischen dem 3D-Druckkopf 20 und der Tape-Substrat-Lage 14 im Bereich zwischen 30 mm/s und 40 mm/s liegt.In an advantageous embodiment, it is provided that a relative speed between the 3D print head 20 and the tape substrate layer 14 is in the range between 30 mm / s and 40 mm / s.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Anlageinvestment
1212
WerkstückhalterWorkpiece holder
1414
Tape-Substrat-LageTape substrate sheet
1616
Tape-LegerTape-Leger
1818
Legekopflaying head
2020
3D-Druckkopf3D printing head
2222
Gehäusecasing
2424
Oberflächesurface
2626
Heizeinrichtungheater
26'26 '
Heizeinrichtungheater
2828
Fügebereichjoining area
3030
Infrarotstrahlinfrared beam
3232
Erstes Ausführungsbeispiel eines Hybrid-BauteilsFirst embodiment of a hybrid component
3434
Tape-LageTape position
3636
Strukturstructure
3838
Zweites Ausführungsbeispiel eines Hybrid-BauteilsSecond exemplary embodiment of a hybrid component
4040
Erste Tape-LageFirst tape layer
4242
Zweite Tape-LageSecond tape layer
4444
Strukturstructure
4646
Leitungmanagement
4848
Anbindungselementconnecting element
5050
Drittes Ausführungsbeispiel eines Hybrid-BauteilsThird exemplary embodiment of a hybrid component
5252
Erste Tape-LageFirst tape layer
5454
Zweite Tape-LageSecond tape layer
5656
Sandwich-KernSandwich core

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015209571 A1 [0003]DE 102015209571 A1 [0003]

Claims (16)

Verfahren zum Herstellen eines Hybrid-Bauteils, bei dem an einem Werkstückträger (12) durch mindestens einen Tape-Leger (16) über Tape-Legen eine Tape-Substrat-Lage (14) hergestellt wird und anschließend auf der Tape-Substrat-Lage (14) bei an dem Werkstückhalter (12) angeordneter Tape-Substrat-Lage (14) über mindestens einen 3D-Druckkopf (20) eine Struktur (36; 44; 56) durch additives Auftragen auf der Tape-Substrat-Lage (14) hergestellt wird.Method for producing a hybrid component, in which a tape substrate layer (14) is produced on a workpiece carrier (12) by at least one tape layer (16) by means of tape laying and then on the tape substrate layer ( 14) in the case of the tape substrate layer (14) arranged on the workpiece holder (12), a structure (36; 44; 56) is produced by means of additive application to the tape substrate layer (14) via at least one 3D print head (20) becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Struktur über mindestens einen Tape-Leger (16) über Tape-Legen eine Deck-Tape-Lage hergestellt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a cover tape layer is produced on the structure by at least one tape layer (16) by tape laying. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Herstellung der Deck-Tape-Lage die Kombination aus der Struktur und der Tape-Substrat-Lage (14) an dem Werkstückträger (12) angeordnet ist.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the combination of the structure and the tape substrate layer (14) is arranged on the workpiece carrier (12) when the cover tape layer is produced. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deck-Tape-Lage als Tape-Substrat-Lage für eine weitere über 3D-Druck aufgetragene Struktur verwendet wird.Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that the cover tape layer is used as a tape substrate layer for a further structure applied via 3D printing. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Tape-Leger (16) ein faserverstärktes Kunststoffband verarbeitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one tape layer (16) processes a fiber-reinforced plastic tape. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (36; 44; 56) durch 3D-Druck hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the structure (36; 44; 56) is produced by 3D printing. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder bei dem 3D-Druck die Tape-Substrat-Lage (14) und/oder eine Tape-Lage erhitzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the tape substrate layer (14) and / or a tape layer is heated before and / or during the 3D printing. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tape-Substrat-Lage (14) oder Tape-Lage so erhitzt wird, dass an ihrer Oberfläche eine Temperatur im Bereich zwischen 260°C und 400°C vorliegt.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the tape substrate layer (14) or tape layer is heated so that a temperature in the range between 260 ° C and 400 ° C is present on its surface. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tape-Substrat-Lage (14) oder die Tape-Lage auf ihrer ganzen zu bedruckenden Fläche erhitzt wird oder lokal an einer Fügezone (28) erhitzt wird.Procedure according to Claim 7 or 8th , characterized in that the tape-substrate layer (14) or the tape layer is heated over its entire surface to be printed or is heated locally at a joining zone (28). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybrid-Bauteil an dem Werkstückträger (12) sukzessive durch Tape-Legen und 3D-Druck hergestellt wird, wobei insbesondere das Werkstück während des Herstellungsprozesses nicht von dem Werkstückträger (12) entnommen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hybrid component on the workpiece carrier (12) is successively produced by tape laying and 3D printing, the workpiece in particular not being removed from the workpiece carrier (12) during the manufacturing process. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die über 3D-Druck hergestellte Struktur mindestens eines der Folgenden ist oder umfasst: einen Sandwich-Kern, eine Leitung für Stofftransport und/oder eine Leitung für einen elektrischen Stromtransport, ein Anbindungselement, ein Insert, ein Krafteinleitungselement, ein Verstärkungselement, ein Verteilungselement.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the structure produced by 3D printing is or comprises at least one of the following: a sandwich core, a line for mass transport and / or a line for electrical current transport, a connection element, an insert , a force introduction element, a reinforcing element, a distribution element. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger eine gekrümmte Oberfläche aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece carrier has a curved surface. Anlage zur Herstellung eines Hybrid-Bauteils, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend mindestens einen Werkstückträger (12), mindestens einen Tape-Leger (16) und mindestens einen 3D-Druckkopf (20), wobei der Werkstückträger (12) ein Werkstückträger (12) für Tape-Legen durch den mindestens einen Tape-Leger (16) ist und für die Herstellung einer Struktur auf einer Tape-Lage ist.Plant for producing a hybrid component, in particular for carrying out the method according to one of the Claims 1 to 12 comprising at least one workpiece carrier (12), at least one tape layer (16) and at least one 3D printing head (20), the workpiece carrier (12) being a workpiece carrier (12) for tape laying by the at least one tape layer ( 16) and is for making a structure on a tape layer. Anlage nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung (26; 26') zur Heizung einer Tape-Lage (14) für das Aufbringen einer Struktur durch 3D-Druck über den mindestens einen 3D-Druckkopf (20).Attachment after Claim 13 , characterized by a heating device (26; 26 ') for heating a tape layer (14) for applying a structure by 3D printing via the at least one 3D printing head (20). Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Tape-Leger (16) und der mindestens eine Werkstückträger (12) relativ zueinander beweglich sind.Attachment after Claim 13 or 14 , characterized in that the at least one tape layer (16) and the at least one workpiece carrier (12) are movable relative to one another. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine 3D-Druckkopf (20) und der mindestens eine Werkstückträger (12) relativ zueinander beweglich sind.Plant according to one of the Claims 13 to 15 , characterized in that the at least one 3D print head (20) and the at least one workpiece carrier (12) are movable relative to one another.
DE102018119751.9A 2018-08-14 2018-08-14 Method and system for producing a hybrid component Pending DE102018119751A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018119751.9A DE102018119751A1 (en) 2018-08-14 2018-08-14 Method and system for producing a hybrid component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018119751.9A DE102018119751A1 (en) 2018-08-14 2018-08-14 Method and system for producing a hybrid component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018119751A1 true DE102018119751A1 (en) 2020-02-20

Family

ID=69320270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018119751.9A Pending DE102018119751A1 (en) 2018-08-14 2018-08-14 Method and system for producing a hybrid component

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018119751A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5688353A (en) * 1992-12-23 1997-11-18 Sikorsky Aircraft Corporation Method of fabricating a low total density, stabilized ramped honeycomb core for high pressure co-cure composite molding
US20020141632A1 (en) * 2001-03-28 2002-10-03 The Boeing Company System and method for identifying defects in a composite structure
US20130273347A1 (en) * 2012-03-23 2013-10-17 Alan J. Jacobsen High airflow micro-truss structural apparatus
DE102012016309B4 (en) * 2012-08-16 2014-12-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Process for producing a sandwich panel and sandwich panel
DE202015103801U1 (en) * 2015-07-20 2015-08-07 Eutect Gmbh 3D-MID printer
DE102016012534A1 (en) * 2016-10-20 2017-04-20 Daimler Ag System and method for manufacturing fiber reinforced plastic components
DE102016121267A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-09 Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH Method for producing a layered component
EP3345742A1 (en) * 2014-11-17 2018-07-11 Markforged, Inc. Multilayer fiber reinforcement design for 3d printing
DE102017214340A1 (en) * 2017-08-17 2019-02-21 Airbus Operations Gmbh Process for producing a sandwich component, core for a sandwich component and sandwich component

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5688353A (en) * 1992-12-23 1997-11-18 Sikorsky Aircraft Corporation Method of fabricating a low total density, stabilized ramped honeycomb core for high pressure co-cure composite molding
US20020141632A1 (en) * 2001-03-28 2002-10-03 The Boeing Company System and method for identifying defects in a composite structure
US20130273347A1 (en) * 2012-03-23 2013-10-17 Alan J. Jacobsen High airflow micro-truss structural apparatus
DE102012016309B4 (en) * 2012-08-16 2014-12-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Process for producing a sandwich panel and sandwich panel
EP3345742A1 (en) * 2014-11-17 2018-07-11 Markforged, Inc. Multilayer fiber reinforcement design for 3d printing
DE202015103801U1 (en) * 2015-07-20 2015-08-07 Eutect Gmbh 3D-MID printer
DE102016012534A1 (en) * 2016-10-20 2017-04-20 Daimler Ag System and method for manufacturing fiber reinforced plastic components
DE102016121267A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-09 Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH Method for producing a layered component
DE102017214340A1 (en) * 2017-08-17 2019-02-21 Airbus Operations Gmbh Process for producing a sandwich component, core for a sandwich component and sandwich component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016225837A1 (en) Method for producing a body-supporting padding part and motor vehicle
DE112015002058T5 (en) Apparatus and method for forming three-dimensional objects
DE102012007439A1 (en) Laying head and apparatus and method for building a three-dimensional preform for a component made of a fiber composite material
DE102014215935A1 (en) Apparatus and method for manufacturing components from a fiber reinforced composite material
EP3444107A1 (en) Method for manufacturing a sandwich component, core for a sandwich component and sandwich component
DE102013218520A1 (en) Method for producing a fiber composite component, fiber composite component, and structural component for an aircraft or spacecraft
DE102011102950A1 (en) Laying head, useful for the deposition of fiber assemblies for the manufacture of textile preforms, comprises at least fiber supply device, placing roller and heating device for heating of thermally activatable bonding agent
DE102011114015A1 (en) end effector
DE102011104071A1 (en) Method for manufacturing leaf spring that is utilized for function integration of e.g. axle to vehicle, involves melting matrix material in prepeg tape by concentrated introduction of heat when prepeg band is impinged on mold
DE112012007278T5 (en) Vehicle inner panel and method of making same
DE102015211670A1 (en) Method and device for mass production of components made of a fiber-reinforced composite material
DE102018119751A1 (en) Method and system for producing a hybrid component
DE102004027079A1 (en) Electrically heatable molded foam element, in particular seat element of a vehicle interior and method for its production
DE102017004313A1 (en) Vehicle exterior surface component and method of manufacturing a vehicle exterior surface component
DE102016109728A1 (en) Method for producing a component from a fiber composite material
DE102017128496A1 (en) Method for producing a structural section of a vehicle
DE102019104635A1 (en) Method of manufacturing a multilayer electrical resistance welding element, resistance welding element, plastic component and plastic component group
DE102014106621A1 (en) Method for producing a motor vehicle component and motor vehicle component
DE102019108580B3 (en) Method and device for the continuous production of folded cell structures, as well as folded cell structure
DE102016117255B4 (en) Method for configuring and manufacturing a heating track structure
DE102008035478A1 (en) Method for producing a vehicle trim part and trim part
DE102018109212A1 (en) Method and installation for producing a fiber preform and method for producing a fiber composite component
DE102013107106A1 (en) Semifinished fiber conveying device
DE102014104416A1 (en) Fiber laying head
DE102016121267A1 (en) Method for producing a layered component

Legal Events

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