WO2015071155A1 - One-shot manufacturing of composites - Google Patents

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WO2015071155A1
WO2015071155A1 PCT/EP2014/073876 EP2014073876W WO2015071155A1 WO 2015071155 A1 WO2015071155 A1 WO 2015071155A1 EP 2014073876 W EP2014073876 W EP 2014073876W WO 2015071155 A1 WO2015071155 A1 WO 2015071155A1
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resin
foam core
foam
press
heating
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PCT/EP2014/073876
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Inventor
Rainer Zimmermann
Original Assignee
Evonik Industries Ag
ZIMMERMANN, Cornelia
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    • B29C70/026Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising combinations of reinforcements, e.g. non-specified reinforcements, fibrous reinforcing inserts and fillers, e.g. particulate fillers, incorporated in matrix material, forming one or more layers and with or without non-reinforced or non-filled layers and with one or more layers of pure plastics material, e.g. foam layers
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    • B29C70/06Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/18Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length in the form of a mat, e.g. sheet moulding compound [SMC]

Definitions

  • the method is characterized in that the
  • Foamed material is first heated in a device by means of near infrared radiation, transferred to a press with heatable clamshell tools and is connected there with two prepregs.
  • rigid foams are understood as meaning foams which can not be mechanically deformed with low forces, such as commercially available PU or polystyrene foams, and then reset again.
  • rigid foams are, in particular, PP, PMMA or highly crosslinked PU foams.
  • a particularly strong resilient hard foam material is poly (meth) acrylimide (PMI), as sold Zürn example from Evonik under the name ROHACELL ®.
  • Composite materials is the shaping of the cover layers with subsequent filling of the foam raw material and its final foaming.
  • a method is described for example in US 4,933,131.
  • a disadvantage of this method is that the foaming is usually very uneven. This is especially true for materials such as PMI, which can be added as granules at best.
  • Another disadvantage of such a method is that for
  • WO 02/098637 describes a process in which a thermoplastic cover material is melt-applied to the surface of a foam core material, then molded together with the foam core into a composite molding by means of a twin-sheet process, and then the thermoplastic is cooled in such a way. that the cover material solidifies in the mold.
  • a limited number of materials can be combined with this process. For example, fiber-reinforced cover materials can not be produced.
  • the method for the mere shaping of a foam workpiece is without
  • Foam materials limited to elastically deformable materials at low temperatures. A hard foam would be without such a procedure
  • Foam core blank first cut into shape and placed in a tool.
  • the melt of the thermoplastic material is injected onto the surface.
  • the foamed core blank is foamed thereon, which results in pressing on the surface of the covering material.
  • Foam material takes place.
  • the preheating takes place in an oven.
  • temperatures are required for thermoelastic deformation for many foam materials.
  • temperatures of at least 185 ° C are required for PMI foams.
  • the core material must be heated over the entire material area accordingly, in order to avoid material fractures.
  • many covering materials such as e.g. PP, so damaged that the process is not feasible.
  • PA 12 can be easily heated to over 200 ° C without damaging the plastic.
  • a simultaneous Shaping the foam core is not possible in this procedure, since the heat radiation of the IR radiation range does not penetrate into the foam matrix and thus no thermoplastic moldable state is achieved.
  • the choice of the surface material is relatively freely selectable, without this being damaged during processing.
  • Embodiments with the novel method fast cycle times of significantly less than 10 min to be feasible.
  • poly (meth) acrylimide means polymethacrylimides, polyacrylimides or mixtures thereof.
  • monomers such as (meth) acrylimide or (meth) acrylic acid.
  • acrylic acid is understood to mean both methacrylic acid and acrylic acid and mixtures of these two.
  • the objects are achieved by a novel process for the production of composite materials with a foam core of a hard foam, in particular with a foam core of P (MI), preferably with a foam core of PMI.
  • a foam core of P MI
  • PMI preferably with a foam core of PMI.
  • I can also rigid foams made of polypropylene (PP) or highly crosslinked polyurethane (PU) to foam cores in
  • PP foams are known above all as insulation material, in transport containers and as sandwich material. PP foams can contain fillers and are usually commercially available in a density range between 20 and 200 kg / m 3 . PU rigid foams in turn are distinguished from PU flexible foams by a more closed pore structure and a higher degree of crosslinking. PU rigid foams may additionally contain larger amounts of inorganic fillers.
  • the inventive method for producing composite materials with two outer layers and a foam core lying between them is characterized in particular by the following process steps: a) heating the foam core in a heating station with near infrared radiation (NIR radiation), b) transferring the heated foam core into a press by means of a transport device with a travel frame, c) closing the press, wherein the press has a two-shell mold and both tool shells are each covered with a fiber matrix or prepreg cover layer composed of a fiber material and a resin, d) heating the tool shells to the curing temperature of the
  • NIR radiation near infrared radiation
  • the foam cores are inserted into the machine-side effective range of the heating fields of the heating station.
  • NIR radiation with a wavelength between 0.78 and 1.40 ⁇ m is suitable. It proves to be particularly favorable if the foam core is already clamped in the transport device during the heating process.
  • the radiation intensity and duration are dependent on various factors and can be optimized for the skilled person with a few experiments.
  • these heating parameters are dependent on the softening temperature of the foam material used, the pore size or material density, the material thickness and the distance of the radiation sources to the foam core.
  • the radiation intensity usually has to be increased with stronger materials, a higher material density, a larger material thickness and a greater distance to the radiation sources.
  • the radiation intensity can be varied depending on the degree of transformation to be achieved.
  • the radiation intensity is usually adjusted so that in the middle of the foam core, a temperature between 170 and 250 ° C is achieved.
  • the heating station has a plurality of NIR light sources, so that the
  • Heat input can be brought about without at the same time causing damage to the material.
  • the e.g. Damage to the hard foam surface observed upon heating in an oven is maintained
  • Foam cells without absorption and causes a direct heating of the cell wall matrix are surprisingly, it was found that a particularly uniform heat distribution can be achieved in thicker foam cores by such heating with NIR radiation.
  • this transport device is provided with a linear motor drive.
  • the foam core is already entering the heating station in one with the
  • step c) followed by the closing of the press, wherein the press has a two-shell tool and both tool shells each with a
  • Prepreg or fiber matrix cover layer composed of a fibrous material and a resin are occupied.
  • the two-shell tool has a shape that acts predeterminably on the composite component during the pressing.
  • the material of the cover layers is prepregs.
  • Prepregs consist at least of a resin and a fiber material, wherein the fiber material again consist of long fibers, which are usually in the form of a fabric, knitted fabric, scrim or as an unidirectional (non-directional) layer. With such materials, particularly good mechanical strengths can be achieved.
  • prepregs are characterized by the fact that, although they are in a storable and processable form, they have not yet hardened. Only after the molding, or in the case of the present invention after the
  • the prepregs - usually by heat - hardened.
  • sheet-molding compounds can also be used as the material of the cover layer.
  • SMCs are characterized by the fact that they consist of at least one resin, short fibers and mineral fillers. The short fibers are distributed freely in the resin.
  • the resin used may be, in particular, vinyl ester resins, epoxy resins, isocyanate resins or acrylate resins. Prepregs are usually based on epoxy resins, while SMC contain predominantly vinyl ester resins.
  • the fibers may in particular be coal, glass, polymer or
  • Aramid fibers act. Most SMC uses short glass fibers.
  • adhesion promoters can be used to improve adhesion between the foam core material and cover layers. These adhesion promoters can be contained in the matrix material of the cover layers. Alternatively, the adhesion promoters also be applied to the surface of the outer layers or the foam core before merging. Alternatively, suitable adhesives may be used in this procedure. In particular, polyamides or poly (meth) acrylates have proven to be suitable as adhesion promoters. However, it is also possible to use low molecular weight compounds which are known to the person skilled in the art from the preparation of composite materials, in particular as a function of the matrix material used for the covering layer.
  • the cover sheet forming prepreg or SMC material is positioned in a tenter between the tool halves.
  • the material is fixed in the device by means of a hold-down frame to prevent slippage.
  • the material to be processed is e.g. a few inches above the edge of the tool and is in this area by means of the mentioned
  • step d) takes place as after closing the press and thereby taking place shaping a heating of the tool shells on the
  • Tool shells and the cover material can be done very fast curing of the resin.
  • the temperature used to cure the resin will depend on the particular resin used and will be readily apparent to those skilled in the art. As a rule, such temperatures are between 100 and 300 ° C. This is
  • Demolding temperature instead. This can be done, for example, in that the tool shells in the interior or on the side facing away from the workpiece with tubes for a cooling liquid, e.g. are equipped for water.
  • a cooling liquid e.g. are equipped for water.
  • Demolding temperature is material-dependent and easy to determine for the expert. It depends on the one hand on the plasticity of the foam core and primarily on the surface properties of the cover material. This should be at the Deformation be firm and have the least possible stickiness to the surface of the tool shells.
  • demolding temperature may already be below 80 ° C.
  • this temperature can be additionally increased to improve the cycle times.
  • demolding aids for example
  • Silicone oils or aliphatic oils come to the rescue.
  • process step f the opening of the press, the retraction of the travel frame and the removal of the product take place.
  • the inventive method has the particular advantage that it can be carried out with very low cycle times and thus can be used very well in a series production.
  • the process is preferably carried out with a cycle time of at most 10 minutes, preferably less than 6 minutes.
  • inventive method can also by means of a twin-sheet method under vacuum or under reduced pressure
  • the twin-sheet device is designed such that it can be used as a press molding machine.
  • the twin-sheet process is basically characterized by the fact that two or more workpieces in a single step in the vacuum or under reduced pressure deformed and thereby without additives such as adhesives, welding aids or
  • Solvents are welded together. This process step is to be carried out in short cycle times, economically and environmentally friendly. As part of the The present invention has surprisingly been found that this method by the additional process step of preheating the workpieces by irradiation with NIR radiation having a wavelength between 0.78 and 1, 40 ⁇ in
  • Hard foam materials that seemed to be unsuitable according to the prior art, can be used. Due to the relatively fast feasible heating with said radiation a stress-free, uniform heat distribution throughout the workpiece is achieved. The intensity of the radiation can be varied depending on the used foam material in said range. With additional use of cover materials, the temperature of the heating fields and their intensity are modified so that even with different
  • Foam core and cover materials are molded and bonded together. Such adjustments are easily feasible for the skilled person with a few attempts.
  • cover material is relatively free.
  • cover material may be, for example, pure thermoplastics, woven or knitted fabrics or composites thereof, e.g. so-called organo sheets or plastic-coated textile carrier webs such as e.g. Imitation leather act.
  • the cover material is preferably a fiber-reinforced plastic.
  • the fibers may in turn be, for example, aramid, glass, carbon, polymer or textile fibers.
  • the plastic in turn, may preferably be PP, polyethylene
  • PE polycarbonate
  • PC polyvinyl chloride
  • epoxy resin an isocyanate resin
  • acrylate resin a polyester or a polyamide.
  • a preferred material for the foam core is P (M) I, in particular PMI.
  • P (M) I foams are also referred to as rigid foams and are characterized by a particular strength.
  • the P (M) I foams become normally produced in a two-stage process: a) production of a cast polymer and b) foaming of this cast polymer.
  • monomer mixtures which contain (meth) acrylic acid and (meth) acrylonitrile, preferably in a molar ratio of between 2: 3 and 3: 2, as main constituents, are first prepared.
  • other comonomers may be used, such as e.g. Esters of acrylic or methacrylic acid, styrene, maleic acid or itaconic acid or their anhydrides or vinylpyrrolidone.
  • the proportion of the comonomers should not be more than 30% by weight.
  • Small amounts of crosslinking monomers, e.g. Allyl acrylate, can also be used. However, the amounts should preferably be at most 0.05% by weight to 2.0% by weight.
  • the mixture for the copolymerization further contains blowing agents which are in
  • Temperatures of about 150 to 250 ° C either decompose or evaporate and thereby form a gas phase.
  • the polymerization takes place below this temperature, so that the cast polymer contains a latent blowing agent.
  • the polymerization suitably takes place in block form between two glass plates.
  • the temperature then takes place at a corresponding temperature
  • PMI foams Foaming the cast polymer.
  • the preparation of such PMI foams is basically known to the person skilled in the art and can be read, for example, in EP 1 444 293, EP 1 678 244 or WO 201 1/138060.
  • PMI foams in particular ROHACELL ® types of the company Evonik Industries AG may be mentioned.
  • acrylimide foams are to be regarded as analogues for the PMI foams. For toxicological reasons, however, these are much less preferred than other foam materials.
  • the required foam parts can be produced by a suitable choice of the glass plates or by a production by means of an in-mold-foaming. Alternatively, the production of foamed foam plates by cutting, sawing or milling. In this case, preferably several foam parts can be cut from a plate.
  • the density of the rigid foam material is relatively freely selectable.
  • PMI foams can be used in a density range of 25 to 220 kg / m 3 .
  • Foam core surface This has the advantage that after curing a particularly strong adhesion at the interface between the foam core and
  • Composite materials comprise a hard foam core of foamed PP, P (M) I or highly crosslinked PU and two outer layers of at least one cured resin and a fiber material.
  • these composite materials differ in that the cover layers consist of a cured prepreg or SMC material and have no connecting elements such as seams, bolts or other force introduction elements.
  • the composite materials according to the invention may differ in that they need not have an adhesive layer between foam core and cover materials.
  • the workpieces of the invention are made of a rigid foam as a core material very widely used.
  • Composite materials prepared according to the invention can in particular
  • Fig. 1 Schematic representation of the production of composite components according to the invention
  • A heating-up phase
  • B shaping (1) IR heaters
  • the process is carried out on a twin-sheet forming machine such as model T8 from Geiss AG.
  • the machine was equipped in the following configuration:
  • PMI foam of the type ROHACELL ® IG in the density of 71 Kg / m 3 and the thickness of 12.7 mm.
  • the process parameters to be selected depend on the design of the system used in each case. They must be determined by preliminary tests.
  • the guide temperature T F depends on the T g (S) of the PMI foam matrix, after the forming temperature of the cover layers, after the
  • the radiator field intensity (I) can be varied. Near the edge of the hold-down, the radiator field intensity I near 100% is chosen to be a
  • Circulation of the cover layers It is possible, e.g. drapeable fabric / scrim or made of different fiber types or fiber blends composite materials are used, which are equipped with thermo-plastic phases. This can optionally be done using a melt adhesive film or web as
  • Bonding agents take place.
  • an 800 ⁇ m thick layer of organo-sheet from Bond Laminates (Tepex® Dynalite 102-RG600) was used at the top and bottom.
  • polycarbonate film Lexan in the thickness 1500 ⁇ was used on both sides.
  • the reshaped foam core is heated in the heating station by means of IR radiation to an internal temperature of 220 ° C and then moved into the press tool. On the two inner surfaces of the pressing tool said cover sheet blanks are placed. Subsequently, the pressing tool is closed and heated to a temperature of 180 ° C. After about 3 to 4 minutes, the tool is cooled to below 80 ° C and the component is removed. After a reheating of the tool, the production of the next composite component can begin.

Abstract

The invention relates to a method for manufacturing composites with a poly(meth)acrylimide (P(M)I), more particularly polymethacrylimide (PMI), foam core. The method is characterised in that the foam material is first heated in an apparatus using near-IR radiation, and is transferred to a press having heatable two-shell tools where it is joined to two prepregs.

Description

One-shot Herstellung von Composites  One-shot production of composites
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Composites mit einem FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a process for the production of composites with a
Poly(meth)acrylimid- (P(M)I-), insbesondere einem Polymethacrylimid- (PMI)Schaumkern. Das Verfahren zeichnet sich dabei dadurch aus, dass der Poly (meth) acrylimide (P (M) I), especially a polymethacrylimide (PMI) foam core. The method is characterized in that the
Schaumwerkstoff zunächst in einer Vorrichtung mittels naher IR-Strahlung aufgeheizt wird, in eine Presse mit beheizbaren zweischaligen Werkzeugen überführt wird und dort mit zwei Prepregs verbunden wird. Foamed material is first heated in a device by means of near infrared radiation, transferred to a press with heatable clamshell tools and is connected there with two prepregs.
Stand der Technik Im Stand der Technik sind diverse Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffen mit einem Hartschaumstoff oder zur Formgebung von harten PRIOR ART Various processes for the production of fiber-reinforced plastics with a rigid foam or for the shaping of hard materials are known in the art
Schaumwerkstoffen im Allgemeinen beschrieben. Unter Hartschaumstoffen werden im Zusammenhang dieser Erfindung Schaumstoffe verstanden, die sich nicht - wie zum Beispiel handelsübliche PU- oder Polystyrolschaumstoffe - mit geringen Kräften mechanisch verformen lassen und sich anschließend wieder zurückstellen. Beispiel für Hartschaumstoffe sind vor allem PP-, PMMA- oder hochvernetzte PU-Schäume. Ein besonders stark belastbarer harter Schaumwerkstoff ist Poly(meth)acrylimid (PMI), wie er zürn Beispiel von der Firma Evonik unter dem Namen ROHACELL® vertrieben wird. Foamed materials in general. In the context of this invention, rigid foams are understood as meaning foams which can not be mechanically deformed with low forces, such as commercially available PU or polystyrene foams, and then reset again. Examples of rigid foams are, in particular, PP, PMMA or highly crosslinked PU foams. A particularly strong resilient hard foam material is poly (meth) acrylimide (PMI), as sold Zürn example from Evonik under the name ROHACELL ®.
Ein allgemein bekanntes Verfahren zur Herstellung beschriebener A well-known method for producing described
Compositematerialien ist die Formgebung der Deckschichten mit anschließender Füllung des Schaumrohmaterials und dessen abschließender Schäumung. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in US 4,933,131 beschrieben. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Schäumung zumeist sehr ungleichmäßig erfolgt. Dies gilt insbesondere für Materialien wie PMI, die bestenfalls als Granulat zugegeben werden können. Ein weiterer Nachteil eines solchen Verfahrens ist, dass zur  Composite materials is the shaping of the cover layers with subsequent filling of the foam raw material and its final foaming. Such a method is described for example in US 4,933,131. A disadvantage of this method is that the foaming is usually very uneven. This is especially true for materials such as PMI, which can be added as granules at best. Another disadvantage of such a method is that for
Formgebung eines reinen Schaumwerkstoffs, die Deckschichten wieder entfernt werden müssten. Im Falle von Compositebauteilen wiederum ist die Haftung zwischen Deckschichten und dem Schaumkern oft nicht ausreichend für mechanisch belastete Bauteile. Shaping a pure foam material that removes cover layers again would have to be. In the case of composite components, in turn, the adhesion between the outer layers and the foam core is often not sufficient for mechanically stressed components.
In Passaro et al., Polymer Composites, 25(3), 2004, S.307ff ist ein Verfahren beschrieben bei dem ein PP-Schaumkernstoff mit einem faserverstärkten Kunststoff in einem Presswerkzeug zusammengefügt wird und dabei der Schaumkernstoff mittels des Werkzeugs gezielt nur an der Oberfläche erhitzt wird, um eine gute Bindung zum Deckmaterial zu ermöglichen. In Grefenstein et al., International SAMPE Symposium and Exhibition, 35 (1 , Adv. Materials: Challenge Next Decade), 1990, S.234-44 ist ein analoges Verfahren zur Herstellung von Sandwich-Materialien mit einem Wabenkernmaterial oder einem PMI-Schaumkern beschrieben. Eine Formgebung ist mit diesen beiden Verfahren jedoch nicht möglich, sondern nur die Herstellung von Sandwichmaterialien in Plattenform.  In Passaro et al., Polymer Composites, 25 (3), 2004, p. 307ff a method is described in which a PP foam core material is combined with a fiber-reinforced plastic in a pressing tool and thereby the foam core material by means of the tool targeted only at the surface is heated to allow a good bond to the cover material. In Grefenstein et al., International SAMPE Symposium and Exhibition, 35 (1, Adv. Materials: Challenge Next Decade), 1990, p.234-44 is an analogous process for producing sandwich materials with a honeycomb core material or a PMI foam core described. A shaping is not possible with these two methods, but only the production of sandwich materials in sheet form.
In WO 02/098637 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein thermoplastisches Deckmaterial als Schmelze auf die Oberfläche eines Schaumkernmaterials gebracht wird, dann zusammen mit dem Schaumkern zu einem Compositeformteil mittels einem Twin-Sheet-Verfahren geformt wird und anschließend der Thermoplast derart abgekühlt wird, dass das Deckmaterial in der Form erstarrt. Mit diesem Verfahren lässt sich jedoch nur eine begrenzte Zahl von Materialien kombinieren. So können zum Beispiel keine Faserverstärkten Deckmaterialien hergestellt werden. Auch ist das Verfahren zur reinen Formgebung eines Schaumwerkstücks ohne  WO 02/098637 describes a process in which a thermoplastic cover material is melt-applied to the surface of a foam core material, then molded together with the foam core into a composite molding by means of a twin-sheet process, and then the thermoplastic is cooled in such a way. that the cover material solidifies in the mold. However, only a limited number of materials can be combined with this process. For example, fiber-reinforced cover materials can not be produced. Also, the method for the mere shaping of a foam workpiece is without
Deckmaterialien nicht anwendbar. Weiterhin ist auch die Auswahl der Cover materials not applicable. Furthermore, the selection of the
Schaumwerkstoffe auf bei niedrigen Temperaturen elastisch verformbare Materialien beschränkt. Ein Hartschaum würde bei einem solchen Verfahren ohne Foam materials limited to elastically deformable materials at low temperatures. A hard foam would be without such a procedure
gleichmäßiges Aufheizen des Schaumaterials strukturell zu sehr beschädigt. uniform heating of the foam material structurally too damaged.
Sehr ähnlich ist das in EP 0 272 359 beschriebene Verfahren. Hier wird in  Very similar is the method described in EP 0 272 359. Here is in
Schaumkernrohling erst in Form geschnitten und in ein Werkzeug gelegt. Foam core blank first cut into shape and placed in a tool.
Anschließend wird die Schmelze des thermoplastischen Materials auf die Oberfläche injiziert. Durch eine Temperaturerhöhung wird darauf der Schaumkernrohling aufgeschäumt, wodurch es zu einem Pressen auf die Oberfläche des Deckmaterials kommt. Zwar kann mit diesem Verfahren eine bessere Haftung zu dem Deckmaterial erreicht werden. Dafür ist das Verfahren mit dem zusätzlichen Arbeitsschritt der ersten Formgebung aufwendiger und insgesamt bezüglich der realisierbaren Formen deutlich stärker beschränkt. Subsequently, the melt of the thermoplastic material is injected onto the surface. By raising the temperature, the foamed core blank is foamed thereon, which results in pressing on the surface of the covering material. Although it can be achieved with this method better adhesion to the cover material. For this is the method with the additional step of first shaping consuming and much more limited in terms of realizable forms.
In W. Pip, Kunststoffe, 78(3), 1988, S.201 -5 ist ein Verfahren zur Herstellung von geformten Compositen mit faserverstärkten Deckschichten und einem PMI- Schaumkern in einem Presswerkzeug beschrieben. Bei diesem Verfahren erfolgt das Zusammenführen der einzelnen Schichten in einem beheizten Presswerkzeug, wobei eine leichte Formgebung durch ein Zusammendrücken der obersten Schichten im lokal erhitzten Schaumwerkstoff erfolgt. Gleichzeitig ist ein Verfahren beschrieben, bei dem durch ein Nachschäumen innerhalb des Werkzeugs eine Form gebildet werden kann. Die Nachteile eines solchen Verfahrens wurden bereits zuvor diskutiert. Als dritte Variante ist ein Verfahren offenbart, bei dem eine elastische Stauchung des Materials während des Pressens eines vorgeheizten  In W. Pip, Kunststoffe, 78 (3), 1988, p.201 -5 a process for the production of molded composites with fiber-reinforced cover layers and a PMI foam core in a press tool is described. In this method, the merging of the individual layers takes place in a heated pressing tool, wherein a slight shaping is carried out by compressing the uppermost layers in the locally heated foam material. At the same time, a method is described in which a mold can be formed by re-foaming within the tool. The disadvantages of such a method have already been discussed previously. As a third variant, a method is disclosed in which an elastic compression of the material during the pressing of a preheated
Schaummaterials erfolgt. Das Vorheizen erfolgt in einem Ofen. Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass für viele Schaumwerkstoffe sehr hohe Temperaturen zur thermoelastischen Verformung benötigt werden. So werden zum Beispiel für PMI- Schäume Temperaturen von mindestens 185 °C benötigt. Weiterhin muss der Kernwerkstoff über den gesamten Materialbereich entsprechend aufgeheizt sein, um Materialbrüche zu vermeiden. Bei solchen Temperaturen, zumal diese in der gleichmäßigen Verteilung nur mit einem längeren Aufheizen von mehreren Minuten möglich sind, würden jedoch viele Deckmaterialien, wie z.B. PP, derart beschädigt, dass der Prozess nicht durchführbar ist. Foam material takes place. The preheating takes place in an oven. Disadvantage of this method, however, is that very high temperatures are required for thermoelastic deformation for many foam materials. For example, temperatures of at least 185 ° C are required for PMI foams. Furthermore, the core material must be heated over the entire material area accordingly, in order to avoid material fractures. However, at such temperatures, especially as they are possible in the uniform distribution only with a longer heating time of several minutes, many covering materials, such as e.g. PP, so damaged that the process is not feasible.
In U. Breuer, Polymer Composites, 1998, 19(3), S. 275-9 ist ein leicht modifiziertes Verfahren der zuvor diskutierten dritten Variante aus Pip für PMI-Schaumkerne offenbart. Hier erfolgt das Aufheizen des PMI-Schaumkerns und der faserverstärkten Deckmaterialien mittels einer IR-Wärmelampe. Solche IR-Wärmestrahler, die vor allem Licht mit Wellenlängen im Bereich zwischen 3 und 50 μιτι (IR-C-, bzw. MIR- Strahlung) abstrahlen, sind besonders gut geeignet für ein schnelles Aufheizen des Substrats. Jedoch ist dabei der Energieeintrag - gewünscht - sehr hoch, was gleichzeitig zur Schädigung vieler Deckmaterialien, wie zum Peispiel PP, führt. So ist in Breuer et al. auch nur Polyamid 12 (PA12) als mögliches Matrixmaterial für die U. Breuer, Polymer Composites, 1998, 19 (3), pp. 275-9 discloses a slightly modified process of the previously discussed third variant of Pip for PMI foam cores. Here, the heating of the PMI foam core and the fiber-reinforced cover materials takes place by means of an IR heat lamp. Such IR radiant heaters, which radiate mainly light with wavelengths in the range between 3 and 50 μιτι (IR-C, or MIR radiation) are particularly well suited for rapid heating of the substrate. However, the energy input - if desired - is very high, which at the same time leads to the damage of many cover materials, such as the PP example. Thus, in Breuer et al. also only polyamide 12 (PA12) as a possible matrix material for the
Deckschichten offenbart. PA 12 kann leicht auf über 200 °C erhitzt werden, ohne dass es zu einer Schädigung des Kunststoffes kommt. Eine gleichzeitige Formgebung des Schaumkerns ist in dieser Verfahrensweise nicht möglich, da die Wärmestrahlung des IR-Strahlungsbereiches nicht in die Schaummatrix eindringt und somit kein thermoplastisch formbarer Zustand erreicht wird. Cover layers disclosed. PA 12 can be easily heated to over 200 ° C without damaging the plastic. A simultaneous Shaping the foam core is not possible in this procedure, since the heat radiation of the IR radiation range does not penetrate into the foam matrix and thus no thermoplastic moldable state is achieved.
Aufgabe task
Vor dem Hintergrund des diskutierten Standes der Technik war es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels dem einfach und mit hoher Durchsatzgeschwindigkeit Compositematerialien mit einem P(M)I-Schaumkern ohne strukturelle Schädigung des Schaumkerns hergestellt werden können. Against the background of the prior art discussed, it was therefore an object of the present invention to provide a novel process by means of which composite materials with a P (M) I foam core can be produced easily and with high throughput speed without structural damage to the foam core.
Insbesondere war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur In particular, it was an object of the present invention to provide a method for
Verfügung zu stellen, bei dem diese Compositematerialien formgebend hergestellt werden und gleichzeitig die Wahl des Oberflächenmaterials relativ frei wählbar ist, ohne dass dieses während der Verarbeitung eine Schädigung erfährt. At the same time, the choice of the surface material is relatively freely selectable, without this being damaged during processing.
Weiterhin sollen unabhängig von den einzelnen als Aufgaben gestellten Furthermore, independent of the individual tasks
Ausführungsformen mit dem neuartigen Verfahren schnelle Taktzeiten von deutlich unter 10 min realisierbar sein. Embodiments with the novel method fast cycle times of significantly less than 10 min to be feasible.
Weitere, an dieser Stelle nicht explizit diskutierte Aufgaben, können sich im Weiteren aus dem Stand der Technik, der Beschreibung, den Ansprüchen oder Other, not explicitly discussed at this point, may be further from the prior art, the description, the claims or
Ausführungsbeispielen ergeben. Lösung Embodiments result. solution
Inn Weiteren werden unter der Formulierung Poly(meth)acrylimid Polymethacrylimide, Polyacrylimide oder Mischungen daraus verstanden. Entsprechendes gilt für die entsprechenden Monomere wie (Meth)acrylimid bzw. (Meth)acrylsäure. So werden beispielsweise unter dem Begriff (Meth)acrylsäure sowohl Methacrylsäure als auch Acrylsäure sowie Mischungen aus diesen beiden verstanden. In addition, the term poly (meth) acrylimide means polymethacrylimides, polyacrylimides or mixtures thereof. The same applies to the corresponding monomers such as (meth) acrylimide or (meth) acrylic acid. Thus, for example, the term (meth) acrylic acid is understood to mean both methacrylic acid and acrylic acid and mixtures of these two.
Gelöst werden die Aufgaben durch ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Compositematerialien mit einem Schaumkern aus einem Hartschaum, insbesondere mit einem Schaumkern aus P(MI), bevorzugt mit einem Schaumkern aus PMI. The objects are achieved by a novel process for the production of composite materials with a foam core of a hard foam, in particular with a foam core of P (MI), preferably with a foam core of PMI.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem es sich bei dem Schaumwerkstoff des Particularly preferably, it is in the foam material of the
Schaumkerns um einen PMI-Schaum in einem Dichtebereich von 25 bis 220 kg/m3.Foam core around a PMI foam in a density range of 25 to 220 kg / m 3 .
Neben P(M)I können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Hartschäume aus Polypropylen (PP) oder aus hochvernetztem Polyurethan (PU) zu Schaumkernen inIn addition to P (M) I can also rigid foams made of polypropylene (PP) or highly crosslinked polyurethane (PU) to foam cores in
Composite-Materialien verarbeitet werden. Composite materials are processed.
PP-Schäume sind vor allem als Isolationsmaterial, in Transportbehältern und als Sandwichmaterial bekannt. PP-Schäume können Füllstoffe enthalten und sind zumeist in einem Dichtebereich zwischen 20 bis 200 kg/m3 kommerziell verfügbar. PU-Hartschäume wiederum zeichnen sich gegenüber PU-Weichschäumen durch eine geschlossenere Porenstruktur und einen höheren Vernetzungsgrad aus. PU- Hartschäume können zusätzlich größere Mengen anorganischer Füllmaterialien enthalten. PP foams are known above all as insulation material, in transport containers and as sandwich material. PP foams can contain fillers and are usually commercially available in a density range between 20 and 200 kg / m 3 . PU rigid foams in turn are distinguished from PU flexible foams by a more closed pore structure and a higher degree of crosslinking. PU rigid foams may additionally contain larger amounts of inorganic fillers.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Composite-Materialien mit zwei Deckschichten und einem dazwischen liegendem Schaumkern zeichnet sich insbesondere durch folgende Prozessschritte aus: a) Aufheizen des Schaumkern in einer Heizstation mit naher Infrarot- Strahlung (NIR-Strahlung), b) Uberführen des aufgeheizten Schaumkerns in eine Presse mittels einer Transporteinrichtung mit Verfahrrahmen, c) Schließen der Presse, wobei die Presse ein zweischaliges Werkzeug aufweist und beide Werkzeugschalen jeweils mit einer Faser-Matrixoder Prepregdecklage, zusammengesetzt aus einem Fasermaterial und einem Harz, belegt sind, d) Aufheizen der Werkzeugschalen auf die Härtungstemperatur des The inventive method for producing composite materials with two outer layers and a foam core lying between them is characterized in particular by the following process steps: a) heating the foam core in a heating station with near infrared radiation (NIR radiation), b) transferring the heated foam core into a press by means of a transport device with a travel frame, c) closing the press, wherein the press has a two-shell mold and both tool shells are each covered with a fiber matrix or prepreg cover layer composed of a fiber material and a resin, d) heating the tool shells to the curing temperature of the
Harzes, e) Abkühlen der Werkzeugschalen auf eine Entformungstemperatur und f) Öffnen der Presse, Herausfahren des Verfahrrahmens und Entnahme des Composite-Materials.  Resin, e) cooling the tool shells to a demolding temperature and f) opening the press, moving out the travel frame and removing the composite material.
In Prozessschritt a) erfolgt das Einlegen der Schaumkerne in den maschinenseitigen Wirkbereich der Heizfelder der Heizstation. Bezüglich Prozessschritts a) ist insbesondere eine NIR-Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 0,78 und 1 ,40 μιτι geeignet, Als besonders günstig erweist es sich dabei, wenn der Schaumkern bereits während des Aufheizens in der Transporteinrichtung eingespannt ist. In process step a), the foam cores are inserted into the machine-side effective range of the heating fields of the heating station. With regard to process step a), in particular NIR radiation with a wavelength between 0.78 and 1.40 μm is suitable. It proves to be particularly favorable if the foam core is already clamped in the transport device during the heating process.
Die Strahlungsintensität und -dauer sind dabei von verschiedenen Faktoren abhängig und für den Fachmann mit wenigen Versuchen optimierbar. So sind diese Heizparamter von der Erweichungstemperatur des verwendeten Schaumwerkstoffs, der Porengröße bzw. Werkstoffdichte, der Werkstoffdicke und der Distanz der Strahlungsquellen zum Schaumkern abhängig. Die Strahlungsintensität muss in der Regel bei festeren Materialien, einer höheren Werkstoffdichte, einer größeren Werkstoffdicke und einem größeren Abstand zu den Strahlungsquellen erhöht werden. Weiterhin kann die Strahlungsintensität in Abhängigkeit des zu erzielenden Umformungsgrads variiert werden. Die Strahlungsintensität wird dazu in der Regel so eingestellt, dass in der Mitte des Schaumkerns eine Temperatur zwischen 170 und 250 °C erzielt wird. Bevorzugt weist die Heizstation mehrere NIR-Lichtquellen auf, so dass die The radiation intensity and duration are dependent on various factors and can be optimized for the skilled person with a few experiments. Thus, these heating parameters are dependent on the softening temperature of the foam material used, the pore size or material density, the material thickness and the distance of the radiation sources to the foam core. The radiation intensity usually has to be increased with stronger materials, a higher material density, a larger material thickness and a greater distance to the radiation sources. Furthermore, the radiation intensity can be varied depending on the degree of transformation to be achieved. The radiation intensity is usually adjusted so that in the middle of the foam core, a temperature between 170 and 250 ° C is achieved. Preferably, the heating station has a plurality of NIR light sources, so that the
Oberfläche des Schaumkerns gleichmäßig aufgeheizt wird. Auf diese Weise wird der Schaumkern bis zur Plastifizierungstemperatur des Schaumwerkstoffs erhitzt. Surface of the foam core is heated evenly. In this way, the foam core is heated to the plasticizing temperature of the foam material.
Überraschend wurde gefunden, dass durch das schonende Erhitzen des Materials in Prozessschritt a) eine plastische Verformbarkeit durch einen gleichmäßigen Surprisingly, it has been found that by the gentle heating of the material in process step a) a plastic deformability by a uniform
Wärmeeintrag herbeigeführt werden kann, ohne dass es gleichzeitig zu einer Schädigung des Materials kommt. Insbesondere die z.B. beim Erhitzen in einem Ofen zu beobachtende Schädigung der Hartschaumoberfläche bleibt bei Heat input can be brought about without at the same time causing damage to the material. In particular, the e.g. Damage to the hard foam surface observed upon heating in an oven is maintained
sachgerechter Durchführung des vorliegenden Verfahrens aus. Die Wärmestrahlung des verwendeten NIR-Spektralbereiches durchdringt die Gasphase der appropriate implementation of the present proceedings. The thermal radiation of the NIR spectral range used penetrates the gas phase of the
Schaumzellen absorptionsfrei und bewirkt ein direktes Erhitzen der Zellwandmatrix. Besonders überraschend wurde dabei gefunden, dass durch ein solches Aufheizen mit NIR-Strahlung eine besonders gleichmäßige Wärmeverteilung auch in dickeren Schaumkernen erzielt werden kann. Die Überführung des aufgeheizten Schaumkerns in eine Presse in Prozessschritt b) erfolgt mittels einer Transporteinrichtung mit Verfahrrahmen. In der Regel ist diese Transporteinrichtung mit einem linearmotorischen Antrieb versehen. Bevorzugt ist der Schaumkern bereits dem Einfahren in die Heizstation in einem mit dem  Foam cells without absorption and causes a direct heating of the cell wall matrix. Particularly surprisingly, it was found that a particularly uniform heat distribution can be achieved in thicker foam cores by such heating with NIR radiation. The transfer of the heated foam core in a press in process step b) by means of a transport device with travel frame. As a rule, this transport device is provided with a linear motor drive. Preferably, the foam core is already entering the heating station in one with the
Verfahrrahmen verbundenen Spannrahmen eingespannt. Insbesondere ist darauf zu achten, dass der Schaumkern während dieses Transports in Gänze oberhalb der Plastifizierungstemperatur bleibt. Dies kann durch einen kurzen Weg zwischen der Heizstation und der Presse oder bzw. zusätzlich durch eine entsprechend hohe Umgebungstemperatur auf dieser Strecke, z.B. innerhalb einer Einhausung oder durch zusätzlich NIR-Strahlungsquellen, bewirkt werden. Bevor in Prozessschritt c) die Presse geschlossen wird, ist es optional möglich, einTray frame connected clamping frame clamped. In particular, care must be taken that the foam core remains completely above the plasticization temperature during this transport. This can be achieved by a short path between the heating station and the press or additionally by a correspondingly high ambient temperature on this route, e.g. within an enclosure or by additional NIR radiation sources. Before the press is closed in process step c), it is optionally possible to
Vorformen des erhitzten Schaumkerns mittels Pressluft durchzuführen. Dies kann besonders bei Composite-Bauteilen mit einer starken Krümmung zu noch besseren Ergebnissen führen. Preform the heated foam core by means of compressed air. This can lead to even better results, especially for composite components with a strong curvature.
In Prozessschritt c) erfolgt darauf das Schließen der Presse, wobei die Presse ein zweischaliges Werkzeug aufweist und beide Werkzeugschalen jeweils mit einerIn process step c) followed by the closing of the press, wherein the press has a two-shell tool and both tool shells each with a
Prepreg- oder Faser-Matrix-Decklage, zusammengesetzt aus einem Fasermaterial und einem Harz, belegt sind. Dabei weist das zweischalige Werkzeug eine Form auf, die während des Pressens vorgebend auf das Composite-Bauteil wirkt. Prepreg or fiber matrix cover layer composed of a fibrous material and a resin, are occupied. In this case, the two-shell tool has a shape that acts predeterminably on the composite component during the pressing.
In einer ersten Variante der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Material der Deckschichten um Prepregs. Prepregs bestehen mindestens aus einem Harz und einem Fasermaterial, wobei das Fasermaterial wiederum aus langen Fasern bestehen, die in der Regel in Form eines Gewebes, Gestrickes, Gelege oder als undirektionale (nicht direktionale) Schicht vorliegen. Mit solchen Materialien sind besonders gute mechanische Festigkeiten zu erreichen. In a first variant of the present invention, the material of the cover layers is prepregs. Prepregs consist at least of a resin and a fiber material, wherein the fiber material again consist of long fibers, which are usually in the form of a fabric, knitted fabric, scrim or as an unidirectional (non-directional) layer. With such materials, particularly good mechanical strengths can be achieved.
Weiterhin zeichnen sich Prepregs dadurch aus, dass sie zwar in einer lagerfähigen und verarbeitbaren Form vorliegen, dabei jedoch noch nicht ausgehärtet sind. Erst nach der Formgebung, bzw. im Fall der vorliegenden Erfindung nach der Furthermore, prepregs are characterized by the fact that, although they are in a storable and processable form, they have not yet hardened. Only after the molding, or in the case of the present invention after the
Formgebung und der gleichzeitigen Verbindung mit dem Schaumkern, werden die Prepregs - in der Regel durch Wärmezufuhr - ausgehärtet. Forming and the simultaneous connection with the foam core, the prepregs - usually by heat - hardened.
In einer zweiten Variante der vorliegenden Erfindung können alternativ zu den Prepregs auch Sheet-Molding-Compounds (SMC) als Material der Deckschicht eingesetzt werden. Diese SMC zeichnen sich dadurch aus, dass sie mindestens aus einem Harz, aus kurzen Fasern und aus mineralischen Füllstoffen bestehen. Die kurzen Fasern liegen dabei frei verteilt in dem Harz vor. Solche SMC sind gegenüber Prepregs variabler zu verformen und einfacher herzustellen. Unabhängig davon, ob Prepregs oder SMC verwendet werden, können als Harz insbesondere Vinylesterharze, Epoxidharze, Isocyanatharze oder Acrylatharze verwendet werden. Prepregs basieren dabei in der Regel auf Epoxydharzen, während SMC überwiegend Vinylesterharze enthalten. In a second variant of the present invention, as an alternative to the prepregs, sheet-molding compounds (SMC) can also be used as the material of the cover layer. These SMCs are characterized by the fact that they consist of at least one resin, short fibers and mineral fillers. The short fibers are distributed freely in the resin. Such SMCs are more variable to form than prepregs and easier to manufacture. Regardless of whether prepregs or SMCs are used, the resin used may be, in particular, vinyl ester resins, epoxy resins, isocyanate resins or acrylate resins. Prepregs are usually based on epoxy resins, while SMC contain predominantly vinyl ester resins.
Bei den Fasern kann es sich insbesondere um Kohle-, Glas-, Polymer- oder The fibers may in particular be coal, glass, polymer or
Aramidfasern handeln. Dabei werden in SMC überwiegend kurze Glasfasern eingesetzt. Aramid fibers act. Most SMC uses short glass fibers.
Zusätzlich können zur Verbesserung der Haftung zwischen Schaumkernmaterial und Deckschichten Haftvermittler verwendet werden. Diese Haftvermittler können im Matrixmaterial der Deckschichten enthalten sein. Alternativ können die Haftvermittler auch vor dem Zusammenführen auf der Oberfläche der Deckschichten oder des Schaumkerns aufgetragen werden. Bei diesem Vorgehen können alternativ auch geeignete Klebstoffe eingesetzt werden. Als Haftvermittler haben sich insbesondere Polyamide oder Poly(meth)acrylate als geeignet erwiesen. Es können aber auch niedermolekulare Verbindungen, die aus der Herstellung von Compositematerialien, insbesondere in Abhängigkeit vom verwendeten Matrixmaterial der Deckschicht, dem Fachmann bekannt sind, verwendet werden. In addition, adhesion promoters can be used to improve adhesion between the foam core material and cover layers. These adhesion promoters can be contained in the matrix material of the cover layers. Alternatively, the adhesion promoters also be applied to the surface of the outer layers or the foam core before merging. Alternatively, suitable adhesives may be used in this procedure. In particular, polyamides or poly (meth) acrylates have proven to be suitable as adhesion promoters. However, it is also possible to use low molecular weight compounds which are known to the person skilled in the art from the preparation of composite materials, in particular as a function of the matrix material used for the covering layer.
Bevorzugt wird das die Decklagen bildende Prepreg oder SMC-Material in einem Spannrahmen zwischen den Werkzeughälften positioniert. Alternativ wird das Material in dem Gerät mittels eines Niederhalterrahmens fixiert, um ein Verrutschen zu vermeiden. Dazu steht das zu verarbeitende Material z.B. einige Zentimeter über den Werkzeugrand heraus und wird in diesem Bereich mittels des erwähnten Preferably, the cover sheet forming prepreg or SMC material is positioned in a tenter between the tool halves. Alternatively, the material is fixed in the device by means of a hold-down frame to prevent slippage. For this purpose, the material to be processed is e.g. a few inches above the edge of the tool and is in this area by means of the mentioned
Niederhalterrahmens heruntergedrückt. Press down pressed down frame.
In Prozessschritt d) erfolgt als nach dem Schließen der Presse und der dabei erfolgenden Formgebung ein Aufheizen der Werkzeugschalen auf die In process step d) takes place as after closing the press and thereby taking place shaping a heating of the tool shells on the
Härtungstemperatur des Harzes. Durch den direkten Kontakt zwischen den  Curing temperature of the resin. Due to the direct contact between the
Werkzeugschalen und dem Deckmaterial kann dabei eine sehr schnelle Aushärtung des Harzes erfolgen. Die zur Härtung des Harzes verwendete Temperatur hängt von dem jeweilig verwendeten Harz ab und ist für den Fachmann leicht ermittelbar. In der Regel liegen solche Temperaturen zwischen 100 und 300 °C. Damit sind Tool shells and the cover material can be done very fast curing of the resin. The temperature used to cure the resin will depend on the particular resin used and will be readily apparent to those skilled in the art. As a rule, such temperatures are between 100 and 300 ° C. This is
insbesondere auch die für die Schäumung des Schaumkerns bevorzugten especially preferred for the foaming of the foam core
Temperaturen zwischen 170 und 250 °C für die meisten Harzsysteme geeignet. Für den weniger bevorzugten Fall einer benötigten höheren Temperatur, kann die Härtung des Harzes in einer weiteren Heizstation erfolgen. In Prozessschritt e) findet darauf ein Abkühlen der Werkzeugschalen auf eine Temperatures between 170 and 250 ° C suitable for most resin systems. For the less preferred case of a higher required temperature, the curing of the resin may be carried out in another heating station. In process step e) there is a cooling of the tool shells on a
Entformungstemperatur statt. Dies kann Beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Werkzeugschalen im Inneren oder auf der dem Werkstück abgewandten Seite mit Rohren für eine Kühlflüssigkeit, z.B. für Wasser ausgestattet sind. Die  Demolding temperature instead. This can be done, for example, in that the tool shells in the interior or on the side facing away from the workpiece with tubes for a cooling liquid, e.g. are equipped for water. The
Entformungstemperatur ist dabei materialabhängig und für den Fachmann leicht zu ermitteln. Sie hängt zum einen von der Plastizität des Schaumkerns und primär von den Oberflächeneigenschaften des Deckmaterials ab. Dieses sollte bei der Entformungstemperatur fest sein und eine möglichst geringe Klebrigkeit gegenüber der Oberfläche der Werkzeugsschalen aufweisen. Eine geeignete Demolding temperature is material-dependent and easy to determine for the expert. It depends on the one hand on the plasticity of the foam core and primarily on the surface properties of the cover material. This should be at the Deformation be firm and have the least possible stickiness to the surface of the tool shells. A suitable
Entformungstemperatur kann beispielsweise schon unterhalb von 80 °C liegen. For example, demolding temperature may already be below 80 ° C.
Durch ein Auftragen von einem Entformungshilfsmittel zwischen Deckschichten und Werkzeugschalen kann diese Temperatur zur Verbesserung der Taktzeiten zusätzlich erhöht werden. Als Entformungshilfsmittel können beispielsweise By applying a demolding aid between outer layers and tool shells, this temperature can be additionally increased to improve the cycle times. As demolding aids, for example
Silikonöle oder aliphatische Öle zum Einssatz kommen. Silicone oils or aliphatic oils come to the rescue.
In Prozessschritt f) erfolgen schließlich das Öffnen der Presse, das Herausfahren des Verfahrrahmens und die Entnahme des Produkts. Alternativ kann auch erst das Composite-Material entnommen werden und dann der Verfahrahmen zurückgefahren werden, um neu belegt zu werden. Finally, in process step f), the opening of the press, the retraction of the travel frame and the removal of the product take place. Alternatively, it is also possible first to remove the composite material and then to move back the process frame in order to be replaced.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat insbesondere den großen Vorteil, dass es mit sehr geringen Taktzeiten durchgeführt werden kann und damit sehr gut in einer Serienproduktion eingesetzt werden kann. Bevorzugt wird das Verfahren mit einer Taktzeit von höchstens 10 min, bevorzugt von unter 6 min durchgeführt. The inventive method has the particular advantage that it can be carried out with very low cycle times and thus can be used very well in a series production. The process is preferably carried out with a cycle time of at most 10 minutes, preferably less than 6 minutes.
Für das gesamte erfindungsgemäße Verfahren richten sich die zu wählenden For the entire process according to the invention are to be selected
Verfahrensparameter nach der im Einzelfall eingesetzten Anlage und deren Process parameters according to the system used in each case and their
Auslegung, sowie den eingesetzten Materialien. Sie können durch wenige Design, as well as the materials used. You can by few
Vorversuche für den Fachmann leicht ermittelt werden. Preliminary tests are easily determined for the expert.
In einer alternativen Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mittels eines Twin-sheet-Verfahrens unter Vakuum bzw. unter Unterdruck In an alternative embodiment, the inventive method can also by means of a twin-sheet method under vacuum or under reduced pressure
durchgeführt werden. Die Twin-sheet-Vorrichtung ist dabei derart gestaltet, dass diese als Pressformmaschine eingesetzt werden kann. Das Twin-sheet-Verfahren zeichnet sich grundsätzlich dadurch aus, dass zwei oder mehr Werkstücke in einem Verfahrensschritt im Vakuum bzw. unter Unterdruck verformt und dabei ohne Zusätze wie Klebstoffe, Schweißhilfsstoffe oder be performed. The twin-sheet device is designed such that it can be used as a press molding machine. The twin-sheet process is basically characterized by the fact that two or more workpieces in a single step in the vacuum or under reduced pressure deformed and thereby without additives such as adhesives, welding aids or
Lösungsmittel miteinander verschweißt werden. Dieser Verfahrensschritt ist in kurzen Taktzeiten, wirtschaftlich und umweltfreundlich durchzuführen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde überraschend gefunden, dass dieses Verfahren durch den zusätzlichen Prozessschritt des Vorwärmens der Werkstücke durch Bestrahlung mit NIR-Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 0,78 und 1 ,40 μιτι in Solvents are welded together. This process step is to be carried out in short cycle times, economically and environmentally friendly. As part of the The present invention has surprisingly been found that this method by the additional process step of preheating the workpieces by irradiation with NIR radiation having a wavelength between 0.78 and 1, 40 μιτι in
Prozessschritt b) auch zur Verarbeitung von den oben genannten Process step b) also for the processing of the above
Hartschaum Werkstoffen, die nach Stand der Technik dazu ungeeignet schienen, verwendet werden kann. Durch das relativ schnell durchführbare Aufheizen mit der genannten Strahlung wird eine spannungsfreie, gleichmäßige Wärmeverteilung im gesamten Werkstück erzielt. Dabei kann die Intensität der Strahlung je nach verwendetem Schaumwerkstoff im genannten Bereich variiert werden. Bei zusätzlichem Einsatz von Deckmaterialien werden die Temperatur der Heizfelder und deren Intensität dermaßen modifiziert, dass auch bei unterschiedlichen Hard foam materials that seemed to be unsuitable according to the prior art, can be used. Due to the relatively fast feasible heating with said radiation a stress-free, uniform heat distribution throughout the workpiece is achieved. The intensity of the radiation can be varied depending on the used foam material in said range. With additional use of cover materials, the temperature of the heating fields and their intensity are modified so that even with different
Verarbeitungs- und Formungstemperaturen Schaumkern und Deckmaterialien gemeinsam umgeformt und verbunden werden. Solche Anpassungen sind für den Fachmann mit wenigen Versuchen leicht durchführbar. Processing and molding temperatures Foam core and cover materials are molded and bonded together. Such adjustments are easily feasible for the skilled person with a few attempts.
Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass es umweltschonend und in sehr kurzen Taktzeiten durchgeführt werden kann unter gleichzeitiger A great advantage of the method according to the invention is that it can be carried out in an environmentally friendly manner and in very short cycle times while at the same time
Zusammenfassung mehrerer Arbeitsschritte in einem Prozess. Summary of several steps in a process.
Überraschenderweise ist die Wahl des Deckmaterials relativ frei. Es kann sich dabei beispielsweise um reine Thermoplasten, um Gewebe oder Gestricke oder Verbünde daraus, wie z.B. so genannte Organobleche oder kunststoffbeschichtete textile Trägerbahnen wie z.B. Kunstleder handeln. Bevorzugt handelt es sich bei dem Deckmaterial um einen faserverstärkten Kunststoff. Bei den Fasern kann es sich wiederum beispielsweise um Aramid-, Glas-, Kohle-, Polymer- oder Textilfasern handeln. Bei dem Kunststoff wiederum kann es sich bevorzugt um PP, PolyethylenSurprisingly, the choice of the cover material is relatively free. These may be, for example, pure thermoplastics, woven or knitted fabrics or composites thereof, e.g. so-called organo sheets or plastic-coated textile carrier webs such as e.g. Imitation leather act. The cover material is preferably a fiber-reinforced plastic. The fibers may in turn be, for example, aramid, glass, carbon, polymer or textile fibers. The plastic, in turn, may preferably be PP, polyethylene
(PE), Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), ein Epoxidharz, ein Isocyanatharz, ein Acrylatharz, einen Polyester oder um ein Polyamid handeln. (PE), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), an epoxy resin, an isocyanate resin, an acrylate resin, a polyester or a polyamide.
Ein bevorzugtes Material für den Schaumkern stellt dabei P(M)I, insbesondere PMI dar. Solche P(M)I-Schäume werden auch als Hartschäume bezeichnet und zeichnen sich durch eine besondere Festigkeit aus. Die P(M)I-Schäume werden normalerweise in einem zweistufigen Verfahren hergestellt: a) Herstellung eines Gusspolymerisats und b) Aufschäumen dieses Gusspolymerisats. A preferred material for the foam core is P (M) I, in particular PMI. Such P (M) I foams are also referred to as rigid foams and are characterized by a particular strength. The P (M) I foams become normally produced in a two-stage process: a) production of a cast polymer and b) foaming of this cast polymer.
Zur Herstellung des Gusspolymerisats werden zunächst Monomergemische, welche (Meth)acrylsäure und (Meth)acrylnitril, vorzugsweise in einem Molverhältnis zwischen 2:3 und 3:2, als Hauptbestandteile enthalten, hergestellt. Zusätzlich können weitere Comonomere verwendet werden, wie z.B. Ester der Acryl- oder Methacrylsäure, Styrol, Maleinsäure oder Itaconsäure bzw. deren Anhydride oder Vinylpyrrolidon. Dabei sollte der Anteil der Comonomeren jedoch nicht mehr als 30 Gew% betragen. Geringe Mengen von vernetzenden Monomeren, wie z.B. Allylacrylat, können auch verwendet werden. Die Mengen sollten jedoch vorzugsweise höchstens 0,05 Gew% bis 2,0 Gew% betragen. To prepare the cast polymer, monomer mixtures which contain (meth) acrylic acid and (meth) acrylonitrile, preferably in a molar ratio of between 2: 3 and 3: 2, as main constituents, are first prepared. In addition, other comonomers may be used, such as e.g. Esters of acrylic or methacrylic acid, styrene, maleic acid or itaconic acid or their anhydrides or vinylpyrrolidone. However, the proportion of the comonomers should not be more than 30% by weight. Small amounts of crosslinking monomers, e.g. Allyl acrylate, can also be used. However, the amounts should preferably be at most 0.05% by weight to 2.0% by weight.
Das Gemisch für die Copolymerisation enthält ferner Treibmittel, die sich bei The mixture for the copolymerization further contains blowing agents which are in
Temperaturen von etwa 150 bis 250 °C entweder zersetzen oder verdampfen und dabei eine Gasphase bilden. Die Polymerisation erfolgt unterhalb dieser Temperatur, so dass das Gusspolymerisat ein latentes Treibmittel enthält. Die Polymerisation findet zweckmäßig in Blockform zwischen zwei Glasplatten statt. Temperatures of about 150 to 250 ° C either decompose or evaporate and thereby form a gas phase. The polymerization takes place below this temperature, so that the cast polymer contains a latent blowing agent. The polymerization suitably takes place in block form between two glass plates.
In einem zweiten Schritt erfolgt dann bei entsprechender Temperatur das In a second step, the temperature then takes place at a corresponding temperature
Aufschäumen des Gusspolymerisats. Die Herstellung solcher PMI-Schäume ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt und kann beispielsweise in EP 1 444 293, EP 1 678 244 oder WO 201 1/138060 nachgelesen werden. Als PMI-Schäume seien insbesondere ROHACELL®-Typen der Firma Evonik Industries AG genannt. Foaming the cast polymer. The preparation of such PMI foams is basically known to the person skilled in the art and can be read, for example, in EP 1 444 293, EP 1 678 244 or WO 201 1/138060. As PMI foams in particular ROHACELL ® types of the company Evonik Industries AG may be mentioned.
Bezüglich Herstellung und Verarbeitung sind zu den PMI-Schäumen Acrylimid- Schäume als Analoga anzusehen. Aus toxikologischen Gründen sind diese jedoch gegenüber anderen Schaummaterialien deutlich weniger bevorzugt. Die benötigten Schaumteile können durch eine geeignete Wahl der Glasplatten oder durch eine Herstellung mittels eines In-mold-Foamings hergestellt werden. Alternativ erfolgt die Herstellung aus aufgeschäumten Schaumplatten durch Herausschneiden, Sägen oder Fräsen. Dabei können bevorzugt mehrere Schaumteile aus einer Platte geschnitten werden. Die Dichte des Hartschaummaterials ist relativ frei wählbar. PMI Schäume können beispielsweise in einem Dichtebereich von 25 bis 220 kg/m3 eingesetzt werden. With regard to production and processing, acrylimide foams are to be regarded as analogues for the PMI foams. For toxicological reasons, however, these are much less preferred than other foam materials. The required foam parts can be produced by a suitable choice of the glass plates or by a production by means of an in-mold-foaming. Alternatively, the production of foamed foam plates by cutting, sawing or milling. In this case, preferably several foam parts can be cut from a plate. The density of the rigid foam material is relatively freely selectable. For example, PMI foams can be used in a density range of 25 to 220 kg / m 3 .
Gesägte, geschnittene oder gefräste Schaumkernstücke haben dabei den Vorteil gegenüber mittels In-mold-Foaming hergestellten, dass diese an der Oberfläche offene Poren aufweisen. Beim Inkontaktbringen mit den harzgetränkten Fasern dringt ein Teil des noch nicht ausgehärteten Harzes in diese offenen Poren an der Sawn, cut or milled foam core pieces have the advantage over in-mold foaming produced that they have open pores on the surface. When contacted with the resin impregnated fibers, a portion of the uncured resin penetrates into these open pores at the
Schaumkernoberfläche ein. Dies hat den Vorteil, dass nach Aushärtung eine besonders starke Haftung an der Grenzfläche zwischen Schaumkern und Foam core surface. This has the advantage that after curing a particularly strong adhesion at the interface between the foam core and
Mantelmaterial erhalten wird. Jacket material is obtained.
Neben dem beschriebenen Verfahren sind auch die mittels des Verfahrens In addition to the method described are also by means of the method
herstellbaren Composite-Materialien Teil der vorliegenden Erfindung. Diese producible composite materials part of the present invention. These
Composite-Materialien weisen einen Hartschaumkern aus aufgeschäumten PP, P(M)I oder hochvernetzten PU und zwei Deckschichten aus mindestens einem ausgehärteten Harz und einem Fasermaterial auf. Gegenüber dem Stand der Technik unterscheiden sich diese Composite-Materrialien dadurch, dass sich die Deckschichten aus einem ausgehärteten Prepreg- oder SMC-Material bestehen und keine Verbindungselemente wie Nähte, Bolzen oder andere Krafteinleitungselemente aufweisen. Zusätzlich können sich die erfindungsgemäßen Composite-Materialien dadurch unterscheiden, dass sie keine Klebschicht zwischen Schaumkern und Deckmaterialien aufweisen müssen. Composite materials comprise a hard foam core of foamed PP, P (M) I or highly crosslinked PU and two outer layers of at least one cured resin and a fiber material. Compared to the state of the art, these composite materials differ in that the cover layers consist of a cured prepreg or SMC material and have no connecting elements such as seams, bolts or other force introduction elements. In addition, the composite materials according to the invention may differ in that they need not have an adhesive layer between foam core and cover materials.
Grundsätzlich sind die erfindungsgemäßen Werkstücke aus einem Hartschaumstoff als Kernmaterial sehr breit einsetzbar. Basically, the workpieces of the invention are made of a rigid foam as a core material very widely used.
Erfindungsgemäß hergestellte Composite-Materialien können insbesondere Composite materials prepared according to the invention can in particular
Anwendung in der Serienfertigung z.B. für Karosseriebau oder für Application in mass production e.g. for body shop or for
Innenverkleidungen in der Automobilindustrie, Interiorteile im Schienenfahrzeugsoder Schiffsbau, in der Luft- und Raumfahrtindustrie, im Maschinenbau, beim  Interior linings in the automotive industry, interior parts in rail vehicles or shipbuilding, in the aerospace industry, in mechanical engineering, in the automotive industry
Möbelbau oder bei der Konstruktion von Windkraftanlagen finden. Beschriftung der Zeichnung Find furniture or in the construction of wind turbines. Lettering of the drawing
Fig. 1 : Schematische Darstellung der Fertigung von erfindungsgemäßen Composite- Bauteilen Fig. 1: Schematic representation of the production of composite components according to the invention
A: Aufheizphase; B: Formgebung (1 ) IR-Heizungen A: heating-up phase; B: shaping (1) IR heaters
(2) Schalenwerkzeuge der Presse (2) cup tools of the press
(3) Schaumkern (3) foam core
(4) Prepregs im Spannrahmen (4) Prepregs in the tenter
(5) Composite-Material aus Schaumkern und zwei ausgehärteten Prepregs (5) Composite material of foam core and two cured prepregs
Ausführungsbeispiele embodiments
Im Folgenden werden für einige besondere Ausführungsformen der Erfindung allgemeine Beschreibungen aufgezeigt. Dabei enthalten diese auch Beispiele. In the following, general descriptions are shown for some particular embodiments of the invention. They also contain examples.
Entsprechende Versuche konnten erfolgreich durchgeführt werden. Corresponding experiments were successfully carried out.
Beispiel: Fertigung von faserverstärkten Kunststoffen mit Schaumstoffkern Example: Production of fiber-reinforced plastics with foam core
(Compositebauteile) (Composite components)
Das Verfahren wird auf einer Twin-sheet Umformmaschine wie zum Beispiel Modell T8 von der Fa. Geiss AG, durchgeführt. Die Maschine war dabei in folgender Konfiguration ausgerüstet: The process is carried out on a twin-sheet forming machine such as model T8 from Geiss AG. The machine was equipped in the following configuration:
Heizfelder mit Flash-Strahlern (NIR; 0,78-1 ,40 μηη) Heating fields with flash emitters (NIR, 0.78-1, 40 μηη)
Verstellbares Arbeitsraumfenster Adjustable workspace window
Höhenverstellbare Oberheizung Presskraft 30 to (min.), motorische Antriebe Heiz- und kühlbares Umformwerkzeug Height-adjustable upper heating Pressing force 30 to (min.), Motorized drives Heating and cooling forming tool
Zur Veranschaulichung dieser Ausführungsform sei auf Fig.1 verwiesen. To illustrate this embodiment, reference is made to FIG.
Es wird ein PMI-Schaum des Typs ROHACELL® IG in der Dichte 71 Kg/m3 und der Dicke 12,7 mm verwendet. It is used a PMI foam of the type ROHACELL ® IG in the density of 71 Kg / m 3 and the thickness of 12.7 mm.
Im Allgemeinen richten sich die zu wählenden Verfahrensparameter nach der Auslegung der im Einzelfall eingesetzten Anlage. Sie müssen durch Vorversuche ermittelt werden. So richtet sich die Führungstemperatur TF nach dem Tg(S) der PMI- Schaummatrix, nach der Umformtemperatur der Deckschichten, nach der In general, the process parameters to be selected depend on the design of the system used in each case. They must be determined by preliminary tests. Thus, the guide temperature T F depends on the T g (S) of the PMI foam matrix, after the forming temperature of the cover layers, after the
Höheneinstellung der Oberheizung Tg(S) < TF (Temperatur der Oberheizung). Dabei gilt, dass die Temperatur der Oberheizung höher einzustellen ist, umso größer der Abstand zur Schaummatrix ist. Je nach Umformgrad (Ug) der partiellen Height adjustment of the upper heater T g (S) <T F (temperature of the upper heater). It is important that the temperature of the upper heater is set higher, the greater the distance to the foam matrix. Depending on the degree of deformation (U g ) of the partial
Bauteilbereiche kann auch die Strahlerfeldintensität (I) variiert werden. In Randnähe zum Niederhalter wird die Strahlerfeldintensität I nahe 100% gewählt, um ein Component areas, the radiator field intensity (I) can be varied. Near the edge of the hold-down, the radiator field intensity I near 100% is chosen to be a
Nachfließen des Materials zu gewährleisten und gleichzeitig die Einspannung des Materials zu erhalten. Ensuring the flow of material and at the same time maintaining the clamping of the material.
Auflage der Deckschichten: Es können z.B. drapierfähige Gewebe / Gelege oder aus unterschiedlichsten Faserarten oder Fasermischungen gefertigte Materialverbunde eingesetzt werden, welche mit thermo-plastischen Phasen ausgerüstet sind. Dies kann optional unter Einsatz eines Schmelzkleberfilmes oder -vlieses als Circulation of the cover layers: It is possible, e.g. drapeable fabric / scrim or made of different fiber types or fiber blends composite materials are used, which are equipped with thermo-plastic phases. This can optionally be done using a melt adhesive film or web as
Haftvermittler erfolgen. In konkretem Beispiel wurden oben und unten eine 800 μιτι dicke Schicht aus Organoblech der Firma Bond Laminates (Tepex ® Dynalite 102- RG600) eingesetzt. In einem weiteren Beispiel wurde Polycarbonatfolie Lexan in der Dicke 1500 μιτι beidseitig verwendet Der umzuformende Schaumkern wird in der Heizstation mittels IR-Strahlung auf eine Innentemperatur von 220 °C aufgeheizt und anschließend in das Presswerkzeug gefahren. Auf den beiden innenliegenden Flächen des Presswerkzeugs sind die genannten Deckschichtrohlinge aufgelegt. Anschließend wird das Presswerkzeug geschlossen und auf eine Temperatur von 180 °C erhitzt. Nach ca. 3 bis 4 min wird das Werkzeug auf unter 80 °C abgekühlt und das Bauteil wird entnommen. Nach einem Wiederaufheizen des Werkzeuges kann mit der Fertigung des nächsten Composite-Bauteiles begonnen werden. Bonding agents take place. In concrete example, an 800 μm thick layer of organo-sheet from Bond Laminates (Tepex® Dynalite 102-RG600) was used at the top and bottom. In another example, polycarbonate film Lexan in the thickness 1500 μιτι was used on both sides The reshaped foam core is heated in the heating station by means of IR radiation to an internal temperature of 220 ° C and then moved into the press tool. On the two inner surfaces of the pressing tool said cover sheet blanks are placed. Subsequently, the pressing tool is closed and heated to a temperature of 180 ° C. After about 3 to 4 minutes, the tool is cooled to below 80 ° C and the component is removed. After a reheating of the tool, the production of the next composite component can begin.

Claims

Ansprüche claims
1 . Verfahren zur Herstellung von Composite-Materialien mit zwei Deckschichten und einem dazwischen liegendem Schaumkern, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Schaumwerkstoff des Schaumkerns um hochvernetztes PU, um PP oder um P(M)I handelt, und dass das Verfahren folgende 1 . A process for producing composite materials having two outer layers and an intermediate foam core, characterized in that the foam material of the foam core is highly cross-linked PU, PP or P (M) I, and the process is as follows
Prozessschritte aufweist: a) Aufheizen des Schaumkern in einer Heizstation mit naher Infrarot- Strahlung (NIR-Strahlung), b) Überführen des aufgeheizten Schaumkerns in eine Presse mittels einer Transporteinrichtung mit Verfahrrahmen, c) Schließen der Presse, wobei die Presse ein zweischaliges Werkzeug aufweist und beide Werkzeugschalen jeweils mit einer Faser-Matrixoder Prepregdecklage, zusammengesetzt aus einem Fasermaterial und einem Harz, belegt sind, d) Aufheizen der Werkzeugschalen auf die Härtungstemperatur des  Process steps comprises: a) heating the foam core in a heating station with near infrared radiation (NIR radiation), b) transferring the heated foam core in a press by means of a transport device with travel frame, c) closing the press, wherein the press comprises a two-shell tool and both tool shells are each covered with a fiber matrix or prepreg cover layer composed of a fiber material and a resin, d) heating the tool shells to the curing temperature of the
Harzes, e) Abkühlen der Werkzeugschalen auf eine Entformungstemperatur und f) Öffnen der Presse und Entnahme des Composite-Materials.  Resin, e) cooling the tool shells to a demolding temperature and f) opening the press and removing the composite material.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die NIR- Strahlung eine Wellenlänge zwischen 0,78 und 1 ,40 μιτι aufweist, 2. The method according to claim 1, characterized in that the NIR radiation has a wavelength between 0.78 and 1, 40 μιτι,
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Schaumwerkstoff um einen PMI-Schaum in einem Dichtebereich von 25 bis 220 kg/m3 handelt. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that it is the foam material is a PMI foam in a density range of 25 to 220 kg / m 3 .
4. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized
gekennzeichnet, dass direkt vor oder direkt nach Prozessschritt c) ein  in that directly before or directly after process step c)
Vorformen des erhitzten Schaumkerns mittels Pressluft erfolgt. Preform the heated foam core by means of compressed air.
5. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Deckschicht um einen Prepreg handelt, der mindestens aus einem Harz, und einem Fasermaterial besteht. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is the cover layer is a prepreg, which consists of at least a resin, and a fiber material.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in Form eines Gewebes, Gestrickes, Gelege oder als undirektionale Schicht vorliegen. 6. The method according to claim 5, characterized in that the fibers in the form of a fabric, knitted fabric, scrim or as an unidirectional layer.
7. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch 7. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized
gekennzeichnet, dass es sich bei der Deckschicht um ein Sheet-Molding- Compound (SMC) handelt, das mindestens aus einem Harz, aus kurzen Fasern und aus mineralischen Füllstoffen besteht.  characterized in that the cover layer is a sheet-molding compound (SMC) consisting of at least one resin, short fibers and mineral fillers.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Harz um ein Vinylesterharz, ein Epoxidharz, ein 8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that it is the resin to a vinyl ester resin, an epoxy resin, a
Isocyanatharz oder ein Acrylatharz handelt.  Isocyanate resin or an acrylate resin.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Fasern um Kohle-, Glas-, Polymer- oder Aramidfasern handelt. 9. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the fibers are carbon, glass, polymer or aramid fibers.
10. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch 10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized
gekennzeichnet, dass Verfahren mit einer Taktzeit von höchstens 10 min durchgeführt wird.  characterized in that the method is performed with a cycle time of at most 10 minutes.
1 1 . Composite-Material, aufweisend einen Hartschaumkern aus aufgeschäumten PP, P(M)I oder hochvernetzten PU und zwei Deckschichten aus mindestens einem ausgehärteten Harz und einem Fasermaterial, dadurch 1 1. Composite material comprising a rigid foam core made of foamed PP, P (M) I or highly cross-linked PU and two outer layers of at least one cured resin and a fiber material, characterized
gekennzeichnet, dass es mittels eines Verfahrens gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 herstellbar ist, und dass das Composite-Material keine Verbindungselemente wie Nähte, Bolzen oder andere  in that it can be produced by means of a method according to at least one of claims 1 to 10, and that the composite material does not have any connecting elements such as seams, bolts or others
Krafteinleitungselemente aufweist.  Having force introduction elements.
12. Composite-Material gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass 12. Composite material according to claim 1 1, characterized in that
dieses keine Klebschicht zwischen Schaumkern und Deckschichten aufweist.  this has no adhesive layer between the foam core and cover layers.
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