DE2847999C2 - Verfahren zum Herstellen eines nach Wahl geformten, profilierten und gelochten Gegenstands aus faserverstärktem Kunststoff - Google Patents

Description

gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:

d) Durchschneiden der Schichten am Umriß des herzustellenden Gegenstands und der zu bildenden Löcher vor dem Härtungsvorgang, wobei das Abfaflmaterial auf der Form verbleibt, und

e) Wegdrücken des Abfallmaterials nach dem Entformen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuschneiden der ungehärteten faserverstärkten Kunstharzschichten mittels einer Schneidschablone erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die ungehärteten faserverstärkten Kunstharzschichten im Anschluß an den Schneidvorgang und vor dem Härtungsvorgang eine abziehbare Schicht aufgelegt wird.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Faserverstärkte Kunststoffgegenstände werden bis- « lang unter Anwendung von Formpreßverfahren hergestellt, und der äußere Umriß des Gegenstands und der Löcher werden bislang im Anschluß an den Härtungsvorgang zugeschnitten. Das Ergebnis ist ein sehr unegaler faseriger Rand an dem fertigen Gegenstand und an den Lochumrissen. In Anbetracht der Eigenschaften von faserverstärktem Kunststoff muß das Zuschneiden bislang mit Diamantschneidern, Bandsägen und Hochgeschwindigkeitsfräsern erfolgen, welche aufgrund der schwierigen Schneidbarkeit von organischem Verstärkungsmaterial, wie beispielsweise »Kevlar R« (DuPont), häufig ersetzt werden müssen. Weiter muß der fertige Gegenstand naß sandgestrahlt oder anderweitig umfangreich bearbeitet werden, um den rauhen, faserigen Zustand zu beseitigen, der durch die Art des Zuschneidens erzeugt wird. Das bekannte Zuschneidverfahren ist nicht nur wegen der Häufigkeit, mit der die benutzten teueren Schneidwerkzeuge ersetzt werden müssen, in der Durchführung teuer, sondern auch wegen der Arbeitszeit, die zum Säubern der unregelmäßigen Schnitte, welche während des Zuschneidens gemacht werden, aufgewendet werden muß. Außer dem großen Zeitaufwand bringt das bekannte Verfahren Gesundheitsgefährdungen mit sich, da während des Säuberns der unregelmäßigen Schnitte Staub und giftige Schwaden entstehen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß sich auf wesentlich einfachere Weise glatte Flächen am Umriß des fertigen Gegenstands und der in diesem gebildeten Löcher erzielen lassen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Schritte gelöst

Gemäß der Erfindung werden alle faserverstärkten Kunstharzschichten durchgeschnitten, nachdem sie auf die Form aufgelegt worden sind und bevor sie gehärtet werden, und der Gegenstand wird mit dem Abfallmaterial, das seine Lage behält gehärtet, so daß im Anschluß an das Härten das Abfallmaterial von dem fertigen Gegenstand längs der Schnittlinien, die durch den Schneidvorgang gebildet worden sind, weggedrückt werden kann.

Das Verfahren nach der Erfindung beansprucht wenig Zeit und erzeugt während des Wegdrückvorganges keinen Staub und keine giftigen Schwaden, so daß auch keine Gesundheitsgefährdung entsteht

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt, teilweise weggebrochen, einen typischen Gegenstand, der unter Anwendung des Herstellungsverfahrens nach der Erfindung hergestellt wird.

Das hier beschriebene Verfahren kann benutzt werden, t-m irgendein faserverstärktes Kunststoffteil, wie beispielsweise eine Flugzeuginstrumententafel oder ein Kfz-Armaturenbrett, herzustellen, wobei die benutzten Materialien und Vorrichtungen von den Erfordernissen des herzustellenden Gegenstands abhängig sind.

Eine Form 10 weist die Form und den Umriß des fertigen verstärkten Kunststoffgegenstands auf, der herzustellen ist Die Form 10 kann entweder eine Patrize oder eine Matrize oder eine ebene Form sein, je nach der Gestalt des zu fertigenden Gegenstands. Auf die Form wird eine ausgewählte Anzahl Schichten von mit Kunstharz imprägnierten Faserverstärkungen aufgelegt und glatt an die Gestalt der Form angepaßt, wobei die Schichten 12,14 und 16 einzeln nacheinander aufgelegt werden. Die Schichten 12 bis 16 sind vorzugsweise verstärkte Resitol-Kunstharzschichten, in welchen das Kunstharz teilweise gehärtet ist, damit es zur leichteren Handhabung eine geringere Viskosität hat. Verstärktes Resitol-Kunstharz ist ausführlich in »Handbook of Fiberglass and Advanced Plastic Composition« von George Lubin, Van Nostrand, Rhenhold Company, 1969, beschrieben. Die Schichten 12 bis 16 können auch aus irgendeinem anderen faserverstärkten Kunststoff bestehen, beispielsweise aus mit Epoxidharz oder Polyester imprägniertem Glasfasergewebe oder aus mit Epoxidharz getränktem Kevlar. Glasfaser und Kevlar können zwar Gewebeform haben, es sei jedoch angemerkt, daß in ausgewählter Weise ausgerichtete Stränge des so imprägnierten Materials ebenfalls benutzt werden können, je nach den Anforderungen, die an den herzustellenden Gegenstand gestellt werden. Die Faserverstärkung könnte auch aus Nylon, Graphit oder jedem anderen Faser- oder Fadenmaterial mit hoher Zugfestigkeit in gewebter oder anderer Form bestehen. Der Kunststoff braucht nicht auf Epoxidharz und Polyester beschränkt zu werden, sondern es kann sich um jedes geeignete härtbare Kunstharz handeln, das die Anforderungen des herzustellenden Teils erfüllt.

Die Schichten 12 bis 16 der mit ungehärtetem Kunstharz imprägnierten Faserverstärkungen sind so groß bemessen, daß sie größer als der herzustellende

Gegenstand sind und deshalb, wenn sie auf die Form 10 aufgelegt sind, nach außen über den Umriß des nerzustellenden Gegenstands überstehen. Der Gegenstand hat gemäß der Figur einen rechteckigen Umriß 18 und ist mit einem rechteckigen Loch 20 und mit einem kreisförmigen Loch 22 zu versehen, die in ausgewählter Weise angeordnet sind, um später Instrumentenskalen od. dgl. aufzunehmen. Wenn die ungehärteten Schichten so auf die Form aufgelegt worden sind, wird ein Zuschneidvorgang ausgeführt Bei diesem Vorgang wird ein Schneidinstrument, wie beispielsweise ein scharfes Messer benutzt, um sämtliche Schichten von mit ungehärtetem Kunstharz imprägnierten Faserverstärkungen durchzuschneiden, während diese in dem ungehärteten und aufgelegten Zustand sind. Eine Schneidschablone 24, die durch Führungsstifte 26 positioniert wird, welche von der Formfläche vorstehen, wird über die so aufgelegten Schichten gelegt, um bei dem Zuschneiden eine formschlüssige Führung zu schaffen, längs welcher die Schnitte durch alle Schichten hindurch längs Linien ausgeführt werden können, die den rechteckigen Umriß 18 des herzustellenden Gegenstands und die Umrisse 20 und 22 der Löcher in demselben festlegen. Die Schnitte legen den Umriß des Gegenstands und seiner Löcher fest. Das Abfallmaterial 28 außerhalb des Umrisses 18 und das Abfallmaterial 30 und 32 innerhalb der Löcher 20 und 22 behält im Anschluß an diesen Zuschneidvorgang seine Lage bei, um als Propfen in den Löchern 20 und 22 und als eine äußere Begrenzung, welche einen Träger außerhalb des Umrisses 18 bildet, während des Härtungsvorgangs zu dienen. Im Anschluß an diesen Zuschneidvorgang, bei welchem sämtliche Schichten durchgeschnitten werden und das Abfallmaterial seine Lage behält, wird die Schneidschablone 24 entfernt und eine abziehbare Schicht 29, die aus Nylon bestehen kann, wird auf die äußere faserverstärkte Kunstharzschicht 16 aufgelegt. Die Form 10 mit den Schichten 12 bis 16 aus mit ungehärtetem Kunstharz imprägnierten Faserverstärkungen und der so aufgelegten abziehbaren Schicht 29 wird, nachdem auch der oben beschriebene Zuschneidvorgang stattgefunden hat, anschließend in einen Gummisack getan und mit diesem in einen Autoklaven eingebracht, wie es beim Härten üblich ist Die Gummisackmethode wird zwar bevorzugt, jedoch sind jede andere Formanordnung und jedes andere Härtungsverfahren, die sich für das Material des fertigen Gegenstands eignen, akzeptabel.

Im Anschluß an das Härten wird der Gummisack mit seinem Inhalt aus dem Autoklaven herausgenommen, der Gummisack und die abziehbare Schicht werden

ίο entfernt und der fertige Gegenstand, an dem sich das Abfallmaterial befindet wird von der Form abgestreift. Die abziehbare Schicht 29 wird benatzt, um die vorgeschnittenen Schichten während des Härtens in ihrer Lage zu halten. Eine abziehbare Schicht wird bei Bedarf manchmal auch auf der Formoberfläche benutzt Es ist zu keiner Zeit erforderlich, die abziehbare Schicht während der Herstelllung des Gegenstands durchzuschneiden. Die abziehbare Schicht ist nicht unbedingt erforderlich. Ihre Verwendung ist in das Belieben des Herstellers gestellt

Angesichts der Tatsache, daß die Schichten von mit Kunstharz imprägnierten Faserverstärkungen vor dem Härten durchgeschnitten wurden, ist es nun möglich, unter Anwendung von Druck das Abfallmaterial 28 außerhalb des Umrisses 18 sauber von dem Material des fertigen Gegenstands 34 wegzudrücken und ebenso das Abfallmaterül 30 und 32 sauber aus den Löchern 20 und 22 herauszudrücken. Durch das hier beschriebene Herstellungsverfahren werden saubere Kanten an dem äußeren Umriß 18 des fertigen Gegenstands 34 und an den Umrissen der Löcher 20 und 22 erzielt.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß angesichts des Durchschneidens der Schichten 12 bis 16 von mit ungehärtetem Kunstharz imprägnierten Faserverstärkungen nach dem Härtungsvorgang das Abfallmaterial sauber abgebrochen und dadurch saubere Flächen oder Kanten für die Löcher und den fertigen Gegenstand in ähnlicher Weise wie beim Glasschneiden erzielt werden können, bei dem eine Linie in das Glas geritzt wird und das Glas längs dieser Linie anschließend sauber abgebrochen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines nach Wahl geformten, profilierten und gelochten Gegenstands aus faserverstärktem Kunststoff in folgenden Schritten:

a) Auflegen von mehreren Schichten' von mit härtbarem Kunstharz imprägnierten Faserverstärkungen auf eine Form, ι ο

b) Härten des Kunstharzes und

c) Entformen des Gegenstands,