DE19813105C2 - Process for the production of fiber composite components - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen, bei dem Fasern und das Matrixmaterial in einem mindestens zwei Teile umfassenden, einen Formhohlraum bildenden Werkzeug geformt werden und Öffnungen vom Faserhohlraum nach außen geführt werden, über die die im Formhohlraum befindliche Luft entweichen kann, wobei formhohlraumseitig vor den Öffnungen eine poröse Membran angebracht wird, deren Poren derart dimensioniert sind, daß man die Luft ungehindert entweichen läßt, das Matrixmaterial aber im Formhohlraum zurückgehalten wird und zumindest der formhohlraumseitige Bereich der Öffnungen mit einer das Einwölben der Folie in die Öffnung verhindernden Unterstützung ausgekleidet wird.The invention relates to a method for producing fiber composite components, in which fibers and the matrix material are formed in a tool comprising a mold cavity and comprising at least two parts, and openings are guided outwards from the fiber cavity through which the air in the mold cavity can escape, with the mold cavity side A porous membrane is attached in front of the openings, the pores of which are dimensioned such that the air is allowed to escape unhindered, but the matrix material is retained in the mold cavity and at least the region of the openings on the mold cavity side is lined with a support preventing the film from arching into the opening .
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Faserverbund bauteilen, bei dem die Fasern und das Matrixmaterial in einem mindestens zwei Teile umfassenden, einen Formhohlraum bildenden Werkzeug geformt werden und Öffnungen vom Formhohlraum nach außen geführt werden, über die die im Formhohlraum befindliche Luft entweichen kann.The invention relates to a method for producing fiber composite components in which the fibers and the matrix material in at least two Parts comprising a mold forming a mold cavity are formed and openings from the mold cavity to the outside through which the in Air can escape from the mold cavity.
Faserverbundbauteile haben sowohl hinsichtlich ihrer produzierten Mengen als auch ihrer vielfältigen Einsatzgebiete in den letzten Jahren außerordentlich stark an Interesse gewonnen. Ausschlaggebend dafür sind zweifelsohne die große Viel falt der Verarbeitungsmöglichkeiten. So stehen mehrere Verfahren, wie z. B. ver schiedene Preß- und Spritztechniken zur Verfügung, um Faserverbundbauteile in Einzel- oder Serienfertigung vielseitig und mit komplizierter Formgebung zu ferti gen. Auch innerhalb dieser verschiedenen Verfahren sind beim Einbringen der Fa sern und des Matrixmaterials mehrere Variationen möglich.Fiber composite components have both in terms of their quantities produced their diverse areas of application have been extraordinarily strong in recent years gained in interest. The decisive factor for this is undoubtedly the large amount fold of processing possibilities. So there are several methods such. B. ver Different pressing and injection molding techniques are available to make fiber composite components One-off or series production versatile and with complicated shapes to ferti Even within these various processes, when the company multiple variations of the matrix and the matrix material are possible.
Ein Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen ist aus Otto Schwarz: "Glasfaserverstärkte Kunststoffe", Vogel Verlag, Würzburg (1975) bekannt. Zwei teilige Werkzeuge bilden hier einen Formhohlraum, in dem die Fasern und das Matrixmaterial zu ihrer endgültigen Form gebracht werden. Zur Verhinderung von Lufteinschlüssen im Faserverbundbauteil befinden sich an bestimmten Stellen in bestimmen Abständen Bohrungen im Werkzeug, durch die die eingeschlossene und vor der Front des fließenden Matrixmaterials durch die Fasern transportierte Luft entweichen kann. Nachteilig wirkt sich bei diesem Verfahren aus, daß sich bei jedem Formvorgang Matrixmaterial in den Bohrungen sammelt, welches beim Entnahmevorgang des gefertigten Faserverbundbauteils erhärtet und somit vor dem nächsten Formvorgang mühsam aus der Bohrung entfernt werden muß, damit die Bohrung wieder zur Entlüftung des Formhohlraums beitragen kann. Durch dieses Entfernen der Reste, erhöht sich die Leerlaufzeit zwischen den ein zelnen Formvorgängen, wodurch die Produktivität gesenkt wird. Außerdem geht durch die Bohrungen auch Matrixmaterial verloren, welches dann nicht mehr für die Füllung der Fasern zur Verfügung steht, so daß ein Überschuß an Matrix material einkalkuliert werden muß.A process for the production of fiber composite components is known from Otto Schwarz: "Glass fiber reinforced plastics", Vogel Verlag, Würzburg ( 1975 ). Two-part tools form a mold cavity in which the fibers and the matrix material are brought into their final shape. In order to prevent air inclusions in the fiber composite component, there are bores in the tool at certain intervals through which the trapped air that is transported through the fibers in front of the front of the flowing matrix material can escape. A disadvantage of this method is that matrix material collects in the holes during each molding process, which hardens during the removal process of the fiber composite component and must therefore be laboriously removed from the hole before the next molding process, so that the hole can again contribute to venting the mold cavity . This removal of the residues increases the idle time between the individual molding processes, which reduces productivity. In addition, matrix material is lost through the holes, which is then no longer available for filling the fibers, so that an excess of matrix material must be taken into account.
DE 15 04 759 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Harzformlinge, bei dem Abstandsmaterial in die Form miteingebracht wird, um den Harzfluss in das Fasermaterial zu vereinfachen. Das Abstandsmaterial bietet dem Harz einen geringeren Widerstand als das Fasermaterial selbst, so dass es leichter von diesem getränkt werden kann.DE 15 04 759 A discloses a method for producing fiber-reinforced Resin moldings, in which spacer material is introduced into the mold in order to to simplify the flow of resin into the fiber material. The spacer material offers the resin has less resistance than the fiber material itself, making it can be soaked more easily.
Aus GB 11 54 965 geht ein Herstellungsverfahren als bekannt hervor, bei dem Gas, welches bei der Herstellung einer geschäumten Struktur entsteht, in an der Innenseite des Formwerkzeuges befindlichen Poren adsorbiert wird.From GB 11 54 965 a manufacturing process emerges as known in which Gas, which arises during the production of a foamed structure, in the Pores located inside the mold is adsorbed.
Bei einem Verfahren gemäß JP 59 232 832 und DE 17 79 300 A wird in die Öffnungen eine dicke Polyurethanplatte eingesetzt, um das flüssige Harz zurückzuhalten, während das Gas entweicht.In a method according to JP 59 232 832 and DE 17 79 300 A in the Openings a thick polyurethane plate used to hold the liquid resin hold back while the gas escapes.
DE 825 454 C offenbart ein Verfahren, bei dem zur Gasausleitung aus einer Gussform aus Metallpulver bestehende Sinterkörpereinsätze verwendet werden. Diese besitzen eine große Stärke, wodurch die Form dementsprechend ausgebildet sein muss. Die Porengrößen sind dabei nicht an die Eigenschaften des flüssigen Metalls angepasst, so dass dieses in die Sinterkörpereinsätze eindringt und die Einsätze nach jedem Guss erneuert werden müssen.DE 825 454 C discloses a method in which gas is discharged from a Sintered body inserts made of metal powder are used. These have great strength, which makes the shape accordingly must be trained. The pore sizes are not related to the properties of the liquid metal adapted so that this in the sintered body inserts penetrates and the inserts must be renewed after each casting.
In DE 39 15 693 C1 wird ein Vakuumform-Verfahren beschrieben, bei dem zur besseren Evakuierung und zur gleichmäßigen Verteilung des Vakuums über einem faserverstärkten Kunststoff eine poröse Folie und ein Gestrick gelegt wird. Dabei liegt die Vakuumfolie nicht direkt auf dem Verbundkörper auf. Die Poren dieser Folie sind nicht an die Viskosität des Harzes angepasst, so dass dieses durch die Poren dringt und nicht im Reaktionsraum zurückgehalten wird.DE 39 15 693 C1 describes a vacuum molding process in which better evacuation and for even distribution of the vacuum a porous film and a knitted fabric is placed on a fiber-reinforced plastic. The vacuum film does not lie directly on the composite body. The pores this film are not adapted to the viscosity of the resin, so this penetrates through the pores and is not retained in the reaction space.
Bei einem Verfahren gemäß DE 196 43 359 A1 wird bei der Herstellung faserverstärkter PUR-Formteile zur Vermeidung von Lufteinschlüssen nach dem Füllen und vor dem Schließen der Form eine gasdurchlässige Membran auf die gefüllte Formhälfte aufgelegt.In the case of a method according to DE 196 43 359 A1, during production fiber-reinforced PUR molded parts to avoid air pockets after the Fill and before closing the mold a gas permeable membrane on the filled mold half.
Es stellt sich demnach die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Faserver bundbauteilen anzugeben, das es erlaubt, Faserverbundbauteile ohne Luftein schlüsse und mit vollständiger Umschließung der Fasern in der Serienfertigung mit einer hohen Taktrate herzustellen, so daß die Leerlaufzeiten zwischen den Formvorgängen auf ein geringes Maß reduziert werden. Desweiteren soll ein Überschuß an Matrixmaterial unterbunden werden. Außerdem sollen die hierfür notwendigen Änderungen an den Werkzeugen minimal und die Austauschbarkeit der eingesetzten Mittel gegeben sein.It is therefore the task of a process for the production of fiber Specify bundle components that allow fiber composite components without air inlet conclusions and with complete encapsulation of the fibers in series production manufacture at a high clock rate so that the idle times between the Molding processes can be reduced to a small extent. Furthermore, a Excess matrix material can be prevented. In addition, the purpose of this necessary changes to the tools minimal and interchangeability of the means used.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfin dungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß formhohlraumseitig vor den Öffnun gen eine Folie als poröse Membran angebracht wird, deren Poren derart dimensioniert sind, daß man die Luft ungehindert entweichen läßt, das Matrixmaterial aber im Formhohlraum zurückgehalten wird und mindestens der formhohlraumseitige Bereich der Öffnungen mit einer das Einwölben der Folie in die Öffnungen verhindernden Unterstützung ausgekleidet ist.A method of the type described in the introduction is invented to achieve the object appropriately characterized in that the mold cavity side in front of the opening a film is attached as a porous membrane, the pores of which are dimensioned so that the air can escape unhindered However, matrix material is retained in the mold cavity and at least the Area of the openings in the mold cavity with the arching of the film in the opening-preventing support is lined.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Faserverbundbauteile ohne Lufteinschlüsse in Serie zu fertigen, wobei durch eine dünne Folie als Barriere für das Matrixmaterial/Harz die Form nicht modifiziert werden muss. Nuten werden nicht notwendigerweise benötigt, da eine dünne Folie nicht aufträgt und keine Beeinflussung der Oberflächenqualität stattfindet. Die Unterstützung kommt nicht mit Harz in Kontakt, so dass diese Komponenten nur äußerst selten ausgetauscht werden müssen und nur die Folie ausgetauscht werden muss. Dies führt zu hohen Kosten- und Zeitersparnissen.The method according to the invention enables fiber composite components without To produce air pockets in series, using a thin film as a barrier to the matrix material / resin the shape does not have to be modified. Become grooves not necessary as a thin film does not apply and none Influencing the surface quality takes place. The support comes not in contact with resin, so these components are extremely rare need to be replaced and only the film needs to be replaced. This leads to high cost and time savings.
Die mehrteiligen, den Formhohlraum bildenden Werkzeuge, können aus Kunst stoff oder aus Metall hergestellt werden, je nach Temperaturbelastung bei den Formvorgängen und Stückzahl der produzierten Faserverbundbauteile einer Serie. Metallwerkzeuge weisen bei hohen Temperaturen und hohen Stückzahlen Vorteile gegenüber den Kunststoffwerkzeugen auf. Dabei können die Werkzeuge aus mehreren Schichten bestehen, so daß nur die dem zu fertigenden Faserverbundbauteil zugewandte Schicht eine glatte und harte Oberfläche aufweist, während die Hinterfütterung weicher und rauher sein kann. Für manche Anwendungen ist es von Vorteil, wenn die mehrteiligen Werkzeuge Führungsbolzen und Quetsch- bzw. Schneidkanten aufweisen. Mit ersteren können die verschiedenen Teile des Werkzeuges präzise zusammengeführt werden, während letztere einen Abschluß des Formhohlraumes nach außen bilden. The multi-part tools that form the mold cavity can be made of art fabric or metal, depending on the temperature load at the Forming processes and number of pieces of the fiber composite components produced in a series. Metal tools exhibit at high temperatures and high numbers Advantages over plastic tools. The tools consist of several layers, so that only the one to be manufactured Layer facing the fiber composite component has a smooth and hard surface while the backing can be softer and rougher. For some Applications, it is beneficial if the multi-part tools Have guide bolts and crush or cutting edges. With the former can bring the different parts of the tool together precisely be, while the latter a closure of the mold cavity to the outside form.
Als poröse Membranen kommen bevorzugt dünne Polyurethan-Folien (PU-Folien), dünne Teflon-Folien (PTFE-Folien) oder dünne Polyether-Blockamid-Folien in Be tracht, die sich sehr gut der Kontur des herzustellenden Faserverbundteiles und des Werkzeuges anpassen und somit einen optimalen Herstellungsprozeß ge währleisten.The preferred porous membranes are thin polyurethane foils (PU foils), thin Teflon films (PTFE films) or thin polyether block amide films in Be tracht that very well the contour of the fiber composite part to be manufactured and adjust the tool and thus ge an optimal manufacturing process guarantee.
Vorteilhaft werden PU-, PTFE- oder Polyether-Blockamid-Folien mit einer Dicke im Bereich zwischen 10 µm und 60 µm verwendet. Bei derartigen Folien bedingen bestimmte Prozesse während der Herstellung die Erzeugung von Poren der beim Einsatz dieser Materialien gewünschten Porengröße, so daß kein zusätzlicher Ar beitsschritt notwendig ist, um die Folien mit den Poren zu versehen, was zu einer Minimierung des Aufwandes führt.PU, PTFE or polyether block amide films with a thickness in are advantageous Range between 10 microns and 60 microns used. Condition with such foils certain processes during the manufacture of the pores during production Use of these materials desired pore size, so that no additional Ar step is necessary to provide the foils with the pores, resulting in a Minimizing the effort leads.
Bei Untersuchungen hat sich herausgestellt, daß die Größe der Poren in der porö sen Membran von der Viskosität des Matrixmaterials und dem Material der porö sen Membran, d. h. vom Benetzungsverhalten dieser beiden Materialien, abhängt. So zeigt sich, daß es sich bei einer Viskosität des Materixmaterials von 50 mPa . s vorteilhaft gestaltet, wenn die Poren in der Membran einen Durchmesser zwi schen 1 µm und 5 µm, insbesondere 3 µm aufweisen. Es sind auch Poren denk bar, bei denen durch die Gestaltungen bzw. Geometrie ein Zurückhalten des Ma terixmaterials und ein Entweichen der Luft bewerkstelligt wird.Research has shown that the size of the pores in the por sen membrane on the viscosity of the matrix material and the material of the porö sen membrane, d. H. depends on the wetting behavior of these two materials. It shows that it is at a viscosity of the material material of 50 mPa. s advantageously designed if the pores in the membrane have a diameter between rule 1 µm and 5 µm, in particular 3 µm. There are also pores bar, where due to the designs or geometry a restraint of the Ma terix material and an escape of air is accomplished.
Da sich die porösen Membranen mit zunehmenden Gebrauch abnutzen bzw. zu setzen können, werden in einer vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens die porösen Membranen derart angebracht, daß sie bei Bedarf leicht ausgewechselt werden können. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß sie von der Formfläche des Werkzeugs um die Membrandicke abgesenkt in eine Vertiefung eingelassen sind und Mittel angebracht werden, die ein Verrutschen verhindern. Bei letzterem handelt es sich vorteilhaft um eine umlaufende Klebstoffschicht oder in die Ver tiefung eingearbeitete Haltespitzen, die sich mit der Folie verkrallen. Durch die Einbringung in eine Vertiefung wird beim Formvorgang die Oberfläche des herzu stellenden Faserverbundbauteils nicht beeinträchtigt.As the porous membranes wear out or become worn with increasing use can be set in an advantageous embodiment of the method porous membranes attached so that they can be easily replaced if necessary can be. This can e.g. B. happen by the fact that they are from the molding surface of the tool, lowered by the membrane thickness, into a recess and means are attached to prevent slipping. With the latter it is advantageously a circumferential adhesive layer or in the ver deepened recessed holding tips that cling to the film. Through the Introduction into a recess during the molding process the surface of the providing fiber composite component is not affected.
Bevorzugt werden die Öffnungen, durch die die Luft aus dem Formhohlraum ge führt wird, zumindest im formhohlraumseitigen Bereich nach außen hin verjün gend angebracht. Dies erleichtert den Abtransport der vor der Front des Matrix materials antransportierten Luftblasen, da zu Beginn größere Querschnitte der Öffnungen zur Verfügung stehen und Kapillarwirkungen dadurch verringert wer den können. Bei kreisförmigen Öffnungen wird diese Verjüngung durch Anphasen der formhohlraumseitigen Bereiche der Öffnungen bewerkstelligt.The openings through which the air from the mold cavity ge are preferred leads, at least in the cavity area on the outside appropriately attached. This facilitates the removal of the front of the matrix transported air bubbles because larger cross sections of the Openings are available and capillary effects are thereby reduced that can. In the case of circular openings, this tapering is caused by chamfering the mold cavity-side areas of the openings.
Bevorzugt wird die Unterstützung des formhohlraumseitigen Bereichs der Öffnung dadurch gebildet, daß der angesprochene Bereich mit einem offenporigen Schaum (Saugvlies) oder einem Material mit offener Wabenstruktur aufgefüllt wird. Diese Füllung verhindert beim Formvorgang ein Ausstülpen der porösen Membran in die Öffnung ohne das Entweichen der Luft aus dem Formhohlraum durch die porösen Membranen zu beeinflussen. Auf diese Weise werden Beeinträchtigungen der Oberfläche des herzustellenden Faserverbundbauteils, wie sie bei großen Öffnungen entstehen können, unterbunden.The support of the region of the opening on the mold cavity side is preferred formed in that the addressed area with an open-pore Foam (absorbent fleece) or a material with an open honeycomb structure becomes. This filling prevents the porous ones from protruding during the molding process Membrane in the opening without the air escaping from the mold cavity influenced by the porous membranes. That way Impairments of the surface of the fiber composite component to be produced, how they can arise with large openings, prevented.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann grundsätzlich bei jedem Formvorgang benutzt werden, bei dem ein mindestens zwei Teile umfassendes Werkzeug einen Formhohlraum bildet, durch den die Fasern und das Matrixmaterial in die ge wünschte Form gebracht werden, und bei dem Öffnungen angebracht sind, durch die die im Formhohlraum verbliebene Luft entweichen kann. Die Temperatur der Werkzeuge und der Materialien spielt dabei keine Rolle. In principle, the method according to the invention can be used in every molding process be used in which a tool comprising at least two parts one Form cavity forms through which the fibers and the matrix material in the ge desired shape, and with openings are made, by which can escape the air remaining in the mold cavity. The temperature of the Tools and materials are irrelevant.
Es können Umstände vorliegen, die es notwendig machen, die Fasern und das Matrixmaterial zusammen als Gemisch in den durch verspannte Werkzeugteile gebildeten Formhohlraum oder das Matrixmaterial allein in flüssiger Form in den mit Fasern ausgelegten Formhohlraum über einen Kanal einzuspritzen. Der Ein spritzpunkt in den Formhohlraum kann dabei beliebig gewählt werden, da einge schlossene Luft über die poröse Membran und die Öffnungen entweichen kann.There may be circumstances that require it, the fibers and that Matrix material together as a mixture in the clamped tool parts formed mold cavity or the matrix material alone in liquid form in the injected mold cavity with fibers via a channel. The one injection point in the mold cavity can be chosen arbitrarily, since in closed air can escape through the porous membrane and the openings.
Bevorzugt werden die Fasern und das Matrixmaterial aber in den formhohlraum begrenzenden Bereich des ersten Werkzeugteils gegeben, wonach die weiteren Werkzeugteile dann auf das erste gepreßt werden und den Formhohlraum voll ständig abgrenzen. In diesem werden die Fasern und das Matrixmaterial an schließend zum Faserverbundbauteil geformt. Die eingeschlossene Luft, die sich vor der fließenden Front des Matrixmaterials befindet, entweicht durch die porö sen Membranen und die Öffnungen, während das Matrixmaterial zurückgehalten wird. Bei diesem bevorzugten Verfahren können die Fasern und das Matrixmate rial als Gemisch oder als mit Matrixmaterial belegtem Faserhalbzeug eingebracht werden. Das Matrixmaterial kann auch hier an beliebiger Stelle in den Formhohl raum eingebracht werden, da es sich im flüssigen Zustand homogen verteilt.However, the fibers and the matrix material are preferred in the mold cavity limiting area of the first tool part, after which the further Tool parts are then pressed onto the first one and the mold cavity is full delimit constantly. In this the fibers and the matrix material are attached finally formed into a fiber composite component. The trapped air that is located in front of the flowing front of the matrix material, escapes through the porö sen membranes and the openings while retaining the matrix material becomes. In this preferred method, the fibers and matrix mate introduced as a mixture or as a semi-finished fiber product covered with matrix material become. The matrix material can also be placed anywhere in the mold cavity space because it is homogeneously distributed in the liquid state.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in zwei Figuren dargestellten Aus führungsbeispiel näher beschrieben, aus denen sich weitere Einzelheiten, Merk male und Vorzüge ergeben.The invention is described below with reference to an off shown in two figures management example described in more detail, from which further details, Merk color and advantages result.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faser verbundbauteils mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 1 shows a cross section through an apparatus for producing a fiber composite component by means of the method according to the invention.
Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt I aus Fig. 1, mit Darstellung einer form hohlraumseitigen Öffnung samt poröser Membran. Fig. 2 shows the enlarged section I of Fig. 1, showing a cavity-side opening including a porous membrane.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Naßpreßen von Faserverbundbauteilen darge stellt, bei dem eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah rens angewandt wird. Das zweiteilige Preßwerkzeug 10 besteht aus einem an ei ner oberen Aufspannplatte 11 befestigten oberen Werkzeugteil 13 und einem an einer unteren Aufspannplatte 12 befestigten unteren Werkzeugteil 14, welche mit einer Kraft F zusammengepreßt werden. Die Distanzstücke 15 definieren dabei einen durch das obere Werkzeugteil 13 und das untere Werkzeugteil 14 gebilde ten Formhohlraum. Dieser wird nach außen durch die Quetschkante 16 abge schlossen.In Fig. 1, a device for wet pressing of fiber composite components is Darge, in which a preferred embodiment of the method according to the invention is applied. The two-part pressing tool 10 consists of a fixed to egg ner upper platen 11 upper tool part 13 and a lower platen 12 attached lower tool part 14 , which are pressed together with a force F. The spacers 15 define a mold cavity formed by the upper tool part 13 and the lower tool part 14 . This is closed abge to the outside by the pinch edge 16 .
Vor dem Formvorgang wird die Formfläche 14a des unteren Werkzeugteils 14 mit einem aus einem Kohlefaser-Multiaxialgelege vorgeformten Faserhalbzeug 20 ausgelegt. Auf dieses wird das flüssige Matrixmaterial 21 gegossen. Dies ge schieht hier mitten in das untere Werkzeugteil, kann aber auch an jeder anderen Stelle im Werkzeugteil geschehen. Daran anschließend werden das obere Werk zeugteil 13 und das untere Werkzeugteil 14 mit der Kraft F zusammengepreßt, bis die Endstellung, die durch die Distanzstücke 15 gegeben ist, erreicht ist, bei diesem Preßvorgang wird das flüssige Matrixmaterial 21 in das Faserhalbzeug 20 gepreßt, wodurch beides die endgültige Form des Faserverbundbauteils annimmt. Die im Faserhalbzeug 20 eingeschlossene Luft wird beim Preßvorgang vor der fortschreitenden Front des Matrixmaterials 21 hergeschoben.Before the molding process, the molding surface 14 a of the lower tool part 14 is designed with a semi-finished fiber 20 preformed from a carbon fiber multiaxial scrim. The liquid matrix material 21 is poured onto this. This happens here in the middle of the lower tool part, but can also be done at any other point in the tool part. Then the upper tool part 13 and the lower tool part 14 are pressed together with the force F until the end position, which is given by the spacers 15 , is reached, in this pressing process the liquid matrix material 21 is pressed into the semi-finished fiber 20 , whereby both takes the final shape of the fiber composite component. The air enclosed in the semifinished fiber product 20 is pushed in front of the advancing front of the matrix material 21 during the pressing process.
Zum Entweichen der Luft wurden Öffnungen 30 in bestimmten Abständen durch das obere Werkzeugteil 13 gebohrt. Unter bestimmten Umständen kann es auch von Vorteil sein, wenn die anderen Werkzeugteile weitere Öffnungen enthalten. In order to escape the air, openings 30 were drilled through the upper tool part 13 at certain intervals. In certain circumstances it can also be advantageous if the other tool parts contain further openings.
Durch die poröse Membran 32 zwischen Formhohlraum und Öffnungen 30 läßt man die Luft nun entweichen, hindert aber das Matrixmaterial 21 daran, in die Öffnungen 30 einzudringen.The air is now allowed to escape through the porous membrane 32 between the mold cavity and the openings 30 , but prevents the matrix material 21 from penetrating into the openings 30 .
In Fig. 2 ist der formhohlraumseitige Bereich der Öffnungen in vergrößerter Form dargestellt.In FIG. 2, the mold cavity-side area of the openings is shown in enlarged form.
Damit die poröse Membran 32 beim Formvorgang keinen Einfluß auf die Ober fläche des herzustellenden Faserverbundteils hat, wurde sie in diesem Ausfüh rungsbeispiel in einer Vertiefung im oberen Werkzeug 13 untergebracht. Bei sehr dünnen porösen Membranen 32 und weniger sensitiven Faserverbundbauteil oberflächen kann die poröse Membran 32 auch ohne Vertiefung direkt auf die Formfläche 13a des oberen Werkzeugteils 13 aufgebracht werden. Zur Fixierung der porösen Membranen 32 werden diese über Klebstreifen 33 am oberen Werk zeugteil 13 angeklebt.So that the porous membrane 32 has no influence on the upper surface of the fiber composite part to be produced during the molding process, it was accommodated in this example in a recess in the upper tool 13 . In the case of very thin porous membranes 32 and less sensitive fiber composite component surfaces, the porous membrane 32 can also be applied directly to the molding surface 13 a of the upper tool part 13 without a recess. To fix the porous membranes 32 , these are stuck on adhesive part 33 on the upper tool part 13 .
Zur besseren Entlüftung des Formhohlraums wurden die Öffnungen 30 im form hohlraumseitigen Bereich mit einem Konus versehen und zur Stabilisierung mit einem luftdurchlässigen Saugvlies 31 ausgekleidet.For better ventilation of the mold cavity, the openings 30 in the mold cavity area were provided with a cone and lined with an air-permeable absorbent fleece 31 for stabilization.
Die poröse Membran 32 samt Klebestreifen 33 und Saugvlies 31 können auch im Verbund, als sog. Pad eingebracht werden, so daß ein Wechsel dieser Teile bei Bedarf vereinfacht durchgeführt werden kann, da nur ein einziges Bauteil ausge wechselt werden muß.The porous membrane 32 together with adhesive strips 33 and absorbent fleece 31 can also be introduced in a composite, as a so-called pad, so that a change of these parts can be carried out in a simplified manner if necessary, since only a single component has to be replaced.
Die porösen Membranen 32 erlauben zwar eine Entlüftung des Formhohlraums, unterbinden aber ein Entweichen des Matrixmaterials 21 in die Öffnungen 30, so daß sämtliches Matrixmaterial 21 zur Füllung des Faserhalbzeugs 20 zur Verfü gung steht und die Öffnungen 30 nicht verkleben. Durch das Verhindern von Verklebungen der Öffnung 30 brauchen diese nach dem Formvorgang nicht von erhärtetem Matrixmaterial befreit zu werden, wodurch die Taktzeiten erheblich verkürzt werden.The porous membranes 32 allow ventilation of the mold cavity, but prevent the matrix material 21 from escaping into the openings 30 , so that all the matrix material 21 is available for filling the semi-finished fiber product 20 and the openings 30 do not stick together. By preventing the opening 30 from sticking, it is not necessary to remove hardened matrix material after the molding process, as a result of which the cycle times are considerably shortened.
Claims (8)
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|---|---|---|---|
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| DE19813105A DE19813105C2 (en) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Process for the production of fiber composite components |
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE19813105A1 DE19813105A1 (en) | 1999-09-30 |
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