WO2014191077A1 - Verfahren zur herstellung eines geometriestabilen vorformlings aus einem faserhalbzeug und vorrichtung zum endformen eines faserhalbzeugs - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines geometriestabilen vorformlings aus einem faserhalbzeug und vorrichtung zum endformen eines faserhalbzeugs Download PDF

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WO2014191077A1
WO2014191077A1 PCT/EP2014/001261 EP2014001261W WO2014191077A1 WO 2014191077 A1 WO2014191077 A1 WO 2014191077A1 EP 2014001261 W EP2014001261 W EP 2014001261W WO 2014191077 A1 WO2014191077 A1 WO 2014191077A1
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WO
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semi
fiber product
mold
membrane
finished fiber
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Application number
PCT/EP2014/001261
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English (en)
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Thomas Kolb
Björn KREBS
Nicolas Schur
Thomas Stahs
Original Assignee
Daimler Ag
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Publication date
Application filed by Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B29C33/04—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a geometrically stable preform from a semi-finished fiber product according to claim 1 and to an apparatus for producing a geometry-stable preform according to the preamble of claim 10.
  • the semi-finished fiber product is provided with a binder which is activated in the draping tool, which has the shaped body, by supplying heat. After cooling of the semifinished fiber product of the binder is fixed, and the now geometry stable preform can be removed from the Drapiertechnikmaschine. The preform is then consolidated, for example, by resin injection, creating a fiber-reinforced component.
  • EP 2 511 080 A1 is an apparatus for producing a
  • geometrically stable preform comprising an upper and a lower tool.
  • the upper tool has a membrane, which by compressed air against the
  • pressed semi-finished fiber is pressed.
  • the device is used for carbon fiber based semi-finished fiber products, and the binder included in the semifinished fiber article is activated by passing an electrical current through the carbon fibers. It is obvious that this approach is only suitable for carbon fiber-based semi-finished fiber products. Furthermore, known processes have the disadvantage that in the draping of the semifinished fiber product comparatively large
  • the three-dimensional geometry to be formed comprises concave substructures, a good result in terms of geometric accuracy is difficult to achieve.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus, said disadvantages do not occur.
  • a semifinished fiber product is predraped using a first forming process in a first forming tool.
  • the semifinished fiber product is finally shaped by means of a second forming process in a second forming tool, and the geometry of the semifinished fiber product produced during final shaping is fixed.
  • the process thus takes place in two stages.
  • a rough pre-shirring of the semifinished fiber product is first of all carried out, wherein, in particular, no detailed structures are yet to be formed.
  • the semifinished product thus pre-formed is finally shaped in a second step, that is to say end-draped or uncoated, in particular
  • a semifinished fiber preferably a knitted fabric, knitted fabric, mesh, braid or scrim is used, which may be formed in one or more layers.
  • a Multiaxialgelege is used as a semi-finished fiber product.
  • the semi-finished fiber product may comprise inorganic or organic fibers or fiber bundles, so-called rovings. In this case, for example, glass fibers, carbon fibers, Aramitmaschinen, metal fibers, cotton fibers, abaca fibers, or other suitable fibers, and optionally also mixtures of fibers in question.
  • the semi-finished fiber product may also be formed as a hybrid yarn of reinforcing fibers and thermoplastic matrix fibers.
  • a method is preferred, which is characterized in that the first
  • Forming method is different from the second forming method. Accordingly, it is preferably provided to use a forming process for the pre-doctoring, which is different from the forming process, which is used for the final shaping of the semifinished fiber product.
  • the different forming methods can be optimally adapted to the respective task. This is favorable because, with regard to the pre-raping on the one hand, and the final shaping, on the other hand, there are various requirements, in particular with regard to the geometric accuracy of the draping.
  • Forming process with the second forming process is identical.
  • only the geometric accuracy of the draping differs in the two process stages, wherein first a coarse pre-shirring and then in a separate step, a final shaping or Ausdraptechnik. Also at This procedure is still implemented the advantages of the method described above.
  • the first forming tool is selected differently from the second forming tool.
  • this takes into account the various requirements for geometrical accuracy in the different process stages.
  • Forming process to be coordinated it is also possible to use the same or even the same forming tool in both process stages, although a counter-mold used for draping is exchanged because the geometry to be draped differs in the two process stages with regard to detailed structures.
  • a method is also preferred, which is characterized in that the
  • Semi-finished fiber is pre-draped by means of net draping in a Netzdrapiertechnikmaschine.
  • a semi-finished fiber is placed on a surface of a biased in a plane network.
  • a stamp is moved to the semi-finished fiber.
  • Semi-finished fiber products and the prestressed net are taken away by the punch and pressed against a forming surface of the die - seen in the direction of action - opposite tool mold.
  • This has the advantage that the laying down of the two-dimensional semifinished fiber product on the plane defined by the prestressed net is much easier than depositing the net on an at least partially three-dimensionally shaped surface.
  • the net is draped together with the semifinished fiber and supports this case.
  • a corresponding device can be designed simply, wherein nevertheless a wrinkle-poor
  • the net is not necessarily designed as knitwear. Rather, the term "net” is to be understood as any sufficiently flexible material that can be used in the context of the method, which can be prestressed in one plane It is also possible that a textile material is used as the net Metal wires is used. The network must have sufficient flexibility and
  • a method is preferred which is characterized in that the semi-finished fiber product is displaced from the first forming tool into the second forming tool.
  • a punch of the net-drawing tool is preferably used for the displacement.
  • the semi-finished fiber product is particularly preferably forced by negative pressure against the stamp or sucked through holes in the semi-finished fiber facing the stamp surface of this.
  • the stamp is preferably designed as a robot hand, part of a robot hand, or is held by a robot hand.
  • the method is particularly inexpensive in terms of apparatus because the net draping can be carried out by the robot with the aid of the punch, the subsequent handling and displacement of the semifinished fiber product being carried out by the same robot with the punch as a handling tool. Therefore, it requires no separate handling tool, and the semi-finished fiber is held in its preformed geometry stably on the stamp, although it is not fixed. Thus, it can be ensured in a particularly simple manner that the
  • Semi-finished fiber in the displacement of the first forming tool in the second forming tool holds its geometry, although it is not fixed.
  • a method is preferred which is characterized in that the semifinished fiber product is subjected to a binder before pre-doctoring. It is therefore postponed before it is pre-draped in the first stage of the process.
  • the semi-finished fiber product is subjected to a binder after it has been pre-draped.
  • the application of the binder takes place before the final shaping, in particular because the semi-finished fiber product is preferably fixed in the second forming tool immediately after the final shaping or also during the final shaping. It is therefore possible, the semifinished fiber product - alternatively or in addition to a disability prior to pre-doctoring - after the
  • the semi-finished fiber is not yet fixed during pre-doctoring.
  • the binder which may be applied before pre-doctoring, is therefore not yet activated during pre-doctoring. Rather, the activation of the binder takes place only at the final molding or immediately after the final molding in the second forming tool.
  • a method is also preferred, which is characterized in that the
  • Semi-finished fiber in the second forming tool is finally formed by a punch, which has an elastically stretchable membrane on an active surface facing the semifinished fiber article.
  • This membrane is backwashed to the final shaping of the semifinished fiber product with a fluid, wherein it is stretched elastically on the semifinished fiber.
  • the semi-finished fiber product is urged by the elastically expanding membrane against a counter-mold and thereby endgeformt.
  • the flexible, elastic membrane can be adapted to the geometry of the counterform particularly true to detail, which makes it possible in a particularly favorable manner to tear out detail structures geometrically and without wrinkling. This is particularly accurate possible because only a small distance must be covered by the semi-finished fiber or only a small material feed is required for Ausdrap réelle. Accordingly, the membrane must deform only slightly, which makes the process very accurate.
  • the fluid used is preferably a liquid or a gas.
  • air or an inert gas for example nitrogen or a noble gas, are suitable as the gas.
  • a liquid for example, water or an oil, in particular a hydraulic oil can be used.
  • silicone or rubber or other suitable material is preferably used.
  • the stamp preferably comprises a carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) or a light metal or a light metal alloy, in particular aluminum or a
  • Aluminum alloy, or the stamp is preferably made of such a material.
  • the punch has bushings for the supply and discharge of the fluid in a cavity formed between a semi-finished fiber facing the stamp surface and the membrane cavity.
  • the counter-mold preferably has holes through which a semi-finished fiber product facing surface of the counter-mold can be vented or set under negative pressure.
  • a method is preferred in which a stamp is used whose active surface with undersize substantially corresponds to the geometry of the counter-mold.
  • the active surface of the punch for final shaping is therefore in this case already preferably complementary to the molding surface - but preformed with undersize - whereby the path to be traveled through the membrane shortened again. As a result, the accuracy of the method is further increased.
  • the stamp is adapted for the final shaping of the concrete Drapieriergabe by his the semi-finished fiber
  • the facing active surface has targeted deviations from the counter-shape.
  • the provided on the active surface membrane then defines some areas different ways to final shaping of the semifinished fiber, which in particular by means of
  • Endformen generated geometry is fixed by one of the semi-finished fiber binder is activated by heating the fluid with which the membrane is backwashed.
  • the binder is then fixed by cooling the fluid.
  • This is only a very low energy consumption, since only the relatively small volume of the fluid must be heated and cooled with its relatively low thermal mass. Also, a high process speed is possible because the fluid can be heated and cooled quickly.
  • the object is also solved by a device for producing a
  • the device has a
  • Preform corresponds. It also has a relative to the counterform displaceable punch with an active surface facing the mold surface, wherein the active surface is coated with a membrane. Furthermore, the device has at least one supply line and at least one discharge line for backwashing the membrane with a fluid.
  • the membrane is elastically stretchable and is stretched when it is backwashed by the fluid.
  • the device is characterized by a
  • Semi-finished fiber binder can be activated and / or fixed in the device during or after final molding.
  • a device is preferred in which the effective area of the stamp with undersize substantially corresponds to the geometry of the molding surface of the counter-mold.
  • a device is preferred in which the active surface of the punch by targeted deviation from the geometry of the molding surface on the concrete
  • Drape task is tuned. This results in the advantages that have already been explained in connection with the method.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the method
  • Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of a punch of a device for the final shaping of a semifinished fiber product in the context of the method.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the method.
  • a semi-finished fiber product 1 is geometrically roughly three-dimensionally pre-draped by net draping in a first forming tool 2, wherein a schematically indicated here Net 3 is used to store the first two-dimensional fiber semi-finished product 1 on a surface of the prestressed in a plane network 3, wherein subsequently the network 3 and the semi-finished fiber 1 are formed together.
  • an unillustrated stamp is used, which is designed as a robot hand.
  • the stamp is part of a robot hand or held by a robot hand.
  • the robot hand is preferably provided on a multi-axis robot 5 and displaceable by it.
  • the multi-axis robot 5 can in particular as
  • stamp used which is used as a handling tool, is displaced in a device 7, which is designed as a second forming tool 9 for the final shaping of the semifinished fiber product 1.
  • the device 7 has a punch 11 with an effective surface 13. Furthermore, a counter-mold 15 is provided which has a molding surface 17.
  • the active surface 13 faces the forming surface 17 and is preferably designed with an undersize for this, wherein its geometry preferably corresponds substantially to the geometry of the forming surface 17.
  • Deviation from the counter-mold 5, in particular from the geometry of the molding surface 17, is matched to the specific Drapierauftown.
  • the active surface 13 is coated with an elastically extensible membrane 19.
  • a cavity 29 shown in FIG. 2 is formed between the membrane 19 and the active surface 13.
  • the punch 11 comprises a feed line 21 and a discharge line 23, through which a fluid can be introduced under pressure into the cavity 29 between the membrane 19 and the active surface 13 or can be diverted from the cavity 29 again.
  • the membrane 19 can be elastically stretched and urged against the semifinished fiber 1, which in turn is thus urged against the counter-mold 15, in particular against the mold surface 17. This ultimately becomes the final form of the
  • the device 7 also has a tempering device, not shown, through which the fluid is heated and preferably also cooled. By heating the fluid can a binder encompassed by the semifinished fiber 1 is activated. By cooling the fluid, the binder is preferably fixed.
  • the counter-mold 15 has holes 25 for venting or evacuation of the molding surface 17. This makes it possible, the semi-finished fiber 1 on the one hand of the on the
  • Multi-axis robot 5 provided stamp and on the other hand the
  • the semi-finished fiber 1 is first arranged in the counter-mold 15. Subsequently, the stamp 1 is introduced into the counter-mold 15, wherein it first does not come into contact with the semifinished fiber product 1, because the active surface 13 has undersize in comparison to the mold surface 17. The cavity 29 between the membrane 19 and the active surface 13 is then acted upon by the fluid under pressure, so that the membrane 19 is stretched and stretched on the semi-finished fiber 1. The semifinished fiber product 1 is thereby forced against the forming surface 17 and final molded.
  • the fluid is preferably heated, whereby the binder comprised by the semifinished fiber 1 is activated.
  • the tensioned fluid is preferably cooled, so that the binder is fixed. In this case, a geometry-stable preform 27 is formed from the semifinished fiber 1.
  • the fluid is expanded, in particular completely or partially removed from the cavity 29, so that the membrane 19 is displaced away from the semi-finished fiber 1.
  • the punch 11 is then moved out of the counter-mold 15.
  • the finished preform 27 is removed from the counter-mold 15, particularly preferably with the aid of the multi-axis robot 5 and, with very particular preference, also with the aid of the
  • Netzdrapieren stamp used, which is arranged on the multi-axis robot 5 as a robot hand or as part of the robot hand or is held by the robot hand.
  • FIG 2 shows a schematic representation of the punch 11 of the embodiment of the device 7 according to Figure 1.
  • the same and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so far as the previous
  • the stamp 1 1 has the active surface 13, which is covered with the membrane 19. Between the active surface 13 and the diaphragm 19, the cavity 29 is formed, in which the supply line 21 and the discharge line 23 open.
  • the Cavity 29 is fed via the supply line 21, a fluid which is under pressure, whereby the elastic, expandable membrane 19 is stretched and the volume of the cavity 29 is widened.
  • the fluid is at least partially removable via the discharge line 23 from the cavity 29 in order to relax the membrane 19, wherein the volume of the cavity 29 decreases again.
  • a tempering device comprised by the device 7, with the aid of which the fluid can be tempered, in particular heated and / or cooled.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

Es wird Verfahren zur Herstellung eines geometriestabilen Vorformlings (27) aus einem Faserhalbzeug (1) mit folgenden Schritten vorgeschlagen: Vordrapieren eines Faserhalbzeugs (1) mithilfe eines ersten Umformverfahrens in einem ersten Umformwerkzeug (2), Endformen des Faserhalbzeugs (1) mithilfe eines zweiten Umformverfahrens in einem zweiten Umformwerkzeug (9), und Fixieren der beim Endformen erzeugten Geometrie des Faserhalbzeugs (1).

Description

Verfahren zur Herstellung eines geometriestabilen Vorformlings aus einem Faserhalbzeug und Vorrichtung zum Endformen eines Faserhalbzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines geometriestabilen Vorformlings aus einem Faserhalbzeug gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines geometriestabilen Vorformlings gemäß Oberbegriff des Anspruchs 10.
Verfahren und Vorrichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen zur Herstellung geometriestabiler Vorformlinge aus Faserhalbzeugen, welche zur weiteren Herstellung von Leichtbaubauteilen auf Basis von Fasermaterialien verwendet werden. Diese finden insbesondere im Kraftfahrzeugbau zunehmend verbreitete Anwendung. Bei der Herstellung eines solchen Vorformlings wird zunächst ein zweidimensionales Faserhalbzeug auf einem dreidimensionalen Formkörper drapiert, wobei es
typischerweise seine dreidimensionale Endform erhält. Das Faserhalbzeug ist mit einem Binder versehen, der in dem Drapierwerkzeug, welches den Formkörper aufweist, durch Wärmezufuhr aktiviert wird. Nach Abkühlung des Faserhalbzeugs ist der Binder fixiert, und der nun geometriestabile Vorformling kann aus dem Drapierwerkzeug entnommen werden. Der Vorformling wird anschließend beispielsweise durch Harzinjektion konsolidiert, wodurch ein faserverstärktes Bauteil entsteht. Aus der europäischen Patentanmeldung EP 2 511 080 A1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines
geometriestabilen Vorformlings bekannt, die ein Ober- und ein Unterwerkzeug umfasst. Das Oberwerkzeug weist eine Membran auf, die durch Pressluft gegen das
umzuformende Faserhalbzeug gedrückt wird. Die Vorrichtung wird für Faserhalbzeuge auf Basis von Kohlenstofffasem verwendet, und der von dem Faserhalbzeug umfasste Binder wird aktiviert, indem ein elektrischer Strom durch die Kohlenstofffasern geleitet wird. Es ist offensichtlich, dass diese Vorgehensweise ausschließlich für Faserhalbzeuge auf Kohlenstofffaserbasis geeignet ist. Des Weiteren haben bekannte Verfahren den Nachteil, dass bei der Drapierung des Faserhalbzeugs vergleichsweise große
Wegstrecken im Sinne eines großen Materialeinzugs des Faserhalbzeugs zurückgelegt werden müssen, um dieses ausgehend von seiner zweidimensionalen Form in der dreidimensionalen Endform zu drapieren. Hierdurch besteht ein hohes Risiko für
Verwerfungen oder eine Faltenbildung beim Drapieren. Verwerfungen oder Falten führen jedoch dazu, dass das letztlich ausgebildete Bauteil bereichsweise eine reduzierte Stabilität aufweist. Bekannte Verfahren, bei denen der Binder durch Heizen und/oder Kühlen des gesamten Drapierwerkzeugs aktiviert wird, sind entweder aufgrund der hohen thermischen Masse des Werkzeugs sehr träge oder benötigen, wenn schnelle
Temperaturänderungen gewünscht sind, sehr viel Energie. Umgekehrt bedarf es eines hohen technischen Aufwands, wenn nur die Kontaktflächen des Werkzeugs, die tatsächlich in Kontakt mit dem Faserhalbzeug gelangen, temperiert werden sollen. In Hinblick auf die aus der europäischen Patentanmeldung EP 2 511 080 A1 bekannte Vorrichtung kommt hinzu, dass eine Endausformung des ursprünglich zweidimensionalen Faserhalbzeugs zu einer dreidimensionalen Form mithilfe der durch Pressluft gegen das Faserhalbzeug gedrückten Membran kaum mit hinreichender Qualität und
Reproduzierbarkeit möglich ist. Insbesondere, wenn die auszuformende dreidimensionale Geometrie konkave Teilstrukturen umfasst, ist ein gutes Ergebnis hinsichtlich der Geometrietreue nur schwer erreichbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird. Dabei wird ein Faserhalbzeug mithilfe eines ersten Umform Verfahrens in einem ersten Umformwerkzeug vordrapiert. Das Faserhalbzeug wird mithilfe eines zweiten Umformverfahrens in einem zweiten Umformwerkzeug endgeformt, und die beim Endformen erzeugte Geometrie des Faserhalbzeugs wird fixiert. Das Verfahren erfolgt demnach zweistufig. In einer ersten Stufe wird zunächst eine grobe Vordrapierung des Faserhalbzeugs durchgeführt, wobei insbesondere noch keine Detailstrukturen ausgebildet werden. Das derart vordrapierte Faserhalbzeug wird in einem zweiten Schritt endgeformt, also enddrapiert beziehungsweise ausdrapiert, wobei insbesondere
Detailstrukturen dargestellt beziehungsweise ausgeformt werden. Da bei der
Vordrapierung eine in Hinblick auf die Endgeometrie vereinfachte Geometrie geschaffen wird, kann dies ohne Weiteres ohne hohes Risiko für eine Faltenbildung oder Verformung erfolgen. Bei der Enddrapierung ergibt sich der Vorteil, dass das Faserhalbzeug nur noch eine geringe Wegstrecke zurücklegen muss, beziehungsweise sich nur ein geringer Materialeinzug ergibt, weil das Faserhalbzeug bereits vorgeformt ist. Hierdurch wird das Risiko einer Faltenbildung oder Verformung beim Ausdrapieren von Detailstrukturen drastisch verringert. In der ersten Verfahrensstufe fallen demnach keine Verformungen oder Falten an, weil noch keine geometrisch korrekte, detailgetreue Drapierung vorgenommen wird. In der zweiten Stufe fallen keine Falten oder Verformungen an, weil mit einem geringen Materialeinzug gearbeitet wird. Hierdurch ist insgesamt im Rahmen des Verfahrens eine hohe geometrische Genauigkeit verbunden mit guter
Reproduzierbarkeit für die Ausbildung des Vorformlings möglich. Da die einzelnen Verfahrensstufen mit nur geringem Verformungs- oder Faltenbildungsrisiko verbunden sind, können sie rasch durchgeführt werden. Die Aufteilung der Verfahrensschritte ermöglicht somit insgesamt eine hohe Prozessgeschwindigkeit. Zugleich sind die
Einzelschritte besser kontrollierbar als dies bei einer Endausformung in einem Schritt der Fall ist. Die Lösung ist technisch einfach, und es können einfach aufgebaute Werkzeuge verwendet werden. Hierdurch ergeben sich Kostenvorteile und eine hohe Verfügbarkeit des Verfahrens.
Als Faserhalbzeug wird vorzugsweise ein Gestrick, Gewirk, Gewebe, Geflecht oder Gelege verwendet, das ein- oder mehrlagig ausgebildet sein kann. Insbesondere ist es möglich, dass als Faserhalbzeug ein Multiaxialgelege verwendet wird. Das Faserhalbzeug kann anorganische oder organische Fasern oder Faserbündel, sogenannte Rovings, umfassen. Dabei kommen beispielsweise Glasfasern, Kohlefasern, Aramitfasern, Metallfasern, Baumwollfasern, Abacafasern, oder andere geeignete Fasern, sowie gegebenenfalls auch Mischungen von Fasern in Frage. Das Faserhalbzeug kann auch als Hybridgarn aus Verstärkungsfasern und thermoplastischen Matrixfasern ausgebildet sein.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das erste
Umformverfahren von dem zweiten Umformverfahren verschieden ist. Bevorzugt ist demnach vorgesehen, für das Vordrapieren ein Umformverfahren zu verwenden, welches von dem Umformverfahren verschieden ist, welches zum Endformen des Faserhalbzeugs verwendet wird. Hierbei können die verschiedenen Umform verfahren auf die jeweilige Aufgabe optimal abgestimmt werden. Dies ist günstig, weil sich in Hinblick auf das Vordrapieren einerseits und das Endformen andererseits verschiedene Anforderungen insbesondere an die geometrische Genauigkeit der Drapierung ergeben. Bei einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens ist es auch möglich, dass das erste
Umformverfahren mit dem zweiten Umformverfahren identisch ist. Hierbei unterscheidet sich in den beiden Verfahrensstufen also lediglich die geometrische Genauigkeit der Drapierung, wobei zunächst eine grobe Vordrapierung und anschließend in einem separaten Schritt eine Endausformung beziehungsweise Ausdrapierung erfolgt. Auch bei dieser Vorgehensweise realisieren sich noch die zuvor beschriebenen Vorteile des Verfahrens.
Vorzugsweise wird das erste Umformwerkzeug von dem zweiten Umformwerkzeug verschieden gewählt. Dies trägt insbesondere den verschiedenen Anforderungen an die geometrische Genauigkeit in den verschienen Verfahrensstufen Rechnung. Besonders dann, wenn verschiedene Umformverfahren zum Einsatz kommen, ist es vorteilhaft, auch verschiedene Umformwerkzeuge zu verwenden, die auf die verschiedenen
Umformverfahren abgestimmt werden. Es ist aber auch möglich, das gleiche oder sogar dasselbe Umformwerkzeug in beiden Verfahrensstufen zu verwenden, wobei allerdings eine zur Drapierung eingesetzte Gegenform getauscht wird, weil sich die zu drapierende Geometrie in den beiden Verfahrensstufen in Hinblick auf Detailstrukturen unterscheidet.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das
Faserhalbzeug mittels Netzdrapieren in einem Netzdrapierwerkzeug vordrapiert wird. Dabei wird ein Faserhalbzeug auf eine Oberfläche eines in einer Ebene vorgespannten Netzes aufgelegt. Ein Stempel wird auf das Faserhalbzeug zu verlagert. Das
Faserhalbzeug und das vorgespannte Netz werden durch den Stempel mitgenommen und an eine Formfläche einer dem Stempel - in Wirkrichtung gesehen - gegenüber angeordneten Werkzeugform gedrängt. Dies hat den Vorteil, dass das Ablegen des zweidimensionalen Faserhalbzeugs auf der durch das vorgespannte Netz definierten Ebene sehr viel einfacher möglich ist, als das Ablegen des Netzes auf einer zumindest bereichsweise dreidimensional geformten Fläche. Bei der anschließenden Drapierung des Faserhalbzeugs mittels des Stempels auf der Formfläche wird das Netz gemeinsam mit dem Faserhalbzeug drapiert und unterstützt dieses dabei. Dabei helfen die
Vorspannung des Netzes sowie die unterstützende Auflage des Faserhalbzeugs auf dem Netz dabei, eine Faltenbildung beim Drapieren zu vermeiden. Eine entsprechende Vorrichtung kann einfach ausgestaltet sein, wobei gleichwohl eine faltenarme
beziehungsweise faltenfreie Umformung des Faserhalbzeugs möglich ist. Das Netz ist dabei nicht zwingend als Maschenware ausgebildet. Vielmehr ist unter dem Begriff„Netz" jedes hinreichend flexible, im Rahmen des Verfahrens verwendbare Material zu verstehen, welches entsprechend in einer Ebene vorspannbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, dass das Netz eine grobmaschige, engmaschige oder feinmaschige Struktur aufweist. Bevorzugt weisen Maschen des Netzes eine Größe in der Größenordnung von Maschen oder einer Gitterkonstante des Faserhalbzeugs auf. Es ist auch möglich, dass als Netz ein textiles Material verwendet wird. Weiterhin ist es möglich, dass als Netz eine Gitterstruktur aus Metallfäden oder Metalldrähten verwendet wird. Das Netz muss eine hinreichende Flexibilität und
Verformbarkeit aufweisen, um der zumindest bereichsweise dreidimensionalen Form der Formfläche folgen beziehungsweise glatt an dieser anliegen zu können. Nur so ist gewährleistet, dass das Faserhalbzeug konturgenau an die Formfläche angelegt wird. Beim Netzdrapieren gibt das randseitig elastisch fixierte Netz Wegstrecke nach, sodass es mit in die Form eingezogen und umgeformt wird, wobei es zugleich das Faserhalbzeug unterstützt und so eine Faltenbildung verhindert und/oder eine Falteneliminierung ermöglicht. Insgesamt ist das Netzdrapieren eine besonders geeignete Vorgehensweise zur Vordrapierung, die apparativ wenig aufwändig und zugleich insbesondere für die vereinfachte Vorgeometrie hinreichend genau und reproduzierbar ist.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Faserhalbzeug von dem ersten Umformwerkzeug in das zweite Umformwerkzeug verlagert wird. Hierbei wird bevorzugt ein Stempel des Netzdrapierwerkzeugs für die Verlagerung eingesetzt. Das Faserhalbzeug wird dabei besonders bevorzugt durch Unterdruck gegen den Stempel gedrängt beziehungsweise durch Bohrungen in der dem Faserhalbzeug zugewandten Stempeloberfläche an diesen angesaugt. Der Stempel ist bevorzugt als Roboterhand ausgebildet, Teil einer Roboterhand, oder wird von einer Roboterhand gehalten. Das Verfahren gestaltet sich dabei apparativ besonders wenig aufwändig, weil das Netzdrapieren mithilfe des Stempels durch den Roboter durchgeführt werden kann, wobei die anschließende Handhabung und Verlagerung des Faserhalbzeugs durch den gleichen Roboter mit dem Stempel als Handhabungswerkzeug erfolgt. Es bedarf daher keines separaten Handhabungswerkzeugs, und das Faserhalbzeug wird in seiner vorgeformten Geometrie stabil an dem Stempel gehalten, obwohl es noch nicht fixiert ist. Somit kann auf besonders einfache Weise gewährleistet werden, dass das
Faserhalbzeug bei der Verlagerung von dem ersten Umformwerkzeug in das zweite Umformwerkzeug seine Geometrie hält, obwohl es noch nicht fixiert ist.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Faserhalbzeug vor dem Vordrapieren mit einem Binder beaufschlagt wird. Es wird demnach bebindert, bevor es in der ersten Verfahrensstufe vordrapiert wird. Alternativ oder zusätzlich wird das Faserhalbzeug mit einem Binder beaufschlagt, nachdem es vordrapiert wurde. Dabei erfolgt die Beaufschlagung mit dem Binder vor dem Endformen, insbesondere weil das Faserhalbzeug bevorzugt unmittelbar nach dem Endformen oder auch beim Endformen in dem zweiten Umformwerkzeug fixiert wird. Es ist also möglich, das Faserhalbzeug - alternativ oder zusätzlich zu einer Behinderung vor dem Vordrapieren - nach dem
Vordrapieren und vor dem Endformen zu behindern, insbesondere mit einem Binder zu besprühen. Es wird dabei hervorgehoben, dass das Faserhalbzeug beim Vordrapieren noch nicht fixiert wird. Der gegebenenfalls vor dem Vordrapieren aufgebrachte Binder wird also beim Vordrapieren noch nicht aktiviert. Vielmehr erfolgt die Aktivierung des Binders erst beim Endformen oder unmittelbar nach dem Endformen in dem zweiten Umformwerkzeug.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das
Faserhalbzeug in dem zweiten Umformwerkzeug durch einen Stempel endgeformt wird, der an einer dem Faserhalbzeug zugewandten Wirkfläche eine elastisch dehnbare Membran aufweist. Diese Membran wird zum Endformen des Faserhalbzeugs mit einem Fluid hinterspült, wobei sie auf das Faserhalbzeug hin elastisch gedehnt wird. Dabei wird das Faserhalbzeug durch die sich elastisch dehnende Membran gegen eine Gegenform gedrängt und hierdurch endgeformt. Dabei kann die flexible, elastische Membran sich besonders detailgetreu an die Geometrie der Gegenform anpassen, wodurch es besonders günstig möglich ist, Detailstrukturen geometriegenau und ohne Faltenbildung auszudrapieren. Dies ist besonders exakt möglich, weil nur eine geringe Wegstrecke durch das Faserhalbzeug zurückgelegt werden muss beziehungsweise nur ein geringer Materialeinzug zur Ausdrapierung benötigt wird. Entsprechend muss sich auch die Membran nur geringfügig verformen, was das Verfahren sehr genau macht.
Als Fluid wird bevorzugt eine Flüssigkeit oder ein Gas verwendet. Als Gas kommen insbesondere Luft oder ein Inertgas, beispielsweise Stickstoff oder ein Edelgas, in Frage. Als Flüssigkeit kann beispielsweise Wasser oder ein Öl, insbesondere ein Hydrauliköl, verwendet werden. Als Material für die Membran wird vorzugsweise Silikon oder Gummi oder ein anderes geeignetes Material verwendet. Der Stempel umfasst vorzugsweise ein kohlefaserverstärktes Polymer (Carbon-fiber-reinforced polymer - CFRP) oder ein Leichtmetall oder eine Leichtmetalllegierung, insbesondere Aluminium oder eine
Aluminiumlegierung, beziehungsweise der Stempel besteht bevorzugt aus einem solchen Material. Dabei weist der Stempel Durchführungen zur Zu- und Ableitung des Fluids in einen zwischen einer dem Faserhalbzeug zugewandten Stempeloberfläche und der Membran ausgebildeten Hohlraum auf.
Die Gegenform weist vorzugsweise Bohrungen auf, durch die eine dem Faserhalbzeug zugewandte Formfläche der Gegenform entlüftet oder unter Unterdruck gesetzt werden kann. Hierdurch ist es zum einen ohne Weiteres möglich, das Faserhalbzeug von dem Handhabungswerkzeug, insbesondere dem Stempel des Netzdrapierwerkzeugs, zu übernehmen, zum anderen unterstützen die entsprechenden Bohrungen durch die Entlüftung beziehungsweise den Unterdruck die Drapierung des Faserhalbzeugs in seine Endform.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, bei welchem ein Stempel verwendet wird, dessen Wirkfläche mit Untermaß im Wesentlichen der Geometrie der Gegenform entspricht. Die Wirkfläche des Stempels zur Endformung ist in diesem Fall also bereits bevorzugt komplementär zu der Formfläche - allerdings mit Untermaß - vorgeformt, wodurch sich der durch die Membran zurückzulegende Weg nochmals verkürzt. Hierdurch wird die Genauigkeit des Verfahrens weiter gesteigert.
Alternativ wird ein Verfahren bevorzugt, bei welchem der Stempel für die Endformung auf die konkrete Drapieraufgabe abgestimmt ist, indem seine dem Faserhalbzeug
zugewandte Wirkfläche gezielte Abweichungen von der Gegenform aufweist. Die an der Wirkfläche vorgesehene Membran legt dann bereichsweise verschiedene Wege zur Endformung des Faserhalbzeugs zurück, wodurch insbesondere mithilfe der
Geometriewahl für die Wirkfläche eine Art Drapierreihenfolge festgelegt werden kann, wobei verschiedene Bereiche des Faserhalbzeugs sequentiell nacheinander ausdrapiert werden. Diese sequentielle Ausdrapierung kann durch entsprechende Ausgestaltung der Wirkfläche des Stempels auf die konkrete Drapieraufgabe, insbesondere auf die konkret auszuformende Geometrie abgestimmt werden. Hierdurch ist es möglich, die Genauigkeit des Verfahrens weiter zu steigern.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die beim
Endformen erzeugte Geometrie fixiert wird, indem ein von dem Faserhalbzeug umfasster Binder durch Heizen des Fluids, mit dem die Membran hinterspült wird, aktiviert wird.
Vorzugsweise wird der Binder anschließend fixiert, indem das Fluid gekühlt wird. Hierbei fällt nur ein sehr geringer Energieverbrauch an, da lediglich das vergleichsweise geringe Volumen des Fluids mit seiner vergleichsweise geringen thermischen Masse geheizt und gekühlt werden muss. Auch ist eine hohe Prozessgeschwindigkeit möglich, da das Fluid schnell geheizt und gekühlt werden kann.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Vorrichtung zur Herstellung eines
geometriestabilen Vorformlings, insbesondere zur Endformung eines Faserhalbzeugs, mit den Merkmalen des Anspruchs 10 geschaffen wird. Die Vorrichtung weist eine
Gegenform mit einer Formfläche auf, die der Geometrie des zu erzeugenden
Vorformlings entspricht. Sie weist außerdem einen relativ zu der Gegenform verlagerbaren Stempel mit einer der Formfläche zugewandten Wirkfläche auf, wobei die Wirkfläche mit einer Membran überzogen ist. Weiterhin weist die Vorrichtung mindestens eine Zuleitung und mindestens eine Ableitung zum Hinterspülen der Membran mit einem Fluid auf. Die Membran ist elastisch dehnbar ausgebildet und wird gedehnt, wenn sie durch das Fluid hinterspült wird. Die Vorrichtung zeichnet sich durch eine
Temperiereinrichtung aus, mit der das Fluid temperierbar, insbesondere heiz- und/oder kühlbar ist. Durch die Möglichkeit, das Fluid zu temperieren, kann ein von dem
Faserhalbzeug umfasster Binder in der Vorrichtung beim oder nach dem Endformen aktiviert und/oder fixiert werden.
Es wird eine Vorrichtung bevorzugt, bei welcher die Wirkfläche des Stempels mit Untermaß im Wesentlichen der Geometrie der Formfläche der Gegenform entspricht. Alternativ wird eine Vorrichtung bevorzugt, bei welcher die Wirkfläche des Stempels durch gezielte Abweichung von der Geometrie der Formfläche auf die konkrete
Drapieraufgabe abgestimmt ist. Hierdurch ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
Die Beschreibung des Verfahrens einerseits und er Vorrichtung andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Merkmale der Vorrichtung, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Merkmale eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der Vorrichtung. Umgekehrt sind Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Verfahrensschritte einer bevorzugten
Ausführungsform des Verfahrens.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Stempels einer Vorrichtung zur Endformung eines Faserhalbzeugs im Rahmen des Verfahrens.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens. Dabei wird ein Faserhalbzeug 1 durch Netzdrapieren in einem ersten Umformwerkzeug 2 geometrisch grob dreidimensional vordrapiert, wobei ein hier schematisch angedeutetes Netz 3 verwendet wird, um das zunächst zweidimensionale Faserhalbzeug 1 auf einer Oberfläche des in einer Ebene vorgespannten Netzes 3 abzulegen, wobei anschließend das Netz 3 und das Faserhalbzeug 1 gemeinsam umgeformt werden. Hierzu wird ein nicht dargestellter Stempel verwendet, der als Roboterhand ausgebildet ist. Alternativ ist es möglich, dass der Stempel Teil einer Roboterhand oder von einer Roboterhand gehalten ist. Die Roboterhand ist vorzugsweise an einem Mehrachsroboter 5 vorgesehen und durch diesen verlagerbar. Der Mehrachsroboter 5 kann insbesondere als
Fünfachsroboter ausgebildet sein. Die Vordrapierung des Faserhalbzeugs 1 erfolgt in einem schematisch durch einen gebogenen Pfeil P dargestellten Verfahrensschritt. Durch einen weiteren, gebogenen Pfeil P' ist schematisch dargestellt, dass das vordrapierte Faserhalbzeug 1 durch den Mehrachsroboter 5 mithilfe des zur Vordrapierung
verwendeten Stempels, der insofern als Handhabungswerkzeug verwendet wird, in eine Vorrichtung 7 verlagert wird, die als zweites Umformwerkzeug 9 zur Endformung des Faserhalbzeugs 1 ausgebildet ist.
Die Vorrichtung 7 weist einen Stempel 11 mit einer Wirkfläche 13 auf. Weiterhin ist eine Gegenform 15 vorgesehen, die eine Formfläche 17 aufweist. Die Wirkfläche 13 ist der Formfläche 17 zugewandt und vorzugsweise mit Untermaß zu dieser ausgebildet, wobei ihre Geometrie bevorzugt im Wesentlichen der Geometrie der Formfläche 17 entspricht.
Alternativ ist es möglich, dass die Geometrie der Wirkfläche 13 durch gezielte
Abweichung von der Gegenform 5, insbesondere von der Geometrie der Formfläche 17, auf die konkrete Drapieraufgabe abgestimmt ist.
Die Wirkfläche 13 ist mit einer elastisch dehnbaren Membran 19 überzogen. Dabei ist ein in Figur 2 dargestellter Hohlraum 29 zwischen der Membran 19 und der Wirkfläche 13 ausgebildet. Der Stempel 11 umfasst eine Zuleitung 21 und eine Ableitung 23, durch welche ein Fluid unter Druck in den Hohlraum 29 zwischen der Membran 19 und der Wirkfläche 13 einleitbar beziehungsweise aus dem Hohlraum 29 wieder ableitbar ist. Durch das Fluid kann die Membran 19 elastisch gedehnt und gegen das Faserhalbzeug 1 gedrängt werden, welches hierdurch seinerseits gegen die Gegenform 15, insbesondere gegen die Formfläche 17 gedrängt wird. Hierdurch wird letztlich die Endform des
Faserhalbzeugs 1 erzeugt.
Die Vorrichtung 7 weist außerdem eine nicht dargestellte Temperiereinrichtung auf, durch welche das Fluid heizbar und bevorzugt auch kühlbar ist. Durch Heizen des Fluids kann ein von dem Faserhalbzeug 1 umfasster Binder aktiviert werden. Durch Kühlen des Fluids wird der Binder vorzugsweise fixiert.
Die Gegenform 15 weist Bohrungen 25 zur Entlüftung oder Evakuierung der Formfläche 17 auf. Hierdurch ist es möglich, das Faserhalbzeug 1 einerseits von dem an dem
Mehrachsroboter 5 vorgesehenen Stempel zu übernehmen und andererseits die
Endformung des Faserhalbzeugs 1 zu unterstützen.
Insgesamt wird also das Faserhalbzeug 1 zunächst in der Gegenform 15 angeordnet. Anschließend wird der Stempel 1 in die Gegenform 15 eingebracht, wobei er zunächst nicht in Kontakt mit dem Faserhalbzeug 1 tritt, weil die Wirkfläche 13 Untermaß im Vergleich zu der Formfläche 17 aufweist. Der Hohlraum 29 zwischen der Membran 19 und der Wirkfläche 13 wird sodann mit dem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt, sodass die Membran 19 auf das Faserhalbzeug 1 hin gedehnt und gespannt wird. Das Faserhalbzeug 1 wird hierdurch gegen die Formfläche 17 gedrängt und endgeformt. Das Fluid wird vorzugsweise beheizt, wodurch der von dem Faserhalbzeug 1 umfasste Binder aktiviert wird. Anschließend wird das gespannte Fluid vorzugsweise gekühlt, sodass der Binder fixiert wird. Dabei wird aus dem Faserhalbzeug 1 ein geometriestabiler Vorformling 27 gebildet.
Danach wird das Fluid entspannt, insbesondere ganz oder teilweise aus dem Hohlraum 29 entfernt, sodass die Membran 19 von dem Faserhalbzeug 1 wegverlagert wird.
Der Stempel 11 wird anschließend aus der Gegenform 15 herausverlagert.
Schließlich wird - was durch einen gebogenen Pfeil P" symbolisiert ist, der fertige Vorformling 27 aus der Gegenform 15 entnommen, besonders bevorzugt mithilfe des Mehrachsroboters 5 und ganz besonders bevorzugt auch mithilfe des bereits zum
Netzdrapieren verwendeten Stempels, der an dem Mehrachsroboter 5 als Roboterhand oder als Teil der Roboterhand angeordnet ist oder von der Roboterhand gehalten wird.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des Stempels 11 des Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 7 gemäß Figur 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene
Beschreibung verwiesen wird. Der Stempel 1 1 weist die Wirkfläche 13 auf, welche mit der Membran 19 bespannt ist. Zwischen der Wirkfläche 13 und der Membran 19 ist der Hohlraum 29 ausgebildet, in welchen die Zuleitung 21 und die Ableitung 23 münden. Dem Hohlraum 29 ist über die Zuleitung 21 ein Fluid zuführbar, das unter Druck steht, wodurch die elastische, dehnbare Membran 19 gedehnt und das Volumen des Hohlraums 29 erweitert wird. Das Fluid ist über die Ableitung 23 wieder aus dem Hohlraum 29 zumindest teilweise entfernbar, um die Membran 19 zu entspannen, wobei das Volumen des Hohlraums 29 wieder abnimmt.
In Figur 2 nicht dargestellt ist eine von der Vorrichtung 7 umfasste Temperiereinrichtung, mithilfe derer das Fluid temperierbar, insbesondere heiz- und/oder kühlbar ist.
Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe des Verfahrens und der Vorrichtung möglich ist, einen geometriestabilen Vorformling aus einem Faserhalbzeug reproduzierbar und mit hoher geometrischer Genauigkeit rasch, kostengünstig und mit geringem apparativen Aufwand herzustellen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines geometriestabilen Vorformlings (27) aus einem Faserhalbzeug (1), mit folgenden Schritten: Vordrapieren eines Faserhalbzeugs (1) mithilfe eines ersten Umform Verfahrens in einem ersten Umformwerkzeug (2), Endformen des Faserhalbzeugs (1) mithilfe eines zweiten Umform Verfahrens in einem zweiten Umformwerkzeug (9), und Fixieren der beim Endformen erzeugten Geometrie des Faserhalbzeugs (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste
Umformverfahren von dem zweiten Umform verfahren verschieden ist, wobei bevorzugt das erste Umformwerkzeug (2) von dem zweiten Umformwerkzeug (9) verschieden ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserhalbzeug (1) mittels Netzdrapieren in einem Netzdrapierwerkzeug vordrapiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserhalbzeug (1) von dem ersten Umformwerkzeug (2) vorzugsweise durch einen Stempel des Netzdrapierwerkzeugs in das zweite Umformwerkzeug (9) verlagert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserhalbzeug (1) vor und/oder nach dem Vordrapieren mit einem Binder beaufschlagt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserhalbzeug (1) in dem zweiten Umformwerkzeug (9) durch einen Stempel (11) endgeformt wird, wobei der Stempel (11) an einer dem Faserhalbzeug (1) zugewandten Wirkfläche (13) eine elastisch dehnbare Membran (19) aufweist, die zum Endformen des Faserhalbzeugs (1) mit einem Fluid hinterspült wird, wobei die Membran (19) auf das Faserhalbzeug (1) hin elastisch gedehnt wird, und wobei das Faserhalbzeug (1) durch die sich elastisch dehnende Membran (19) gegen eine Gegenform (15) gedrängt und endgeformt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stempel (11) verwendet wird, dessen Wirkfläche (13) mit Untermaß im Wesentlichen einer Geometrie der Gegenform (15) entspricht, oder dessen
Wirkfläche (13) auf eine konkrete Drapieraufgabe durch gezielte Abweichung von der Gegenform (15) abgestimmt ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Endformen erzeugte Geometrie fixiert wird, indem ein von dem Faserhalbzeug (1) umfasster Binder durch Heizen des Fluids, mit dem die Membran ( 9) hinterspült wird, aktiviert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder fixiert wird, indem das Fluid gekühlt wird.
10. Vorrichtung (7) zum Endformen eines Faserhalbzeugs (1) zu einem
geometriestabilen Vorformling (27), mit einer eine Formfläche (17) aufweisenden Gegenform (15), und mit einem relativ zu der Gegenform (15) verlagerbaren Stempel (11), der eine der Formfläche (17) zugewandte Wirkfläche (13) aufweist, wobei die Wirkfläche (13) mit einer elastisch dehnbaren Membran (19) überzogen ist, wobei die Vorrichtung (7) mindestens eine Zuleitung (21) und mindestens eine Ableitung (23) aufweist, durch die ein Fluid in einen zwischen der Wirkfläche (13) und der Membran (19) ausgebildeten Hohlraum (29) zu- und abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (7) eine Temperiereinrichtung aufweist, mit der das Fluid temperierbar, insbesondere heiz- und/oder kühlbar ist.
PCT/EP2014/001261 2013-05-28 2014-05-10 Verfahren zur herstellung eines geometriestabilen vorformlings aus einem faserhalbzeug und vorrichtung zum endformen eines faserhalbzeugs WO2014191077A1 (de)

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