DE102021110877A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A COMPONENT AND VEHICLE DOOR FOR A MOTOR CAR - Google Patents
METHOD FOR MANUFACTURING A COMPONENT AND VEHICLE DOOR FOR A MOTOR CAR Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (10), insbesondere eines Kraftfahrzeugbauteils, mit den Schritten: Bereitstellen einer Fasermatte (V1), Schwächung der Fasermatte an wenigstens einer vorgegebenen Stelle (V2), Erwärmen der Fasermatte; und Umformen der Fasermatte mittels eines Umformwerkzeugs zu dem Bauteil (10), wodurch durch den Umformvorgang die Fasermatte an der wenigstens einen geschwächten Stelle zum Versagen gebracht wird (V3).The invention relates to a method for producing a component (10), in particular a motor vehicle component, with the steps: providing a fiber mat (V1), weakening the fiber mat at at least one predetermined point (V2), heating the fiber mat; and forming the fiber mat by means of a forming tool to form the component (10), whereby the forming process causes the fiber mat to fail at the at least one weakened point (V3).
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines Kraftfahrzeugbauteils, sowie eine Fahrzeugtür für einen Kraftwagen.The invention relates to a method for producing a component, in particular a motor vehicle component, and a vehicle door for a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Eine Formgebung eines Kraftfahrzeugbauteils mit Naturfasern kann von einer Streckgrenze und Formbarkeit der jeweiligen Naturfaser eingeschränkt sein. Es können gewisse konstruktive Verhältnismäßigkeiten und somit Einschränkungen einzuhalten sein, die einen Einsatz von Naturfasermaterialien im Gegensatz zu Kunststoffmaterialien begrenzen.Shaping a motor vehicle component with natural fibers can be limited by a yield point and formability of the respective natural fiber. Certain constructive proportions and thus restrictions that limit the use of natural fiber materials in contrast to plastic materials may have to be observed.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen besonders umfangreichen Einsatz von Fasern umfassenden Bauteilen insbesondere in Kraftfahrzeugen zu ermöglichen.The object of the present invention is to enable a particularly extensive use of components comprising fibers, in particular in motor vehicles.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Further possible configurations of the invention are disclosed in the dependent claims, the description and the figures.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines Kraftfahrzeugbauteils, bei welchem eine Fasermatte bereitgestellt wird. In einem weiteren Schritt des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Fasermatte an wenigstens einer vorgegebenen Stelle mit einer Schwächung versehen wird. Das bedeutet, dass eine gezielte Schwächung der Fasermatte an der wenigstens einen vorgegebenen Stelle vorgesehen wird. Unter der Schwächung ist insbesondere zu verstehen, dass eine Stabilität der Fasermatte an der wenigstens einen vorgegebenen Stelle reduziert wird. Bei dem Verfahren ist es weiterhin vorgesehen, dass ein Erwärmen der Fasermatte und ein Umformen der Fasermatte mittels eines Umformwerkzeugs zu dem Bauteil, insbesondere dem Kraftfahrzeugbauteil, erfolgt. Durch den Umformvorgang wird die Fasermatte an der wenigstens einen geschwächten Stelle zum Versagen gebracht. Zusätzlich zu dem Umformen kann das Erwärmen und/oder das Schwächen der Fasermatte mittels des Umformwerkzeugs erfolgen. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Schwächung der Fasermatte mittels des Umformwerkzeugs vor dem Erwärmen und dem anschließenden Umformen der Fasermatte erfolgt. Alternativ kann die Fasermatte erst erwärmt, dann geschwächt und dann umgeformt werden. Weiterhin ist es möglich, dass die Fasermatte erst umgeformt und dann erwärmt wird. Hierbei kann die Schwächung vor oder nach dem Umformen erfolgen. Die Schritte Schwächen, Erwärmen und Umformen können somit in ihrer Reihenfolge angepasst werden. Von diesen Schritten kann wenigstens der Umformschritt in dem Umformwerkzeug erfolgen. Zusätzlich kann das Erwärmen und/oder das Schwächen der Fasermatte mittels des Umformwerkzeugs erfolgen. Aufgrund der Erwärmung der Fasermatte schmelzen zumindest einige der Fasern der Fasermatte zumindest bereichsweise an beziehungsweise auf. Hierdurch können mehrere der Fasern der Fasermatte miteinander verschmolzen werden. Nach dem Umformen kann die Fasermatte auskühlen, wodurch die angeschmolzenen beziehungsweise aufgeschmolzenen Fasern aushärten.The invention relates to a method for producing a component, in particular a motor vehicle component, in which a fiber mat is provided. In a further step of the method, provision is made for the fiber mat to be provided with a weakening at at least one predetermined point. This means that a targeted weakening of the fiber mat is provided at the at least one predetermined point. The weakening is to be understood in particular as meaning that the stability of the fiber mat is reduced at the at least one predetermined point. In the method, it is further provided that the fiber mat is heated and the fiber mat is shaped by means of a shaping tool to form the component, in particular the motor vehicle component. The fiber mat is caused to fail at the at least one weakened point by the forming process. In addition to the forming, the fiber mat can be heated and/or weakened by means of the forming tool. Provision can furthermore be made for the fiber mat to be weakened by means of the shaping tool before the heating and subsequent shaping of the fiber mat. Alternatively, the batt can be first heated, then weakened, and then reshaped. Furthermore, it is possible that the fiber mat is first formed and then heated. Here, the weakening can take place before or after the forming. The steps of weakening, heating and forming can thus be adjusted in their order. Of these steps, at least the forming step can take place in the forming tool. In addition, the fiber mat can be heated and/or weakened by means of the forming tool. Due to the heating of the fiber mat, at least some of the fibers of the fiber mat melt at least partially. As a result, several of the fibers of the fiber mat can be fused together. After forming, the fiber mat can cool down, causing the partially melted or melted fibers to harden.
Unter dem Versagen der Fasermatte an der wenigstens einen geschwächten Stelle ist insbesondere ein Materialversagen zu verstehen, bei welchem eine Stabilität der Fasermatte an der wenigstens einen geschwächten Stelle im Rahmen des Versagens absinkt. Insbesondere kann unter einem Versagen ein Aufreißen der Fasermatte beziehungsweise ein Aufweiten von im Rahmen der Schwächung vorgesehenen Öffnungen der Fasermatte verstanden werden. Bei dem Verfahren ist es somit vorgesehen, dass die Fasermatte durch das gezielte Schwächen an den vorgegebenen geschwächten Stellen beim Umformen versagt, wodurch ein Versagen an zu den geschwächten Stellen unterschiedlichen Stellen der Fasermatte vermieden werden kann. Hierdurch kann eine besonders hohe Komplexität einer Geometrie des die Fasern umfassenden Bauteils, insbesondere des Kraftfahrzeugbauteils umgesetzt werden. Das aus der Fasermatte bereitgestellte Bauteil, insbesondere Kraftfahrzeugbauteil kann somit Bereiche mit besonders kleinen Radien und/oder kantigen Übergängen und/oder scharfen Kontursprüngen aufweisen. Für einen Einsatz des Kraftfahrzeugbauteils in einem Kraftfahrzeug kann das durch das Umformen der Fasermatte bereitgestellte Kraftfahrzeugbauteil wenigstens einem weiteren Bearbeitungsschritt unterzogen werden.The failure of the fiber mat at the at least one weakened point is to be understood in particular as a material failure in which the stability of the fiber mat at the at least one weakened point falls within the scope of the failure. In particular, a failure can be understood to mean a tearing open of the fiber mat or a widening of openings in the fiber mat provided as part of the weakening. In the method, it is therefore provided that the fiber mat fails due to the targeted weakening at the predetermined weakened points during forming, as a result of which failure at points on the fiber mat that are different from the weakened points can be avoided. As a result, a particularly high complexity of a geometry of the component comprising the fibers, in particular of the motor vehicle component, can be implemented. The component provided from the fiber mat, in particular a motor vehicle component, can thus have areas with particularly small radii and/or edged transitions and/or sharp contour jumps. For use of the motor vehicle component in a motor vehicle, the motor vehicle component provided by the reshaping of the fiber mat can be subjected to at least one further processing step.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass für das Bereitstellen der Schwächung die Fasermatte an der wenigstens einen Stelle geschlitzt und/oder perforiert und/oder eingeschnitten wird. Unter dem Schlitzen der Fasermatte ist zu verstehen, dass ein die Fasermatte vollständig durchdringender Schlitz in die Fasermatte eingebracht wird. Unter dem Perforieren der Fasermatte ist zu verstehen, dass wenigstens eine zumindest im Wesentlichen runde Durchgangsöffnung in die Fasermatte eingebracht wird, welche die Fasermatte vollständig durchdringt. Unter dem Einschneiden der Fasermatte ist zu verstehen, dass einzelne Faserschichten der Fasermatte durchtrennt werden, die Fasermatte jedoch nicht vollständig von dem Schnitt durchdrungen wird. Es kann somit ein Anritzen der Fasermatte erfolgen. Über ein jeweiliges Auswählen der Art der Schwächung kann das in Folge des Umformens resultierende Versagen der Fasermatte an den jeweiligen Stellen gezielt beeinflusst werden. Insbesondere kann über die Wahl der jeweiligen Schwächung ein Einreißen beziehungsweise ein Aufreißen der Fasermatte in Folge des Umformens als Versagen ausgelöst werden beziehungsweise über die jeweilige Auswahl der Schwächung beeinflusst werden, wie weit beziehungsweise wie stark die Fasermatte in Folge des Umformvorgangs beim Versagen aufreißt beziehungsweise sich aufweitet. Über das Auswählen der jeweiligen Art der Schwächung kann durch das Beeinflussen des Versagens der Fasermatte bei dem Umformen eine Entlastung von zu den geschwächten Stellen unterschiedlichen Bereichen der Fasermatte erreicht werden. Durch diese gezielte Entlastung der zu den geschwächten Stellen unterschiedlichen Bereiche wird das Umsetzen komplizierter Geometrien des Bauteils, insbesondere des Kraftfahrzeugbauteils vereinfacht.In a further embodiment of the invention, it is provided that the fiber mat is slit and/or perforated and/or cut at the at least one point in order to provide the weakening. Slitting the fiber mat means that a slit completely penetrating the fiber mat is made in the fiber mat. Perforating the fiber mat means that at least one at least essentially round through-opening is made in the fiber mat, which completely penetrates the fiber mat. Cutting the fiber mat means that individual fiber layers of the fiber mat are severed, however, the batt is not fully penetrated by the cut. The fiber mat can thus be scratched. By selecting the type of weakening in each case, the failure of the fiber mat resulting from the forming can be influenced in a targeted manner at the respective points. In particular, the selection of the respective weakening can trigger a tearing or tearing open of the fiber mat as a result of the forming as a failure, or the respective selection of the weakening can be used to influence how far or how severely the fiber mat tears or widens as a result of the forming process in the event of failure . By selecting the respective type of weakening, by influencing the failure of the fiber mat during the reshaping, relief can be achieved in areas of the fiber mat that are different from the weakened areas. This targeted relief of the areas different from the weakened areas simplifies the implementation of complicated geometries of the component, in particular the motor vehicle component.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass als die Fasermatte eine Fasermatte mit Naturfasern bereitgestellt wird. Das bedeutet, dass die Fasermatte zumindest Naturfasern umfasst. Optional kann die Fasermatte weitere Fasern umfassen. Um ein besonders gutes Aufschmelzen jeweiliger Fasern der Fasermatte zu ermöglichen, kann es vorgesehen sein, dass die Fasermatte Polymerfasern umfasst. Hierbei können die Naturfasern als Polymerfasern ausgebildet sein oder zusätzliche Fasern zu den Naturfasern in der Fasermatte vorgesehen sein, welche als Polymerfasern ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich zu den Naturfasern kann die Fasermatte Glasfasern und/oder Carbonfasern und/oder Stofffasern umfassen.In a further embodiment, it is provided that a fiber mat with natural fibers is provided as the fiber mat. This means that the fiber mat comprises at least natural fibers. Optionally, the fiber mat can include other fibers. In order to enable particular fibers of the fiber mat to be melted particularly well, it can be provided that the fiber mat comprises polymer fibers. In this case, the natural fibers can be designed as polymer fibers or additional fibers can be provided for the natural fibers in the fiber mat, which are designed as polymer fibers. Alternatively or in addition to the natural fibers, the fiber mat can include glass fibers and/or carbon fibers and/or fabric fibers.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Fasermatte bereitgestellt wird, welche zusätzliche zu den Naturfasern Kunststofffasern umfasst. Die Kunststofffasern können insbesondere aus einem Duroplasten oder aus einem Thermoplasten bereitgestellt sein. Insbesondere handelt es sich bei den Kunststofffasern um Polypropylenfasern. Diese Polypropylenfasern können besonders gut im Rahmen des Erwärmens und anschließenden Umformens der Fasermatte mit den Naturfasern verschmolzen werden, wodurch das Bauteil mit einer besonders hohen Stabilität und somit mit einer Eigensteifigkeit bereitgestellt werden kann. Die Fasermatte umfasst insbesondere bis zu 60 % Naturfasern. Beispielsweise kann die Fasermatte ca. 50 % Naturfasern und ca. 50 % Kunststofffasern umfassen. Hierdurch kann ein besonders großer Anteil der Fasermatte aus dem regenerativen Werkstoff der Naturfasern bereitgestellt werden, wohingegen über die Kunststofffasern eine Festigkeit und/oder eine Elastizität des Bauteils, insbesondere des Kraftfahrzeugbauteils, eingestellt werden kann.In a further embodiment of the invention, it is provided that the fiber mat is provided, which comprises synthetic fibers in addition to the natural fibers. The plastic fibers can be provided in particular from a duroplastic or from a thermoplastic. In particular, the plastic fibers are polypropylene fibers. These polypropylene fibers can be fused particularly well with the natural fibers during the heating and subsequent shaping of the fiber mat, as a result of which the component can be provided with particularly high stability and thus with inherent rigidity. The fiber mat includes in particular up to 60% natural fibers. For example, the fiber mat can comprise approximately 50% natural fibers and approximately 50% synthetic fibers. As a result, a particularly large proportion of the fiber mat can be provided from the regenerative material of the natural fibers, whereas the strength and/or elasticity of the component, in particular the motor vehicle component, can be adjusted via the plastic fibers.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als die Naturfasern Flachsfasern und/oder Hanffasern und/oder Holzfasern und/oder Baumwollfasern und/oder Wollfasern verwendet werden. Bei diesen Naturfasern handelt es sich jeweils um jeweilige besonders beständige regenerative Naturfasern. Das Bauteil, insbesondere das Kraftfahrzeugbauteil, kann somit mit einer besonders hohen Lebensdauer bereitgestellt werden und ist dabei zumindest teilweise aus regenerativem Material bereitgestellt. Gegebenenfalls kann durch das Verwenden der Naturfasern eine Recyclingfähigkeit des Bauteils ermöglicht werden.In a further embodiment of the invention it is provided that flax fibers and/or hemp fibers and/or wood fibers and/or cotton fibers and/or wool fibers are used as the natural fibers. These natural fibers are each particularly durable regenerative natural fibers. The component, in particular the motor vehicle component, can thus be provided with a particularly long service life and is provided at least partially from regenerative material. If necessary, the component can be made recyclable by using the natural fibers.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass für das Bereitstellen der Fasermatte Fasern aufeinander abgelegt und miteinander vernadelt werden. Hierbei können die Naturfasern mit den Kunststofffasern geschichtet werden. Die Fasern werden durch Bearbeiten mit wenigstens einem Nadelbrett miteinander vernadelt. Bei dem Vernadeln der Fasern können die Fasern miteinander verwirkt werden. Hierdurch können lose Fasern besonders einfach und schnell miteinander zu der Fasermatte verbunden werden.In a further embodiment of the invention, it is provided that fibers are laid one on top of the other and needled together in order to provide the fiber mat. Here, the natural fibers can be layered with the synthetic fibers. The fibers are needled together by working with at least one needle board. When needling the fibers, the fibers can be knit together. As a result, loose fibers can be connected to one another particularly easily and quickly to form the fiber mat.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine nach dem Umformen einer geschwächten Stelle resultierende Öffnung mittels Spritzguss gefüllt wird. Insbesondere kann in das Umformwerkzeug ein Spritzgusswerkzeug integriert sein, mittels welchem während und/oder oder nach dem Umformen der Fasermatte die wenigstens eine an einer der geschwächten Stellen resultierende Öffnung mit einem Kunststoff durch Spritzgießen gefüllt wird. Hierdurch kann ein Offenbleiben von durch Versagen entstandenen Öffnungen in dem Bauteil vermieden werden.In a further embodiment of the invention, it is provided that at least one opening resulting from the reshaping of a weakened point is filled by means of injection molding. In particular, an injection molding tool can be integrated into the forming tool, by means of which the at least one opening resulting from one of the weakened points is filled with a plastic by injection molding during and/or after the forming of the fiber mat. As a result, openings in the component caused by failure can be prevented from remaining open.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass an die Fasermatte wenigstens ein weiteres Bauteil angespritzt wird. Hierbei kann das wenigstens eine weitere Bauteil mittels des Spritzgießwerkzeugs an die Fasermatte angespritzt werden. Insbesondere wird das wenigstens eine weitere Bauteil während des Umformens der Fasermatte mittels des in das Umformwerkzeug integrierten Spritzgusswerkzeugs durch Spritzgießen an der Fasermatte angeordnet. Insbesondere kann gleichzeitig mittels des Spritzgießwerkzeugs das wenigstens eine weitere Bauteil an die Fasermatte angespritzt werden und die wenigstens eine an der geschwächten Stelle resultierende Öffnung gefüllt werden. Hierdurch kann das Bauteil in besonders wenigen Bearbeitungsschritten und insbesondere mit besonders kurzen Taktzeiten hergestellt werden.In a further embodiment of the invention, it is provided that at least one further component is molded onto the fiber mat. In this case, the at least one further component can be injected onto the fiber mat by means of the injection molding tool. In particular, the at least one further component is arranged on the fiber mat by injection molding during the forming of the fiber mat by means of the injection molding tool integrated into the forming tool. In particular, the at least one further component can be injected onto the fiber mat at the same time by means of the injection mold and the at least one opening resulting at the weakened point can be filled. This allows the component in particular few processing steps and in particular with particularly short cycle times.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Fasermatte zu einem Teil einer Fahrzeugtür umgeformt wird. Hierbei kann das Bauteil, insbesondere das Kraftfahrzeugbauteil zumindest ein Teil einer Innenverkleidung der Fahrzeugtür sein. Mittels des Kraftfahrzeugbauteils kann somit die Fahrzeugtür zu einem Innenraum eines die Fahrzeugtür aufweisenden Kraftwagens hin verkleidet werden. Das beschriebene Verfahren ermöglicht, dass das Kraftfahrzeugbauteil mit besonders großer Größe bereitgestellt werden kann, wodurch die Innenverkleidung der Fahrzeugtür aus besonders wenigen Kraftfahrzeugbauteilen und somit besonders einfach bereitgestellt werden kann.In a further embodiment of the invention, it is provided that the fiber mat is formed into part of a vehicle door. In this case, the component, in particular the motor vehicle component, can be at least part of an interior paneling of the vehicle door. By means of the motor vehicle component, the vehicle door can thus be covered towards an interior of a motor vehicle having the vehicle door. The method described allows the motor vehicle component to be provided with a particularly large size, as a result of which the interior paneling of the vehicle door can be provided from a particularly small number of motor vehicle components and can therefore be provided in a particularly simple manner.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Fahrzeugtür für einen Kraftwagen, mit einem Kraftfahrzeugbauteil, welches in einem Verfahren bereitgestellt worden ist, wie es bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen des Kraftfahrzeugbauteils beschrieben worden ist. Hierbei ist das Kraftfahrzeugbauteil insbesondere ein Teil einer Innenverkleidung der Fahrzeugtür. Das Verwenden des Kraftfahrzeugbauteils in der Fahrzeugtür ermöglicht, dass für das Bereitstellen der Fahrzeugtür ein besonders großer Anteil an regenerativen Materialien, vorliegend der Naturfasern, verwendet werden kann. Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Fahrzeugtür anzusehen und umgekehrt.The invention also relates to a vehicle door for a motor vehicle, with a motor vehicle component that has been provided in a method as has already been described in connection with the method according to the invention for producing the motor vehicle component. In this case, the motor vehicle component is in particular part of an interior paneling of the vehicle door. The use of the motor vehicle component in the vehicle door makes it possible for a particularly large proportion of regenerative materials, in this case natural fibers, to be used for providing the vehicle door. Advantages and advantageous developments of the method according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous developments of the vehicle door according to the invention and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Beschreibung möglicher Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention can result from the following description of possible exemplary embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description and the features and feature combinations shown below in the description of the figures and/or in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the invention to leave.
Figurenlistecharacter list
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 ein Verfahrensschema für ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines Kraftfahrzeugbauteils aus einer Fasern, insbesondere Naturfasern umfassenden Fasermatte; und -
2a ,2b ein im Rahmen des Verfahrens hergestelltes Kraftfahrzeugbauteil in einer Vorderansicht und in einer Rückansicht, wobei ein gezieltes Versagen des Kraftfahrzeugbauteils an vorgegebenen geschwächten Stellen im Rahmen der Herstellung des Kraftfahrzeugbauteils ausgelöst worden ist, um ein ungewolltes Versagen des Kraftfahrzeugbauteils in zu den vorgesehenen Stellen weiteren Bereichen des Kraftfahrzeugbauteils zu verhindern.
-
1 a process diagram for a method for producing a component, in particular a motor vehicle component, from a fiber mat, in particular comprising natural fibers; and -
2a ,2 B a motor vehicle component produced as part of the method in a front view and in a rear view, with a targeted failure of the motor vehicle component being triggered at predetermined weakened points during the production of the motor vehicle component, in order to prevent an unwanted failure of the motor vehicle component in areas of the motor vehicle component that are further from the intended points to prevent.
In den
In
In einem zweiten Verfahrensschritt V2 des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Fasermatte an wenigstens einer vorgegebenen Stelle gezielt geschwächt wird. Für das gezielte Schwächen kann die Fasermatte an der wenigstens einen Stelle geschlitzt und/oder perforiert und/oder eingeschnitten werden. Für das Schwächen der Fasermatte ist es somit vorgesehen, dass an den zu schwächenden Stellen Fasern der Fasermatte zertrennt werden. Durch diese gezielte Schwächung der Fasermatte an den vorgegebenen Stellen kann ein gezieltes Versagen der Fasermatte an diesen Stellen bei einem Umformen der Fasermatte ausgelöst werden.In a second method step V2 of the method, provision is made for the fiber mat to be weakened in a targeted manner at at least one predetermined point. For targeted weakening, the fiber mat can be slit and/or perforated and/or cut at at least one point. In order to weaken the fiber mat, it is therefore provided that fibers of the fiber mat are severed at the points to be weakened. This targeted weakening of the fiber mat at the predetermined points can trigger a targeted failure of the fiber mat at these points when the fiber mat is deformed.
In einem dritten Verfahrensschritt V3 des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Fasermatte erwärmt und anschließend mittels eines Umformwerkzeugs zu dem Kraftfahrzeugbauteil 10 umgeformt wird. Eine Reihenfolge der Schritte Schwächen der Fasermatte, Erwärmen der Fasermatte und Umformen der Fasermatte kann in Abhängigkeit von Materialparametern der Fasermatte und/oder in Abhängigkeit von Prozessparametern der jeweiligen Schritte gewählt werden. Durch das Umformen der Fasermatte wird die Fasermatte an der wenigstens einen geschwächten Stelle gezielt zum Versagen gebracht. Durch das gezielte Versagen der Fasermatte an der wenigstens einen geschwächten Stelle kann eine Materialbeanspruchung der Fasermatte in zu der wenigstens einen geschwächten Stelle unterschiedlichen Bereichen der Fasermatte besonders gering gehalten werden. Ein Versagen der Fasermatte in den zu den geschwächten Stelle unterschiedlichen Bereichen kann somit zumindest im Wesentlichen vermieden werden. Bei dem Versagen kann die Fasermatte an der wenigstens einen geschwächten Stelle aufreißen beziehungsweise sich durch das Versagen aufweiten.In a third method step V3 of the method, it is provided that the fiber mat is heated and then formed into the
Für ein Schließen der durch das Versagen der Fasermatte an den jeweiligen geschwächten Stellen resultierenden Öffnungen 12 können diese resultierenden Öffnungen 12 mittels eines Spritzgusswerkzeugs durch Einspritzen eines Kunststoffs gefüllt werden. Das Spritzgusswerkzeug kann insbesondere in das Umformwerkzeug integriert sein, sodass die Fasermatte in einem einzigen Taktschritt sowohl umgeformt als auch die durch das Versagen resultierende wenigstens eine Öffnung gefüllt werden kann. Im Rahmen des Spritzgießens kann mittels des Spritzgusswerkzeugs ein weiteres Bauteil an die Fasermatte angespritzt werden. Es kann somit gleichzeitig mittels des Spritzgießwerkzeugs das wenigstens eine weitere Bauteil an die Fasermatte angespritzt werden und wenigstens eine durch das Versagen an den geschwächten Stellen resultierende Öffnung durch Anfüllen mit dem Kunststoff gefüllt werden.To close the
In den
Bei dem Verfahren ist es somit vorgesehen, dass die Fasermatte an den definierten Stellen geschwächt wird, indem die Fasermatte insbesondere geschlitzt oder perforiert wird. Hierbei kann eine Größe und Ausrichtung der jeweiligen Schwächung abhängig von der Bauteilgeometrie des aus der Fasermatte zu fertigenden Kraftfahrzeugbauteils 10 gewählt werden. Durch das Schwächen der Fasermatte wird der Fasermatte an den geschwächten Stellen die Möglichkeit gegeben, auszuweichen beziehungsweise nachzugeben. Der durch das Versagen freiwerdende Raum, vorliegend die Öffnungen 12, kann mit Spritzgut aufgefüllt werden. Das Verfahren ermöglicht, dass Teiligkeiten des Kraftfahrzeugbauteils 10 minimiert werden können beziehungsweise eine mögliche Komplexität des zumindest teilweise aus Naturfasern gefertigten Kraftfahrzeugbauteils 10 erhöht werden kann. Es können beim Herstellen des Kraftfahrzeugbauteils 10 besonders kleine Umformwinkel und Radien umgesetzt werden. Weiterhin können aufgrund des beschriebenen verwendeten Verfahrens bei dem zumindest teilweise aus den Naturfasern bereitgestellten Kraftfahrzeugbauteil 10 besonders große Kontursprünge umgesetzt werden. Mit anderen Worten können bei dem Kraftfahrzeugbauteil 10 aufgrund des Verfahrens besonders steile Entformwinkel, besonders kleine prägnante Radien sowie besonders große Kontursprünge umgesetzt werden.The method therefore provides for the fiber mat to be weakened at the defined points, in that the fiber mat is in particular slit or perforated. In this case, a size and orientation of the respective weakening can be selected depending on the component geometry of the
Das Verfahren ermöglicht besonders viele unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten von Naturfasern. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren, dass das Kraftfahrzeugbauteil 10 einstückig und somit aus besonders wenigen Einzelteilen bereitgestellt werden kann das mittels des Verfahrens hergestellte Kraftfahrzeugbauteil 10 mit besonders geringen Produktionskosten hergestellt werden. Das Kraftfahrzeugbauteil 10 ist darüber hinaus bei dem Verfahren besonders kompakt bereitstellbar, wodurch ein optimiertes Package möglich ist. Weiterhin weist das Kraftfahrzeugbauteil 10 aufgrund der Naturfasern ein besonders geringes Gewicht sowie eine besonders vorteilhafte CO2-Bilanz auf. Mittels des im Rahmen des Verfahrens hergestellten Kraftfahrzeugbauteils 10 ist ein Darstellen einer kunststoffähnlichen Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils 10 möglich. Durch eine mögliche Integration sonst nötiger separater Bauteile, deren Geometrie beim Stand der Technik nicht in Naturfasern darstellbar ist, kann das Kraftfahrzeugbauteil 10 aus besonders wenigen Einzelteilen, vorliegend einstückig bereitgestellt werden. Um zu den geschwächten Stellen unterschiedliche Bereiche der Fasermatte vor dem Versagen zu bewahren, erfolgt ein gezieltes Versagen der Fasermatte. Das Heranziehen der Fasermatte mit den Naturfasern ermöglich einen besonders hohen regenerativen Materialanteil in dem Kraftfahrzeugbauteil 10 sowie ein besonders geringes Gewicht des Kraftfahrzeugbauteils 10.The process enables a particularly large number of different uses of natural fibers. In addition, the method makes it possible for the
Insgesamt zeigt die Erfindung wie eine Formgebung eines Kraftfahrzeugbauteils 10 mit Naturfasern optimiert werden kann.Overall, the invention shows how the shaping of a
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Kraftfahrzeugbauteilmotor vehicle component
- 1212
- Öffnungopening
- 1414
- weiteres Bauteilanother component
- V1-V3V1-V3
- jeweilige Verfahrensschritterespective procedural steps
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