DE60214962T2 - Verfahren zur Herstellung eines Laminats und ein gebogenes Produkt aus diesem Laminat - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats, das mindestens zwei äußere Metallbleche und ein zwischen ihnen angeordnetes Faser-verstärktes Harz umfasst.
- Ein Verfahren dieses Typs ist in US-A 5 039 571 offenbart.
- Im Vergleich mit einem Aluminiumblech der gleichen Dicke sind die Festigkeitsmerkmale eines Laminats, bestehend aus zwei äußeren Blechen aus Aluminiummaterial und einem zwischen ihnen angeordneten Faser-verstärkten Harz, nicht sehr verschieden. Dies gilt, jedoch mit Ausnahme der Dauer- und Schlagfestigkeit. Wird in einer festen Metallschicht ein Riss hervorgerufen, breitet sich dieser bezüglich des Auslösezeitpunkts relativ schnell aus. Dies gilt nicht für ein Laminat, wie vorstehend beschrieben, da in diesem Fall die lasttragende Funktion mindestens teilweise von der Harz-verstärkten Faserschicht übernommen wird.
- Gemäß der bisherigen Technik wird ein Laminat, wie vorstehend beschrieben, hergestellt, indem ein so genanntes unidirektionales Prepregmaterial zwischen den äußeren Metallblechen angeordnet wird. Ein Prepreg ist eine vorgefertigte Kombination eines Harzes im ungehärteten viskosen Zustand und eines Fasermaterials. Sodann wird ein beabsichtigter Aufbau in einen Vakuumbeutel verbracht und diese Anordnung in einen Autoklaven übergeführt, wo bei erhöhter Temperatur ein erhöhter Druck von bis zu 6 bar ausgeübt wird. Als Ergebnis des Vakuums werden die beiden Lagen aus Metallmaterial zueinander gezogen, wobei die Wirkung durch den in dem Autoklaven ausgeübten Druck noch verstärkt wird. Diese vielschichtige Wirkung ist notwendig, um sicher zu sein, dass das Harzmaterial soweit wie möglich herausgepresst wird, d.h. sozusagen um zu gewährleisten, dass die Fasern zwischen den gegenüberliegenden Lagen aus Metallmaterial in der Tat Abstandshalter sind. Das Vakuum wirkt sowohl als Kompressionskraft für diese Stapelung als auch als Triebkraft für die Imprägnie rung der trockenen Fasern mit dem Harz, gegebenenfalls in Kombination mit einer Erhöhung der Temperatur.
- Ein Problem im Falle der Verwendung eines Prepreg besteht in der Gegenwart von Luft. Unter allen Umständen muss sicher gestellt sein, dass sämtliche Lufteinschlüsse soweit wie möglich entfernt und komprimiert werden, und für diesen Zweck wird ein zusätzlicher Druck durch einen Autoklaven ausgeübt.
- Es ist selbstverständlich, dass ein Verfahren dieses Typs komplex ist. Das erhaltene Produkt gehorcht im Allgemeinen den vorgegebenen Anforderungen.
- Allerdings entstehen Probleme, wenn das Laminat eine nennenswerte Doppelbiegung aufweisen muss. Demnach kann im Allgemeinen nicht garantiert werden, dass der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Lagen aus Metallmaterial an der Stelle einer solchen Biegung konstant ist. Da die Fasern als Abstandshalter wirken, bedeutet dies, dass zwischen den Fasern und den angrenzenden Lagen aus Metallmaterial an bestimmten Stellen in dem gebogenen Abschnitt kein perfekter Kontakt besteht. Da die Verwendung des Harzmaterials in dem Prepreg sehr eng mit dem Fasermaterial verbunden ist, ist es ebenfalls nicht möglich zu garantieren, dass an einer solchen Stelle ein Auffüllen mit Harz erfolgt. In der Praxis wurde festgestellt, dass in solchen Hohlräumen eine (Mikro)porosität hervorgerufen werden kann, als Ergebnis wovon sich die mechanischen Eigenschaften eines solchen Laminats sehr schnell verschlechtern. Dies erfolgt insbesondere, wenn das Laminat in zwei zueinander senkrechten Richtungen gebogen ist.
- Abgesehen von der kostspieligen Behandlung in einem Autoklaven bestehen folglich auch Einschränkungen bezüglich der Dimensionen des Laminats. Die Verwendung von großen Autoklaven ist besonders kostspielig. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Prepregmaterial bei niedriger Temperatur gelagert werden muss, da ansonsten eine Härtung erfolgt. Ferner ist es notwendig, unter sehr reinen Bedingungen, annähernd Reinraumbedingungen, zu arbeiten, um den Eintritt von Schmutz und Feuchtigkeit zu verhindern. Für die betroffene Person sind mit dem Arbeiten mit dem ungehärteten Harz in dem Prepreg Nachteile verbunden.
- Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Vermeidung der vorstehend beschriebenen Nachteile und in der Bereitstellung eines Verfahrens, mit dem es leicht möglich ist, Laminate herzustellen, die zudem auf allen Seiten gebogen werden können, ohne die mechanischen Eigenschaften davon zu schmälern.
- Demnach wird bei einem ersten Aspekt der Erfindung dieses Ziel durch ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats erreicht, das mindestens zwei äußere Metallbleche und ein zwischen ihnen angeordnetes Faser-verstärktes Harz umfasst, wobei eines der Metallbleche bereitgestellt, Fasermaterial darauf aufgebracht und anschließend das nächste Metallblech aufgelegt wird, wonach an das auf diese Weise erhaltene Vorprodukt Vakuum angelegt wird, während das Harz die Faser imprägniert, wobei das Anwenden von Vakuum im Inneren des Vorprodukts unter atmosphärischen Bedingungen, die von außen auf das Vorprodukt einwirken, durchgeführt wird.
- Erfindungsgemäß wird das Fasermaterial im trockenen Zustand, d.h. sozusagen ohne dass es mit Harzmaterial vermischt ist, wie es bei einem Prepreg der Fall ist, zwischen den Lagen aus Metallmaterial aufgebracht. Erst dann wird die Faser unter Vakuumbedingungen mit dem Harzmaterial imprägniert. Falls notwendig, wird die Temperatur erhöht, um ein Härten des Harzes zu erreichen.
- Es wurde festgestellt, dass die Verwendung eines Autoklaven nicht mehr notwendig ist, da das Harzmaterial nicht mehr aus dem Fasermaterial herausgepresst werden muss. Es wurde festgestellt, dass das Vorsehen von Vakuum ausreicht, um den Kontakt zwischen den Fasern und den angrenzenden Lagen aus Metallmaterial zu gewährleisten. Die verwendeten Fasern können jeder aus der Technik bekannte Typ von Fasern sein. Dies trifft sowohl bezüglich des Fasermaterials (Glas, Kohlenstoff) als auch bezüglich der Orientierung zu. Letztere kann sein willkürlich, ausgewogen in zwei zueinander unterschiedliche Richtungen in Form eines ge webten Stoffs oder unidirektional, obwohl mit einem kleinen Bruchteil in der anderen Richtung, um die Fasern während des Anordnens zwischen den Schichten aus Metallmaterial zusammenzuhalten. Im Allgemeinen wird Letzteres angewandt, um das Fasermaterial zusammenzuhalten, wenn es zwischen den Schichten von Metallmaterial angeordnet wird.
- Das Einbringen des Harzmaterials kann auf jedem aus der Technik bekannten Weg durchgeführt werden. Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird vorzugsweise Vakuuminjektion angewandt. Das heißt sozusagen, wenn die Bleche aus Metallmaterial durch Ansaugen zueinander hingezogen werden, wobei das Fasermaterial zwischen ihnen liegt, wird Harzmaterial, wie Epoxy oder Polyester, von einem Punkt aus eingebracht, der vorzugsweise von dem Vakuum-Ansaugpunkt beabstandet ist. Die durch das Vakuum erzeugte Kraft reicht immer noch aus, um die Schichten aus Metallmaterial zusammenzuhalten.
- Das Arbeiten mit der Vakuuminjektionstechnik hat viele Vorteile, da der Anwender nicht mehr mit dem Harz in Kontakt kommt. Ferner besteht beim Anordnen zwischen den Lagen aus Metallmaterial kein Verunreinigungsproblem mehr, wie im Falle von Prepregmaterial. Eine sehr leichte Verunreinigung ist beim Handhaben der trockenen Fasern kein Problem. Jede Feuchtigkeit in dem Fasermaterial wird entsprechend durch Anwendung eines Hochvakuums entfernt.
- Allerdings ist es im Falle von größeren Produkten notwendig, ein Kanalsystem vorzusehen, um eine gute Verteilung des Harzmaterials überall in den Fasern zu garantieren.
- Nach einer weiteren Variante der Erfindung kann im Falle von größeren Produkten auf solche Kanalsysteme verzichtet werden, wenn das Harzmaterial auf die Fasern als getrennte Schicht aufgebracht wird. Das heißt sozusagen, beim Kombinieren des Laminats wird eine Harzschicht im mehr oder weniger festen Zustand auf eine oder auf beide Seiten der Faserschicht aufgebracht. Unter Vakuumbedingungen, wenn die Temperatur erhöht wird, wird das Harzmaterial fluider und verteilt sich zwischen den Fasern. Auf diese Weise können garantiert relativ große Oberflächen mit dem Harzmaterial versehen werden.
- Sowohl mit der vorstehend beschriebenen Technik als auch mit der Vakuuminjektion ist es unter allen Umständen möglich zu garantieren, dass der Hohlraum zwischen zwei Lagen aus Metallmaterial vollständig mit Harz gefüllt ist. Wie vorstehend beschrieben, ist dies insbesondere von Bedeutung, wenn ein gebogenes Laminat hergestellt wird. Wenn der Abstand zwischen zwei gegenüber liegenden Lagen aus Metallmaterial in einer Biegung nicht konstant ist, wird durch die Wirkung der Fasern lokal ein größerer Hohlraum erzeugt, und dieser wird unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Technik problemlos mit Harz gefüllt.
- Beim Anwenden von Vakuum ist es nicht notwendig, das Produkt in einen Vakuumbeutel zu verbringen oder andere Hilfsmittel einzusetzen, mit Ausnahme an den Kanten des Laminats, wo eine vakuumdichte Verbindungsstelle zwischen den beiden äußeren Metalllamellen garantiert und lokal eine Vakuumverbindung und, wenn notwendig, eine Harzzufuhr bereitgestellt werden müssen.
- Vorzugsweise erstreckt sich das Fasermaterial an der Stelle, an der das Vakuum angelegt wird, etwas über die Lagen aus Metallmaterial hinaus, so dass es leicht möglich ist, eine Verbindung herzustellen, mittels derer garantiert wird, dass sämtliche in dem Fasermaterial und zwischen den Faserschichten und den Metallschichten vorhandene Luft durch Anlegen von Vakuum entfernt werden kann. Dies steht im Gegensatz zu der bisherigen Technik, wobei ein Prepreg verwendet wird und Luft zwischen den Prepregschichten und den Metallschichten eingeschlossen bleiben kann.
- Dies steht im Gegensatz zu dem Stand der Technik, wobei ein Prepreg verwendet wird. Bei dieser Technik wird ein Filztuch, das als "Entlüfter" dient, über das gesamte Produkt gelegt.
- Natürlich kann das Laminat aus einer großen Anzahl von Lagen aus Metallmaterial, wobei zwischen jeweils zwei Lagen Faser-verstärktes Harz angeordnet ist, bestehen.
- Ein gebogenes Laminat kann auf verschiedenen Wegen hergestellt werden. Nach einer ersten Variante ist es möglich, zuerst den Aufbau, der das Laminat im trockenen Zustand aufbaut, zusammenzufügen. Das heißt sozusagen, dass die zwei äußeren Lagen aus Metallmaterial mit dem trockenen Fasermaterial zwischen ihnen, gegebenenfalls eingefasst von einer oder mehreren Schichten von Harzmaterial, übereinander gestapelt werden, und der Aufbau dann verformt wird. Anschließend wird Vakuum bei erhöhter Temperatur auf die vorstehend beschriebene Weise angelegt, so dass das Harz (nach Injektion), sofern notwenig, zu härten vermag.
- Nach einer weiteren Variante der Erfindung werden die Lagen aus Metallmaterial vor Kombinieren mit der trockenen Faser verformt, und das trockene Fasermaterial wird erst nach der Verformung angewandt.
- Die Härtungstemperatur wird in Abhängigkeit von dem verwendeten Harzmaterial, den gewünschten mechanischen Eigenschaften und der gewünschten Härtungsdauer gewählt. Ein Wert von ungefähr 120 °C wird als Beispiel erwähnt.
- Die Erfindung betrifft auch ein gebogenes Produkt, umfassend ein Laminat, bestehend aus mindestens zwei beabstandet angeordnet Blechen aus Metallmaterial, zwischen denen eine Schicht von Faser-verstärktem Harz angeordnet wurde, wobei in einer Biegung des Produkts der Raum für das Faser-verstärkte Harz eine unbeabsichtigte größere Dimension aufweist als an einer nicht gebogenen Stelle in dem Produkt und das Harz/Faserverhältnis in der Biegung größer ist als an einer nicht gebogenen Stelle in dem Produkt.
- Erfindungsgemäß ist es möglich, die mechanischen Eigenschaften in situ mittels der Zusammensetzung für die Schicht von Fasern einzustellen. Das heißt sozusagen, die Eigenschaften des erhaltenen Laminats können leicht durch Anordnen verschiedener Schichten von unidirektionalen Fasern in einer bestimmten Position zueinander, entweder direkt aufeinander oder getrennt durch eine Lage von Metallmaterial, beeinflusst werden. Bezüglich des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist die Optimierung des Faser/Harzverhältnisses möglich, und als Beispiel wird ein Wert von 55 % erwähnt.
- Da die Schichten von Metallmaterial luftdicht sind, ist nur eine Versiegelung in der Nähe der Ränder erforderlich. Dies steht im Gegensatz zu anderen Aufbauten aus dem Stand der Technik, wobei Vakuum angewandt wird und eine Filmschicht das Produkt bedeckt, um den Vakuumverlust zu verhindern.
- Die vorstehend beschriebenen Bleche aus Metallmaterial können jedes aus der bisherigen Technik bekannte Material sein, wie Aluminium, Titan und dergleichen.
- Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf erläuternde Ausführungsformen, die in der Zeichnung gezeigt sind, ausführlicher erklärt.
- Es zeigen:
-
1 graphisch die Herstellung eines erfindungsgemäßen Laminats; -
2 eine Alternative zu dem Verfahren nach1 ; -
3 ein erfindungsgemäßes gebogenes Blech; und -
4 ein erfindungsgemäßes zusammengefügtes Laminat im gebogenen Zustand. - In
1 sind zwei Lagen aus metallischem Material, wie Lagen aus Aluminiummaterial, mit1 und2 bezeichnet. Erfindungsgemäß ist zwischen diesen eine Schicht aus (trockenem) Fasermaterial3 angeordnet. Dieses Material kann jeder Typ von Fasermaterial, das in einer beliebigen gewünschten Richtung orientiert ist, sein. Vor dem Aufbringen der trockenen Faserschicht werden die Schichten von metallischem Material einer fakultativen Vorbehandlung, wie Reinigen, Ätzen oder Anodisieren, unterzogen, oder mit einem Primer versehen. Diese Behandlungen sind aus der bisherigen Technik bekannt und von dem verwendeten metallischen Material und dem zu verwendenden Harz/der zu verwendenden Faser abhängig. - Nachdem die Schichten von vorbehandeltem Metall mit den zwischen ihnen eingeschobenen Schichten von Fasermaterial
3 übereinander gelegt worden sind, wird um den Umfang ein Band4 angebracht, um eine periphere Dichtung bereitzustellen. Während dieses Vorgangs wird auf den gegenüberliegenden Seiten ein Spalt belassen. Auf der einen Seite wird ein Spalt belassen, um Schlauch5 aus einem Harzreservoir6 einzuführen, während auf der anderen Seite ein herausragendes Stück aus Fasermaterial7 mit einem Schlauch8 verbunden wird, der zu einer Falle9 führt, die mit einer Vakuumquelle10 verbunden ist. - Erfindungsgemäß wird Vakuum an den Aufbau angelegt, der die zwei übereinander gelegten Lagen aus metallischem Material, wobei die trockene Faser zwischen ihnen angeordnet ist, umfasst. Da die Faser trocken ist, wird vorhandene Luft schnell abgesaugt, und es ist nicht notwendig, besondere Maßnahmen zu ergreifen, um Lufteinschlüsse zu verhindern. Nachdem alle Luft abgesaugt wurde, wird in Schlauch
5 ein Vakuum erzeugt, als Ergebnis dessen das Harz eingeleitet wird. - Die Harzfront bewegt sich in
1 von links nach rechts, und jedes überschüssige Harz wird in Falle9 gesammelt. Anschließend wird die Temperatur erhöht. Gegebenenfalls ist es möglich, bei erhöhter Temperatur zu arbeiten, wenn Vakuum angelegt oder Harz eingeleitet wird. In jedem Fall sind die verschiedenen Bedingungen so, dass das Harz härtet und das Laminat, wie in1 gezeigt, erzeugt wird. - In
2 ist eine Variante des in1 gezeigten Verfahrens gezeigt. Bei diesem Verfahren wird die Vakuuminjektionstechnik nicht mehr angewandt, sondern eine Schicht aus Harzmaterial11 in Form eines Harzfilms wird zwischen den Lagen1 und2 aufgebracht und auf das Fasermaterial3 aufgelegt. Auch bei dieser Variante ist das Fasermaterial3 trocken, als Ergebnis wovon Luft auf einfache Weise entfernt werden kann. Nach dem Kombinieren wird ein Band4 , wie bei der vorstehend beschriebenen Variante, um den Umfang angebracht, um eine Dichtung bereitzustellen. Gegebenenfalls kann ein Folienbeutel verwendet werden. Das Vakuum wird an den abstehenden Teil7 über Schlauch8 angelegt, und gleichzeitig wird die Temperatur erhöht, so dass die Schicht aus Harzmaterial weniger viskos wird und in das Fasermaterial einzudringen vermag. Wieder wird hier überschüssiges Material eingeschlossen. Gegebenenfalls können auf jeder Seite der Schicht von Fasermaterial Schichten von Harzmaterial vorhanden sein. - In
3 ist ein gebogenes Produkt gezeigt. Dies besteht aus dem erfindungsgemäßen Laminat. Die beiden Lagen aus metallischem Material liegen in der Nähe der Biegung12 nicht in einem konstanten Abstand zueinander vor. Erfindungsgemäß wird die Schwankung im Abstand von dem Harzmaterial aufgenommen. Demnach dient das Fasermaterial in der Biegung nicht mehr als Abstandshalter. Die Luft, die im Radius vorhanden war, wurde zuvor vollständig entfernt, und es ist möglich, dass der Raum vollständig mit dem Harz gefüllt wird. Dies steht im Gegensatz zum Stand der Technik, wo ein Prepreg verwendet wird und die Luft, die an einer solchen Stelle vorhanden ist, eingeschlossen bleibt. - Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laminats im gebogenen Zustand ist in
4 gezeigt. Dieses Laminat besteht aus den zweiteiligen Laminaten13 und14 , die aus im Wesentlichen parallelen Lagen aus Metallmaterial, mit zwischen ihnen angeordnetem Fasermaterial, bestehen. Eine weitere Schicht von Fasermaterial15 wurde zwischen diesen zweiteiligen Laminate13 und14 angeordnet, wobei die weitere Schicht aus Fasermaterial15 auf die vorstehend beschriebene Weise, entweder durch Injektion oder mit Hilfe einer Schicht aus Harzmaterial, mit Harz versehen wird. In diesem Fall besteht auch ein größerer Abstand zwischen den Laminatteilen13 und14 in der Biegung, die mit16 bezeichnet ist, wobei der größere Abstand mit dem Harzmaterial gefüllt ist. Das heißt sozusagen, erfindungsgemäß wird verhindert, dass sich Hohlräume, die die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Laminats nennenswert herabsetzen, bilden. - Das verwendete Harz kann jedes aus der Technik bekannte Harz sein, wie ein Polyester- oder Epoxyharz. Natürlich wird zur Injektion ein Harz niedriger Viskosität verwendet, und Harzkanäle werden entweder in dem Fasermaterial oder in den Lagen aus metallischem Material hergestellt. Wenn ein Harzfilm verwendet wird, können viskosere Harze verwendet werden, da der Abstand, über den das Harz fließen muss, sehr viel kürzer ist.
- Es versteht sich, dass das obige Verfahren wesentlich einfacher durchzuführen ist als das Verfahren unter Verwendung eines Autoklaven. Demnach ist die bloße Anwendung von Vakuum ausreichend, um zu garantieren, dass alle Luft aus den trockenen Fasern entfernt wird. Ferner können durch das erfindungsgemäße Verfahren Produkte mit komplexen Biegungen hergestellt werden. Diese Produkte können jede gewünschte Form und Größe aufweisen.
- Obwohl die Erfindung vorstehend mit Hilfe von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass zahlreiche Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Anmeldung zu überschreiten, wobei die Modifikationen für die Fachwelt sofort offensichtlich werden und in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.
Claims (12)
- Verfahren zur Herstellung eines Laminats, umfassend mindestens zwei äußere Metallbleche (
1 ,2 ) und ein zwischen ihnen liegendes Faserverstärktes Harz, wobei eines der Metallbleche bereitgestellt wird, Fasermaterial (3 ) auf diesem aufgebracht wird, worauf die Aufbringung des folgenden Metallblechs folgt, wonach Vakuum an das auf diese Weise erhaltene Vorprodukt angelegt wird, während die Faser (3 ) mit dem Harzmaterial imprägniert wird und wobei das interne Anlegen von Vakuum in dem Vorprodukt unter externen atmosphärischen Bedingungen erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vakuum zwischen den Blechen (
1 ,2 ) angelegt wird und der Umfangsrand zwischen den Blechen versiegelt wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich einige der Fasern über die Bleche hinaus erstrecken und das Vakuum daran angelegt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Film aus Harzmaterial unmittelbar anschließend an das Fasermaterial aufgebracht wird, wobei die Viskosität des Films aus Harzmaterial bei erhöhter Temperatur so gering wird, dass die Fasern durch das Material benetzt werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Harz in den Spalt zwischen den Blechen injiziert wird, während Vakuum angelegt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Vorsehen von mindestens zwei Metallblechen (
1 ,2 ), die im Wesentlichen auf die gleiche Weise gebogen sind, wobei die Metallbleche übereinander mit zwischen ihnen eingeschobenem Fasermaterial (3 ) angeordnet sind. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aufbau, der die zwei Metallbleche (
1 ,2 ) und das Fasermaterial (3 ) umfasst, vor dem Imprägnieren mit dem Harzmaterial und dem Anlegen von Vakuum einer plastischen Verformung unterzogen wird. - Gebogenes Produkt, umfassend ein Laminat, bestehend aus mindestens zwei beabstandet angeordneten Blechen aus Metallmaterial (
1 ,2 ), zwischen denen eine Schicht aus Faser-verstärktem Harz angeordnet wurde, wobei in einer Biegung des Produktes der Raum für das Faser-verstärkte Harz größere Dimensionen aufweist als an einer nicht gebogenen Stelle in dem Produkt und das Harz/Faserverhältnis in der Biegung größer ist als an einer nicht gebogenen Stelle in dem Produkt. - Gebogenes Produkt nach Anspruch 8, wobei der Raum vollständig mit dem Faser-verstärkten Harz gefüllt ist.
- Gebogenes Produkt nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei jedes Blech aus Metallmaterial (
1 ,2 ) ein Teil Laminat umfasst, bestehend aus zwei beabstandeten Metallblechen und einer Schicht aus Faserverstärktem Harz zwischen ihnen. - Gebogenes Produkt nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Produkt in zwei zueinander senkrechten Richtungen gebogen ist.
- Halbfertigtes Produkt, umfassend mindestens zwei Bleche aus Metallmaterialien (
1 ,2 ) mit einer Schicht von Fasermaterial (3 ), das kein Harz zwischen ihnen enthält.
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Cited By (2)
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ATE61970T1 (de) * | 1987-10-14 | 1991-04-15 | Akzo Nv | Schichtstoff aus metallschichten und aus durchgehendem faserverstaerktem synthetischem material. |
JPH08309926A (ja) * | 1995-05-17 | 1996-11-26 | Nitto Boseki Co Ltd | 積層板材及びそれから作製した織機の綜絖枠 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010025068A1 (de) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Eads Deutschland Gmbh | Formwerkzeug zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen |
DE102010025068B4 (de) * | 2010-06-25 | 2016-07-28 | Airbus Defence and Space GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen |
DE102011054909A1 (de) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils sowie nach dem Verfahren hergestelltes Kraftfahrzeugbauteil |
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