WO2000040394A1 - Verfahren zur herstellung eines hochbelastbaren bauteils aus kunststoff und hochbelastbares bauteil - Google Patents

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    • B29C2045/14877—Pretreatment of the insert, e.g. etching, cleaning preheating or precooling the insert for non-deforming purposes

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a heavy-duty component made of plastic using solid igke its increasing materials, in particular fiber materials and a high-loadable component made of plastic.
  • thermoplastic molding compounds As reinforcing materials z. B. glass fibers, carbon fibers or other stiffening fiber Materials used. However, these fiber materials must have a balance between the mechanical properties and the requirement for lightweight construction in relation to the aforementioned properties. It has to be taken into account that for reasons of recycling a thermoplastic material is preferred to a duropl as i and reinforcing fibers can only be used to a limited extent due to the weight increase.
  • the invention has for its object to create with a minimum of effort composite bodies that can absorb extreme loads and still have a relatively low weight compared to conventional components.
  • This object is achieved in that two materials with different strength properties are combined to form a composite body in the tool used for shaping, the composite effect between the two materials being produced by utilizing the residual heat of the one material.
  • an area in the shaping tool is partitioned off by a slide and a highly resilient area
  • the slide is pulled and a material with lower load capacity is introduced into the space of the remaining tool cavity in a subsequent operation.
  • a prefabricated component in the higher-stress area, where appropriate the prefabricated component is provided with a predetermined intrinsic heat before the introduction of the second material. This inherent heat significantly promotes the bond between the two areas.
  • the component formed by the more resilient material can be provided with ribbing or with a hollow part, the hollow part advantageously being formed by the gas internal pressure method. An inert gas is pressed into the still plastic material.
  • the highly resilient plastic component according to the invention can contain strength-increasing materials, in particular fiber materials, two materials with different strength properties being combined to form a composite body.
  • the bond between the two materials is created by chemical / physical compound mechanisms and / or external profiles, in particular by undercuts.

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Abstract

Zwei Werkstoffe mit unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften werden in einer zur Formgebung dienenden Form zu einem Verbundkörper miteinander verbunden. Die Verbundwirkung zwischen den beiden Werkstoffen kann durch chemisch/physikalische Verbundmechanismen und/oder äußere Profilgebungen hergestellt werden, insbesondere durch Hinterschneidungen. Durch Ausnutzung der Eigenwärme eines Werkstoffs kann die Verbundwirkung wesentlich gefördert werden.

Description

Verfahren zur Herstellung eines hochbelastbaren Bauteils aus Kunststoff und hochbelastbares Bauteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hochbelastbaren Bauteils aus Kunststoff unter Verwendung von fest igke itssteigernden Materialien, insbesondere von Faserwerkstoffen und ein hochbelastba' res Bauteil aus Kunststoff.
Bei Serieneinsatz von hochbelasteten Bauteilen aus Kunststoff besteht die Notwendigkeit, extrem belastete Bereiche des Bauteils durch geeignete Maßnahmen zu stabilisieren und die mechanischen Eigenschaften partiell diesen hohen Anforderungen anzupassen. Bauteile dieser Art werden z. B. bei Kraftfahrzeugen als Sitzschalen eingesetzt und bei unterschiedlichen Temperatureinflüssen extremen Belastungen in Bezug auf Biege- steifigkeit und Schlagzähigkeit ausgesetzt. Um diesen hohen Ansprüchen zu genügen, werden derartige Bauteile aus verstärkten thermoplastischen Formmassen hergestellt. Als Verstärkungsmaterialien werden dabei z. B. Glasfasern, Kohlefasern oder andere versteifende Faser- Werkstoffe eingesetzt. Diese Faserwerkstoffe müssen jedoch ein in Bezug auf die zuvor genannten Eigenschaften ausgewogenes Verhältnis zwischen mechanischen Eigenschaften und der Forderung nach Leichtbau aufweisen. Dabei bleibt zu berücksichtigen, daß aus Recyclinggründen ein thermoplastischer Werkstoff gegenüber einem duropl as i sehen bevorzugt wird und dabei Verstärkungsfasern wegen der Gewichtserhöhung nur in begrenztem Umfang eingesetzt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem Minimum an Aufwand Verbundkörper zu schaffen, die extreme Belastungen aufnehmen können und gleichwohl gegenüber herkömmlichen Bauteilen ein relativ geringes Gewicht aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem zur Formgebung dienenden Werkzeug zwei Werkstoffe mit unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften zu einem Verbundkörper verbunden werden, wobei die Verbundwirkung zwischen den beiden Werkstoffen durch Ausnutzung der Restwärme des einen Werkstoffs hergestellt wird. Nach einem bevorzugten Verfahren wird im zur Formgebung dienenden Werkzeug ein Bereich durch einen Schieber abgeschottet und ein hochbelastbarer
Werkstoff in diesen abgeschotteten Bereich eingebracht und nach einer Abkühlphase der Schieber gezogen und in den Freiraum der restlichen Werkzeugkav i t t in einem nachgeschalteten Arbeitsgang ein Werkstoff mit geringe- r e r Belastbarkeit eingebracht. Es besteht auch die Möglichkeit, in den höher belasteten Bereich ein vorgefertigtes Bauteil einzulegen, wobei ggf. das vorgefertigte Bauteil vor dem Einbringen des zweiten Werkstoffs mit einer vorgegebenen Eigenwärme versehen wird. Diese Eigenwärme fördert wesentlich die Verbundwirkung zwischen den beiden Bereichen. Zur Gewichtsreduzierung kann das durch das höher belastbare Material gebildete Bauteil mit einer Verrippung oder mit einem Hohlteil versehen werden, wobei vorteilhaft;0 terweise das Hohlteil im Gas i nnendruckverfahren gebildet wird. Dabei wird ein inertes Gas in den noch plastischen Werkstoff gepreßt.
Das erfindungsgemäße hochbelastbare Bauteil aus Kunst- 1:5 Stoff kann festigke itssteigernde Materialien, insbesondere Faserwerkstoffe enthalten, wobei zwei Werkstoffe mit unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften zu einem Verbundkörper verbunden sind. Die Verbundwirkung ist zwischen den beiden Werkstoffen durch chemi sch/phy- 20 sikalische Verbundmechanismen und/oder äußere Profilge- bungen hergestellt, insbesondere durch Hinterschneidungen.
Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung eines hochbelastbaren Bauteils aus Kunststoff unter Verwendung von festig- kei tssteigernden Mater i a 1 ien , J nsbesondere von Faserwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zur Formgebung dienenden Werkzeug zwei Werkstoffe mit untersc iedlichen Festigkeitseigenschaften zu einem Verbundkörper verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundwirkung zwischen den beiden Werkstoffen durch Ausnutzung der Restwärme des einen Werkstoffs hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im zur Formgebung dienenden Werkzeug ein Bereich durch einen Schieber abgeschottet und ein hochbelastbarer Werkstoff in diesen abgeschotteten Bereicht eingebracht wird und nach einer Abkühlphase der Schieber gezogen und in den Freiraum der restlichen Werkzeugkav i tat in einem nachgeschalteten Arbeitsgang ein Werkstoff mit geringerer Belastbarkeit eingebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den höher belastbaren Bereich ein vorgefertigtes Bauteil eingelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgefertigte Bauteil vor dem Einbringen des zweiten Werkstoffs mit einer vorgegebenen Eigenwärme versehen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das durch das höher belastbare Material gebildete Bauteil zur Gewichtsreduzierung mit einer Verrippung und/oder mit einem Hohlteil versehen wi rd.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlteil im Gas innendruckverf ahren gebildet wi rd .
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Hohlraums ein inertes Gas in den noch plastischen Werkstoff gepreßt wird.
Hochbelastbares Bauteil aus Kunststoff unter Verwendung von f est igkeitssteigernden Materialien, insbesondere von Faserwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Werkstoffe mit unterschiedlichen Fes igkeitseigenschaften zu einem Verbundkörper verbunden sind.
10. Bauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundwirkung zwischen den beiden Werkstoffen durch Wärme und/oder äußere Profi Igebungen hergestellt ist.
11. Bauteil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Profi Igebungen durch Hinterschneidungen gebildet sind.
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