DE19854883A1 - Kunststoff-Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Kunststoff-Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung

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  • Laminated Bodies (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Es sind bereits Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen bekannt. Die Oberflächen dieser Bauteile erfordern jedoch für bestimmte Anwendungen eine Nachbearbeitung. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kunststoff-Bauteil zu schaffen, das hohe mechanische Eigenschaften und eine hohe Oberflächenqualität aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kunststoff-Bauteils anzugeben. DOLLAR A Bei dem erfindungsgemäßen Kunststoff-Bauteil wird dies dadurch erreicht, daß eine Oberflächenschicht des Kunststoff-Bauteils aus einer thermoplastischen Folie gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kunststoff-Bauteils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Es ist bereits bekannt, bei Kunststoff-Bauteilen, die eine Trägerschicht aus unverstärkten Kunststoffen aufweisen, eine thermoplastische Folie als Oberflächenschicht einzusetzen.
Ferner sind Kunststoff-Bauteile bekannt, die durch eine hohe Faserverstärkung mit einem Faservolumengehalt von mindestens 30 Prozent entsprechend hohe mechanische Eigenschaften aufweisen. Die Oberfläche eines solchen hochfaserverstärkten Kunststoff-Bauteils erfordert jedoch eine aufwendige Nachbearbeitung, um eine hohe Oberflächenqualität, z. B. Class-A, zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kunststoff-Bauteil zu schaffen, das hohe mechanische Eigenschaften und eine hohe Oberflächenqualität aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kunststoff- Bauteils anzugeben.
Die Aufgabe zur Schaffung eines Kunststoff-Bauteils wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und die Aufgabe zur Angabe eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen Bauteils wird durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau eines Kunststoff-Bauteils ist es möglich, ein Hochleistungs-Verbundbauteil zu schaffen, das eine hohe Oberflächenqualität aufweist, bei dem eine flächige Nachbearbeitung entfällt. Das erfindungsgemäße Kunststoff-Bauteil ist vorteilhaft im Fahrzeugbau für solche Bauteile einsetzbar, die bei hohen mechanischen Eigenschaften eine hohe Oberflächenqualität erfordern. Solche Bauteile sind insbesondere die Frontklappe, das Dach, die Heckklappe, die Fahrzeugtüren, die hintere Seitenwand und der Seitenrahmen. Durch die Verwendung von Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffen für die Trägerschicht des Kunststoff-Bauteils ergibt sich neben den hohen mechanischen Eigenschaften eine hohe Gewichtseinsparung. Durch den Entfall der Nachbearbeitung der Oberfläche vermindern sich die Herstellungskosten und Herstellungszeiten, so daß das erfindungsgemäße Kunststoff-Bauteile wirtschaftlich für die Fahrzeug-Außenhaut bzw. Teile davon eingesetzt werden kann.
Als vorteilhaft hat sich das Injektionsverfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kunststoff-Bauteils herausgestellt, da durch das erfindungsgemäße Injektionsverfahren eine hohe Oberflächenqualität erzielbar ist.
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Bauteils wird nachfolgend beispielshalber beschrieben. In das in der Regel zweiteilige Werkzeug wird je nach Bauteilgeometrie eine thermoplastische Folie unverformt oder vorumgeformt in das entsprechende Werkzeugteil eingelegt. Die Vorumformung der Folie kann beispielsweise in dem Werkzeug bzw. in einem Vorwerkzeug unter Wärmezufuhr erfolgen. Bei der Vorumformung erweicht die Folie nach einer entsprechenden Wärmezufuhr und die Folie paßt sich der durch das Werkzeug vorgegebenen Kontur an. Danach erfolgt eine Abkühlung der Folie, die zu einem Erstarren der Folie führt.
Nach dem Einlegen der Folie oder gleichzeitig mit dem Einlegen der Folie in das Werkzeug kommt das Fasermaterial für die Trägerschicht in das Werkzeug. Das Werkzeug wird geschlossen und das Matrixmaterial injiziert. Das Matrixmaterial kann ein duroplastischer oder ein thermoplastischer Kunststoff oder eine Kombination aus beiden Werkstoffen sein. Die Bauteilseite, die mit der Folie versehen ist, weist nach dem Herstellungsvorgang eine hohe Oberflächenqualität, z. B. Class-A, ohne das Erfordernis einer weiteren Nachbearbeitung auf.
Gegebenenfalls kann die Folie auch gleich als Lackträgerfolie bzw. als Dekorfolie mit einer Lackbeschichtung ausgeführt sein, um den Lackiervorgang einzusparen. Andernfalls wird nachträglich lackiert.

Claims (9)

1. Kunststoff-Bauteil, mit einer Trägerschicht, die durch Fasern hochverstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberflächenschicht des Kunststoff- Bauteils aus einer thermoplastischen Folie gebildet ist.
2. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zur Bauteilherstellung ganz oder teilweise vorumgeformt oder daß die Folie zur Bauteilherstellung unverformt ist.
3. Kunststoff-Bauteil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Lackträgerfolie oder eine Dekorfolie mit Lackbeschichtung ist.
4. Kunststoff-Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Dicke zwischen 0,01 und 0,5 mm aufweist.
5. Kunststoff-Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht einen Faservolumengehalt von mindestens 30% aufweist und daß die Trägerschicht eine entsprechend der vorherrschenden Belastung ausgerichtete Endlosfaserverstärkung hat.
6. Kunststoff-Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der Trägerschicht aus einem einzigen Fasermaterial oder aus mehreren Fasermaterialien besteht.
7. Kunststoff-Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial Fasern aus Kohlenstoff und/oder Glas und/oder Aramid und/oder Polyester und/oder Polyamid aufweist.
8. Kunststoff-Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrixmaterial für die Trägerschicht ein duroplastischer oder ein thermoplastischer Kunststoff oder eine Kombination aus diesen Kunststoffen ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Bauteils mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Folie entweder nicht vorumgeformt oder vorumgeformt in ein Werkzeug eingelegt wird, daß gleichzeitig oder danach das Fasermaterial der Trägerschicht in das Werkzeug kommt, daß anschließend das Werkzeug geschlossen wird, daß dann das Matrixmaterial in das Fasermaterial injiziert wird und daß nach dem Erstarren und /oder Aushärten des fertigen Kunststoff-Bauteils das Kunststoff-Bauteil entnommen wird.
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