DE3009909C2 - Warmpreßverfahren zur Herstellung eines Verbundschichtkörpers, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Warmpreßverfahren zur Herstellung eines Verbundschichtkörpers, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung. Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 31 65 569 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird durch Erwärmung der aus elastomerem Material bestehende Überzug der in sich starren Patrize ausgedehnt und übt dadurch einen Formdruck aus. Dieser Überzug aus Silikongummi dehnt sich zwar unter Anwendung von Wärme aus, jedoch kann er infolge seiner Elastizität nicht die Anwendung eines gleichmäßigen Flächendrucks auf den Verbundschichtkörper gewährleisten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren dadurch zu verbessern, daß eine gleichmäßige Flächenpressung auch bei komplexer Form des Verbundschichtkörpers gewährleistet wird.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Dadurch, daß die Patrize innerhalb der geschlossenen Form in den schmelzflüssigen Zustand überführt wird, ergibt sich infolge der gleichmäßigen Druckverteilung innerhalb der Flüssigkeit eine exakt gleiche Flächenpressung an jeder Stelle ?uch bei relativ kompliziert gestalteten Körpern. Dieser Druck wird durch den relativ dünnen elastischen Überzug auf den Verbundkörper gleichmäßig übertragen, wobei auch komplizierte Formen und sogar hinterschnittene Körper einwandfrei hergestellt werden können, ohne daß eine Teilung der Form erforderlich wäre.
Durch die Merkmale des Anspruchs 3 wird erreicht, daß aus Sicherheitsgründen mit einem Überschuß an Kunststoff gearbeitet werden kann, so daß der Verbundschichtkörper voll ausgefüllt ist und keine leeren Stellen verbleiben. Der überschüssige Kunststoff wird dann von dem Aufsauggewebe aufgenommen.
Die für das Verfahren nach der Erfindung benutzbare Patrize besteht entweder aus Wachs oder einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, z. B. einer Bleilegierung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Schnittansicht des aus Matrize und Patrize bestehenden Formaufbaus zur Herstellung eines Verbundschichtkörpers;
Fig.2 eine perspektivische Ansicht eines fertigen Verbundschichtkörpers.
In Fig. 1 ist die zur Herstellung eines Verbundschichtkörpers geeignete Vorrichtung mit dem Bezugszeichen 10 versehen und die Vorrichtung weist eine Patrize 11 aus einem Material mit niedrigem Schmelzpunkt auf. Die Patrize (11) ist mit einem Überzug (12) aus undurchlässigem elastischen Material versehen, der seinerseits mit einem Aufsauggewebe 13 bedeckt ist. Das Aufsauggewebe 13 ist seinerseits mit einer perforierten Trennschicht 14 bedeckt, auf welcher der Verbundschichtkörper 15 aufgebaut wird.
Der Verbundschichtkörper kann entweder auf der Trennschicht 14 in Form einzelner Schichten aus faserverstärkten Lagen hergestellt werden, oder dadurch, daß ein aus mehreren Fasern bestehender Strang faserverstärkten Kunstharzes daraufgewickelt wird.
Der Gesamtaufbau, der aus der Patrize 11 und den jeweiligen Lagen 12, 13, 14 und 15 besteht, wird von einer Matrize 16 aufgenommen; Patrize und Matrize werden zwischen die Druckplatten 17 und 18 einer in der Zeichnung nicht dargestellten Presse eingelegt.
Im folgenden wird die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung im einzelnen beschrieben: Die Patrize 11 besteht aus einem Material mit niedrigem Schmelzpunkt, beispielsweise aus Wachs, wie dieses üblicherweise beim Gießen mit verlorenem Wachskern Anwendung findet. Stattdessen kann die Patrize auch aus einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt werden, beispielsweise einer Bleilegierung.
Der Überzug 12 kann beispielsweise aus Silikongummi bestehen; dieser wird auf die Patrize entweder durch Aufstreichen, Tauchen oder Sprühen aufgebracht. Stattdessen kann der Überzug auch auf das Wachs innerhalb der Form aufgespritzt werden. Es können mehrere getrennte Überzüge aus diesem Gummi aufgebracht werden, um eine geeignete Dicke zu erreichen.
Das Aufsauggewebe ist über den elastischen Überzug 12 gewickelt; dieses Gewebe kann aus einem trockenen Glasfasergewebe oder ähnlichem Material bestehen. Das Aufsauggewebe 13 wird danach mit einer Trennschicht 14 aus perforiertem Trennmaterial überzogen, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen (PTFE). Dann wird das den Verbundschichtkörper 15 bildende Material auf die Trennschicht 14 in der vorbeschriebenen Weise aufgebracht. Dieses Material kann aus Fasern, beispielsweise Kohlenstoffasern, Glasfasern, Borfasern oder Polyamidfasern bestehen, die in einer Kunststoffmatrix eingebettet sind.
Der aus der Patrize 11, den von ihr getragenen Schichten 12, 13, 14 und dem Verbundmaterial 15 bestehende Aufbau wird dann in die Matrize 16 eingesetzt und die Formen werden zwischen die Platten 17 und 18 der Presse eingefügt, wo die Temperatur durch nicht dargestellte Heizgeräte soweit erhöht wird, daß die Patrize schmilzt, so daß sie sich ausdehnt und
das Verbundmaterial 15 gegen die Wände der Matrize drückt.
Während des Verfahrens kann der Druck, der durch die geschmolzene Patrize 11 auf das Material des Verbundschichtkörpers 15 ausgeübt wird, durch Drucksteuermittel eingestellt werden, die Ventile und eine Pumpe aufweisen.
Dann wird die Temperatur des ;\ufbaus weiter unter gesteuertem Druck so erhöht, daß überschüssiges Kunstharz innerhalb des Materials durch die perforierte Trennschicht 14 abfließen kann und von dem Aufsauggewebe 13 absorbiert wird, und dieser Abschnitt des Verfah'.tns kann weiter durch Evakuierung des Aufsauggewebes unterstützt werden. Temperatur und Druck können dann weiter derart eingestellt werden, daß wenigstens eine Teilhärtung des Kunstharzes erfolgt, oder stattdessen kann das Kunstharz auch voll ausgehärtet werden. Dann wird der vervollständigte Verbundschichtkörper aus der Form entfernt
Es kann in gewissen Fällen erwünscht sein, den Verbundschichtkörper aus der Form zu entnehmen, während die Patrize 11 sich noch im geschmolzenen Zustand befindet, da dann das Patrizenmaterial einfach aus dem Verbundschichtkörper ausgegossen werden kann. Hierdurch wird es möglich, Verbundschichtkörper herzustellen, die Hinierschneidungen besitzen und bei denen es unmöglich ist, einen festen Patrizenkörper ohne weiteres zu entfernen. Außerdem können zusatzliche Teile gleichzeitig mit dem Verbundschichtkörper verbunden werden, indem sie innerhalb des Formkörpers an den jeweils erforderlicheii Stellen eingebettet werden, wobei derartige Teile auch aus diesem Verbundwerkstoff bestehen können.
Die erforderlichen Heizeini ichtungen können entweder innerhalb der Platten 17 und 18 der Presse oder innerhalb der Formen vorgesehen werden. Stattdessen können die Heizvorrichtungen innerhalb eines Teils der Patrize 11 eingebaut werden.
Das beschriebene Verfahren benutzt eine perforierte Trennschicht 14 und ein Aufsauggewebe 13. Gegenwärtig werden beide als wesentliche Merkmale der Erfindung angesehen, da alle kommerziell verfügbaren mit Kunststoff vorimprägnierten Faserschichten einen Oberschuß an Kunstharz enthalten, der während des Formvorganges entfernt werden muß. Dies wird durch Benutzung eines derartigen absorbierenden Aufsauggewebes erreicht.
Es wird jedoch angenommen, daß mit Kunstharz vorimprägnierte Bänder oder Schichten in Kürze verfügbar sind, die nur die gewünschte Menge von Kunstharz enthalten und in diesem Falle wäre das Aufsauggewebe und die perforierte Trennschicht unnötig, wodurch das Verfahren sich vereinfacht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Warmpreßverfahren zur Herstellung eines Verbundschichtkörpers aus faserverstärktem Kunststoff, bei welchem die Patrize mit einer Schicht aus ϊ undurchlässigem elastischen Material überzogen wird und dann die Faserverstärkungsschicht mit dem Kunststoffmaterial durch thermische Ausdehnung des Patrizenkörpers gegen die Matrizenwandung gepreßt wird, bis wenigstens eine Teilhärtung des Kunststoffs erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrize beim Preßvorgang geschmolzen und im geschmolzenen Zustand die Härtung einleitet oder durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Patrizenschmelze auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird.
J. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbau der faserverstärkten Kunststoffschichten der elastische undurchlässige Oberzug der Patrize mit einem Aufsauggewebe und dieses mit einer Trennschicht, ζ. Β aus perforiertem Polytetrafluoräthylen überzogen wird, und daß während des Ausformvorgangs überschüssiges Kunststoffmaterial in dieses Aufsauggewebe eingepreßt wird.
4. Vorrichtung zi r Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrize (11) aus Wachs oder einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, z. B. jo einer Bleilegierung besteht.
DE19803009909 1980-01-21 1980-03-14 Warmpreßverfahren zur Herstellung eines Verbundschichtkörpers, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Expired DE3009909C2 (de)

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