DE102020133805A1

DE102020133805A1 - Method and process arrangement for the production of a fiber-reinforced plastic component

Info

Publication number: DE102020133805A1
Application number: DE102020133805.8A
Authority: DE
Inventors: Vicky Rosenmeyer; Philipp Kabala; Sierk Fiebig; Klaus Dröder
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2022-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundkunststoff-Bauteils (1) in einem kontinuierlichen Prozess, bei dem Endlosfaserlagen (7) zu einem Endlosstapel (19) zusammengeführt werden, der in einer Imprägnierstation (21) mit einer flüssigen Ausgangskomponente eines Matrixmaterials (13) imprägniert wird, wobei in zumindest einem Umformwerkzeug (23) eine Formgebung sowie Aushärtung des imprägnierten Endlosstapels (19) erfolgt, und zwar unter Bildung eines Endlosprofils (25), das in einer Schneidstation (29) zu dem Bauteil (1) abgelängt wird. Erfindungsgemäß weist das Verfahren einen diskontinuierlichen Prozessschritt auf, bei dem optional ein Zusatz-Lagenpaket (9) in den laufenden kontinuierlichen Prozess eingebracht wird, um eine Änderung der Bauteil-Querschnittsfläche, insbesondere eine Erhöhung der Bauteildicke (s), zu realisieren, und zwar insbesondere bei unverändert konstantem Faservolumengehalt.The invention relates to a method for producing a fiber-reinforced plastic component (1) in a continuous process, in which continuous fiber layers (7) are brought together to form a continuous stack (19) which is filled with a liquid starting component of a matrix material (13) in an impregnation station (21). is impregnated, with shaping and curing of the impregnated endless stack (19) taking place in at least one forming tool (23), specifically with the formation of an endless profile (25) which is cut to length in a cutting station (29) to form the component (1). According to the invention, the method has a discontinuous process step, in which an additional stack of layers (9) is optionally introduced into the ongoing continuous process in order to realize a change in the component cross-sectional area, in particular an increase in the component thickness (s), in particular with an unchanged constant fiber volume content.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundkunststoff-Bauteils in einem kontinuierlichen Prozess nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Prozessanordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens gemäß Anspruch 12.The invention relates to a method for producing a fiber-reinforced plastic component in a continuous process according to the preamble of claim 1 and a process arrangement for carrying out such a method according to claim 12.

Die Fertigung von Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen (kurz: FVK) mit einer Duroplast-Matrix ist im Vergleich zu metallischen Bauteilen sehr kostspielig. Dies liegt unter anderem an der langen Aushärtezeit des Matrixmaterials sowie der Preformfertigung. Von daher richtet sich der Fokus vermehrt auf kontinuierliche Fertigungsverfahren (zum Beispiel Pultrusion), da diese eine hohe Produktivität aufweisen (durch den kontinuierlichen Prozess entfallen Warte- bzw. Stillstandszeiten).The production of components from fiber-reinforced plastics (short: FRP) with a thermoset matrix is very expensive compared to metallic components. This is partly due to the long curing time of the matrix material and the preform production. Therefore, the focus is increasingly on continuous manufacturing processes (e.g. pultrusion), as these have high productivity (due to the continuous process, there are no waiting or downtimes).

In einem gattungsgemäßen Verfahren erfolgt ein kontinuierlicher Prozess, bei dem Endlosfaserlagen zu einem Endlosstapel zusammengeführt werden. Dieser wird in einer Imprägnierstation mit einer flüssigen Ausgangskomponente eines Matrixmaterials imprägniert. In zumindest einem Umformwerkzeug erfolgt eine Formgebung sowie Aushärtung des imprägnierten Endlosstapels, und zwar unter Bildung eines Endlosprofils, das in einer Schneidstation zu dem Bauteil abgelängt wird.In a generic method, a continuous process takes place in which continuous fiber layers are brought together to form a continuous stack. This is impregnated in an impregnation station with a liquid starting component of a matrix material. The impregnated endless stack is shaped and cured in at least one forming tool, specifically with the formation of an endless profile, which is cut to length in a cutting station to form the component.

Ein derart kontinuierliches Fertigungsverfahren hat jedoch den Nachteil, dass lediglich Bauteile mit einer, im Vergleich zu anderen Verfahren einfachen Geometrie gefertigt werden können. Unter einer einfachen Geometrie ist zu verstehen, dass das Bauteil keine Änderungen in der Querschnittsfläche sowie keine Krümmungen bzw. Krümmungsänderungen in Einzugsrichtung des Prozesses aufweist. Durch diese strikte Restriktion ist das Fertigungsverfahren für eine Vielzahl von Bauteilen ungeeignet.However, such a continuous manufacturing method has the disadvantage that only components with a simple geometry compared to other methods can be manufactured. A simple geometry means that the component has no changes in the cross-sectional area and no curvatures or changes in curvature in the feed direction of the process. This strict restriction makes the manufacturing process unsuitable for a large number of components.

Darüber hinaus ist das Ziel der Industrie eine variantenreiche Fertigung zu realisieren, um den vielfältigen Anforderungen der Kunden gerecht zu werden. Eine derartige variantenreiche Fertigung ist allerdings mit einem hohen Kostenaufwand verbunden. Soll beispielsweise ein Bauteil mit unterschiedlichen geometrischen Ausführungen angeboten werden, muss für jede neue Geometrievariante ein eigenständiges Formwerkzeug bereitgestellt werden.In addition, the goal of the industry is to realize a varied production in order to meet the diverse requirements of the customers. However, such a varied production is associated with high costs. If, for example, a component is to be offered with different geometric designs, a separate mold must be provided for each new geometry variant.

Aus der EP 2 586 600 A1 ist ein Faserverbundprofilbauteil bekannt, das in einem kontinuierlichen Verfahren herstellbar ist. Aus der WO 2007/092371 A2 ist ein weiterer kontinuierlicher Prozess zur Herstellung eines Faserverbundkunststoff-Bauteils bekannt.From the EP 2 586 600 A1 a fiber composite profile component is known which can be produced in a continuous process. From the WO 2007/092371 A2 Another continuous process for producing a fiber-reinforced plastic component is known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Prozessanordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundkunststoff-Bauteils bereitzustellen, das im Vergleich zum Stand der Technik eine größere Anzahl von Freiheitsgraden bei der Bauteil-Gestaltung des ermöglicht.The object of the invention is to provide a process arrangement and a method for producing a fiber-reinforced plastic component which, compared to the prior art, allows a greater number of degrees of freedom when designing the component.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder des Anspruches 12 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1 or claim 12. Preferred developments of the invention are disclosed in the dependent claims.

Die Erfindung geht von einem kontinuierlichen Prozess aus, bei dem Endlosfaserlagen zu einem Endlosstapel zusammengeführt werden. Dieser wird in einer Imprägnierstation mit einer flüssigen Ausgangskomponente eines Matrixmaterials imprägniert. In zumindest einem Umformwerkzeug erfolgt eine Formgebung sowie Aushärtung des imprägnierten Endlosstapels, und zwar unter Bildung eines Endlosprofils, das in einer Schneidstation zu dem Bauteil abgelängt wird.The invention is based on a continuous process in which continuous fiber layers are brought together to form a continuous stack. This is impregnated in an impregnation station with a liquid starting component of a matrix material. The impregnated endless stack is shaped and cured in at least one forming tool, specifically with the formation of an endless profile, which is cut to length in a cutting station to form the component.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist das Verfahren einen diskontinuierlichen Prozessschritt auf, bei dem optional ein Zusatz-Lagenpaket in den laufenden kontinuierlichen Prozess eingebracht wird. Auf diese Weise kann eine Änderung der Bauteil-Querschnittsfläche, das heißt eine Erhöhung der Bauteildicke, realisiert werden, und zwar bei stets konstantem Faservolumengehalt.According to the characterizing part of claim 1, the method has a discontinuous process step, in which an additional layer pack is optionally introduced into the ongoing continuous process. In this way, a change in the cross-sectional area of the component, i.e. an increase in the thickness of the component, can be implemented, with the fiber volume content always being constant.

In einer technischen Umsetzung kann der diskontinuierliche Prozessschritt in einer Stacking-Station durchgeführt werden. Diese kann eine Transfereinheit, zum Beispiel einen robotergestützten Greifer, aufweisen. Mittels des Greifer wird das Zusatz-Lagenpaket auf den noch trockenen Endlosstapel appliziert und damit in Fügeverbindung gebracht. Die Fügeverbindung kann beispielhaft durch eine Näh- und/oder Klebetechnik erfolgen.In a technical implementation, the discontinuous process step can be carried out in a stacking station. This can have a transfer unit, for example a robot-supported gripper. The additional layer package is applied to the still dry endless stack by means of the gripper and thus brought into a joint connection. The joint can be made, for example, by sewing and/or gluing.

Durch die erfindungsgemäße Einbringung des Zusatz-Lagenpakets in den kontinuierlichen Prozess kann somit die Bauteildicke und damit die Bauteil-Querschnittsfläche bei stets konstantem Faservolumengehalt angepasst werden. Hierzu ist es bevorzugt, wenn das Umformwerkzeug höhenverstellbar ist. In diesem Fall kann die bei der Formgebung/Aushärtung eingestellte Werkzeugkavitäts-Höhe und damit die Bauteildicke variiert werden.By introducing the additional layer stack into the continuous process according to the invention, the thickness of the component and thus the cross-sectional area of the component can be adjusted while the fiber volume content is always constant. For this purpose it is preferred if the forming tool is adjustable in height. In this case, the mold cavity height set during shaping/curing and thus the component thickness can be varied.

Im Hinblick auf eine vollautomatische Prozessführung kann eine elektronische Steuereinheit bereitgestellt werden, mittels der unter anderem das Umformwerkzeug und die Stacking-Station ansteuerbar sind. Mittels der Steuereinheit wird die Werkzeugkavitäts-Höhe eingestellt und/oder erfolgt die Einbringung des Zusatz-Lagenpakets in den laufenden kontinuierlichen Prozess. In einer bevorzugten Prozessführung kann die Steuereinheit bei Steigerung der Werkzeugkavitäts-Höhe die Stacking-Station ansteuern, um das Zusatz-Lagenpaket in den laufenden, kontinuierlichen Prozess einzubringen.With regard to a fully automatic process control, an electronic control unit can be provided, by means of which, among other things, the forming tool and the stacking station can be controlled. The tool cavity height is adjusted by means of the control unit and/or the additional layer pack is introduced into the lau ongoing process. In a preferred process control, the control unit can control the stacking station when the mold cavity height increases, in order to introduce the additional layer pack into the ongoing, continuous process.

Das Zusatz-Lagenpaket kann zumindest einen oder mehrere übereinander gestapelte Faserlagen-Zuschnitte aufweisen. Die Faserlagen-Zuschnitte können in der Stacking-Station aus einer Endlosfaserlage zugeschnitten werden. Anschließend werden die Faserlagen-Zuschnitte im Trockenzustand mit Hilfe eines Handhabungsroboters auf einem Stacking-Tisch zum Zusatz-Lagenpaket übereinander gestapelt, der in den kontinuierlichen Prozess einbringbar ist.The additional layer pack can have at least one or more fiber layer cuts stacked on top of one another. The fiber layer cuts can be cut from a continuous fiber layer in the stacking station. The dry fiber layer cuts are then stacked on top of each other with the help of a handling robot on a stacking table to form an additional layer package that can be introduced into the continuous process.

Bei der Herstellung eines Bauteils mit variierender Bauteildicke kann eine Signalverarbeitung in der elektronischen Steuereinheit wie folgt durchgeführt werden: So kann die Steuereinheit anhand einer für das Bauteil vorgegebenen Bauteildicken-Differenz den Bedarf an Faserlagen-Zuschnitten im Zusatz-Lagenpaket ermitteln, die erforderlich ist, um bei einer Erhöhung der Bauteildicke den Faservolumengehalt im Endlosprofil im Wesentlichen konstant zu halten. Auf dieser Grundlage generiert die Steuereinheit ein Bedarfssignal, mit dem die Stacking-Station angesteuert wird. In der Stacking-Station wird je nach Bedarf einen oder mehrere Faserlagen-Zuschnitte zu einem Faserlagen-Paket gestapelt und in den laufenden kontinuierlichen Prozess eingebracht.When manufacturing a component with a varying component thickness, signal processing can be carried out in the electronic control unit as follows: The control unit can use a component thickness difference specified for the component to determine the need for fiber layer cuts in the additional layer package, which is required to to keep the fiber volume content in the endless profile essentially constant when the component thickness increases. On this basis, the control unit generates a demand signal that is used to control the stacking station. In the stacking station, one or more fiber layer cuts are stacked to form a fiber layer package and introduced into the ongoing continuous process.

Die Erfindung ist besonders bevorzugt bei einem Pulforming-Verfahren anwendbar. Im Pulforming-Verfahren wird der imprägnierte Endlosstapel in der Einzugsrichtung gefördert, und zwar insbesondere mittels einer Ziehvorrichtung, die zwischen dem Umformwerkzeug und der Schneid-Station angeordnet ist. Im Pulforming-Verfahren wird das Umformwerkzeug während der Formgebung und Aushärtung bewegungsgekoppelt mit dem imprägnierten Endlosstapel in der Einzugsrichtung bewegt. Nach Abschluss der Formgebung sowie Aushärtung öffnet das Umformwerkzeug und wird in einer Reversierrichtung entgegen der Einzugsrichtung in seine Ausgangsstellung rückgestellt.The invention can be used particularly preferably in a pulforming process. In the pulforming process, the impregnated endless stack is conveyed in the feed direction, in particular by means of a pulling device that is arranged between the forming tool and the cutting station. In the pulforming process, the forming tool is moved in the feed direction during shaping and curing in a motion-coupled manner with the impregnated endless stack. After completion of the shaping and curing, the forming tool opens and is returned to its initial position in a reversing direction opposite to the drawing-in direction.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying figures.

Es zeigen:

1 eine Blattfeder, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist;
2 in einer vergrößerten Teilschnittansicht den Materialaufbau der Blattfeder; und
3 eine Anlagenskizze einer Pulforminganlage.

Show it:

1 a leaf spring made by the method of the invention;
2 in an enlarged partial sectional view, the material structure of the leaf spring; and
3 a plant sketch of a pulforming plant.

In der 1 ist eine aus Faserverbundkunststoff gefertigte Blattfeder 1 gezeigt. Die Blattfeder 1 ist mittels der in der 3 angedeuteten Pulforming-Anlage in einem, in Fertigungsrichtung bzw. Einzugsrichtung E kontinuierlichen Prozess gefertigt. Die im Faserverbundkunststoff der Blattfeder 1 integrierten Verstärkungsfasern sind mit einer Faserorientierung F, die zur Einzugsrichtung E in Flucht ist, unidirektional ausgerichtet.In the 1 a leaf spring 1 made of fiber composite plastic is shown. The leaf spring 1 is by means of in the 3 indicated pulforming system in a continuous process in the production direction or feed direction E. The reinforcing fibers integrated in the fiber-reinforced plastic of the leaf spring 1 are aligned unidirectionally with a fiber orientation F, which is aligned with the direction E of drawing-in.

Gemäß der 1 weist die Blattfeder 1 beidseitig jeweils einen materialdünnen Basisabschnitt 3 mit einer Basis-Bauteildicke s₁ sowie einen mittleren, materialdicken Abschnitt 5 mit einer erhöhten Bauteildicke s₂ auf, die um eine Bauteildicken-Differenz Δs (2) größer bemessen ist als die Basis-Bauteildicke s₁.According to the 1 the leaf spring 1 has on both sides a material-thin base section 3 with a basic component thickness s ₁ and a middle, material-thick section 5 with an increased component thickness s ₂ , which is reduced by a component thickness difference Δs ( 2 ) is dimensioned larger than the basic component thickness s ₁ .

Jeder der beiden materialdünnen Basisabschnitte 3 der Blattfeder 1 ist in der 2 als ein Vierlagenaufbau ausgebildet, und zwar bestehend aus vier übereinander gestapelt Endlosfaserlagen 7. Demgegenüber ist der mittlere Abschnitt 5 als ein Siebenlagenaufbau ausgebildet, der aus den vier Endlosfaserlagen 7 und einem Zusatz-Lagenpaket 9 mit drei Faserlagen-Zuschnitten 11 ausgebildet ist. Das Fasermaterial der Endlosfaserlagen 7 sowie der Faserlagen-Zuschnitte 11 ist in einem Matrixwerkstoff 13 (das heißt Reaktionsharz) eingebettet. Sowohl in den materialdünnen Basisabschnitten 3 als auch im mittleren materialdicken Abschnitt 5 ist der Faservolumengehalt identisch.Each of the two material-thin base portions 3 of the leaf spring 1 is in the 2 designed as a four-layer structure, consisting of four continuous fiber layers 7 stacked one on top of the other. In contrast, the middle section 5 is designed as a seven-layer structure, which is formed from the four continuous fiber layers 7 and an additional layer package 9 with three fiber layer cuts 11. The fiber material of the endless fiber layers 7 and the fiber layer cuts 11 is embedded in a matrix material 13 (ie reaction resin). The fiber volume content is identical both in the material-thin base sections 3 and in the middle material-thick section 5 .

Nachfolgend wird anhand der 3 der Aufbau sowie die Funktionsweise der Pulforming-Anlage zur Herstellung der in der 1 und 2 gezeigten Blattfeder 1 beschrieben: Demzufolge weist die Pulforming-Anlage ein Spulengatter 15 mit insgesamt vier Spulen auf, auf denen jeweils eine Basis-Endlosfaserlage 7 aufgewickelt ist. Dem Spulengatter 15 ist in der Einzugsrichtung E eine Rollenanordnung 17 nachgeschaltet, in der die Endlosfaserlagen 7 im Trockenzustand zusammengeführt werden, und zwar unter Bildung eines Endlosstapels 19. Die Rollenanordnung 17 ist in der 3 aus einer Umlenkrolle sowie einer damit zusammenwirkenden Pressrolle aufgebaut.The following is based on the 3 the structure and the mode of operation of the pulforming plant for the production of the 1 and 2 leaf spring 1 shown: Accordingly, the pulforming system has a creel 15 with a total of four bobbins, on each of which a base endless fiber layer 7 is wound. The creel 15 is followed in the feed direction E by a roller arrangement 17 in which the endless fiber layers 7 are brought together in the dry state, to be precise with the formation of an endless stack 19. The roller arrangement 17 is in the 3 made up of a deflection roller and a press roller that interacts with it.

Im weiteren Prozessverlauf wird der Endlosstapel 19 in einer Imprägnierstation 21 mit einer flüssigen Ausgangskomponente des Matrixmaterials 13 durchtränkt. Anschließend erfolgt in einem Umformwerkzeug 23 eine Formgebung sowie Aushärtung des imprägnierten Endlosstapels 19. Wie aus der 3 hervorgeht, sind insgesamt vier Umformwerkzeuge 23 bereitgestellt, die mit Hilfe einer nicht gezeigten Kinematikeinheit während der Formgebung und Aushärtung bewegungsgekoppelt mit dem imprägnierten Endlosstapel 19 in der Einzugsrichtung E bewegt werden. Nach erfolgter Formgebung/Aushärtung öffnet das jeweilige Umformwerkzeug 23 und wird in einer Reversierrichtung R entgegen der Einzugsrichtung E in seine Ausgangsstellung rückgestellt. Mit dem rückgestellten Umformwerkzeug 23 kann ein weiterer Formgebungs- bzw. Aushärtungs-Vorgang starten. Sämtliche Umformwerkzeuge 23 durchlaufen einen Ofen 24.In the further course of the process, the endless stack 19 is saturated with a liquid starting component of the matrix material 13 in an impregnation station 21 . A shaping and curing of the impregnated endless stack 19 then takes place in a forming tool 23. As can be seen from FIG 3 shows, a total of four forming tools 23 are provided, with the help of a kinematic unit, not shown, during Formge Training and curing are moved in a motion-coupled manner with the impregnated endless stack 19 in the feed direction E. After shaping/hardening has taken place, the respective forming tool 23 opens and is returned to its initial position in a reversing direction R opposite to the drawing-in direction E. A further shaping or hardening process can start with the reset forming tool 23 . All forming tools 23 pass through a furnace 24.

Ein nach der Formgebung sowie Aushärtung erzeugtes Endlosprofil 25 wird mittels einer Ziehvorrichtung 27 in der Einzugsrichtung E gefördert. Der Ziehvorrichtung 27 ist eine Schneid-Station 29 nachgeschaltet, in der das Endlosprofil 25 zu der herzustellenden Blattfeder 1 abgelängt wird.An endless profile 25 produced after shaping and curing is conveyed in the feed direction E by means of a drawing device 27 . The drawing device 27 is followed by a cutting station 29 in which the endless profile 25 is cut to length to form the leaf spring 1 to be produced.

Wie aus der 3 weiter hervorgeht, ist der Pulforming-Anlage eine Stacking-Station 31 zugeordnet. In der Stacking-Station 31 werden Faserlagen-Zuschnitte 11 aus einer Endlosfaserlage 33 zugeschnitten und mit Hilfe eines Handhabungsroboters 35 auf einem Stacking-Tisch 37 zu dem Zusatz-Lagenpaket 9 gestapelt. Das Zusatz-Lagenpaket 9 wird im laufenden kontinuierlichen Prozess mittels einer Transfereinheit 38 auf den trockenen Endlosstapel 19 appliziert. Durch Applikation des Zusatz-Lagenpakets 9 wird eine Änderung der Bauteil-Querschnittsfläche ermöglicht, das heißt eine Erhöhung der Bauteildicke um die Bauteildicken-Differenz Δs, und zwar bei stets konstantem Faservolumengehalt. Hierzu ist das jeweilige Umformwerkzeug 23 höhenverstellbar, um die Werkzeugkavitäts-Höhe während der Formgebung/Aushärtung und damit die Bauteildicke einzustellen.How from the 3 further shows that a stacking station 31 is assigned to the pulforming system. In the stacking station 31, fiber layer blanks 11 are cut from a continuous fiber layer 33 and stacked on a stacking table 37 to form the additional layer package 9 with the aid of a handling robot 35. The additional layer package 9 is applied to the dry endless stack 19 by means of a transfer unit 38 in the ongoing continuous process. By applying the additional layer package 9, a change in the cross-sectional area of the component is made possible, ie an increase in the component thickness by the component thickness difference Δs, with a fiber volume content that is always constant. For this purpose, the respective forming tool 23 is height-adjustable in order to set the tool cavity height during shaping/curing and thus the component thickness.

Die Prozessführung wird von einer elektronischen Steuereinheit 39 gesteuert, mittels der im Umformwerkzeug 23 die Werkzeugkavitäts-Höhe einstellbar ist und/oder die Einbringung des Zusatz-Lagenpakets 9 in den laufenden kontinuierlichen Prozess steuerbar ist.The process control is controlled by an electronic control unit 39, by means of which the tool cavity height can be adjusted in the forming tool 23 and/or the introduction of the additional layer stack 9 into the ongoing continuous process can be controlled.

BezugszeichenlisteReference List

11: Bauteilcomponent
33: materialdünner Basisabschnittmaterial-thin base section
55: materialdicker Basisabschnittmaterial-thick base section
77: Endlosfaserlagencontinuous fiber layers
99: Zusatz-LagenpaketAdditional layer pack
1111: Faserlagen-Zuschnittefiber layer cuts
1313: Matrixmaterialmatrix material
1515: Spulengattercreel
1717: Rollenanordnungroll arrangement
1919: Endlosstapelendless stack
2121: Imprägnierstationimpregnation station
2323: Umformwerkzeugeforming tools
2424: Ofenoven
2525: Endlosprofilendless profile
2727: Ziehvorrichtungpulling device
2929: Schneidstationcutting station
3131: Stacking-Stationstacking station
3333: Endlosfaserlagecontinuous fiber layer
3535: Handhabungsroboterhandling robot
3737: Stacking-Tischstacking table
3838: Transfereinheittransfer unit
3939: elektronische Steuereinheitelectronic control unit
BB: Bedarfssignaldemand signal
s1, s2s1, s2: Bauteildickencomponent thicknesses
ΔsΔs: Bauteildicken-Differenzcomponent thickness difference
EE: Einzugsrichtungfeeding direction
RR: Reversierrichtungreversing direction
Ff: Faserorientierungfiber orientation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 2586600 A1 [0006]
WO 2007/092371 A2 [0006]

Claims

Method for producing a fiber-reinforced plastic component (1) in a continuous process, in which continuous fiber layers (7) are brought together to form a continuous stack (19), which is impregnated in an impregnation station (21) with a liquid starting component of a matrix material (13), wherein shaping and curing of the impregnated endless stack (19) takes place in at least one forming tool (23), specifically with the formation of an endless profile (25) which is cut to length in a cutting station (29) to form the component (1), characterized in that the Method has a discontinuous process step, in which an additional stack of layers (9) is optionally introduced into the ongoing continuous process in order to change the component cross-sectional area, in particular an increase in the component thickness (s), and in particular with an unchanged constant fiber volume content.

procedure after claim 1 , characterized in that the discontinuous process step is carried out in a stacking station (31), and that the stacking station (31) has a transfer unit (38), in particular a robot-supported gripper, which places the additional layer package (9) on the Endless stack (19) applied and in particular in joint connection with the endless stack (19) brings.

procedure after claim 2 , characterized in that the joint connection is made by a sewing and / or gluing technique.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the component thickness (s) and thus the component cross-sectional area can be adapted by means of the additional layer package (9) while the fiber volume content remains constant.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the forming tool (23) is adjustable in height in order to set the tool cavity height (when the forming tool is closed) and thus the component thickness (s).

procedure after claim 5 , characterized in that an electronic control unit (39) is provided, by means of which the tool cavity height can be adjusted in the forming tool (23) and/or the introduction of the additional layer stack (9) into the ongoing continuous process can be controlled.

procedure after claim 6 , characterized in that the control unit (39) controls the stacking station (31) together with the increase in the mold cavity height, by means of which the additional layer package (9) is introduced into the ongoing continuous process.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the additional layer package (9) has at least one or more stacked fiber layer blanks (11), and in that in particular the fiber layer blank (11) n the stacking station (31). a continuous fiber layer (33) is cut.

procedure after claim 6 , 7 or 8th , characterized in that the control unit (39) based on a for the component (1) predetermined component thickness difference (Δs) determines the need for fiber layer blanks (11) in the additional layer package (9), which are required to at a increasing the component thickness (s) to keep the fiber volume content in the endless profile (25) essentially constant, and that the control unit (39) has the stacking station (31) with a corresponding demand signal (B), so that the stacking station (31 ) stacks one or more fiber layer blanks (11) into a fiber layer package (9) as required and introduces them into the ongoing continuous process.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is a pulforming method in which the impregnated endless stack (19) is conveyed in the feed direction (E) by means of a pulling device (27), and that the pulling device (27) in the drawing-in direction (E) is arranged between the forming tool (23) and the cutting station (29).

procedure after claim 10 , characterized in that in the pulforming process the forming tool (23) is moved in a motion-coupled manner with the impregnated endless stack (19) in the feed direction (E) during the forming and curing process, and that after the forming and curing has taken place the forming tool (23) opens and is returned to its initial position in a reversing direction (R) counter to the drawing-in direction (E).

Process arrangement for carrying out a method according to one of the preceding claims.