NL2008881C2 - Werkwijze voor het transporteren van een voorwerp en een contramatrijs voor toepassing in de werkwijze. - Google Patents

Description

P03 6/NLpd

Werkwijze voor het transporteren van een voorwerp en een contramatrijs voor toepassing in de werkwijze

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het transporteren van een voorwerp volgens de aanhef van conclusie 1. Tevens heeft de uitvinding betrekking op een contramatri js voor toepassing in de werkwijze.

5 Een dergelijke werkwijze is in de techniek bekend. Bijvoor beeld worden kunststof voorwerpen op algemeen bekende wijze vervaardigd door een vezelmat met een uithardbaar materiaal, in het bijzonder een kunststofhars, in een productiematrijs te plaatsen en het materiaal in de productiematrijs uit te harden. Hierdoor 10 wordt een uitgehard kunststof voorwerp verkregen met een door de productiematrijs bepaalde vorm. De vezelmatten worden veelal buiten de productiematrijs in een gewenste vorm en stapeling gebracht. De in de aanhef genoemde werkwijze wordt gebruikt om de vezelmat naar de productiematrijs over te brengen.

15 De in de praktijk toegepaste werkwijze voor het overbrengen van de vezelmatten heeft nadelen. Met name bij relatief grote voorwerpen, bijvoorbeeld groter dan enkele decimeters, in voorkomende gevallen zelfs tot enkele of vele meters, kan de vezelmat niet direct in de matrijs worden geplaatst. De vezelmat dient op 20 een voorvorm in de gewenste vorm te worden gebracht waarna deze wordt overgebracht naar de matrijs om te worden uitgehard. Dit is slechts mogelijk voor eenvoudige vormen. Wanneer de matrijs een meervoudig gebogen vorm bezit, kan het materiaal echter niet van de voorvorm naar de matrijs worden overgebracht zonder dat het de 25 op de voorvorm verkregen vorm verliest.

Binnen de onderhavige beschrijving wordt met de term "vezelmat" zowel een kale, niet met hars geïmpregneerde vezelmat bedoeld, als een met hars geïmpregneerde vezelmat. Die laatste wordt ook wel aangeduid met de term "prepreg", zoals "full prepreg" en 30 "semipreg".

De uitvinding heeft nu tot doel een verbeterde werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen.

2

In het bijzonder heeft de uitvinding tot doel een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen die het overbrengen van de vezelmat van de voorvorm naar de matrijs zonder vormverlies van de vezelmat mogelijk maakt.

5 Tevens heeft de uitvinding tot doel een verbeterde werkwijze te verschaffen waarmee het overbrengen snel kan geschieden.

Ter verkrijging van ten minste een van de hiervoor genoemde voordelen, verschaft de uitvinding volgens een eerste uitvoeringsvorm een werkwijze die de maatregelen van conclusie 1 bevat. Deze 10 werkwijze heeft het voordeel dat het overbrengen van de vezelmat snel en zonder vormverlies plaatsvindt.

Met de term "gasdicht" of "in hoofdzaak gasdicht" wordt een zodanige mate van doorlaatbaarheid voor gas bedoeld dat een aangelegd vacuüm in stand gehouden blijft gedurende de tijd die nodig 15 is om de voorvorm over te brengen naar de productiematrijs. Dit kan een relatief beperkte tijd van enkele minuten zijn, maar in sommige gevallen kan het overbrengen tot enkele uren duren. In het eerste geval kan de doorlaatbaarheid voor gas groter zijn dan in het laatste geval zonder dat het vacuüm wordt opgeheven en de 20 voorvorm losraakt van het oppervlak van de contramatrijs.

Het heeft in het bijzonder de voorkeur dat de contramatrijs openingen omvat welke zijn gekoppeld met een vacuümbron voor het aanleggen van het ten minste gedeeltelijk vacuüm via de openingen. Hiermee kan op eenvoudige en zekere wijze een vacuüm op de vezel-25 mat worden aangelegd. Eventueel zou tijdens het overbrengen van de voorvorm naar de productiematrijs een continu vacuüm aangelegd kunnen blijven via de vacuümbron. Eventueel vacuümverlies zal dan worden opgeheven waardoor de voorvorm tegen het oppervlak van de contramatrijs gehouden blijft.

30 Voorts heeft het de voorkeur dat de afdeklaag een met de ve zelmat verenigbaar materiaal omvat. Met name wanneer in de productiematri js een uithardbaar materiaal wordt toegevoerd om een ve-zelversterkte kunststof te vormen, heeft het de voorkeur dat de afdeklaag een met de vezelmat en/of het uithardbare materiaal ver-35 enigbaar materiaal omvat. Met de uitdrukking "met de vezelmat verenigbaar" wordt hier bedoeld een materiaal dat aan het materiaal van de vezelmat hecht, er omheen vervloeit of anderszins zich er- 3 mee verbindt. Met de uitdrukking "met het uithardbare materiaal verenigbaar" wordt bedoeld dat het materiaal dat als afdeklaag dienstdoet kan worden opgenomen of opgelost in de uithardbare hars, of daarmee kan vervloeien of anderszins hechten, waardoor 5 een uniforme of gelaagde materiaalopbouw en materiaalverdeling van het eindproduct wordt verkregen.

Binnen de beschermingsomvang van de uitvinding kan de afdeklaag tevens een afpelbare laag omvatten. Een dergelijke afpelbare laag kan na het produceren van het vezelversterkte product, van 10 het product worden verwijderd. Een dergelijke "peelable" laag is nieuw in de techniek. In een dergelijk geval dient de afdeklaag juist niet verenigbaar te zijn met het uithardbare materiaal of het materiaal van de vezelmat.

Om een snel uit te voeren werkwijze te verkrijgen waarbij na 15 het overbrengen van de vezelmat naar de productiematrijs de vorming van het product in hoofdzaak direct kan worden uitgevoerd, heeft het de voorkeur dat de vezelmat een prepreg omvat en waarbij de afdeklaag een met het in de prepreg voorziene uithardbare materiaal verenigbaar materiaal omvat. Het is gebleken dat met name 20 ook uit prepregs vervaardigde vezelversterkte producten zeer goed met de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding kunnen worden gehanteerd.

De uitvinding is gericht op het overbrengen van de op de con-tramatrijs gevormde voorvorm naar de productiematrijs. Het van de 25 contra-matrijs afgerichte oppervlak van de vezelmat heeft een met het oppervlak van de productiematrijs in hoofdzaak overeenstemmende vorm. De vezelmat, in feite de op de contramatrijs gevormde voorvorm, kan hierdoor zonder vormverlies worden overgebracht in de productiematrijs waar het uitgeharde product in wordt geprodu-30 ceerd.

Het is binnen de onderhavige uitvinding voordelig wanneer de in hoofdzaak gasdichte afdeklaag een folie omvat. Hiermede kan een eenvoudige en snelle afdekking van het te verplaatsen product worden verkregen. Met name heeft het de voorkeur dat de afdeklaag ten 35 minste een van de volgende materialen omvat: nylon, polyurethaan, polyethyleen, epoxy en overige polymeren. Een dergelijke folie heeft een hoge sterkte en een goede gasdichtheid bij een relatief 4 geringe dikte. Bovendien kan een dergelijk materiaal eenvoudig in elke gewenste dikte worden vervaardigd, waardoor de materiaaleigenschappen eenvoudig aan de gewenste eisen kunnen worden aangepast. Voorts kan een dergelijke folie, in het bijzonder een epoxy-5 folie, oplosbaar zijn in de voor de vervaardiging van het product toegepaste materialen, bijvoorbeeld in het uithardbare materiaal, zoals een uithardbare (kunststof)hars.

In het bijzonder heeft het hierbij de voorkeur dat de werkwijze de toepassing omvat van een gasdichte afdeklaag van een bij 10 uithardingsomstandigheden vervloeibaar of oplosbaar materiaal. Dat kan een epoxy-materiaal zijn of elk ander geschikt tot een gasdichte afdeklaag vormbaar materiaal, bijvoorbeeld tot een folie. Het materiaal zal vervolgens kunnen uitharden of anderszins in een vaste vorm overgaan en een geheel vormen met het uitgeharde pro-15 duet. Wanneer de uitharding bij verhoogde temperatuur plaatsvindt, dat wil zeggen hoger dan kamertemperatuur of gebruikstemperatuur, kan de afdeklaag van een bij die temperatuur smeltend materiaal zijn vervaardigd. Bij afkoeling zal het materiaal weer in de uitgeharde toestand overgaan. De smelting zal een goede hechting aan 20 het uithardbare materiaal kunnen verzorgen.

Tevens heeft de uitvinding betrekking op een contramatrijs voor toepassing in een werkwijze volgens de uitvinding, omvattende: - een vormoppervlak voor het daarop positioneren van de vezel-mat, en - in of nabij het vormoppervlak voorziene, met een vacuüm-25 bron verbonden openingen; waarbij de contramatrijs is ingericht voor hantering met een verplaatsingsinrichting, bijvoorbeeld een takelinrichting, een hefboom of een scharnier. Hiermee kan de werkwijze volgens de uitvinding eenvoudig en doeltreffend worden uitgevoerd en worden de voordelen verkregen welke hiervoor aan de 30 hand van de werkwijze zijn beschreven.

De uitvinding zal hierna aan de hand van een tekening nader worden uitgelegd. De tekening toont hierbij in:

Fig. 1 een schematisch perspectivisch aanzicht van een contramatri js voor toepassing in de werkwijze volgens de uitvinding, 35 Fig. 2 een schematische doorsnede van de contramatrijs vol gens Fig. 1, en

Fig. 3 een schematische doorsnede van een contramatrijs en 5 een matrijs tijdens een additionele werkwijzestap.

In de figuren zijn dezelfde onderdelen middels dezelfde ver-wijzingscijfers aangeduid. Echter, de voor een praktische uitvoering van de uitvinding noodzakelijke onderdelen zijn niet alle ge-5 toond, vanwege de eenvoud van de weergave. Hierna wordt in hoofdzaak gesproken over een (vezelversterkt) harspakket, waarbij wordt opgemerkt dat hiermee elk uithardbaar materiaal bedoeld wordt.

Fig. 1 toont een schematisch perspectivisch aanzicht van een contramatrijs 1. De contramatrijs 1 heeft een vormoppervlak 2, 10 waarop een vezelmat 3, bijvoorbeeld een vezelmat 3 voor toepassing bij het vervaardigen van een vezelversterkte kunststof, is gepositioneerd. Over vezelmat 3 is een ten minste gedeeltelijk gasdichte afdeklaag 4 in de vorm van een folie geplaatst, waarvan de omtrek 5 schematisch middels een onderbroken lijn is aangeduid.

15 De folie 4 strekt zich tot buiten de omtrek 6 van vezelmat 3 uit en ligt aan tegen het vormoppervlak 2 van de contramatrijs 1.

Fig. 2 geeft een schematisch doorsnedeaanzicht van de contramatri js met harspakket en folie volgens Fig. 1. De schematisch aangeduide kanalen 7 die zich met een uiteinde uitstrekken tot aan 20 het vormoppervlak 2 van de contramatrijs zijn alle met een ander uiteinde verbonden met een vacuümbron (niet getoond). Hierdoor kan een vacuüm worden aangelegd op het vormoppervlak 2. De kanalen 7 kunnen eveneens buiten het door de vezelmat 3 beklede oppervlak zijn gelegen, maar wel op een positie waar zij worden afgedekt 25 door de folie 4. Tevens zijn in de weergegeven uitvoeringsvorm volgens Fig. 2 afstandblokken 8, 9 getoond waar overheen de folie is gepositioneerd. Door een vacuüm aan te leggen op de kanalen 7 zal de lucht tussen het vormoppervlak 2 en de gasdichte folie 4 worden weggezogen. De folie 4 zal daardoor strak tegen de op het 30 vormoppervlak 2 gelegen vezelmat 3 aanliggen en de vezelmat 3 zal tegen het vormoppervlak 2 aangedrukt worden. Bij het verplaatsen van de contramatrijs 1 zal de vezelmat 3 tegen het vormoppervlak 2 gepositioneerd blijven, ook wanneer de contramatrijs 1 omgekeerd wordt. De noodzakelijke mate van het aangelegde vacuüm is afhanke-35 lijk van het gewicht van de vezelmat 3. Bij pakketten van gering gewicht kan deze beperkt blijven tot bijvoorbeeld 0,4 atm onderdruk (0,6 atm absoluut).

6

In fig. 3 is een aanvullende stap op de werkwijze volgens de uitvinding getoond. De contramatrijs 1 met daarop de middels vacuum gefixeerde vezelmat 3 is verplaatst vanuit de positie zoals getoond in Fig. 1 en 2, waar de vezelmat 3 op het vormoppervlak 2 is 5 geplaatst, naar een omgekeerde toestand. De contramatrijs 1 wordt tegen een matrijs 10 geplaatst. Door na het juist in de matrijs 10 positioneren van de contramatrijs 1 en het opheffen van het vacuüm zal de vezelmat 3 van de contramatrijs 1 loslaten en zonder vorm-verlies overgebracht worden in de matrijs 10. Hier kan de vezelmat 10 3 verdere behandeling ondergaan, bijvoorbeeld kan een uithardbare hars worden toegevoerd in de productiematrijs, of de vezelmat kan rechtstreeks worden uitgehard indien deze in de vorm van een pre-preg is toegevoerd. Voorbeelden van verdere behandeling zijn bijvoorbeeld vacuüminjectie. Een voorbeeld van rechtstreekse uithar-15 ding is, zoals genoemd met bijvoorbeeld een prepreg (een zogenoemde "full prepreg" of een "semipreg").

In de praktijk worden meerdere vezelmatten op de contramatri js geplaatst voordat de stapeling van vezelmatten wordt overgebracht naar de contramatrijs. Bij toepassing van droge vezelmatten 20 heeft de uitvinding het voordeel dat de stapeling wegens het aangelegde vacuüm ten minste gedeeltelijk wordt gecompacteerd. Bij gebruik van een prepreg als vezelmat, zal bij toepassing van gestapelde prepregs een in de praktijk bekende debulking moeten worden uitgevoerd voordat uitharding kan plaats vinden. De werkwijze 25 is bijzonder geschikt voor een dergelijke werkwijze, omdat deze debulking op de contramatrijs kan plaatsvinden door afwisselend diep vacuüm en minder diep vacuüm op de stapeling aan te leggen.

De uitvinding is niet beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren getoonde uitvoeringsvormen. De uitvinding wordt 30 slechts beperkt door de bijgevoegde conclusies.

De uitvinding strekt zich tevens uit over elke combinatie van maatregelen die hiervoor onafhankelijk van elkaar zijn beschreven.

Claims (9)

1. Werkwijze voor het transporteren van een voorwerp van een con-tramatrijs naar een productiematrijs, omvattende de stap van het in de contramatrijs positioneren van ten minste een vezelmat, met het kenmerk, dat de werkwijze omvat: - een eerste stap van het 5 verschaffen van een contramatrijs, - het vervolgens tegen een vormoppervlak van de contramatrijs positioneren van de ten minste ene vezelmat voor het vormen van een voorvorm, - het in hoofdzaak gasdicht afsluiten van de vezelmat tegen het vormoppervlak door het over de vezelmat positioneren van een in hoofdzaak gasdichte 10 afdeklaag, - het aanleggen van een ten minste gedeeltelijk vacuüm op de ruimte tussen de afdeklaag en het vormoppervlak, - en het transporteren van de contramatrijs met de vezelmat naar de produc-tiematrij s.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de contramatrijs openin-gen omvat welke zijn gekoppeld met een vacuümbron voor het aanleggen van het ten minste gedeeltelijk vacuüm via de openingen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de afdeklaag een 20 met de vezelmat verenigbaar materiaal omvat.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de vezelmat een prepreg omvat en waarbij de afdeklaag een met het in de prepreg voorziene uithardbare materiaal verenigbaar materiaal omvat. 25

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het van de contra-matrijs afgerichte oppervlak van de vezelmat een met het oppervlak van de productiematrijs in hoofdzaak overeenstemmende vorm heeft. 30

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende de toepassing van een folie als gasdichte afdeklaag.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de af- deklaag ten minste een van de volgende materialen omvat: nylon, polyurethaan, polyethyleen, epoxy en overige polymeren.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende de 5 toepassing van een gasdichte afdeklaag van een bij uithardingsom- standigheden vervloeibaar of oplosbaar materiaal.

9. Contramatrijs voor toepassing in een werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende: - een vormoppervlak voor het 10 daarop positioneren van het uithardbare materiaal, en - in het vormoppervlak voorziene, met een vacuümbron verbonden openingen; waarbij de contramatrijs is ingericht voor hantering met een ver-plaatsingsinrichting, bijvoorbeeld een takelinrichting, een hefboom of een scharnier. 15