DE69607445T2 - Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Verbundwerkstoff durch Transfer-Spritzgiessen von Kunstharz (R.T.M.) und dadurch hergestellter Gegenstand - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Verbundwerkstoff durch Transfer-Spritzgiessen von Kunstharz (R.T.M.) und dadurch hergestellter Gegenstand

Info

Publication number
DE69607445T2
DE69607445T2 DE1996607445 DE69607445T DE69607445T2 DE 69607445 T2 DE69607445 T2 DE 69607445T2 DE 1996607445 DE1996607445 DE 1996607445 DE 69607445 T DE69607445 T DE 69607445T DE 69607445 T2 DE69607445 T2 DE 69607445T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
resin
mold
article
injection
adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE1996607445
Other languages
English (en)
Other versions
DE69607445D1 (de
Inventor
Dominique Guittard
Jean Marc Poignonec
Daniel Soro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospatiale Matra
Original Assignee
Aerospatiale Matra
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerospatiale Matra filed Critical Aerospatiale Matra
Application granted granted Critical
Publication of DE69607445D1 publication Critical patent/DE69607445D1/de
Publication of DE69607445T2 publication Critical patent/DE69607445T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/443Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/546Measures for feeding or distributing the matrix material in the reinforcing structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit monolithischer oder Sandwich-Struktur aus Verbundmaterial, wobei die Technik des Transfer-Spritzgießens von Kunstharz zum Einsatz kommt.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Bauteil, dessen Herstellung nach diesem Verfahren durchgeführt wurde.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann in zahlreichen Industrien zur Herstellung von Teilen angewendet werden, die im wesentlichen die Form ebener Tafeln haben, oder auch nicht. Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung ist das der Aeronautik.
  • Stand der Technik
  • Die Technik des Transfer-Spritzgießens von Kunstharz, RTM ("Resin Transfer Molding") genannt, wird immer häufiger zum Herstellen von Bauteilen aus Verbundmaterial genutzt.
  • Nach dieser Technik werden mehrere Schichten aus trockenen, d. h. nicht mit Kunstharz imprägnierten Fasern in einer Spritzgußform angeordnet, die die Form des herzustellenden Bauteils hat. Die Fasern können gewebt sein oder nicht, je nach Art des herzustellenden Bauteils. Wenn die Spritzgußform auf eine relativ hohe Temperatur erhitzt worden ist, spritzt man unter Druck in die Spritzgußform, in der Vakuum herrscht, ein Harz ein, das eine sehr geringe Viskosität hat. Das Einspritzen erfolgt in der Nähe eines Endes der Form, um diese letztere ganz zu füllen, dabei die Fasern zu imprägnieren und die sie trennenden Hohlräume auszufüllen. Wenn das Einspritzen des Harzes beendet ist, wird das Bauteil einem Polymerisationszyklus unterzogen, ehe es ausgeformt wird.
  • In Bezug auf die traditionelle Technik des Herstellens von Bauteilen aus Verbundmaterial durch Drapierung weist diese RTM-Technik große Anwendungsvorteile auf, was ihren zunehmenden Erfolg erklärt. Zudem sichert sie normalerweise, wie jede Gießtechnik, eine einwandfreie Reproduzierbarkeit und Dimensionierung der Bauteile sowie einen guten Oberflächenzustand.
  • Die vorzüglichen Reproduktions- und Dimensionierungseigenschaften der Bauteile sind gewährleistet, wenn die aus der Spritzgußform kommenden Teile keiner Nachbearbeitung bedürfen. Dies ist dann der Fall, wenn der Faseranteil relativ gering ist (z. B. zwischen 15% du 25% enthalten), was der Mehrzahl der üblichen Anwendungen entspricht, vor allem in der Automobilindustrie.
  • Die Situation ist wesentlich anders, wenn der Faseranteil der herzustellenden Bauteile relativ hoch ist (z. B. zwischen 55% und 60%), wie dies vor allem in der Flugzeugindustrie der Fall ist. Der Vorformling aus trockenen Fasern wird dann nämlich stark kompaktiert, wenn die Spritzgußform geschlossen wird. Unter diesen Bedingungen ist eine gute Imprägnierung der Fasern durch das Harz nur mit flüssigeren Harzen und/oder einem höheren Einspritzdruck möglich.
  • Aufgrund der Zunahme des Faseranteils und der Veränderungen der daraus resultierenden Einspritzbedingungen fließt das Harz vorzugsweise in die Zwischenräume, die insbesondere an den Umfangsrändern des Bauteils zwischen der Spritzgußform und dem Vorformling aus den trockenen Fasern vorhanden sind. Da das Harz durch ein erstes Ende der Spritzgußform eingespritzt wird, um am entgegengesetzten Ende wieder auszutreten, hat diese bevorzugte Zirkulation des Harzes durch die an den Seitenrändern der Form vorhandenen Zwischenräumen den Effekt, im zentralen Teil des Vorformlings Luft einzuschließen. Wenn dem nicht vorgebeugt wird, ist das hergestellte Bauteil dann unbrauchbar, da es einen trockenen, d. h. harzfreien zentralen Bereich aufweist.
  • Um diesen Nachteil zu beseitigen und die Bildung einer harzlosen Tasche in dem herzustellenden Bauteil zu vermeiden, hat man sich vorgestellt, vor dem Schließen der Form und dem Einspritzen des Harzes in den erwähnten Zwischenräumen einen Elastomer- Füllmastix anzubringen. Jedoch ist es nicht immer einfach, die Zwischenräume wirkungsvoll zu füllen, so dass kein bevorzugter Fließweg für das Harz mehr vorhanden ist. Zudem ist ein solcher Füllmastix ein Wegwerf- bzw. Einmal-Material. Dies bedeutet, dass die Spritzgußform in Bezug auf das herzustellende Teil überdimensioniert sein muss und dass die den Mastix enthaltenden Ränder nach dem Ausformen des Teils abgefräst werden müssen.
  • Infolgedessen verliert das RTM-Verfahren, wenn der Faseranteil des herzustellenden Bauteils hoch ist, einen seiner größten Vorteile, nämlich durch einfaches Ausformen ein Bauteil zu erhalten, das genau und reproduzierbar seine endgültigen Maße aufweist.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die Erfindung hat genau ein Herstellungsverfahren eines Verbundmaterialteils nach der RTM-Technik zum Gegenstand, was ermöglicht, beim Ausformen ein Bauteil mit endgültigen, genauen und reproduzierbaren Maßen zu erhalten, auch bei hohem Faseranteil.
  • Erfindungsgemäß erzielt man dieses Resultat durch ein Herstellungsverfahren eines Bauteils aus Verbundwerkstoff, das die folgenden Schritte umfasst:
  • - Einsetzen eines trockenen Vorformlings in eine Form;
  • - Einspritzen von Harz in die Form;
  • - Polymerisieren des Harzes;
  • - Ausformen des so erhaltenen Bauteils,
  • und das dadurch gekennzeichnet ist, dass dem Harzeinspritzschritt folgende Schritte vorausgehen:
  • - Anbringen eines quellfähigen Klebstoffs zwischen der Spritzgußform und dem Vorformling längs wenigstens eines Rands des herzustellenden Bauteils;
  • - Heizen der Spritzgußform, um das Anschwellen und Polymerisieren des Harzes herbeizuführen, sodass der genannte Rand des hergestellten Bauteils durch den aufgequollenen und polymerisierten Klebstoff gebildet wird.
  • Die Verwendung eines quellfähigen Klebstoffs erleichtert sein Anbringen und gewährleistet dabei ein effizientes Füllen der Zwischenräume, was die Herstellung eines Bauteils ohne Trockenzonen garantiert.
  • Zudem, was wesentlich ist, wird der polymerisierte Klebstoff integrierender Bestandteil des fertigen Bauteils. Das Bauteil hat also schon beim Ausformen seine endgültigen Maße, unabhängig vom Faseranteil. Man profitiert also voll und ganz von der genauen und reproduzierbaren Dimensionierung der Bauteile, wie sie normalerweise die Verwendung der RTM-Technik bietet.
  • Vorzugsweise erfolgt die Polymerisation des Klebstoffs und dann die des Harzes während eines einzigen Zyklus, ohne Öffnen der Form zwischen dem Schließen, das auf das Anbringen des Klebstoffs folgt, und dem für das Ausformen nötigen Öffnen.
  • Wenn das Bauteil vier Umfangsränder umfasst und wenn das Einspritzen des Harzes durch Einspritzeinrichtungen erfolgt, die vor einem ersten der vier Ränder münden, und das Austreten des Harzes durch Auslassöffnungen, die vor einem zweiten, dem ersten gegenüberstehenden Rand münden, dann bringt man den quellfähigen Klebstoff längs der beiden anderen Ränder des Bauteils an.
  • Wenn das herzustellende Bauteil ein tafelförmiges Teil mit zwei entgegengesetzten Seiten und vier Umfangsrändern ist, das Einspritzen des Harzes durch Einspritzeinrichtungen erfolgt, die auf einer der Seiten münden, und der Austreten des Harzes durch Einrichtungen, die auf der anderen Seite münden, dann bringt man den quellfähigen Klebstoff längs der vier Umfangsränder des Bauteils an.
  • Falls die Spritzgußform einen Kern umfasst, der in dem herzustellenden Bauteil eine Aussparung abgrenzt, bringt man den quellfähigen Klebstoff längs des Rands der Aussparung an.
  • Vorteilhafterweise verwendet man einen quellfähigen Klebstoff und ein Harz, die im Wesentlichen die gleichen Polymerisationstemperaturen aufweisen.
  • Vorzugsweise ist der verwendete Klebstoff ein Epoxydharz.
  • Die Erfindung hat auch ein Bauteil aus Verbundmaterial zum Gegenstand, das eine in das Harz eingegossene Verstärkungseinlage umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens ein Rand des Teils durch einen quellfähigen Klebstoff ohne Verstärkungseinlage gebildet wird.
  • Bei einer ersten Ausführungsart weist das Bauteil eine monolithische Struktur auf, die die in das Harz eingegossene Verstärkungseinlage umfasst.
  • Bei einer zweiten Ausführungsart weist das Bauteil eine Sandwich-Struktur mit einem zellenförmigen Kern und zwei Außenschichten auf, von denen jede eine in das Harz eingegossene Verstärkungseinlage umfasst.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Nun werden beispielartig und nicht einschränkend verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, bezogen auf die beigefügten Zeichnungen:
  • - die Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht mit partiellen Ausbrüchen, die die Herstellung eines Teils aus Verbundmaterial nach einer ersten Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;
  • - die Fig. 2 ist eine mit der Fig. 1 vergleichbare Figur, die die Herstellung eines Teils aus Verbundmaterial nach einer zweiten Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;
  • - die Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die einen Saum bzw. eine Schnur aus quellfähigem Klebstoff direkt nach dem Schließen der Form zeigt;
  • - die Fig. 4 ist eine der Fig. 3 vergleichbare Figur, die den Saum bzw. die Schnur nach dem Aufquellen zeigt;
  • - die Fig. 5 zeigt - bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und als Funktion der Zeit t -, die Entwicklung der Temperatur T als durchgehende Linie und die Entwicklung des Drucks P als unterbrochene Linie; und
  • - die Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die eine dritte Anwendungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
  • Detaillierte Darstellung bevorzugter Ausführungsformen
  • Die verschiedenen Figuren zeigen die Herstellung eines Bauteils aus Verbundmaterial, gebildet durch eine ebene Tafel von rechteckiger Form. Noch allgemeiner betrifft die Erfindung ein an die Herstellung von Teilen mit unterschiedlichen Formen angepasstes Verfahren, die zwei entgegengesetzte, ebene oder unebene Seiten, wenigstens einen geraden oder sonstigen Umfangsrand und ggf. eine oder mehrere Aussparungen aufweisen.
  • Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen erfolgt die Herstellung in einem Formwerkzeug 10, das eine untere Platte 12, eine obere, abnehmbare Platte 14 und einen Rahmen 6 umfasst, der zwischen den Platten 12 und 14 angeordnet ist. Wenn das herzustellende Bauteil eine oder mehrere Aussparungen umfasst, hat das Formwerkzeug 10 außerdem einen oder mehrere herausnehmbare Kerne (nicht dargestellt).
  • Die Platten 12 und 14, der Rahmen 16 und ggf. die herausnehmbaren Kerne begrenzen eine Spritzgußform 18, deren Abmessungen und Form komplementär zu dem herzustellenden Bauteil sind.
  • Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist in den Rahmen 16 des Formwerkzeugs 10 ein Diffusor 20 integriert, der das Einspritzen des Harzes in die Ebene des herzustellenden Bauteils ermöglicht, längs eines der kleinen Ränder des Rechtecks, welches das Teil in diesem Fall bildet. Dieser Diffusor 20 ist durch einen den Rahmen 16 durchquerenden Einspritzkanal 22 mit einem externen Harzzuführungssystem verbunden (nicht dargestellt).
  • Ein Kollektor 24 zum Erzeugen des Unterdrucks und zum Sammeln des überschüssigen Harzes ist in den Rahmen 16 integriert, längs des anderen kleinen Rands des durch das Bauteil gebildeten Rechtecks. Dieser Kollektor 24 ist durch einen den Rahmen 16 durchquerenden Ausgangskanal 26 mit einem externen System zur Erzeugung des Unterdrucks (nicht dargestellt) verbunden.
  • Bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsart erfolgt das Einspritzen des Harzes durch einen in die untere Platte 12 des Formwerkzeugs integrierten Diffusor 20, in der Nähe eines der kleinen Ränder des durch das Bauteil gebildeten Rechtecks und parallel zu diesem kleinen Rand. Der Einspritzkanal 22 ist dann in der unteren Platte 12 ausgebildet.
  • Auf vergleichbare Weise befinden sich der Kollektor 24 und der Ausgangskanal 26 in der oberen Platte 14 des Formwerkzeugs. Noch genauer befindet sich der Kollektor 24 in der Nähe des anderen kleinen Rands des durch das Bauteil gebildeten Rechtecks und ist parallel zu diesem Rand ausgerichtet.
  • Bei den beiden in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen erfolgt die Herstellung des Bauteils so wie in der Folge beschrieben.
  • Zunächst stellt man einen Trockenvorformling 28 her, der die Faserverstärkungseinlage des herzustellenden Bauteils bildet. Dieser Vorformling 28 ist ein Gebilde aus gewebten oder ungewebten, nicht mit Harz imprägnierten Fasern. Er wird nach den R. T. M.-Spezialisten bekannten Techniken hergestellt, die nicht Teil der Erfindung sind. Der Vorformling 28 hat ungefähr die Form und die Abmessungen des herzustellenden Bauteils.
  • Nach dem Öffnen des Formwerkzeugs 10, d. h. nach dem Abnehmen der oberen Platte 14 dieses Formwerkzeugs, ordnet man den Trockenvorformling 28 in der Spritzgußform 18 an. Der Vorformling füllt dann die Spritzgußform pratisch ganz aus. Wie jedoch in der Fig. 3 in vergrößertem Maßstab und absichtlich übertrieben dargestellt, gibt es zwischen dem Rahmen 16 des Formwerkzeugs 10 und den Umfangsrändern des Trockenvorformlings 28 Zwischenräume 30. In der Praxis beträgt die maximale Dicke der Zwischenräume 30 ungefähr. 2 mm. Wenn das herzustellende Bauteil eine oder mehrere Aussparungen umfasst, gibt es auch zwischen dem Kern oder den Kernen der Form und den Rändern der Aussparungen vergleichbare Zwischenräume.
  • Erfindungskonform bringt man dann in den Zwischenräumen 30, die nicht direkt einem Diffusor 20 oder Kollektor 24 gegenüberstehen, einen quellfähigen Klebstoff 32 an. In der Form der Fig. 1 bringt man also einen quellfähigen Klebstoff 32 in den Zwischenräumen an, die den Rahmen 16 und den Trockenvorformling 28 trennen, längs der beiden großen Ränder des durch das Bauteil gebildeten Rechtecks.
  • In der Form der Fig. 2 bringt man einen quellfähigen Klebstoff 32 in den erwähnten Zwischenräumen an, längs der vier Umfangsränder des durch das Bauteil gebildeten Rechtecks.
  • In dem nicht dargestellten Fall, wo das herzustellende Bauteil eine Aussparung aufweist, bringt man auch zwischen dem Rand der zu diesem Zweck in dem Trockenvorformling vorgesehenen Aussparung und dem herausnehmbaren Kern der Form einen quellfähigen Klebstoff an.
  • Vor seiner Polymerisierung präsentiert sich der quellfähige Klebstoff 32 in Form einer Paste, deren Volumen wesentlich kleiner ist als nach der Polymerisation. Diese Eigenschaft ermöglicht ein leichtes Anbringen des Klebstoffs in den Zwischenräumen 30, ohne Kalibrierung, z. B. in Form eines Saums bzw. einer Schnur, wie dargestellt in der Fig. 3.
  • Man verwendet vorzugsweise einen quellfähigen Klebstoff, dessen Temperaturklasse derjenigen des Harzes entspricht, das man in den Trockenvorformling 28 einspritzt. Mit anderen Worten sind die Polymerisationstemperaturen des Klebstoffs und des Harzes identisch oder ähnlich.
  • Der quellfähige Klebstoff 32 ist ein Epoxydharz wie z. B. der Quellklebstoff "3024" der Firma "3M".
  • Wenn das Anordnen des Quellklebstoffs 32 ausgeführt ist, schließt man die Form 10, indem man die obere Platte 14 wieder anbringt.
  • Anschließend wird die Form 10 in einen Autoklaven oder einen Ofen gegeben, um den Rohling des herzustellenden Bauteils den weiteren Schritten seiner Herstellung zu unterziehen.
  • Zunächst bleibt das Teil unter Umgebungsdruck, wobei man die Umgebungstemperatur auf einen Wert T1 anhebt (Fig. 5). Diese Temperatur T1 ist die Polymerisationstemperatur des Quellklebstoffs 32 (z. B. 130 bis 150ºC). Die Dauer t1 der Polymerisation des Klebstoffs beträgt höchstens 20 bis 30 Minuten.
  • Im Laufe dieses Schritts quillt der Quellklebstoff 32 (z. B. um ungefähr 170 bis 370%), um im Wesentlichen das gesamte Volumen der Zwischenräume 30 einzunehmen, in denen er angebracht worden ist. Es besteht dann zwischen dem Diffusor 20 und dem Kollektor 24 keine direkte Verbindung mehr durch diese Zwischenräume. Zudem infiltriert sich der Klebstoff dann in den Rand des Rohlings 28, um mit diesem eine Einheit zu bilden.
  • Aufgrund ihres Quellens, dargestellt in der Fig. 4, weisen die Klebstoff-Säume 32 dann eine sehr geringe Dichte auf. Diese Eigenschaft wird besonders in der Luftfahrtindustrie geschätzt, da der polymerisierte Klebstoff integraler Bestandteil des Fertigteils ist, bei dem er wenigstens einen Teil der Umfangsränder bildet.
  • In diesem Stadium wird die Form 10 geschlossen gehalten und die Temperatur bleibt entweder unverändert, wenn die Einspritztemperatur T2 des Harzes dieselbe ist wie die Polymerisationstemperatur T1 des Klebstoffs, oder wird angepasst an die Einspritztemperatur T2 des Harzes, wenn diese beiden Temperaturen unterschiedlich sind. Generell ist festzustellen, dass die Einspritztemperatur T2 des Harzes höchsten geringfügig höher ist als die Polymerisationstemperatur T1 des Klebstoffs.
  • Die Fig. 5 zeigt den Fall, wo die Einspritztemperatur T2 des Harzes etwas höher ist als die Polymerisationstemperatur T1 des Klebstoffs. In diesem Fall geht dem Einspritzen des Harzes ein Anpassungsschritt der Temperatur der Form 10 voraus, der ermöglicht, diese letztere auf die Einspritztemperatur T2 des Harzes zu bringen. Die Dauer t2 dieses Temperaturanpassungsschritts hängt von der Differenz zwischen den Temperaturen T1 und T2 ab.
  • In dem Fall (nicht dargestellt), wo die Temperatur T2 niedriger als die Temperatur T1 ist, kann die Form 10 entweder natürlich gekühlt werden oder durch ein integriertes Kühlsystem gekühlt werden. In dem in der Fig. 2 dargestellten Fall, wo die Temperatur T2 etwas höher als die Temperatur T1 ist, wird das Heizen der Form 10 fortgesetzt.
  • Sobald die Einspritztemperatur T2 des Harzes erreicht ist, erfolgt dieses Einspritzen durch den Kanal 22 und den Diffusor 20 unter einem Druck, der progressiv bis zu einem Wert PI zunimmt. Ab dem Beginn der Harzeinspritzung oder etwas vorher wird in der Spritzgußform 18 des Formwerkzeugs 10 durch den Kollektor 24 und den Kanal 26 ein Unterdruck erzeugt. Der Wert dieses Unterdrucks kann z. B. 1 hPa betragen.
  • Die Temperatur- und Druckcharakteristika dieses Harz-Einspritzschritts hängt wesentlich von der Art des eingespritzten Harzes ab. Dieses Einspritzen kann z. B. bei einer Temperatur T2 von ungefähr 130ºC und einem Druck Pl von ungefähr 3 hPA erfolgen. Die Viskosität des in der R. T. M.-Technik verwendeten Harzes ist üblicherweise zwischen 10 mPas und 30 mPas enthalten.
  • Die Dauer t3 des Harzeinspritzens hängt hauptsächlich vom Volumen des in die Form 10 einzuspritzenden Harzes, d. h. den Dimensionen des herzustellenden Bauteils ab. Der Einspritzschritt kann z. B. zwischen 10 und 45 Minuten dauern.
  • Es folgt, wieder ohne Öffnen der Form 10, die Polymerisation des vorher eingespritzten Harzes, wobei der Druck PI in der Form aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck erhöht man die Temperatur bis auf eine Temperatur T3, die der Polymerisation des Harzes entspricht, und man hält diese Temperatur während einer Zeit t4 aufrecht, die zur Beendigung der I Polymerisation benötigt wird. Beispielsweise und nicht einschränkend kann die Temperatur T3 ungefähr 160ºC betragen und die Zeit t4 ungefähr 2 Stunden.
  • Die Einspritzschritte und dann die Polymerisationsschritte des Harzes sind klassische Schritte der R. T. M.-Technik.
  • Dank des Aufquellens des Quellklebstoffs 32 in den Zwischenräumen 30 vor dem Einspritzen des Harzes in die Form, wird der durch diese Zwischenräume gebildete, bevorzugte Weg geschlossen. Das durch den Diffusor 20 in die Spritzgußform 18 gespritzte Harz fließt folglich relativ gleichmäßig in den Trockenvorformling 28 in Richtung des Kollektors 24, auch dann, wenn der Faseranteil besonders hoch ist (z. B. 55 bis 60% des Fertigteils), wie dies in der Flugzeugindustrie der Fall ist. Man vermeidet so die Entstehung einer trockenen, d. h. harzlosen Zone in dem herzustellenden Bauteil.
  • Außerdem, wenn das Ausformen durch Abnehmen der oberen Platte 14 der Form durchgeführt wird, ist der Quellklebstoff aufgrund seiner Eigenschaften, die denen des Harzes nahe kommen, integrierender Bestandteil des hergestellten Bauteils. Man erhält folglich direkt ein Bauteil, das die genauen und reproduzierbaren Abmessungen der Spritzgußform 18 aufweist. Man profitiert also voll von den Vorteilen, die mit der Anwendung der R. T. M.-Technik verbunden sind.
  • Wie die Fig. 6 zeigt, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch in dem Fall angewendet werden, wo die obere Platte des Formwerkzeugs 10 durch einen dichten Balg 14a ersetzt wird, der mittels eines Dichtrings 34 auf abdichtende Weise mit der unteren Platte 12 zusammenwirkt. Man sieht, dass der Diffusor und der Kollektor, die dazu dienen, das Harz in die Form einzuspritzen, nicht dargestellt wurden, um die Zeichnung besser verständlich zu machen.
  • Bei der in der Fig. 6 dargestellten Ausführungsform entsprechen die verschiedenen Schritte des Herstellungsverfahrens denen, die oben beschrieben wurden. Jedoch, wie die Pfeile darstellen, erfolgt das Einspritzen des Harzes unter Anwendung eines äußeren Gegendrucks, der etwas höher als der Einspritzdruck ist.
  • Schließlich ist die Feststellung wichtig, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Herstellung eines Bauteils geeignet ist, das einen zellenförmigen, z. B. bienenwabenförmigen Kern und zwei beiderseits dieses Kerns angebrachte Häute umfasst. Jede dieser Häute enthält dann eine Verstärkungseinlage, in die das Harz eingespritzt wird.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands aus Verbundwerkstoff, das die folgenden Schritte umfasst:
- Einsetzen eines Trockenformteils (28) in eine Form (10);
- Einspritzen von Harz in die Form (10);
- Polymerisieren des Harzes;
- Ausformen des derart hergestellten Gegenstands, dadurch gekennzeichnet, dass dem Harz-Einspitzschritt folgende Schritte vorausgehen:
- Anbringen eines quellfähigen Klebstoffs (32) zwischen der Form (10) und dem Formteil (28) längs wenigstens eines Rands des herzustellenden Gegenstands;
- Heizen der Form (10), um das Anschwellen und Polymerisieren des Klebstoffs herbeizuführen, sodass der genannte Rand des hergestellten Gegenstands durch den aufgequollenen und polymerisierten Klebstoff gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (10) nach dem Anbringen des quellfähigen Klebstoffs (32) geschlossen wird und erst beim Ausformen des Gegenstands wieder geöffnet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, wobei der herzustellende Gegenstand vier periphere Ränder aufweist, das Einspitzen des Harzes durch Einspritzeinrichtungen (20,22) erfolgt, die vor einem ersten der vier Ränder münden, und das Austreten des Harzes durch Auslassöffnungen (24, 26) erfolgt, die vor einem zweiten, dem ersten Rand gegenüberstehenden Rand münden,
dass man den quellfähigen Klebstoff (32) längs der beiden anderen Ränder des Gegenstands anbringt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, wobei der herzustellende Gegenstand ein tafelförmiger Gegenstand mit zwei entgegengesetzten Seiten und vier peripheren Rändern ist, das Einspritzen des Harzes durch Einspritzeinrichtungen (20,22) erfolgt, die auf einer der Seiten münden, und das Austreten des Harzes durch Auslassöffnungen (24, 26), die auf der anderen Seite münden, dass man den quellfähigen Klebstoff (32) längs der vier peripheren Ränder des Gegenstands anbringt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, wobei die Form (10) einen Kern umfasst, der in dem herzustellenden Gegenstand eine Aussparung abgrenzt, dass man den quellfähigen Klebstoff (32) längs des Randes der Aussparung anbringt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man einen quellfähigen Klebstoff (32) und ein Harz verwendet, die im wesentlichen die gleichen Polymerisationstemperaturen aufweisen.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man einen durch ein Expoxydharz gebildeten quellfähigen Klebstoff (32) verwendet.
8. Gegenstand aus Verbundwerkstoff mit einer in ein Harz eingegossenen Verstärkungseinlage (28), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rand des Gegenstands durch einen quellfähigen Klebstoff (32) gebildet wird, ohne Verstärkungseinlage.
9. Gegenstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand eine die in das Harz eingegossene Verstärkungseinlage (28) umfassende monolithische Struktur aufweist.
10. Gegenstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand eine Sandwich-Struktur mit einem zellenförmigen Kern und zwei Außenschichten aufweist, von denen jede eine in das Harz eingegossene Verstärkungseinlage umfasst.
DE1996607445 1995-12-18 1996-12-16 Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Verbundwerkstoff durch Transfer-Spritzgiessen von Kunstharz (R.T.M.) und dadurch hergestellter Gegenstand Expired - Lifetime DE69607445T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9514971A FR2742378B1 (fr) 1995-12-18 1995-12-18 Procede de fabrication d'une piece en materiau composite par moulage par transfert de resine, et piece obtenue par ce procede

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69607445D1 DE69607445D1 (de) 2000-05-04
DE69607445T2 true DE69607445T2 (de) 2000-11-23

Family

ID=9485598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1996607445 Expired - Lifetime DE69607445T2 (de) 1995-12-18 1996-12-16 Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Verbundwerkstoff durch Transfer-Spritzgiessen von Kunstharz (R.T.M.) und dadurch hergestellter Gegenstand

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0780213B1 (de)
DE (1) DE69607445T2 (de)
ES (1) ES2146852T3 (de)
FR (1) FR2742378B1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10356135A1 (de) * 2003-12-02 2005-07-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff
DE102009053549A1 (de) * 2009-11-18 2011-05-19 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils
DE102011005219A1 (de) * 2011-03-08 2012-09-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Faserhalbzeug und Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils
DE102011082842A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Frimo Group Gmbh Verfahren zur Herstellung von Strukturbauteilen
DE102013012005A1 (de) * 2013-07-18 2015-01-22 Technische Universität München Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff
WO2015011289A1 (de) 2013-07-26 2015-01-29 Kraussmaffei Technologies Gmbh Verfahren zur endkonturgetreuen herstellung mechanisch hoch belastbarer kunststoff-bauteile
DE102014118670A1 (de) * 2014-12-15 2016-06-16 Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg RTM-Verfahren mit Zwischenfaserschicht
DE102010025068B4 (de) * 2010-06-25 2016-07-28 Airbus Defence and Space GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen
DE102017204966A1 (de) * 2017-03-23 2018-09-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteilen

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015007284B4 (de) 2015-06-10 2019-02-28 Airbus Defence and Space GmbH Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen
DE102019120568A1 (de) * 2019-07-30 2021-02-04 Airbus Operations Gmbh Verfahren und Werkzeugsystem zum Herstellen eines Bauteils aus einem faserverstärkten Kunststoff

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4880583A (en) * 1988-05-23 1989-11-14 Shell Oil Company Method for reduction of mold cycle time
US5204042A (en) * 1990-08-03 1993-04-20 Northrop Corporation Method of making composite laminate parts combining resin transfer molding and a trapped expansion member
US5281388A (en) * 1992-03-20 1994-01-25 Mcdonnell Douglas Corporation Resin impregnation process for producing a resin-fiber composite

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10356135A1 (de) * 2003-12-02 2005-07-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff
DE102009053549A1 (de) * 2009-11-18 2011-05-19 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils
DE102010025068B4 (de) * 2010-06-25 2016-07-28 Airbus Defence and Space GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen
DE102011005219A1 (de) * 2011-03-08 2012-09-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Faserhalbzeug und Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils
DE102011082842A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Frimo Group Gmbh Verfahren zur Herstellung von Strukturbauteilen
DE102013012005A1 (de) * 2013-07-18 2015-01-22 Technische Universität München Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff
DE102013012005B4 (de) 2013-07-18 2022-05-05 Technische Universität München Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff
WO2015011289A1 (de) 2013-07-26 2015-01-29 Kraussmaffei Technologies Gmbh Verfahren zur endkonturgetreuen herstellung mechanisch hoch belastbarer kunststoff-bauteile
DE102013107991A1 (de) * 2013-07-26 2015-02-19 Kraussmaffei Technologies Gmbh Verfahren zur endkonturgetreuen Herstellung mechanisch hoch belastbarer Kunststoff-Bauteile
DE102014118670A1 (de) * 2014-12-15 2016-06-16 Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg RTM-Verfahren mit Zwischenfaserschicht
DE102014118670B4 (de) * 2014-12-15 2016-06-30 Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg RTM-Verfahren mit Zwischenfaserschicht
DE102017204966A1 (de) * 2017-03-23 2018-09-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteilen

Also Published As

Publication number Publication date
FR2742378A1 (fr) 1997-06-20
FR2742378B1 (fr) 1998-03-06
ES2146852T3 (es) 2000-08-16
EP0780213A1 (de) 1997-06-25
DE69607445D1 (de) 2000-05-04
EP0780213B1 (de) 2000-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69605884T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Platte aus Verbundmaterial durch Transfer-Giessverfahren
DE60100919T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer mit Versteifungsrippen versehenen Platte aus Verbundwerkstoff und mit diesem Verfahren hergestellte Platte
DE60210729T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Windmühlenflügeln
DE3541954A1 (de) Verfahren zur herstellung von verbundmaterial
DE3521507C2 (de)
DE3879704T2 (de) Formverfahren.
DE69607445T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Verbundwerkstoff durch Transfer-Spritzgiessen von Kunstharz (R.T.M.) und dadurch hergestellter Gegenstand
DE69620047T2 (de) Element zur akustischen Absorption und Herstellungsverfahren dafür
EP0155678A2 (de) Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoff-Formteilen
DE2927122A1 (de) Verfahren zur herstellung von schichtwerkstoffen aus hartschaumstoff und faserverstaerktem kunststoff
DE102009039116A1 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen
DE102013107991A1 (de) Verfahren zur endkonturgetreuen Herstellung mechanisch hoch belastbarer Kunststoff-Bauteile
DE3200877C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Blattfedern aus faserverstärkten Werkstoffen
DE102010024985A1 (de) Formwerkzeug zur Herstellung von Faserverbundbauteilen und Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit einem solchen Formwerkzeug
DE102013101723A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines flächigen Leichtbaumaterials bestehend aus Verstärkungsfasern und thermoplastischem Kunststoff
EP1626859B1 (de) Verfahren zur herstellung eines faserverbundwerkstoff-bauteils sowie zwischenprodukt f r ein solches verfahren
EP1387760B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines faserverstärkten kunststoffteils
DE102017107524A1 (de) Verfahren und Formwerkzeug zur Herstellung eines profilversteiften Schalenbauteils
DE69906095T3 (de) Verfahren zum herstellen geschlossener strukturen aus verbundwerkstoff und formgerät zur benutzung in diesem verfahren
DE3536272C2 (de)
DE10258630A1 (de) Verfahren zu Herstellung langfaserverstärkter, thermoplastischer Bauteile
DE3315746A1 (de) Verfahren und form zur herstellung von formteilen aus faserverstaerktem kunststoff
DE10321824A1 (de) Verfahren zum Giessen von Strukturverbundwerkstoffen
DE2135181C3 (de) Herstellung von faserverstärkten, hochfesten, starren Formkörpern
DE102016117103A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils

Legal Events

Date Code Title Description
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: AEROSPATIALE MATRA, PARIS, FR

8364 No opposition during term of opposition