DE10351178A1

DE10351178A1 - Verfahren zur Herstellung von Kohlefaserverbundwerkstoffteilen mit thermoplastischen Matrixsystemen

Info

Publication number: DE10351178A1
Application number: DE10351178A
Authority: DE
Inventors: Ralf Schneeberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-11-03
Filing date: 2003-11-03
Publication date: 2005-06-02

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung von Kohlefaserverbundwerkstoffteilen mit thermoplastischen Matrixsystemen. DOLLAR A Das Verfahren macht sich die elektrische Leitfähigkeit des Werkstoffes zu Nutzen. DOLLAR A Durch Anlegen von Strom an den Enden des Kohlefasermaterials erwärmt sich dieses durch den elektrischen Widerstand. Dadurch schmilzt das mit in die Faser eingebrachte Thermoplast und der Werkstoff wird dann in eine Form gepresst. Durch das Pressen konsolidieren Faser und Matrix, zeitgleich wird das Material durch die geschlossene Form gekühlt und erreicht seine Festigkeit. DOLLAR A Dadurch ist es möglich, Kohlefaserverbundwerkstoffe in Serie zu fertigen, zugleich kann man noch durch Einlegen von anderen thermoplastischen Halbzeugen oder Bauteilen in die Form diese in einem Arbeitsgang mit Aufschmelzen (Anschweißen). DOLLAR A Durch dieses Verfahren lassen sich sehr kurze Fertigungszyklen realisieren.

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung von Kohlefaserverbundwerkstoffeilen mit thermoplastischen Matrixsystemen.
Der im Moment vorherrschende Stand der Technik liegt in beheizten Formen mit denen man das Thermoplast schmilzt und durch pressen konsolidiert.
Weiter gibt es Formen bei denen die Ober- und Unterform als Elektroden verwandt werden und somit durch elektrisch erzeugter Wärme die Matrix mit der Faser konsolidiert.
Das Problem bei den herkömmlichen Methoden ist z.B. bei beheizten Formen das eine Menge Energie aufgewandt werden muss um die Form mitzuheizen und danach auch wieder zu kühlen. Dadurch benötigt man noch längere Fertigungszyklen und hat einen hohen Energieaufwand.
Durch das beheizen der Faser durch Elektrizität, wobei die Ober- und Unterform jeweils als Elektroden genutzt werden sind die Zyklen schon deutlich kürzer. Doch lässt sich durch dieses Verfahren keinerlei Applikation (z.B. Folie ) ausbringen weil diese die Elektrische Leitfähigkeit minimieren oder gar ganz verhindern.
Die Erfindung für die bei diesem Verfahren Patentantrag gestellt wird ist die Beheizung des Kohlefasermaterials mit eingewobenem Thermoplast durch Elektrizität wobei die Form nicht als Elektrode genutzt wird, sondern die Kontakte separat an das Kohlefasermaterial angelegt werden. Dadurch kann das Material im geöffneten Formzustand erhitzt werden ohne das unnötig Energie aufgebracht werden muss um die Form mitzuheizen. Durch das Schließen der elektrisch nicht leitenden Form wird das geschmolzene Thermoplast mit der Faser konsolidiert und zugleich abgekühlt. Weiter ist durch dieses Verfahren auch möglich noch andere Bauteile oder Halbzeuge mit in die Form einzulegen und in einem Arbeitsgang mit zu Verkleben bzw. bei thermoplastischen Werkstoffen zu verschweißen (aufschmelzen). Es ist möglich in einem Arbeitsgang den Werkstoff zu konsolidieren und z.B. eine Folie mit aufzubringen oder auch Überzugsstoffe wie Textilen oder Leder sofort mit zu verarbeiten. Um Oxidationen vorzubeugen kann dieser Vorgang unter inertem Gas stattfinden.
Dieses Verfahren kann in fast allen gängigen Methoden der Kohlefaserverarbeitung wie z.B. Schlauchblas-, Drucksack-, Form und Gegenform-, Silikonstempel-Methode angewandt werden.
Dieses Verfahren Kann vor allem in der Serienfertigung von Kohlefaserbauteilen verwandt werden Es ist vielseitig einsetzbar im Automotivbereich wie auch in der Sportindustrie und allen anderen Bereichen in denen hochfeste und steife Bauteile benötigt werden.
Vorteilhafte Wirkung dieser Erfindung ist die Einsparung von Energie beim Fertigen weil keine Form mitgeheizt werden muss und das aufgrund dieser Tatsache die Zykluszeiten der Fertigung deutlich sinken. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit des applizieren von anderen Stoffen wie oben beschrieben in nur einem Arbeitsgang.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Kohlefaserverbundwerkstoffteilen mit thermoplastischen Matrixsystemen Dadurch gekennzeichnet, Das dass Schmelzen des Thermoplasts durch anlegen von elektrischem Strom am Kohlefaser außerhalb der nichtleitenden Form erreicht wird. Währenddessen oder danach wird das Material mit Druck beaufschlagt und in der Form Konsolidiert. Je nach verwendetem Thermoplast findet dieser Vorgang unter inertem Gas statt. (Zeichnung 1)
Applizieren von Folie, Textilien oder Leder nach Patentanspruch 1 Dadurch gekennzeichnet, Das nach dem erhitzen des Kohlefasermaterials die zusätzlich eingelegte Applikation durch Beaufschlagung mit Druck gemeinsam mit dem Kohlefasermaterial verpresst und verklebt bzw. verschweißt wird in nur einem Arbeitsgang. (Zeichnung 2)
Applizieren von anderen Werkstücken nach Patentanspruch 1 Dadurch gekennzeichnet, Das nach dem erhitzen des Kohlefasermaterials die zusätzlich in die Form eingelegten Werkstücke durch Beaufschlagung mit Druck gemeinsam mit dem Kohlefasermaterial verpresst und verklebt bzw. verschweißt werden in nur einem Arbeitsgang. (Zeichnung 3)