DE1704442A1

DE1704442A1 - Verfahren zur Herstellung von Kunstharz-Sandwichbauteilen

Info

Publication number: DE1704442A1
Application number: DE19671704442
Authority: DE
Inventors: Moser Rudolf G
Original assignee: AIR PLASTIC SERVICE GmbH
Current assignee: AIR PLASTIC SERVICE GmbH
Priority date: 1967-12-18
Filing date: 1967-12-18
Publication date: 1971-05-19

Description

V e r f a h r e n z u r H e r s t e l l u n g v o n K u n s t h a r z - S a n d w i c h b a u -teilen Der Zweck des erfindungsgemässen Verfahrens ist es, rasch und wirtschaftlich Formteile aus Glasfaser-Kunstharz in einer Sandwichbauweise herzustellen.
Bei Sandwichkonstruktionen tritt allgemein das Problem auf, das Kernmaterial mit den Glasfaser-Kunstharz-Aussenschalen lückenlos und unlösbar zu verbinden. Zu diesem Zweck müssen die mit Kunstharz getränkten Glasgewebe oder Fasern im noch ungehärteten Zustand des Kunstharzes an das kernmaterial' angepresst werden. Das härtende Kunstharz verbindet später die widerstandsfähigen Schalen mit dem relativ flexiblen Kernmaterial. Der Vorteil solcher Konstruktionen ist in erster Linie ihr geringes Gewicht neben ihrer hohen Biegefestigkeit.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um einen Bauteil mit unregelmässiger, räumlich gekrümter Form in obengenannter Bauweise herzustellen.
Die bekantesten Verfahren sind das Vakuumverfahren, wo in einer Negativ- oder Positivform laminiert wird, eine Eunststoff-Folie (meist Polyvinylalkohol-Folie) über den noch ungehärteten Bauteil gespannt und gegenüber der Form abgedichtet wird. Aus dem Zwischenraua Bauteil - Folie wird nun die Luft abgesaugt, sodaß die Folie gegen den Bauteil mit einer Kraft, dem Vakuum-Sog entsprechend, drückt. Auf diese eise wird ein Anlegen des verwendeten Sandwichkernes an die GFK-Schalen anstandslos erreicht.
Der Nachteil dieser Methode ist es, daß nur eine beschränkte Presskraft, dem erreichbaren Vakuum entsprechend, aufgebaut werden kann und Harze, die leichtflüchtige Monomere enthalten, durch das Vakuum leicht zum lochen gebracht werden können, was Glasblasen verursacht, die somit eine starke Herabminderung der Qualität der Bauteile bewirken.
Ferner ist es bekannt, dasselbe Verfahren mittels eines Drucksackes durchzuführen, Die verwendete elastische Kunststoff- oder Gummifolie wird an den Formrand angepresst und ähnlich einer Ball-Seele unter Luftdruck gesetzt.
Dieses Verfahren bedingt eine relativ aufwendige Apparatur, die genügend Sicherheit als Druckbehälter aufweisen muß. Eine rasche Aushärtung durch Hitze ist nur beschränkt über die Aufheizung der Form möglich, was die Verarbeitung bestimmter, langsam härtender Harztypen erschwert. Eine Beheizung der zugeführten Pressluft ist sehr aufwendig.
Es ist des weiteren bekannt, einen Sandwichteil zwischen zwei Formschalen zu pressen. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig und gestattet bei komplizierten Formen, soferne das Kernmaterial nicht elastisch ist, kein einwandfreies Anlegen der Glasfaser-Kunstharzschalen.
Ein weit verbreitetes und sehr gutes Verfahren ist es, die Bauteile in einem Autoklaven auszuhärten. Babei wird der ungehärtete Bauteil mit einer Kunststoff-Folie überzogen, die gegenüber der Form abgedichtet und unter mäßiges Vakuum gesetzt wird. Anschliessend kommt der Bauteil in einen Autoklaven, der bis zu 15 atü Druck ünd Hitze bis zu 1600C aufbauen kann.
Durch die Druckdifferenz zwischen Bauteil - Folie und Autoklaven wird das Laminat gepresst.
Dieses Verfahren arbeitet äusserst wirtschaftlich bei Produktion in Großserien, jedoch ist der apparative Aufwand sehr hoch.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Prinzip des Drucksackverfahrens einerseits und dem Autoklavenverfahren andererseits. Dieses Verfahren besitzt die Vorteile beider Verfahren, arbeitet jedoch mit geringstem Aufwand.
Eine Negativ-Form des Teiles mit einem ausgeprägten Rand wird angefertigt. Der noch nicht gehärtete Bauteil wird mit einer oder mehreren Kunststoff-Folien überzogen, die über den Rand der Form überstehen und flüssigkeitsdicht gegenüber dem Bauteil sein müssen. Es empfiehlt sich, dünne Polyäthylen-Folien über den Bauteil zu legen. Die einzelnen Folienlagen werden entweder in einem Stück eingelegt oder über den Bauteil, soferne eine Stoßstelle erforderlich ist, flüssigkeitsdicht verschweißt.
Ein passender Deckel wird nun auf den Formrandwüber den die Folie hinausragt, aufgesetzt und mittels einer Gummidichtung und Schraubzwingen gegenüber den Folienlagen abgedichtet, sodaß ein dichter Raum zwischen der auf dem Bauteil befindlichen Folie und dem Deckel entsteht.
Durch den Formdeckel ragen 2 Rohre und ein Druckmaßstutzen in den Raum zwischen Deckel und KunststQff-Folien.
Uber das erste Rohr wird nun Heissrasser zugeleitet und damit die Form aufgefüllt. Ist der Raum zwischen Folie und Deckel aufgefüllt, so strömt das Wasser über das 2. Rohr ab. dird nun der ilasserstrom am 2. Rohr gedrosselt, so baut sich ein Wasserdruck in der Form auf, der das Sandwichlaminat presst.
Je nach aufgebautem Druck kann die Wassertemperatur verschieden hoch sein. Durch zusätzliches Aufbringen von Heizelementen am Formdeckel kann weitere Wärme dem Wasser zugeführt werden. Durch Verwendung von Öl oder hoher siedender Flüssigkeiten als druckerzeugendes Medium kann jede Temperatur eingestellt werden. Die Erhitzung der Flüssigkeit oder des Öles erfolgt über Durchlauferhitzer oder einer 3peicherquelle, die den nötigen hydraulischen Druck besitzt.
Die Beheizung kann auch im Kreislauf stattfinden, wobei der Druck durch die Kreislaufpumpe aufrecht erhalten wird.
Nach dem Aushärten der Teile wird die Flüssigkeit oder das Öl abgepumpt oder entleert, der Formdeckel geöffnet, die Folien entfernt und der fertige Teil hRe + geno=men.
Das Verfahren eignet sich besonders zur Produktion von domformigen Körpern, umie Flugzeug-Radar-Hauben, Raketenspitzen und Rumpfenden von Kampfflugzeugen.
An zwei zeichnerischen Beispielen soll das Verfahren näher erläutert werden: Der in Fig. 1 gezeigte Körper soll hergestellt werden 1. = Sandwichkonstruktion; 2. = Yollusinat.
Eine Negativform, in Figur 2 gezeigt, wird angefertigt: 1. = Stahlrand 2. = Negativform des Teiles 3. = Ständer der Form 4. = Luftdüse zum Abblasen des fertigen Bauteiles.
Figur 3 stellt den Aufbau des Laminated dar: 1. = Form 2. = äussere GFK-Schale des Sandwichteiles 3. = Kern-Material (z.B.Phenolharz-Glasgewebe oder Nylon-Waben) 4. = innere GFK-Schale des Sandwichteiles 5. = Vollaminat am Rand Figur 4 stellt das Einlegen der Kunststoff-Folien dar: 1. = Radome-Fora 2. = Bauteil 3. = Folien (Polyäthylenfolie) Figur 5 stellt das Aufsetzen des Deckels auf die Form dar: 1. = Deckel (aus Stahl) 2. = Einlassöffnung für das Druckmedium 3. = Auslassöffnung für das Druckmedium 4. = Manometer 5. = Schraubzwingen 6. = Gummidichtung Figur 6 stellt das Härten unter Druck dar: 1. = An der Form wirkender Flüssigkeitsdruck 2. = Flüssigkeitseulauf 3. = Drosselventil im Flüssigkeitsablauf 4. = Flüssigkeitsablauf 5. = Druckanzeige 6. = Flüssigkeit in der Form Um die Flüssigkeit auf die gewünschte Temperatur zu bringen, können folgende Schaltungen der Anlage vorgenommen werden: Figur 7: Flüssigkeit unter dem erforderlichen Druck wird über einen Durchlauferhitzer ( 1 ) der Form ( 2 ) zugeführt und ueber Abfluss ( 3 ) abgeleitet. Es kann mittels des Reglerventiles geringster Durchlauf eingestellt werden, was einen geringen Verbrauch an aufgeheizter Flüssigkeit bedeutet.
Figur 8 zeigt den Heissflüssigkeitsdurchlauf aus einem Speicher ( 1 ).
Figur 9 stellt eine Kreislauferhitsung der Flüssigkeit dar: Die unter Puipendruck stehende Flüssigkeit wird vom Durchlauferhitzer ( 1 ) auf die erforderliche Tenperatur gebracht, durch die Form geleitet und über Kreislaufpuipe ( 2 ) wieder über den Durchlauferhitzer gedrückt.
Durch Verwendung einer geeigneten Heizflüssigkeit und Thermostat-Kontrolle des burchlauferhitzers kann jede beliebige Temperatur eingestellt werden. Die Form selbst kann zusätzlich mit einer Heizung versehen werden.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Glasfaser-Kunststoff-Sandwichteilen, dadurch g e k e n n z e i c h ne t, daß der Bauteil in einer Negativform vorlaminiert wird, über die noch nicht gehärteten Glaslagen und dem dazwischen befindlichen Kernmaterial flexible Folien gelegt werden, die den Bauteil gegenüber der Form flüssigkeitsdicht abschließen, auf die Negativform ein Deckel aufgesetzt wird, der den Raum über der flexiblen Folie gegenüber den Bauteil druckdicht trennt und welcher mit einer heissen Flüssigkeit gefüllt und später unter r'lüssigkeitsdruck gesetzt werden kann, sodaß die Folienlagen über dem Bauteil an diesen hydraulisch angepresst werden.
2. Verfahren zur Herstellung von Glasfaser-Kunststoff-Sandwichteilen nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß als elastische Folie Kunststoff-Folien herangesogen werden.
3. Verfahren zur Herstellung von Glasfaser-Kunststoff-Sandwichteilen nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß als elastische Folie Gummi oder Synthesekautschuk herangezogen werden.
4. Verfahren zur Herstellung von Glasfaser-Kunststoff-Sandwichteilen nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß als Flüssigkeit wasser verwendet wird.
5. Verfahren zur Herstellung von Glasfaser-Kunststoff-Sandwichteilen nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß Öl als Flüssigkeit herangezogen wird.
6. Verfahren zur Herstellung von Glasfaser=Kunststoff-Sandwichteilen nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Flüssigkeit aufgeheizt wird.