DE3910021A1 - Verfahren zur herstellung von sandwichpaneelen unter verwendung von halbzeugen aus hochleistungsverbundwerkstoffen mit polymeren matrices - Google Patents
Verfahren zur herstellung von sandwichpaneelen unter verwendung von halbzeugen aus hochleistungsverbundwerkstoffen mit polymeren matricesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Sandwichpaneelen unter Verwendung von Halbzeugen aus Hochleistungsverbund
werkstoffen mit polymeren Matrices.
Im Bereich der Innenausbauteile für Luftfahrzeuge zeigt sich aufgrund
neuer Brandschutzanforderungen ein zunehmender Bedarf an hochfesten,
hochsteifen Sandwichelementen mit polymerer Matrix.
Verwendete Werkstoffe als Decklaminat sind dabei Polymere, vorzugsweise
Thermoplaste in Verbindung mit Glas, Aramid und Kohlenstoffasern oder
Mischungen aus diesen Fasern. Dabei werden Halbzeuge mit Faseranteilen von
40 bis 70, vorzugsweise 55 bis 65 Vol.% aus einzelnen Lagen von Geweben
unterschiedlicher Verstärkung in Kett- und Schußrichtung oder unter
schiedlich orientierter unidirektionaler Fasern oder unter Hinzufügen
einzelner Lagen aus Wirrfaserlaminaten verwendet. Als Wabenwerkstoff
bieten sich Aluminium, Schaumstoff, Kunststoff und mit Kunststoffen
imprägniertes Papier an.
Die bisherige Vorgehensweise bei der Herstellung von Sandwichteilen geht
von dem Verfahren der Autoklavenpreßtechnik aus. Dabei handelt es sich um
ein Verfahren zur Härtung duroplastischer Materialien wie Epoxidharz,
Phenolharz etc. Bei dieser Verfahrenstechnik benötigt man Fertigungs
zykluszeiten von ca. 120 min. Zudem werden ab 1990 verschärfte Fire-,
Smoke- und Toxicityanforderungen an die Innenausbauteile der Luftfahrzeuge
gestellt, die die momentan im Einsatz befindlichen duromeren
Reaktionsharzmatrices nur durch zusätzliche Schutzmaßnahmen erreichen.
Es war daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
entsprechender Sandwichelemente für den Einsatz z.B. als Fußbodenpaneele,
Innenverkleidung etc. zu entwickeln. Dabei sollen die Werkstoffeigen
schaften durch das Verwenden hochfaserhaltiger polymerer Matrixwerkstoffe
mit gerichteter Faserverstärkung in Form von sehr leichten Laminaten
verbessert werden.
Diese Aufgabe wurde durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
Mit Hilfe der Erfindung ist erstmals die
- - Herstellung von Sandwichbauteilen in sehr kurzen Zykluszeiten,
- - Herstellung von Sandwichbauteilen mit geringstem Energieaufwand,
- - Herstellung von Sandwichbauteilen die den ab 1990 geforderten Fire-, Smoke- und Toxicityanforderungen standhalten, möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß das zugeschnittene
Halbzeug, bestehend aus polymeren Decklagen und dem Kernmaterial, zwischen
zwei Blechen einer Widerstandsheizung erwärmt, anschließend gepreßt und
abgekühlt wird (Fig. 1).
Diese Bleche werden mittels Isolatoren elektrisch von den Pressplatten der
Schließeinheit isoliert. Druckfedern stützen die Isolatoren elastisch
gegen die Pressplatten ab.
Im einzelnen läuft das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt ab:
- - Das geschichtete Halbzeug wird in die geöffnete Schließeinheit auf das untere Heizblech abgelegt.
- - Die Schließeinheit wird soweit geschlossen, daß über Druckfedern die Isolatoren, vorzugsweise Keramikstifte, einen ausreichenden Druck auf die Heizbleche und damit während des Aufheizvorganges auf das Laminat ausüben. Dadurch wird ein sehr guter Wärmeübergang (durch Wärmeleitung) von den Heizblechen zum Laminat ermöglicht.
- - In dieser Lage der Schließeinheit wird die elektrische Widerstands heizung aktiviert. Die Laminattemperatur wird mit in die Heizbleche eingebrachten Thermoelementen gemessen.
- - Nach Erreichen der Verarbeitungstemperatur des Preßgutes wird die elektrische Heizung abgeschaltet und die Schließeinheit auf die Distanzen im Werkzeug gefahren (Fig. 2). Die Distanzen dienen der Einstellung der Bauteildicke.
In dieser Phase werden die erwärmten Deckschichten mit dem
Kernmaterial verpreßt und verbunden. Gleichzeitig beginnt die
Wärmeabfuhr von den Heizblechen in die gekühlten Werkzeugplatten.
- - Ist die vorbestimmte Entformtemperatur erreicht, kann die Sandwichpaneele entformt werden.
Das Verfahren arbeitet mit niedriger Spannung und hoher Stromstärke. Die
Spannung kann gewählt werden zwischen 5 und 15 Volt je laufendem Meter
Heizblechlänge. Die Stromstärke ist abhängig von der Heizblechbreite und
-dicke. Für ein 1,2 mm starkes Heizblech liegt sie zwischen 3000 und
10 000 Ampere je Meter Heizblechbreite.
Da für dieses Verfahren lediglich sehr dünne Heizbleche, vorzugsweise
zwischen 0,5 und 5 mm Dicke, vorzugsweise zwischen 0,7 und 2 mm Verwendung
finden, kann die erforderliche Energie zum Aufheizen der Laminate sehr
schnell aufgebracht und außerdem auf ein Minimum reduziert werden.
Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt es sich, daß
durch die Verwendung dünner Heizplatten mit ihrer geringen Masse eine sehr
hohe Abkühlgeschwindigkeit erzielt werden kann.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß die zugeschnittenen Halbzeuge in ein kaltes
Werkzeug eingelegt werden können.
Außerdem hat das Einlegen in das kalte Werkzeug noch den Vorteil, daß der
Wärmeeintrag in das Preßgut - nach Aktivierung der Widerstands
heizung - gleichzeitig von oben und unten erfolgt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Möglichkeit geschaffen
Sandwichpaneele mit polymerer, vorzugsweise thermoplastischer Matrix
in sehr kurzen, wirtschaftlichen Zykluszeiten herzustellen.
Energietechnisch betrachtet stellt dieses Verfahren gegenüber den
bekannten Preßverfahren eine sehr vorteilhafte Lösung dar, da die
benötigten hohen Temperaturen mit sehr geringem Energieeintrag pro
Preßzyklus zu erreichen sind.
Halbzeug-Werkstoff: Polysulfonmatrix, Glasgewebe, Wabenkern
Maße: 500×700 mm
Elektr. Daten: Spannung: 10 Volt, Stromstärke: 3000 Ampere
Zeiten: Heizzeit: 1,5 min, Kühlzeit: 1 min
Verarbeitungs-Temperaturen: 300°C
Maße: 500×700 mm
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Zeiten: Heizzeit: 1,5 min, Kühlzeit: 1 min
Verarbeitungs-Temperaturen: 300°C
Claims (1)
- Verfahren zur Herstellung von Sandwichpaneelen unter Verwendung von Halbzeugen aus Hochleistungsverbundwerkstoffen mit polymeren Matrices, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeschnittene Halbzeug, bestehend aus polymeren Decklagen und dem Kernmaterial, zwischen zwei dünnen, massearmen Heizblechen einer Widerstandsheizung erwärmt, anschließend gepreßt und in wenigen Sekunden abgekühlt wird.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893910021 DE3910021A1 (de) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | Verfahren zur herstellung von sandwichpaneelen unter verwendung von halbzeugen aus hochleistungsverbundwerkstoffen mit polymeren matrices |
| EP19900105522 EP0389978A3 (de) | 1989-03-28 | 1990-03-23 | Mehrschichtplatte |
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| US07/500,648 US5087500A (en) | 1989-03-28 | 1990-03-28 | Multilayer panel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893910021 DE3910021A1 (de) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | Verfahren zur herstellung von sandwichpaneelen unter verwendung von halbzeugen aus hochleistungsverbundwerkstoffen mit polymeren matrices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3910021A1 true DE3910021A1 (de) | 1990-10-04 |
Family
ID=6377306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19893910021 Withdrawn DE3910021A1 (de) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | Verfahren zur herstellung von sandwichpaneelen unter verwendung von halbzeugen aus hochleistungsverbundwerkstoffen mit polymeren matrices |
Country Status (1)
| Country | Link |
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-
1989
- 1989-03-28 DE DE19893910021 patent/DE3910021A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |