DE19537737A1 - Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoff-Formkörpers - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoff-FormkörpersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines Formkörpers aus einem faserverstärkten, thermoplastischen
Material unter Verwendung einer Umformtechnik, wie Tiefziehen
bzw. Thermostreckformen.
Es ist bekannt, Formkörper aus faserverstärkten, insbesondere
aus glasmattenverstärkten bzw. glasgewebeverstärkten
thermoplastischen Materialien durch Umformen entsprechender
Halbzeuge mittels Preßtechniken herzustellen, siehe die
Offenlegungsschriften DE 43 30 861 A1, WO 93/03920, EP 0 605 213
Al und JP 58-1518 (A). Speziell ist es auch bekannt, solche
Formkörper durch Tiefziehen entsprechender Halbzeuge speziell
präparierter Zusammensetzung herzustellen, siehe die
Offenlegungsschrift DT 21 07 894. Das Tiefziehen
faserverstärkter duroplastischer Materialien mit einer
Formwerkzeughälfte unter Anwenden von Unter- bzw. Überdruck ist
in der Patentschrift AT 232263 beschrieben.
Eine Schwierigkeit beim Umformen von Halbzeugen aus einem
faserverstärktem Thermoplastmaterial mittels Zug-/Druck-Umformen
besteht darin, daß sehr leicht Faltenbildung und
Materialschädigung auftreten kann. Zudem sind diese Techniken
bezüglich der erforderlichen Formwerkzeuge und Anlagentechnik
recht aufwendig. Pressen ist für die Materialien eigentlich
nicht notwendig, da nur ein Umformprozeß und kein Fließprozeß
erzielt werden muß. Der notwendige Preßdruck beim Umformen liegt
daher weit unterhalb demjenigen von Fließpreßvorgängen. Diesen
Gegebenheiten werden an sich die bekannten Thermoformverfahren,
z. B. das Thermostreckformen, besser gerecht. Dieses Verfahren
stellt ein Niederdruckverfahren dar, bei dem das Material fest
eingespannt und durch Temperatureinwirkung fließfähig gemacht
wird. Durch Anlegen von Unterdruck wird das Halbzeug unter
Dickenabnahme auf das Werkzeug geformt, wobei auch ein
Druckformen mit Drücken bis zu 6 bar möglich ist. Allerdings ist
die Anwendung solcher Thermoformverfahren auf Werkstoffe
beschränkt, die unter Temperatureinwirkung geeignet fließfähig
sind. Das sind meist unverstärkte Materialien, wie PP, PE und
ABS oder mit kurzen Fasern verstärkte Materialien, wie
kurzglasfaserverstärktes Polypropylen.
Eine gemeinsame Schwierigkeit der oben genannten, herkömmlichen
Umformverfahren besteht darin, daß es nicht möglich ist, ohne
Verschnitt an hochwertigem faserverstärktem Material
auszukommen. Je nach Formkörper sind 10% bis 30% Verschnitt zu
erwarten, was sich entsprechend auf die Herstellungskosten
auswirkt.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung
eines Verfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem
sich ein Formkörper aus einem faserverstärkten,
thermoplastischen Material mit vergleichsweise geringem Aufwand
durch Umformen eines Halbzeuges herstellen läßt.
Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 oder 5 gelöst. Beim Verfahren nach Anspruch 1 wird
speziell ein Halbzeug bereitgestellt, das in seinem Mittelteil,
dessen Ausdehnung an das Abwicklungsmaß des verwendeten
Formwerkzeuges angepaßt ist, d. h. im wesentlichen dessen
Ausdehnung entspricht, aus einem faserverstärkten Material
besteht und einen den Mittelteil umgebenden Rahmen beinhaltet,
der aus einem nicht-faserverstärkten thermoplastischen Material
gebildet ist. Der Rahmen besteht somit aus leicht streckfähigem
bzw. tiefziehfähigem Material und dient als Einspannfläche und
umfangseitige Umformfläche für das Zug-/Druck-Umformen,
insbesondere den Streck- bzw. Ziehvorgang durch
Thermostreckformen, während der faserverstärkte Halbzeug-
Mittelteil konform zur Gestalt des Formwerkzeuges geformt wird.
Auf diese Weise entsteht kein Verschnittabfall an
faserverstärktem Material, und gleichzeitig ist das Halbzeug mit
seinem nicht-faserverstärkten Rahmen problemlos tiefziehbar. Es
versteht sich, daß für das Material des Halbzeugrahmens dasselbe
Material wie für die Matrix des faserverstärkten Mittelteils
oder ein damit verträgliches thermoplastisches Material
verwendet wird.
Ein nach Anspruch 2 weitergebildetes Verfahren ermöglicht es,
die Halbzeuge zur Herstellung der entsprechenden Formkörper in
einem Serienproduktionsprozeß bereitzustellen. Dazu werden in
einer Bandanlage sukzessiv Roh-Halbzeuge aus einem
faserverstärkten, thermoplastischen Material, die als
Mittelteile der späteren Halbzeuge fungieren, mit Abstand
voneinander auf ein Transportband aufgelegt, auf das
anschließend ein nicht-faser-verstärktes, thermoplastisches
Material in Bandform kontinuierlich extrudiert oder ein
Thermoplastfolienband kontinuierlich aufgelegt wird. Am
abgekühlten Ende des extrudierten Bandkomplexes können dann die
zur Herstellung der zugehörigen Formkörper dienenden Halbzeuge
mittels Durchschneiden des Bandkomplexes jeweils zwischen zwei
faserverstärkten Roh-Halbzeugen erhalten werden, wobei das auf
das jeweilige Roh-Halbzeug extrudierte Material eine
Matrixschicht für den faserverstärkten Mittelteil des fertigen
Halbzeugs und das zwischen den Roh-Halbzeugen und über deren
Seitenbereiche hinaus extrudierte Material den nicht-
faserverstärkten, thermoplastischen Rahmen des fertigen
Halbzeugs bildet.
Bei einem nach Anspruch 3 weitergebildeten Verfahren wird
zusätzlich zum Verfahren von Anspruch 2 auch unterseitig eine
abdichtende Matrixschicht für die faserverstärkten Mittelteile
der Halbzeuge bereitgestellt, indem die faserverstärkten Roh-
Halbzeuge nicht direkt auf ein Transportband, sondern auf ein
darüber gelegtes Folienband aus einem nicht-faserverstärkten
thermoplastischen Material aufgelegt werden. In einer
nachgeschalteten Doppelbandpresse wird aus dem extrudierten
Bandkomplex ein Laminat gebildet, bei dem das extrudierte Band
mit dem unten liegenden Folienband unter Einschluß der einzelnen
faserverstärkten Roh-Halbzeuge verbunden ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 werden die
faserverstärkten Roh-Halbzeuge unmittelbar nach ihrer
Herstellung in noch warmem Zustand auf das Transportband bzw.
auf das Folienband aufgelegt, so daß gleich anschließend die
obere abdichtende Matrixschicht aufextrudiert werden kann. Das
Extrudieren der Matrixschicht auf die noch warmen Roh-Halbzeuge
fördert die Haftung der beiden Schichtkomponenten aneinander.
Beim Verfahren nach Anspruch 5 wird speziell ein Halbzeug
bereitgestellt, das aus einem kurz- und/oder
wirrfaserverstärkten Roh-Halbzeug und einer einseitig oder zwei
beidseitig aufgebrachten Deckschichten aus nicht-
faserverstärktem, thermoplastischem Material gleicher Ausdehnung
besteht. Im Gegensatz zu Glasgewebeverstärkungen sind solche
Faserverstärkungen, z. B. in Form einer Glasmattenverstärkung,
von Natur aus streckfähig und damit tiefziehbar. Um dabei jedoch
ein Aufbauschen und Undichtwerden des Halbzeugs zu verhindern,
ist das faserverstärkte Roh-Halbzeug auf wenigstens einer Seite
mit einer abdichtenden Deckschicht aus nicht-faserverstärktem,
thermoplastischem Material versehen. Dadurch kann das Halbzeug
durch Anwendung von Unter- oder Überdruck auf die
deckschichtgeschützte Seite auf die entsprechende
Formwerkzeughälfte geformt werden, wobei die eine oder die
beiden Deckschichten zusätzlich das Aufbauschen des Halbzeugs
unterdrücken.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung ,der
Bereitstellung eines Halbzeugs mit glasgewebeverstärktem
Mittelteil und nicht-faserverstärktem Rahmen,
Fig. 2A eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung der
Bereitstellung eines Halbzeugs mit glasmattenverstärktem
Mittelteil und nicht-faserverstärktem Rahmen,
Fig. 2B eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung der
Bereitstellung eines Halbzeugs, das aus einem
glasmattenverstärkten Material und einem gleichgroßen
nicht-faser- verstärkten Material besteht,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer
Serienproduktionsanlage zur Bereitstellung von
Halbzeugen nach Art der Fig. 1, 2A oder 2B,
Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht einer Thermo
streckformanlage vor dem Thermostreckformen eines
Halbzeugs nach Art der Fig. 1, 2A oder 2B und
Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 4, jedoch am Ende des
Thermostreckformvorgangs für das Halbzeug.
In Fig. 1 ist ein Halbzeug (1) dargestellt, welches als
Grundlage zur Herstellung eines nicht weiter gezeigten
Formkörpers dient. Das Halbzeug (1) wird dadurch gebildet, daß
zunächst ein Roh-Halbzeug (2) aus einem Verbundwerkstoff mit
einer thermoplastischen Matrix und einer endlosen
Glasgewebeverstärkung derart bereitgestellt wird, daß dessen
Ausdehnung dem Abwicklungsmaß des für die spätere Herstellung
des Formkörpers verwendeten Formwerkzeuges entspricht. Wie mit
dem Pfeil angedeutet, wird das mit der endlosen
Glasgewebeeinlage verstärkte Roh-Halbzeug (2) anschließend mit
einem Rahmen (3) aus einem nicht faser- verstärkten,
thermoplastischen Material, beispielsweise Polypropylen,
versehen. Dies kann durch Extrusion des betreffenden nicht-
faserverstärkten Materials geschehen. Dabei wird für den
Rahmen (3) bevorzugt dasselbe Material wie für die Matrix des
faserverstärkten Roh-Halbzeugs (2), alternativ auch ein anderes,
mit dem Matrixmaterial verträgliches Material verwendet.
Selbstverständlich sind als Verstärkungsfasern anstelle von
Glasfasern auch Kohle-, Synthese- oder Naturfasern einsetzbar.
Gegebenenfalls können die Matrix des faserverstärkten Roh-
Halbzeugs (2) und der Rahmen (3) gleichzeitig durch Einbetten
der Glasgewebeeinlage in und Umgeben mit dem zugehörigen
thermoplastischen Material hergestellt werden.
In Fig. 2A ist ein Halbzeug (4) dargestellt, welches als
Grundlage zur Herstellung eines nicht weiter gezeigten
Formkörpers dient. Das Halbzeug (4) wird dadurch gebildet, daß
zunächst ein Roh-Halbzeug (5a) aus einem Verbundwerkstoff mit
einer thermoplastischen Matrix und einer endlosen
Glasmattenverstärkung derart bereitgestellt wird, daß dessen
Ausdehnung dem Abwicklungsmaß des für die spätere Herstellung
des Formkörpers verwendeten Formwerkzeuges entspricht. Das mit
der endlosen Glasmatteneinlage verstärkte Roh-Halbzeug (5a) wird
anschließend mit einem Rahmen (6) aus einem nicht-faserverstärk
ten, thermoplastischen Material, beispielsweise Polypropylen,
versehen. Dies kann durch Extrusion des betreffenden nicht-
faserverstärkten Materials geschehen. Dabei wird für den Rahmen
(6) bevorzugt dasselbe Material wie für die Matrix des
faserverstärkten Roh-Halbzeugs (5a), alternativ auch ein
anderes, mit dem Matrixmaterial verträgliches Material
verwendet. Selbstverständlich sind als Verstärkungsfasern
anstelle von Glasfasern auch Kohle-, Synthese- oder Naturfasern
einsetzbar. Gegebenenfalls können die Matrix des
faserverstärkten Roh-Halbzeugs (5a) und der Rahmen (6)
gleichzeitig durch Einbetten der Glasmatteneinlage in und
Umgeben mit dem zugehörigen thermoplastischen Material
hergestellt werden.
In Fig. 2B ist ein weiteres Halbzeug (7) dargestellt, welches
als Grundlage zur Herstellung eines nicht weiter gezeigten
Formkörpers dient. Das Halbzeug (7) wird dadurch gebildet, daß
ein Roh-Halbzeug (5b) aus einem Verbundwerkstoff mit einer
thermoplastischen Matrix und einer Glasmattenverstärkung mit
kurzen, endlichen oder endlosen Fasern mit einer oder mit zwei
gleichgroßen Deckschichten (6a), z. B. aus Polypropylen,
verbunden bzw. verpreßt werden. Dieses Halbzeug (7) besitzt also
keinen unverstärkten umlaufenden Rahmen. Es wird später zu einem
Formkörper streckgeformt. Die eine oder mehrere Deckschichten
(6a) dienen dazu, das Material abzudichten, um es unter
Anwendung von Vakuum und/oder Druckluft umformbar zu machen, da
glasmattenverstärkte Materialien ansonsten beim Aufheizen
aufbauschen und undicht werden, weshalb sie bislang kaum
umgeformt und nur ungenügend wieder komprimiert werden konnten.
Das Aufbringen der einen oder mehreren Deckschichten kann durch
Extrusion des betreffenden nicht-faserverstärkten Materials oder
durch Verbinden/Verpressen der beiden oder den drei
Materialschichten geschehen. Dabei wird für das nicht-
faserverstärkte Deckschichtenmaterial bevorzugt dasselbe
Material wie für die Matrix des faserverstärkten Roh-Halbzeugs
(5b), alternativ auch ein anderes, mit dem Matrixmaterial
verträgliches Material verwendet. Selbstverständlich sind als
Verstärkungsfasern anstelle von Glasfasern auch Kohle-,
Synthese- oder Naturfasern einsetzbar. Gegebenenfalls können die
Matrix des faserverstärkten Roh-Halbzeugs (5b) und die
Deckschicht (6a) gleichzeitig durch Einbetten der
Glasmatteneinlage in das zugehörige thermoplastische Material
hergestellt werden.
In Fig. 3 ist eine Anlage gezeigt, mit der sich Halbzeuge der in
den Fig. 1 und 2 dargestellten Art in Serie herstellen lassen.
Dazu werden als erstes Glasfasermatten- bzw.
Glasfasergewebezuschnitte in der benötigten Ausdehnung
hergestellt und als Stapel (7) einem Handhabungs-/Zuführungssystem,
in Fig. 3 als Greifroboter (8) ausgeführt,
automatisch oder manuell zur Verfügung gestellt. Der
Greifroboter (8) entnimmt dem Stapel (7) einzeln jeweils einen
der als faserverstärkte Roh-Halbzeuge (7a) dienenden
Glasfasermatten- bzw. Glasgewebezuschnitte und legt ihn mit
Abstand von einem zuvor abgelegten, faserverstärkten Roh-
Halbzeug (7a) auf einem kontinuierlich weiterlaufenden
Folienband (9) ab, das sich von einer entsprechenden
Vorratstrommel (10) abwickelt und aus einem nicht-
faserverstärkten, thermoplastischen Material, z. B. Polypropylen,
besteht. Die Breite des Folienbandes (9) ist um die Breite des
für die fertigen Halbzeuge gewünschten, nicht-faserverstärkten
Rahmens entlang der beiden zugehörigen Seitenbereiche größer
gewählt als die Breite der Roh-Halbzeuge - (7a). Das mit den im
Abstand hintereinander liegenden Roh-Halbzeugen (7a) versehene
Folienband (9) gelangt anschließend auf den vorderen Bereich
eines umlaufenden Transportbandes (11), dessen hinterer Bereich
Teil einer Doppelbandpresse (12) ist, die des weiteren ein
zweites umlaufendes Transportband (13), eine eintrittsseitige
Heißpreßeinrichtung (14) und eine ausgangsseitige
Kühlpreßeinrichtung (15) beinhaltet.
Vor der Doppelbandpresse (12) befindet sich eine
Extrudiervorrichtung (16), mit der kontinuierlich ein nicht-
faserverstärktes thermoplastisches Material bandförmig auf das
darunter vorbeilaufende Folienband (9) samt aufgelegten Roh-
Halbzeugen (7a) aufextrudiert wird, wobei sich das extrudierte
Band zwischen den einzelnen Roh-Halbzeugen (7a) und über
dieselben hinweg sowie beidseits über dieselben hinaus erstreckt
Als extrudiertes Material wird dasselbe wie dasjenige für das
Folienband, z. B. nicht-faserverstärktes Polypropylen oder ein
damit verträgliches Material, gewählt, wobei verträglich hier
bedeutet, daß das extrudierte Material sich mit dem
Folienbandmaterial zusammenlaminieren läßt. Dabei reicht das
extrudierte Material seitlich gerade so weit über die Roh-
Halbzeuge (7a) hinaus, wie es der Breite des Folienbandes (9)
entspricht und für die Abmessung des nicht-faserverstärkten
Rahmens der späteren Halbzeuge gewünscht wird. Vorteilhaft für
die Haftung zwischen den Roh-Halbzeugen und dem aufextrudierten
Material ist es dabei, wenn die Roh-Halbzeuge (7a) erst
unmittelbar zuvor hergestellt wurden und im noch warmen Zustand
auf das Folienband (9) aufgelegt werden.
Der Bandkomplex aus unten liegendem Folienband (9), einzeln
aufgelegten, faserverstärkten Roh-Halbzeugen (7a) und oben
liegendem, extrudiertem Material wird dann in der anschließenden
Doppelbandpresse (12) zu einem Halbzeug-Band (18)
zusammenlaminiert. Dabei wird in der Doppelbandpresse (12)
eingangsseitig mittels der Heißpreßeinrichtung mit Druck (p) und
Wärme (Q) eingewirkt, während ausgangsseitig in der Kühlpreß
einrichtung (15) unter Druckeinwirkung (p) Wärme (Q) abgeführt
wird. Eine hinter der Doppelbandpresse (12) angeordnete Schneid
vorrichtung (17) trennt von dem solchermaßen zusammenlaminierten
und abgekühlten Halbzeug-Band (18) die gewünschten, fertigen
Halbzeuge (19) als einzelne Stücke ab, wobei das Durchtrennen
des Halbzeugbandes (18) jeweils in der Mitte zwischen zwei Roh-
Halbzeugen (7a) erfolgt. Auf diese Weise bildet das zwischen
jeweiligen Roh-Halbzeugen (7a) gebildete, nicht-faserverstärkte
Laminat aus Folienband (9) und extrudiertem Material auch
entlang der Vorder- und Hinterkante der fertigen Halbzeuge den
gewünschten, nicht-faserverstärkten Rahmen. Daraus folgt, daß
die einzelnen Roh-Halbzeuge (7a) von dem Greifroboter (8) in
genau definiertem Abstand hintereinander auf das Folienband (9)
aufzulegen sind, welcher der doppelten Breite des für die
fertigen Halbzeuge (19) gewünschten, nicht-faserverstärkten
Rahmens entspricht.
Die Anlage von Fig. 3 liefert damit die gewünschten Halbzeuge
(19) mit faserverstärktem Mittelteil und dieses Mittelteil
umgebendem Rahmen aus einem nicht-faserverstärkten,
thermoplastischen Material durch einen kostengünstigen
Serienfertigungsprozeß. Mit den wie oben beschrieben
bereitgestellten Halbzeugen können Formkörper durch Zug-/Druck-
Umformen, speziell durch Thermostreckformen bzw. Tiefziehen
mittels Vakuum und/oder Druckluft und einer Formwerkzeughälfte,
einfach und kostengünstig hergestellt werden, ohne daß
Verschnitt aus hochwertigem faserverstärktem Material entsteht.
Ein derartiger Thermoformvorgang ist in den Fig. 4 und 5
veranschaulicht. Dazu wird das bereitgestellte Halbzeug (20),
welches aus dem faserverstärkten Mittelteil (21) und dem nicht-
faserverstärkten Rahmen (22) besteht, in einen Einspannrahmen
(23) einer Thermoformanlage dergestalt eingespannt, daß es nur
mit seinem Rahmen (22) zwischen den Einspannrahmenhälften (23a,
23b) eingeklemmt ist und sich der Rahmen (22) noch geringfügig
nach innen erstreckt, so daß der faserverstärkte Mittelteil (21)
zentriert über dem verwendeten Formwerkzeug (24) liegt. Wie oben
gesagt, ist hierbei die Ausdehnung des faserverstärkten
Mittelteils (21) auf das Abwicklungsmaß des verwendeten
Formwerkzeugs (24) abgestimmt.
Wie in Fig. 4 dargestellt, wird in einem ersten Schritt zunächst
das eingespannte Halbzeug (20) mittels einer Heizeinrichtung
(25) von oben und/oder unten gleichmäßig auf eine Temperatur
erwärmt, bei der das thermoplastische Material des Halbzeugs
(20) fließfähig wird. Anschließend wird, wie in Fig. 5
dargestellt, die Heizeinrichtung (25) zurückgezogen. Es versteht
sich, daß die Heizung auch außerhalb der Umformanlage stehen und
das Halbzeug samt Rahmen nach dem Erwärmen in die Umformanlage
transferiert werden kann. Dann wird das Formwerkzeug (24) an das
Halbzeug (20) herangefahren, so daß sich das Halbzeug (20) mit
seinem faserverstärkten Mittelteil (21) konform über die
Oberfläche des Formwerkzeugs (24) legt, während der nicht-
faserverstärkte Rahmen (22) gestreckt wird. Der
Thermoformvorgang wird mit Druck und/oder Vakuum ausgeführt,
wobei Luft durch nicht näher gezeigte Öffnungen im Formwerkzeug
(24) abgesaugt/entlüftet wird. Das Halbzeug (20) wird dabei an
die Konturen des Werkzeugs gesaugt/gedrückt. Das Formwerkzeug
(24) kann sowohl von unten nach oben als auch von oben nach
unten in das Halbzeug (20) gefahren werden, d. h. im zweiten Fall
ist die Grundstellung des Formwerkzeugs (24) über dem Halbzeug
(20)
Durch den geschilderten Thermoformvorgang wird folglich ein Formkörper hergestellt, der höchstens bis auf einen Randbereich aus einem Verbundwerkstoff besteht. Dabei kann gegebenenfalls der herstellungsbedingte, nicht-faserverstärkte Formkörperrand nach Entnahme des Formkörpers aus der Thermoformanlage wenigstens teilweise weggeschnitten werden, ohne daß dadurch Verschnitt aus hochwertigem, faserverstärktem Material anfällt. Alternativ zu diesem Vorgehen können durch den beschriebenen Thermoformvorgang auch kurz oder wirrfaserverstärkte Halbzeuge, insbesondere solche der in Fig. 2B gezeigten Art, umgeformt werden, ohne daß es zwingend eines nicht-faserverstärkten Rahmens bedarf, da solche Faserverstärkungen von Natur aus streckfähig sind. Mit der oder den geeignet aufgebrachten Deckschichten (6a) aus unverstärktem Material bleibt die Dichtigkeit des Halbzeugs während der Unter- bzw. Überdruckanwendung gewährleistet, und der Aufbauschung des Halbzeugs wird entgegengewirkt.
Durch den geschilderten Thermoformvorgang wird folglich ein Formkörper hergestellt, der höchstens bis auf einen Randbereich aus einem Verbundwerkstoff besteht. Dabei kann gegebenenfalls der herstellungsbedingte, nicht-faserverstärkte Formkörperrand nach Entnahme des Formkörpers aus der Thermoformanlage wenigstens teilweise weggeschnitten werden, ohne daß dadurch Verschnitt aus hochwertigem, faserverstärktem Material anfällt. Alternativ zu diesem Vorgehen können durch den beschriebenen Thermoformvorgang auch kurz oder wirrfaserverstärkte Halbzeuge, insbesondere solche der in Fig. 2B gezeigten Art, umgeformt werden, ohne daß es zwingend eines nicht-faserverstärkten Rahmens bedarf, da solche Faserverstärkungen von Natur aus streckfähig sind. Mit der oder den geeignet aufgebrachten Deckschichten (6a) aus unverstärktem Material bleibt die Dichtigkeit des Halbzeugs während der Unter- bzw. Überdruckanwendung gewährleistet, und der Aufbauschung des Halbzeugs wird entgegengewirkt.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem
faserverstärkten, thermoplastischen Material,
gekennzeichnet durch
folgende Schritte:
- a) Bereitstellen eines Halbzeugs (20), das einen Mittelteil (21), der aus einer Matrix aus einem thermoplastischen Material und einer Faserverstärkungseinlage besteht, und einen den Mittelteil umgebenden Rahmen (22) aus einem nicht-faserver stärkten thermoplastischen Material aufweist, und
- b) Zug-/Druck-Umformen des Halbzeugs mittels eines Formwerkzeuges, wobei die Ausdehnung des Mittelteils (21) an das Abwicklungsmaß des Formwerkzeuges (24) angepaßt ist und der nicht-faserverstärkte Rahmen (22) zum Einspannen sowie zum Ziehen und/oder Strecken des Halbzeugs dient.
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt a die Serienfertigung mehrerer Halbzeuge umfaßt und
hierzu folgende Einzelschritte beinhaltet:
- a.1) sukzessives Auflegen einzelner, faserverstärkter Roh-Halb zeuge (7), deren Ausdehnung an das Abwicklungsmaß des Formwerkzeuges (24) angepaßt ist, mit Abstand voneinander auf ein Transportband (11),
- a.2) bandförmiges Extrudieren eines nicht-faserverstärkten thermoplastischen Materials auf die einzelnen, aufeinanderfolgenden Roh-Halbzeuge (7) sowie zwischen selbige und seitlich über selbige hinaus, um eine oben liegende Matrixschicht für die Roh-Halbzeuge und einen die Roh-Halbzeuge umgebenden nicht-faserverstärkten Rahmen zu bilden, und
- a.3) sukzessives Durchtrennen des so erhaltenen Halbzeugbandes jeweils zwischen zwei Roh-Halbzeugen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
die faserverstärkten Roh-Halbzeuge (7) im Schritt a.1 auf ein
auf das Transportband (11) aufgelegtes, durchlaufendes
Folienband (9) aus einem nicht-faserverstärkten,
thermoplastischen Material aufgelegt werden und im Schritt a.2
das nicht-faserverstärkte thermoplastische Material in einer
derjenigen des Folienbandes entsprechenden Breite extrudiert
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
die faserverstärkten Roh-Halbzeuge (7) unmittelbar nach ihrer
Herstellung in noch warmem Zustand auf das Transportband (11)
bzw. das Folienband (9) aufgelegt werden.
5. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem kurz- und/oder
wirrfaserverstärkten, thermoplastischen Material,
gekennzeichnet durch
folgende Schritte:
- - Bereitstellen eines Halbzeugs (7), das ein kurz- und/oder wirrfaserverstärktes, thermoplastisches Roh-Halbzeug (5b) und wenigstens eine auf einer Seite desselben aufgebrachte Deckschicht (6a) aus einem nicht-faserverstärkten, thermoplastischen Material gleicher Ausdehnung beinhaltet, und
- - Zug-/Druck-Umformen des Halbzeugs durch randseitiges Einspannen desselben und Anformen an eine Formwerkzeughälfte unter Beaufschlagung seiner deckschichtgeschützten Seite mit Unter- oder Überdruck.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19537737A DE19537737C2 (de) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem faserverstärkten, thermoplastischen Material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19537737A DE19537737C2 (de) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem faserverstärkten, thermoplastischen Material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19537737A1 true DE19537737A1 (de) | 1997-04-17 |
DE19537737C2 DE19537737C2 (de) | 1997-12-18 |
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ID=7774500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19537737A Expired - Fee Related DE19537737C2 (de) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem faserverstärkten, thermoplastischen Material |
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DE (1) | DE19537737C2 (de) |
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-
1995
- 1995-10-10 DE DE19537737A patent/DE19537737C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE19537737C2 (de) | 1997-12-18 |
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