DE4118286A1

DE4118286A1 - Honeycomb core laminate prodn. - by prefabricating e.g. thermoplastic FRP edges and incorporating them when hot pressing core and e.g. thermoplastic FRP skins

Info

Publication number: DE4118286A1
Application number: DE19914118286
Authority: DE
Inventors: Eckhard Dr Ing Neise; Juergen Dipl Ing Jaeckel; Christian Dipl Ing Ney
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 1991-06-04
Filing date: 1991-06-04
Publication date: 1992-12-10
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: DE4118286C2

Abstract

Sandwich construction components are made in FRP, pref. using hexagon honeycombs and cover sheets. In the process edge sections are made separately. The covers, core and edge sections are laid together in accurate position in a mould. The mould, but not the edge sections are heated to fuse the covers and a suitable pressure is applied to it, and the assembly is cooled under pressure. The edges and covers are pref. made of fibre-reinforced thermoplastics. The edges (11) are prefabricated e.g. by injection moulding. The two covers (12) plus hexagon type honeycomb core (13) are then pressed together in a mould (14), with the edges (11) located outside the mould. The mould tools are heated to e.g. 180 deg. C to fuse the two covers, the edges not being heated. ADVANTAGE - The method produces edges which require no further processing.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Sandwichbauteilen gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing Sandwich components according to the preamble of claim 1.

Verfahren zur Herstellung von Sandwichbauteilen sind an sich in vielfältigen Ausführungsformen bekannt, wobei jedes dieser Verfahren gemäß dem zu fertigenden Bauteil spezialisiert ist. Auch das vorliegende Verfahren ist auf die Herstellung von Sandwichbauteilen aus faserverstärkten Duroplasten unter Verwen dung von vorimprägnierten Halbzeugen, wie die vorstehend schon angesprochenen Hexagonalwaben mit Deckschichten.Methods for manufacturing sandwich components are inherently in known various embodiments, each of these Specialized process according to the component to be manufactured. The present process is also based on the production of Sandwich components made of fiber-reinforced thermosets using of pre-impregnated semi-finished products, such as those already mentioned addressed hexagonal honeycombs with cover layers.

Bei allen diesen Verfahren besteht bis heute noch das erhebliche Problem, daß keine exakten Randabschlüsse erhalten werden und dies insbesondere bei solchen Bauteilen, bei denen Hexagonalwa ben verwendet werden. Durch den jeweiligen Stützwerkstoff wird kein Druck in seitlicher Richtung aufgebaut, was bisher zusätz liche Maßnahmen erfordert, um die sonst entstehenden schlecht ausgeprägten Randprofile zu vermeiden, die in aufwendiger Weise nachgearbeitet werden müssen. In all of these processes, the significant remains to this day Problem that no exact border seals are obtained and this is particularly the case with components in which Hexagonalwa ben can be used. Through the respective support material no pressure built up in the lateral direction, which was previously additional measures required to avoid the otherwise arising bad to avoid pronounced edge profiles in a complex manner have to be reworked.

Beim Stand der Technik wird bei Duroplasten als Matrix für die Deckschichten versucht, den vorbeschriebenen Nachteil schlechter Randprofile dadurch zu beheben, daß durch aufschäumende Systeme - wie beispielsweise Spleißkleber - eine Volumenvergrößerung herbeigeführt wird, um dadurch dann einen gewissen Druck auch in seitlicher Richtung aufzubauen. Für thermoplastische Deckschich ten sind jedoch aufgrund der höheren Verarbeitungstemperaturen bisher keine vorteilhaften Maßnahmen zur Erzielung guter Randab schlüsse bekanntgeworden. Darum ist das Problem der Herstellung von Sandwichbauteilen mit thermoplastischen Deckschichten, bei denen die Randprofile voll und exakt ausgebildet sind, ohne Nachbearbeitungen etc. bisher nicht zu lösen.In the prior art, thermosets are used as a matrix for the Top layers tried to make the above disadvantage worse Fix edge profiles by using foaming systems - such as splice glue - an increase in volume is brought about, in order to then also a certain pressure in build sideways. For thermoplastic top layers However, due to the higher processing temperatures So far, no advantageous measures to achieve good Randab conclusions became known. That is why the problem is manufacturing of sandwich components with thermoplastic cover layers, at which the edge profiles are fully and precisely designed without Postprocessing etc. has not yet been resolved.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen mit dem die Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden können und nachbearbeitungsfreie Rand profile bei den eingangs genannten Sandwichbauelementen erzielt werden.The present invention is based on the object Show methods with the disadvantages of the prior art Technology can be eliminated and post-processing edge profiles achieved in the sandwich components mentioned above will.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnah men gelöst. In den Unteransprüchen sind Weiterbildungen und Ausgestaltungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele erläutert.This object is achieved by the measure indicated in claim 1 men solved. Further training and are in the subclaims Refinements specified and in the description below Exemplary embodiments are explained.

Die Figuren der Zeichnung ergänzen diese Erläuterungen. Es zeigenThe figures in the drawing complete these explanations. It demonstrate

Fig. 1a ein Schemabild eines Bauteils in Form einer sogenannten Hatrack-Klappe mit eingesetzten vorgefertigten Profil randelementen in Draufsicht, FIG. 1a is a schematic diagram of a component in the form of a so-called hat rack flap with inserted prefabricated profile elements edge in plan view,

Fig. 1b eine Seitenansicht des Bauteils gemäß Fig. 1a, FIG. 1b is a side view of the device according to Fig. 1a,

Fig. 2a einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 1a mit gestrichelt gezeichneter Werkzeugform in schematischer Darstellung, Fig. 2a shows a section along the line AA shown in Fig. 1a with dashed lined mold in a schematic representation;

Fig. 2b einen Schnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels bezüglich des Ansatzes der vorgeformten Profilrandele mente an das Sandwichbauteil. Fig. 2b shows a section of a further embodiment with respect to the approach of the preformed Profilrandele elements to the sandwich component.

Das vorgeschlagene Verfahren wird am Beispiel einer sogenannten Hatrack-Klappe, wie sie in den Fig. 1a und 1b schematisch skizziert ist, erläutert. Das eingangs geschilderte Problem bei der Herstellung von Sandwichbauteilen 10 mit thermoplastischen Einzelelementen - wie beispielsweise die Deckschichten 12 aus Prepregteilen - bei denen die Ränder voll ausgeformt sind, wird nun dadurch gelöst, daß diese Randprofile 11 in einem ersten Arbeitsgang vorgefertigt werden, beispielsweise als Spritzguß teile. Daran schließt sich der eigentliche Preßvorgang an, bei dem die matrixartigen Deckschichten 12 mit dem Hexagonalwaben- Formkern 13 verbunden werden. Hierzu werden in einer Werkzeug form 14 die Deckschichten 12 mit dem Formkern 13 und den ange setzten Randprofilen 11 so eingelegt, daß die Randprofile 11 aus der Werkzeugform 14 herausragen, wie dies in Fig. 2a skizziert ist. Anschließend wird die Werkzeugform 14 auf die Schweißtempe ratur, die im allgemeinen bei Thermoplastmaterial 180°C oder etwas mehr beträgt, aufgeheizt. The proposed method is explained using the example of a so-called hatrack flap, as is schematically outlined in FIGS . 1a and 1b. The problem described above in the production of sandwich components 10 with thermoplastic individual elements - such as the cover layers 12 made of prepreg parts - in which the edges are fully formed, is now solved in that these edge profiles 11 are prefabricated in a first operation, for example parts as injection molding . This is followed by the actual pressing process, in which the matrix-like cover layers 12 are connected to the hexagonal honeycomb mold core 13 . For this purpose, the cover layers 12 with the mandrel 13 and the attached edge profiles 11 are inserted in a mold 14 so that the edge profiles 11 protrude from the mold 14 , as is sketched in Fig. 2a. The mold 14 is then heated to the welding temperature, which is generally 180.degree. C. or slightly more for thermoplastic material.

Dadurch daß die Randprofile außerhalb der Werkzeugform 14 zu liegen kommen, werden diese nicht oder nur sehr unwesentlich mit aufgeheizt, wodurch deren im ersten Arbeitsgang geschaffene Form voll beibehalten wird. In den Fig. 2a und 2b sind Ausfüh rungsbeispiele für die formgerechte Verbindung von Sandwichbau teil 12, 13 und vorgeformten Randprofilen 11 dargestellt. Gemäß Fig. 2a werden die Randprofile 11 über das Sandwichbauteil 12, 13 gestülpt. Hierzu weisen deren Randkanten eine Verjüngung auf, die in die Paßformnute 11a des Randprofils 11 eingeführt werden, d. h. das Randprofil 11 wird mit seiner Nute 11a über den Bau teilrand gedrückt.Because the edge profiles come to lie outside the mold 14 , they are not heated or are heated only to a very minor extent, as a result of which the shape created in the first operation is fully retained. In FIGS. 2a and 2b are examples of exporting approximately part 12 for the form fair compound of sandwich construction, 13 and preformed edge profiles 11 is shown. Referring to FIG. 2a, the edge profiles 11 are placed over the sandwich component 12, 13. For this purpose, the marginal edges have a taper, which are inserted into the fit groove 11 a of the edge profile 11 , ie the edge profile 11 is pressed with its groove 11 a over the partial edge of the construction.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2b ist das Randprofil 11 mit einer Paßleiste 11b versehen, während die Deckschichten 12 über den Formkern 13 des Sandwichbauteils 10 vorstehen und sich an diese Paßleiste anpressen. In beiden Fällen werden die Deckschichten 12 mit dem Formkern 13 in üblicher Weise mit Druck beaufschlagt und somit die Randprofile mit den Deckschich ten 12 und dem Formkern 13 verbunden. Anschließend wird der komplette Aufbau unter Druck abgekühlt und ausgehärtet und dann das fertige Bauteil 10 - hier die Hatrack-Klappe - aus der Werkzeugform 14 entfernt. Als Ergebnis ergibt sich nun ein Bauteil 10, bei dem die Randprofile 11 voll und exakt ausgeformt sind und daher keinerlei Nacharbeitsaufwand mehr erforderlich ist.In the embodiment according to Fig. 2b, the edge profile is provided with a register strip 11 b 11 while the surface layers 12 protrude beyond the mold core 13 of the sandwich component 10 and is pressed against this register strip. In both cases, the cover layers 12 are pressurized with the mandrel 13 in the usual manner and thus the edge profiles with the cover layers th 12 and the mandrel 13 are connected. The entire assembly is then cooled and cured under pressure and then the finished component 10 - here the hatrack flap - is removed from the mold 14 . The result is a component 10 in which the edge profiles 11 are fully and precisely shaped and therefore no rework is required.

Die Eckverbindungen der vorgeformten Profile können auf ver schiedene Weise erfolgen, beispielsweise durch Verschraubung, durch Nut und Federn oder Paßflächen und Paßbolzen etc. Auch ist eine Anbindung durch Klebung oder "one-shot-bonding" beim Härten der Klappe denkbar. Außerdem können die Profile zusätzlich noch mit Halterungen für Scharniere usw. versehen sein.The corner connections of the preformed profiles can be ver different ways, for example by screwing, by tongue and groove or mating surfaces and fitting bolts etc. Also a connection by gluing or "one-shot-bonding" during hardening the flap conceivable. In addition, the profiles can also be provided with brackets for hinges, etc.

Claims

1. A process for the production of sandwich components from fiber-reinforced thermosets using preferably hexagonal honeycombs with outer layers, characterized in that

a) the edge profiles ( 11 ) of the component ( 10 ) are completely formed in an upstream operation,
b) the matrix-like cover layers ( 12 ), the mandrel ( 13 ) and the edge profiles ( 11 ) are inserted in a tool mold ( 14 ) in a suitable manner,
c) the mold ( 14 ), with the exception of the edge profiles ( 11 ), is then heated to the welding temperature of the cover layer material and is subjected to the appropriate pressure, and
d) is cooled while under pressure.

2. The method according to claim 1, characterized in that the edge profiles ( 11 ) consist of thermoplastic fiber composite material.

3. The method according to claim 1, characterized in that the cover layers ( 12 ) consist of thermoplastic fiber composite material.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the edge profiles ( 11 ) from the tool mold ( 14 ) are arranged protruding.