DE19542665A1

DE19542665A1 - Prodn of hollow bodies

Info

Publication number: DE19542665A1
Application number: DE1995142665
Authority: DE
Inventors: Gunter Dr Ing Siebdrath; Petra Dr Ing Schulz; Udo Dipl Ing Berthold
Original assignee: INST KONSTRUKTION und VERBUNDB
Current assignee: INST KONSTRUKTION und VERBUNDB
Priority date: 1995-11-16
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 1997-05-22

Abstract

To produce hollow bodies of thermoplastics, with long fibre reinforcement, the thermoplastic long fibre prepregs are cut and laid over each other. A barrier film is inserted between the layers, at one or more points, with a smaller surface area than the facing layers of thermoplastic long fibre prepregs. The package is cut, and the barrier films are heated under pressure to consolidate the thermoplastic long fibre prepregs and weld them together outside the barrier film zones. The consolidated package is heated to shaping temps., and pref. hot air or other active medium is blown through the zones containing the barrier film to shape the material into a hollow body. The barrier film is pref. of polytetrafluorethylene (PTFE).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus langfa serverstärktem Thermoplastkunststoff.The invention relates to a method for producing hollow bodies from langfa server-strengthened thermoplastic.

Aus dem Kunststoff-Taschenbuch, Carl Hanser Verlag 17. Ausgabe, München, 1967, Seite 122 ist bekannt, Hohlkörper aus vorgewärmten Rohrstücken oder aufeinandergelegten Plattenzuschnitten aus Thermoplast-Kunststoffen gegen die Wandung einer zweiteiligen Hohlform zu blasen. In der gleichen Literataurstelle ist auf Seite 119 ff. aufgezeigt, aus extrudierten Schläuchen Verpackungsbehälter aller Größen zu blasen. Hier wird der heiß aus dem Extruder austretende Schlauch in einer unmittelbar angeschlossenen Blasstation zu Hohlkörpern ge formt. Aus der DE 38 43 535 A1 ist die Verwendung von Halbzeugen aus faser verstärktem Kunststoff für die Herstellung von Formkörpern bekannt. Hierbei werden die Halbzeuge auf Temperaturen bis zum Erweichungspunkt der Thermo plaste erwärmt, in einer Druckzone verformt und miteinander verhaftet. Wenig stens ein Halbzeug weist ein faseriges Flächengebilde mit ausschließlich längsge richteten Fasern auf. Das Halbzeug wird derart auf Teilbereiche der anderen Halbzeuge angebracht, daß die Fasern im wesentlichen in Richtung der haupt sächlichen mechanischen Beanspruchung der Formkörper verlaufen. In der WO89/10253 ist ein Verfahren zur Verarbeitung von Hochleistungsfaserverbund werkstoffen zu dreidimensionalen Formteilen mittels eines geschlossenen Ferti gungssystemes beschrieben. In dieser Anlage durchlaufen die Sandwichplatten eine Heizstation, eine Umformstation und eine Kühlstation. In der Umformstation erfolgt die Formgebung durch Tiefziehen.From the plastic paperback, Carl Hanser Verlag 17th edition, Munich, 1967, page 122 is known, hollow body from preheated pipe sections or superimposed sheets of thermoplastic plastics against the To blow the wall of a two-part mold. In the same literary position is shown on page 119 ff., packaging containers made of extruded hoses to blow all sizes. This is where the hot one emerges from the extruder Hose in a directly connected blowing station to form hollow bodies forms. DE 38 43 535 A1 describes the use of semi-finished products made of fiber reinforced plastic known for the production of moldings. Here the semi-finished products are heated to temperatures up to the softening point of the thermo plastic warmed, deformed in a pressure zone and arrested with each other. Little At least one semi-finished product has a fibrous fabric with only longitudinal straightened fibers. The semi-finished product is thus on parts of the other Semi-finished products attached that the fibers essentially towards the main neutrally mechanical stress on the moldings. In the WO89 / 10253 is a method for processing high-performance fiber composites materials to three-dimensional molded parts by means of a closed ferti described system. The sandwich panels pass through this system a heating station, a forming station and a cooling station. In the forming station it is shaped by deep drawing.

Die aufgezeigten Möglichkeiten der Formgebung von Thermoplast-Kunststoffen haben den Nachteil, daß mit ihnen keine Hohlkörper geformt werden können, die an einer bestimmten Stelle oder an mehreren bestimmten, nicht miteinander oder miteinander verbundenen Stellen, Hohlräume aufweisen.The shown possibilities of shaping thermoplastic materials have the disadvantage that no hollow body can be formed with them at a certain point or at several certain points, not with each other or interconnected locations, cavities.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus langfaserverstärktem Thermoplastkunststoff zu entwickeln, die an einer bestimm ten Stelle oder an mehreren bestimmten, nicht miteinander oder miteinander ver bundenen Stellen, Hohlräume aufweisen. The object of the invention is to develop a method for producing hollow bodies to develop long fiber-reinforced thermoplastic that adheres to a specific position or at several specific points, not related to each other or to each other bound places, cavities.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daßAccording to the invention the object is achieved in that

a) Thermoplastic long fiber prepregs used, cut and stacked be placed;
b) a separating film between the blanks in one or more places, the smaller in area than the opposite blanks made of thermoplastic Long fiber prepregs is inserted;
c) this package of thermoplastic long fiber prepreg and one or several separating foils under pressure until the thermoplastic Long fiber prepregs are consolidated and, except for the area where release film is interposed, welded together;
d) subsequently the package heated to the forming temperature and consolidated in a mold by blowing in preferably heated air or one their active medium in the area of each release film inserted into one Hollow body is formed.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den besonderen Vorteil, Thermoplast- Langfaserprepregs bauteilgerecht zu konsolidieren und gleichzeitig zu verschwei ßen, welche nach Erreichung des gewünschten Konsolidierungs- und Schweißzu standes in einem Formwerkzeug mittels Druckluft oder einem anderen Medium aufgeblasen werden. Es werden somit Hohlkörper aus Thermoplast- Langfaserprepregs ohne nachträglichem Fügevorgang hergestellt, die an einer oder mehreren Stellen Hohlräume aufweisen. Die Herstellung der Hohlkörper ist verfahrensseitig durch kurze Zykluszeiten gekennzeichnet. Es können somit in ihrer Formgestaltung vielfältigere Hohlkörper hergestellt und die Vorzüge der langfaserverstärkten Thermoplastkunststoffe genutzt werden. Sie sind kosten günstiger herzustellen, denn bislang müssen Bauteile, die aus mehreren Einzeltei len zusammenzufügen sind, auf konventionelle Weise einzeln gefertigt werden und im Nachgang nach bekannten Schweißverfahren geschweißt oder, wo möglich geklebt bzw. durch Schrauben oder Nieten oder durch Mischverfahren miteinan der verbunden werden.The solution according to the invention has the particular advantage that thermoplastic Consolidate long fiber prepregs according to the component and weld them at the same time which after reaching the desired consolidation and welding in a mold using compressed air or another medium be inflated. Hollow bodies made of thermoplastic Long fiber prepregs made without a subsequent joining process or cavities. The manufacture of the hollow body is Process-side characterized by short cycle times. It can therefore in their shape design produced more diverse hollow bodies and the advantages of long fiber reinforced thermoplastic materials can be used. They are free cheaper to manufacture, because until now components that consist of several individual parts len are to be assembled, individually manufactured in a conventional manner and subsequently welded using known welding processes or where possible glued or with each other by screws or rivets or by mixing processes who are connected.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläu tert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment tert.

Um ein Fahrradrahmenvorderteil als Hohlkörper aus Thermoplast-Kunststoff her zustellen, werden Thermoplast-Langfaserprepregs zugeschnitten. Diese zuge schnittenen Langfaserprepregs werden aufeinander gestapelt. Im vorliegenden Fall bilden drei aufeinandergelegte Langfaserprepregs einen Unterstapel. Darauf wird eine Trennfolie aus PTFE und der Oberstapel, ebenfalls aus drei zugeschnit tenen Langfaserprepregs, gelegt. Die Trennfolie ist in ihrer Fläche kleiner als die Fläche eines Langfaserprepregs. Da diese mittig zwischen dem Unterstapel und dem Oberstapel eingelegt ist, liegen die Stapel im Bereich der Trennfolie nur an den Rändern aneinander. Dieses bauteilgerecht zugeschnittene Paket wird in einer beheizten Etagenpresse vorgepreßt, wobei die Langfaserprepregs konsolidieren und an den Stellen ohne Trennfolie vollflächig miteinander verschweißt werden. Nachfolgend wird das auf Umformtemperatur aufgewärmte Paket in eine zweitei lige Hohlform eingelegt. Zwischen die Trennfolie aus PTFE und den konsolidier ten Unter- und Oberpaketen wird erwärmte Luft eingeblasen, um ein Einfrieren während des Umformvorganges zu vermeiden. Die beidseitig der Trennfolie lie genden verschweißten Pakete aus Thermoplast-Langfaserprepregs werden ausein andergedrückt und an der Innenwand der Hohlform geformt. Die Abkühlung des entstandenen Hohlkörpers erfolgt an der kalten Werkzeugwand. Die Trennfolie verbleibt im Hohlkörperraum.Around a bicycle frame front part as a hollow body made of thermoplastic to deliver, thermoplastic long fiber prepregs are cut to size. This supplied cut long fiber prepregs are stacked on top of each other. In the present In this case, three superimposed long fiber prepregs form a sub-stack. Thereon a separating film made of PTFE and the top stack, also made of three, are cut long fiber prepregs. The surface of the separating film is smaller than that Area of a long fiber prepreg. Since this is in the middle between the lower stack and is inserted in the top stack, the stacks are only in the area of the release film the edges together. This package, tailored to the specific component, comes in one pre-pressed heated deck press, consolidating the long fiber prepregs and are welded together over the entire area at the points without a release film. The package is then warmed to the forming temperature in a second one hollow mold inserted. Between the separating film made of PTFE and the consolidator Heated air is blown into the lower and upper packages to prevent freezing to avoid during the forming process. The lie on both sides of the release film The welded packages made of thermoplastic long fiber prepregs are separated pressed on and molded on the inner wall of the hollow mold. The cooling of the resulting hollow body takes place on the cold tool wall. The release film remains in the cavity.

Claims

Process for producing hollow bodies made of long fiber reinforced thermoplastic, characterized in that

a) Thermoplastic long fiber prepregs are used, cut and placed on top of each other;
b) a separating film, which is smaller in area than the opposite blanks made of thermoplastic long fiber prepregs, is placed between the blanks at one or more locations;
c) this package of thermoplastic long fiber prepreg cuts and one or more separating foils is heated under pressure until the thermoplastic long fiber prepregs are consolidated and, apart from the area where the separating foil is interposed, are welded together;
d) subsequently, the package heated to the forming temperature and consolidated is shaped into a hollow body in a mold by blowing in preferably heated air or another active medium in the area of the separating film inserted in each case.