WO2016150550A1 - Cfk-prozess - Google Patents

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WO2016150550A1
WO2016150550A1 PCT/EP2016/000395 EP2016000395W WO2016150550A1 WO 2016150550 A1 WO2016150550 A1 WO 2016150550A1 EP 2016000395 W EP2016000395 W EP 2016000395W WO 2016150550 A1 WO2016150550 A1 WO 2016150550A1
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mold
curing
fiber
light
molding
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Daniel Sluka
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Eisenmann SE
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Eisenmann SE
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Publication date
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    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
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    • B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
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    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0827—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a fiber-plastic composite by means of a mold and a mold for producing a fiber-plastic erbunds.
  • fiber-plastic composites such as glass fiber reinforced plastic (GRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP)
  • GRP glass fiber reinforced plastic
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • One such method is wet-pressing, in which liquid reaction resin compounds and reinforcing fibers are processed in two-part molds. Most of the molds are closed by means of a hydraulic press. During the closing process, the resin charge is distributed over the mold space and wets the reinforcing fiber. The molding cures in the mold and can then be removed from the mold.
  • RTM resin injection process
  • Hot pressing used This refers to the processing at temperatures above 120 ° C under pressure, preferably in steel tools.
  • An exemplary processing cycle in wet pressing is as follows: First, a release agent is applied to the surface of mold top and bottom. Reinforcing fiber blanks are laid according to the shape contour. The reaction resin batch is mixed with the reactants and poured into the mold. The press is closed and it is waited until the pressed parts are cured in the closed mold. Thereafter, the press is opened and the pressed part is removed from the mold.
  • a disadvantage of this method is the long process time, which is largely determined by the waiting time until curing in the mold.
  • the hot pressing represents a further development in this respect. By heating the tools and thus also the moldings, the cycle can be significantly accelerated. In this case, correspondingly thermally curable resins are used. The disadvantage here is that a high energy consumption is required for the thermal curing of the molded parts. At the same time, thermal curing also represents a factor determining the duration of the process cycle.
  • the method according to the invention comprises the following steps: introducing a UV-curable first material and together or separately in time a second material into the mold; Exposing the first material; and demolding the molding.
  • First and second materials may 'be introduced into two temporally separated steps.
  • first the first material and then the second material or, conversely, first the second material and then the first material can be introduced into the mold.
  • the first material and the second Material are combined before introduction with each other and introduced together in the mold.
  • the first material can form an outer surface of the second material and support or stabilize the uncured second material.
  • exposing the first material may initiate a cure of the UV-curable first material and fix the shape of the first material as molded through the mold.
  • the second material may comprise a molding material such as a resin and / or fibers.
  • the second material may therefore comprise only one molding material, only fibers or both components together.
  • the step of introducing the second material may thus comprise separately applying fibers and the second material covering the fibers.
  • fiber and fiber sheath can already be prepared and optionally already combined and applied in a single step.
  • the second material may be, for example, a thermosetting resin. But it can also be other thermally curable plastics.
  • the steps of introducing the first material and the second material may be simultaneous or sequential.
  • the first material may be introduced into the mold before the second material.
  • the first material may be introduced after the second material. This can be realized, for example, after the introduction of the second material by means of an injection of the first material between the second material and the inner mold surface.
  • the UV stabilization step significantly shortens the shape stabilization phase from thermal or reaction hardening.
  • the second material after being removed, is stabilized by the first material, but has not yet hardened. It can thus be combined, for example, with other moldings - for example joined - and cured at a later stage of the process together with the combined moldings.
  • a subsequent process step can be used, which provides a suitable for the curing of the molding temperature control. It must Thus, the molding are not heated separately for the curing process, but it can be shared in a subsequent process step anyway existing temperature cycle. This allows a particularly energy-saving production of a fiber-plastic composite molding.
  • the step of introducing the UV-curable first material comprises applying the first material as a layer.
  • the demolded molded part thus has a molding of the at least partially surrounding layer of the first material, which gives the entire molded part Sta ⁇ biltician.
  • the mold contour predetermined by the mold is uniformly transferred to the molded part.
  • a preferred embodiment of the method provides that the step of exposing comprises an irradiation of the light into the mold, in particular with UV light.
  • the first material can thus be exposed even when the first material is covered with the second material.
  • a through-blasting of the mold may be provided.
  • light sources or Lichtwellenlei ⁇ ter may be provided within the form.
  • the exposure of the first material preferably leads to hardening, in particular to complete curing of the first material.
  • the step of introducing the second material comprises compressing, in particular pressing, the second material.
  • the second material is nestled against the shape contour of the mold.
  • an optional introduction of the first material during the compression or pressing process can take place.
  • curing of the second material is carried out.
  • curing can For example, be carried out by means of a temperature increase of the molding.
  • a subsequent, occurring in any case during further processing of the molding Temperianss Republic can be used.
  • This can be, for example, a drying process of a coating applied to the molded part, such as a paint finish.
  • the inventive mold for producing a plastic composite molding, in particular a fiber-plastic composite molding is according to the invention transparent to light radiation that a material in the mold is curable by injecting light into the mold.
  • the accessibility of the material in the mold can be provided, for example, from the outside by means of irradiation of the mold or by means of light sources or optical waveguides located in the mold.
  • the material may comprise a first and a second material.
  • the first material may be curable by means of light and the second material may be thermally curable.
  • a manufacturing cycle by means of this mold is significantly simplified in comparison to a known thermal curing, since the thermal curing can be done here, for example, without form in a continuous furnace.
  • the light is preferably UV radiation.
  • curing for example by means of crosslinking of the first material, can take place within a short time.
  • the mold is advantageously at least partially made of glass, in particular of quartz glass.
  • This design provides the necessary stability for the manufacturing process.
  • the material glass can easily be irradiated by means of UV radiation.
  • the mold has an upper part and a lower part. Both the upper part and the lower part and also only either the upper or the lower part can be acted upon by the UV-curable material.
  • the two-part design allows, for example, a pressing of the upper part and lower part together and thus an exact shaping before the hardening process.
  • FIG. 1 shows a flow chart of a first method according to the invention for producing a fiber-plastic composite molding
  • the process according to the invention for producing a fiber-plastic composite molding shown in FIG. 1 provides, in a first step, for applying a mold with a UV varnish (S1).
  • the UV varnish may be a UV-curable resin.
  • the UV varnish is applied as a layer on the mold.
  • the fiber parts intended for the mold such as mats and a thermosetting resin, are laminated into the mold (S2).
  • the lamination process can be a hand lamination. An automated laminating process may also be provided.
  • the mold After lamination, the mold is closed (S3).
  • the closed mold is irradiated with UV light (S4).
  • UV irradiation the UV varnish that is in the mold hardens.
  • the shape is designed so that UV light can be irradiated onto the UV varnish.
  • UV curing the molded part in the mold is removed from the mold (S5).
  • the molded part Due to the curing of the UV varnish, the molded part now has a certain stability which enables handling and in particular further processing.
  • the molding is placed in a painting station (S6) and painted there (S7). After painting, the paint must be cured.
  • the painted molding in a dryer spent (S8).
  • S9 a tempering process is provided.
  • both the paint and the thermosetting resin material constituting the fiber composite resin are cured.
  • both the coating is cured and the final stability of the molded part is reached.
  • a fiber material such as a carbon mat
  • a resin S20
  • S20 may be, for example, commercially available pre-pregs.
  • a mold is treated with a UV varnish, preferably coated (S21).
  • the carbon mat with resin is in the
  • the mold is closed (S23) and irradiated with UV light (S24).
  • the first molded part thus produced is demoulded (S25).
  • a second molded part is produced.
  • Both moldings are joined together (S27).
  • the drying process (S28, S29) is also omitted become.
  • the joined parts are painted (S30) and painted (S31).
  • the joined and lacquered molded parts are placed in a dryer (S32) and both dried in the dryer and finally cured (S33). After removing the joined, painted and hardened parts from the dryer (S34), they can be transferred for further processing (S35).
  • FIGS. 3 a and 3 b show an embodiment according to the invention of a mold 10 for producing a fiber-plastic composite molded part 100.
  • the mold is open, shown closed in FIG. 3 b.
  • the mold 10 has an upper mold part 12 and a lower mold part 14.
  • the upper mold part 12 is formed as a male mold, while the lower mold part 14 is formed as a die. But there are also other shapes possible.
  • the molding section 16 is made of quartz glass in the present embodiment and embedded in the mold bottom 14. Other materials than quartz glass are possible, as long as they have the required dimensional stability and radiopacity. Alternatively, the entire lower mold part 14 or additionally also the upper mold part 16 can be made radiographable.
  • Both the upper mold part 12 and the lower mold part 14 have edges 18, 20 which define the mold interior in the closed state of the mold 10 (FIG. 3b).
  • a carbon fiber resin semifinished product 102 is inserted into the mold 10.
  • the semifinished product 102 has a carbon fiber mat 110, which is coated with a resin 112.
  • a UV lacquer layer 114 is provided between the semifinished product 102 and the lower mold part 14. This was applied before placing and laminating the semifinished product 102.
  • the mold top 12 and mold bottom 14 define the final shape of the mold 100.
  • the UV varnish 114 is exposed via the quartz glass mold section 16.
  • the exposure can take place via light sources present in the quartz glass or in the lower mold part 14 or via a feed by means of optical waveguides from the outside.
  • a pressure on the semifinished product 102 can be exercised.
  • the resin 112 may be a thermosetting resin.
  • the compaction of the resin 112 and the carbon fiber mat 110 is carried out as homogeneous during the pressing operation ⁇ that the resin 112 is not mixed or with the UV varnish layer 114 the layer thickness of the UV-paint layer is impaired 114th
  • curing of the UV varnish 114 takes place without shrinkage within a few seconds.
  • the upper mold part 12 may also be coated with a lacquer layer 114.
  • the shape of the contour shape may be such as madestal- tet that both paint layers come upon closing of the upper mold part 12 and mold part 14 and 114 in contact combine MITEI ⁇ Nander.
  • both UV lacquer layers 114 are cured together.
  • the resin 112 with the carbon fiber mat 110 is thus surrounded by hardened UV lacquer layers 114 and, as it were, enclosed by them.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faser-Kunststoffverbund-Formteils (100) mittels einer Form (10), mit den Schritten eines Einbringens eines UV-härtbaren ersten Materials (114) und gemeinsam oder zeitlich nacheinander eines zweiten Materials (112) in die Form (10), eines Belichtens des ersten Materials (114) und eines Entformen des Formteils (100). Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Form (10) zur Herstellung eines Kunststoffverbund-Formteils (100), insbesondere eines Faser-Kunststoffverbund-Formteils, wobei die Form (10) so für Lichtstrahlung transparent ist, dass ein in der Form befindliches Material (114) mittels Einstrahlen von Licht in die Form härtbar ist.

Description

CFK-Prozess
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faser- Kunststoffverbunds mittels einer Form sowie eine Form zur Herstellung eines Faser-Kunststoff erbunds . Für die Herstellung von Faser-Kunststoffverbunden wie beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) sind verschiedene Verfahren bekannt.
Ein solches Verfahren ist das Nasspressen, bei dem flüssige Reaktionsharzmassen und Verstärkungsfasern in zweiteiligen Formen verar- beitet werden. Meist werden die Formen mittels einer hydraulischen Presse geschlossen. Während des Schließvorganges verteilt sich die Harzcharge über den Formenraum und benetzt die Verstärkungsfaser. Das Formteil härtet in der Form aus und kann danach entformt werden.
Des Weiteren hat sich für die Herstellung von Faserverbundkunststof- fen das Harzinjektionsverfahren (RTM) etablieren können. Dieses Verfahren beruht auf der Verwendung von trockenen Faserhalbzeugen, die über ein im Werkzeug anliegendes Druckgefälle imprägniert werden. Das RTM-Verfahren wird insbesondere für die Herstellung flächiger Bauteile in kleinen bis mittleren Serien eingesetzt. Bei einem Einsatz von SMC-Halbzeugen wird oftmals das sogenannte
Heißpressen verwendet. Hierunter versteht man die Verarbeitung bei Temperaturen über 120 °C unter Druck, vorzugsweise in Stahlwerkzeugen.
Ein beispielhafter Verarbeitungszyklus beim Nasspressen sieht fol- gendermaßen aus: Zunächst wird ein Trennmittel auf die Oberfläche von Formenober- und -unterteil aufgetragen. Es werden Verstärkungsfaser-Zuschnitte entsprechend der Formenkontur eingelegt. Der Reaktionsharzansatz wird mit den Reaktionsmitteln gemischt und in die Form eingegossen. Die Presse wird geschlossen und es wird gewartet, bis die Pressteile in der geschlossenen Form ausgehärtet sind. Danach wird die Presse geöffnet und das Pressteil wird entformt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die lange Verfahrensdauer, die maßgeblich durch die Wartezeit bis zum Aushärten in der Form bestimmt ist . Das Heißpressen stellt eine Weiterentwicklung in dieser Hinsicht dar. Durch das Aufheizen der Werkzeuge und damit auch der Formteile kann der Verfahrens zyklus deutlich beschleunigt werden. Hierbei kommen dann entsprechend thermisch aushärtbare Harze zum Einsatz. Nach- teilig hierbei ist, dass für das thermische Aushärten der Formteile ein hoher Energieaufwand erforderlich ist. Gleichzeitig stellt auch das thermische Aushärten ein die Dauer des Verfahrenszyklus maßgeblich bestimmenden Faktor dar.
Das gleiche gilt bei dem genannten Injektionsverfahren. Auch hier muss nach dem Injizieren die Aushärtung der Formteile abgewartet werden .
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Faser-Kunststoffverbund-Formteils mittels einer Form sowie eine Form zur Herstellung eines Faser-Kunststoffverbünd-Formteils anzuge- ben, die eine Verkürzung des Verarbeitungs zyklus bei der Herstellung von Faser-Kunststoffverbunden oder/und einen geringeren Energieeinsatz ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Aufgabe wird außerdem durch eine Form gemäß dem unabhängigen Anspruch 7 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den entsprechenden abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Einbringen eines UV-härtbaren ersten Materials und gemeinsam oder zeitlich getrennt eines zweiten Materials in die Form; Belichten des ersten Materials; und Entformen des Formteils.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, neben dem das eigentliche Formteil bildenden zweiten Material ein UV-härtbares erstes Material in die Form einzubringen. Erstes und zweites Material können' in zwei zeitlich separierten Schritten eingebracht werden. Hier können erst das erste Material und dann das zweite Material oder umgekehrt erst das zweite Material und dann das erste Material in die Form eingebracht werden. Alternativ können das erste Material und das zweite Material vor dem Einbringen miteinander kombiniert werden und gemeinsam in die Form eingebracht werden. Das erste Material kann nach dem Entformen eine äußere Oberfläche des zweiten Materials bilden und das noch nicht ausgehärtete zweite Material stützen bzw. stabi- lisieren. Das Belichten des ersten Materials kann beispielsweise eine Aushärtung des UV-härtbaren ersten Materials auslösen und fixiert die Gestalt des ersten Materials gemäß der Formgebung durch die Form. Das zweite Material kann ein Formmaterial wie etwa ein Harz oder/und Fasern aufweisen. Das zweite Material kann also nur ein Formmaterial , nur Fasern oder beide Komponenten gemeinsam umfassen. Der Schritt des Einbringens des zweiten Materials kann somit ein getrenntes Aufbringen von Fasern und des die Fasern ummantelnden zweiten Materials umfassen. Alternativ können Faser und Faserumman- telung bereits vorbereitet und gegebenenfalls bereits kombiniert sein und in einem einzigen Schritt aufgebracht werden. Das zweite Material kann beispielsweise ein thermisch aushärtbares Harz sein. Es kann sich aber auch um andere thermisch härtbare Kunststoffe handeln. Die Schritte des Einbringens des ersten Materials und des zweiten Materials können gleichzeitig oder nacheinander erfolgen. Beispielsweise kann das erste Material vor dem zweiten Material in die Form eingebracht werden. Alternativ kann das erste Material nach dem zweiten Material eingebracht werden. Dies kann beispielsweise nach dem Einbringen des zweiten Materials mittels eines Einspritzens des ersten Materials zwischen das zweite Material und die innere Formoberfläche realisiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt mehrere Vorteile. Zum einen wird durch den Schritt des UV-Aushärtens die Formstabilisierungsphase gegenüber einem thermischen oder einem Reaktionshärten deutlich verkürzt. Gleichzeitig ist das zweite Material nach dem Entfor- men zwar durch das erste Material stabilisiert, aber noch nicht ausgehärtet. Es kann somit beispielsweise mit anderen Formteilen kombiniert - beispielsweise gefügt - und erst in einem späteren Verfahrensstadium zusammen mit den kombinierten Formteilen ausgehärtet werden. Schließlich kann für ein thermisches Aushärten des Formteils ein nachfolgender Prozessschritt verwendet werden, der eine für die Aushärtung des Formteils geeignete Temperierung vorsieht. Es muss somit das Formteil nicht separat für den Aushärtevorgang erhitzt werden, sondern es kann ein in einem nachfolgenden Prozessschritt ohnehin vorhandener Temperaturzyklus mitgenutzt werden. Dies erlaubt eine besonders energiesparende Herstellung eines Faser-Kunststoff- verbund-Formteils .
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Schritt des Einbringens des UV-härtbaren ersten Materials ein Aufbringen des ersten Materials als Schicht umfasst. Das entformte Formteil weist somit eine das Formteil zumindest teilweise umgebende Schicht aus dem ersten Material auf, die dem gesamten Formteil Sta¬ bilität verleiht. Gleichzeitig wird durch das Aufbringen einer Schicht die durch die Form vorgegebene Formkontur gleichmäßig auf das Formteil übertragen.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Schritt des Belichtens ein Einstrahlen des Lichts in die Form, insbesondere mit UV-Licht, umfasst. Mittels des Einstrahlens von Licht in die Form kann somit auch bei einem Überdecken des ersten Materials mit dem zweiten Material das erste Material belichtet werden. Auch bei einer Form, die beispielsweise zweiteilig ist und nach dem Einbringen des zweiten Materials geschlossen wird oder bei einer Injektionsform kann das erste Material belichtet werden. Bei einer Ausführungsform kann ein Durchstrahlen der Form vorgesehen sein. Alternativ können innerhalb der Form Lichtquellen oder Lichtwellenlei¬ ter vorgesehen sein. Bevorzugt führt das Belichten des. ersten Mate- rials zu einem Härten, insbesondere zu einem vollständigen Aushärten des ersten Materials.
Bevorzugt umfasst der Schritt des Einbringens des zweiten Materials ein Verdichten, insbesondere ein Pressen, des zweiten Materials. Bei dem Verdichtungs- oder Pressvorgang wird das zweite Material an die Formenkontur der Form angeschmiegt. Gleichzeitig kann optional ein Einbringen des ersten Materials während des Verdichtungs- oder Pressvorgangs erfolgen.
Vorzugsweise wird nach dem Entformen ein Aushärten des zweiten Materials durchgeführt. Wie bereits erläutert kann das Aushärten bei- spielsweise mittels einer Temperaturerhöhung des Formteils durchgeführt werden. Dabei kann ein nachfolgender, ohnehin bei der Weiterverarbeitung des Formteils auftretender, Temperierungsschritt verwendet werden. Dies kann beispielsweise ein Trocknungsvorgang einer auf das Formteil aufgebrachten Beschichtung wie etwa eine Lackierung sein.
Die erfindungsgemäße Form zur Herstellung eines Kunststoffverbund- Formteils, insbesondere eines Faser-Kunststoffverbünd-Formteils ist erfindungsgemäß so für Lichtstrahlung transparent, dass ein in der Form befindliches Material mittels Einstrahlen von Licht in die Form härtbar ist. Die Zugänglichkeit des in der Form befindlichen Materials kann beispielsweise von außen mittels Durchstrahlen der Form o- der mittels in der Form befindlicher Lichtquellen oder Lichtwellenleiter vorgesehen sein. Dies ermöglicht es, ein Material in die Form einzubringen, das Material die innere Gestalt der Form annehmen zu lassen und dann auszuhärten. Dabei kann das Material ein erstes und ein zweites Material umfassen. Beispielsweise kann das erste Material mittels Licht härtbar sein und das zweite Material thermisch härtbar sein. Ein Herstellungs zyklus mittels dieser Form ist im Ver- gleich zu einem bekanntem thermischen Aushärten deutlich vereinfacht, da das thermische Aushärten hier beispielsweise ohne Form in einem Durchlaufofen erfolgen kann.
Bevorzugt ist das Licht UV-Strahlung. Mittels UV-Härtung kann ein Aushärten beispielsweise mittels Vernetzen des ersten Materials in- nerhalb kurzer Zeit stattfinden.
Vorteilhaft ist die Form zumindest teilweise aus Glas, insbesondere aus Quarzglas. Diese Ausführung bietet die notwendige Stabilität für den Herstellungsprozess . Gleichzeitig ist das Materialglas problemlos mittels UV-Strahlung durchstrahlbar. Es kann von Vorteil sein, wenn die Form einen oberen Teil und einen unteren Teil aufweist. Es können sowohl der obere Teil und der untere Teil als auch nur entweder der obere oder der untere Teil mit dem UV-härtbaren Material beaufschlagbar sein. Die zweiteilige Ausführung erlaubt beispielsweise ein Verpressen von oberem Teil und unterem Teil miteinander und somit eine exakte Formgebung vor dem Härteprozesses .
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein Ablaufschema eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Faser-Kunststoffverbund- Formteils;
Figur 2 ein Ablaufschema eines weiteren erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens zur Herstellung eines Faser-Kunststoffverbund- Formteils; und
Figuren 3a, b eine Ausführungsform einer Form zur Herstellung eines
Kunststoffverbund-Formteils .
Das in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Faser-Kunststoffverbund-Formteils sieht in einem ersten Schritt ein Beaufschlagen einer Form mit einem UV-Lack vor (Sl) . Bei dem UV-Lack kann es sich um ein UV-härtbares Harz handeln. Vorzugsweise wird der UV-Lack als Schicht auf die Form aufgetragen. In einem weiteren Schritt werden die für die Form vorgesehenen Faserteile wie etwa Matten und ein thermisch aushärtbares Harz in die Form la- miniert (S2) . Bei dem Laminiervorgang kann es sich um ein Handlami- nieren handeln. Es kann auch ein automatisierter Laminiervorgang vorgesehen sein.
Nach dem Laminieren wird die Form geschlossen (S3) . Die geschlossene Form wird mit UV-Licht bestrahlt (S4) . Durch die UV-Bestrahlung här- tet der in der Form befindliche UV-Lack aus. Zu diesem Zweck ist die Form so ausgelegt, dass UV-Licht auf den UV-Lack einstrahlbar ist. Nach dem UV-Härten wird das in der Form befindliche Formteil entformt (S5) .
Aufgrund der Aushärtung des UV-Lacks hat das Formteil nun eine ge- wisse Stabilität, die eine Handhabung und insbesondere eine Weiterverarbeitung ermöglicht. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Formteil in eine Lackierstation verbracht (S6) und dort lackiert (S7) . Nach dem Lackiervorgang muss die Lackierung ausgehärtet werden. Zu diesem Zweck wird das lackierte Formteil in einen Trockner verbracht (S8). Zur Aushärtung des Lacks ist ein Temperiervorgang vorgesehen. Es wird somit während der Trocknung des Formteils (S9) sowohl die Lackierung als auch das thermisch aushärtende Harzmaterial, das den Faser-Verbund-Kunststoff bildet, ausgehärtet. Nach der Entnahme des ausgehärteten Formteils aus dem Trockner (S10) ist sowohl die Lackierung ausgehärtet als auch die Endstabilität des Formteils erreicht.
Im Unterschied zu einem herkömmlichen Formgebungsprozess können die eigentlich notwendigen zwei Aufheizvorgänge - ein Aufheizvorgang für ein Aushärten des das Fasermaterial umgebenden Harzes und ein weiterer Aufheizvorgang für die Trocknung einer Lackierung - zu einem einzigen Aufheizvorgang kombiniert werden. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung der aufgewendeten Energie. Gleichzeitig reduziert die schnelle „vorläufige" Formgebung die Zykluszeit. Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens und weist folgende Schritte auf: Ein Fasermaterial, beispielsweise eine Carbonmatte, wird mit einem Harz beaufschlagt (S20) . Hierbei kann es sich beispielsweise um handelsübliche Pre- pregs handeln. Eine Form wird mit einem UV-Lack beaufschlagt, vor- zugsweise beschichtet (S21). Die Carbonmatte mit Harz wird in die
Form eingelegt (S22) . Die Reihenfolge dieser Schritte ist auch abänderbar dahingehend, dass zunächst eine Beschichtung der Form mit UV- Lack erfolgt, anschließend eine Carbonmatte in die Form eingelegt und mit einem Harz beaufschlagt wird. Die mögliche Vertauschbarkeit der genannten Prozessschritte gilt auch für das mit Bezugnahme auf die Figur 1 beschriebene Verfahren, insbesondre dort die Schritte Sl und S2.
Die Form wird geschlossen (S23) und mit UV-Licht bestrahlt (S24) . Das so hergestellte erste Formteil wird entformt (S25) . Mit der gleichen Form oder mit einer anderen Form wird ein zweites Formteil hergestellt. Beide Formteile werden miteinander gefügt (S27) . Je nach Art des Fügevorgangs kann es notwendig sein, die miteinander gefügten Teile in einen Trockner zu verbringen (S28) und durch einen Temperier-Vorgang ein Aushärten der Fügestellen zu erzielen (S29) . Alternativ kann auf den Trocknungsvorgang (S28, S29) auch verzichtet werden. Anschließend werden die gefügten Teile zum Lackieren verbracht (S30) und lackiert (S31) . Zur Aushärtung und Vernetzung der Lackierung werden die gefügten und lackierten Formteile in einen Trockner verbracht (S32) und in dem Trockner sowohl getrocknet als auch endgültig ausgehärtet (S33) . Nach der Entnahme der gefügten, lackierten und gehärteten Teile aus dem Trockner (S34) können diese zur Weiterverarbeitung verbracht werden (S35) .
Die Figuren 3a und 3b zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Form 10 zur Herstellung eines Faser-Kunststoffverbund-Form- teils 100. In Figur 3a ist die Form geöffnet, in Figur 3b geschlossen dargestellt. Die Form 10 weist ein Formoberteil 12 und ein Formunterteil 14 auf. Das Formoberteil 12 ist als Patritze ausgebildet, während das Formunterteil 14 als Matrize ausgebildet ist. Es sind aber auch andere Formgestaltungen möglich. In dem Formunterteil 14 ist ein für die eigentliche Formgebung vorgesehener Formabschnitt 16 vorgesehen. Der Formabschnitt 16 ist in der vorliegenden Ausführungsform aus einem Quarzglas hergestellt und in das Formunterteil 14 eingebettet. Es sind auch andere Materialien als Quarzglas möglich, solange sie die erforderliche Formstabilität und Durchstrahl- barkeit aufweisen. Alternativ können auch das ganze Formunterteil 14 oder zusätzlich auch das Formoberteil 16 durchstrahlbar ausgebildet sein. Sowohl das Formoberteil 12 als auch das Formunterteil 14 weisen Kanten 18, 20 auf, die im geschlossenen Zustand der Form 10 (Figur 3b) den Forminnenraum definieren. In Figur 3a ist in die Form 10 ein Carbonfaser-Harz-Halbzeug 102 eingelegt. Das Halbzeug 102 weist eine Carbonfasermatte 110 auf, die mit einem Harz 112 ummantelt ist. Zwischen dem Halbzeug 102 und dem Formunterteil 14 ist eine UV-Lackschicht 114 vorgesehen. Diese wurde vor dem Auflegen und Anlaminie- ren des Halbzeugs 102 aufgebracht. Mit dem Schließen der Form 10, was in der Figur 3b dargestellt ist, definieren Formoberteil 12 und Formunterteil 14 die Endform des Formteils 100. Nach dem Schließen der Form 10 erfolgt eine Belichtung des UV-Lacks 114 über den Formabschnitt 16 aus Quarzglas. Dabei kann die Belichtung über in dem Quarzglas oder in dem Formunterteil 14 vorhandene Lichtquellen oder über eine Zuführung mittels Lichtwellenleitern von außen stattfinden. Während des Schließvorgangs der Form 10 kann ein Druck auf das Halbzeug 102 ausgeübt werden. Das Harz 112 kann ein thermisch härtendes Harz sein. Die Verdichtung des Harzes 112 und der Carbonfasermatte 110 erfolgt während des Press¬ vorgangs so homogen, dass sich das Harz 112 nicht mit der UV-Lack- Schicht 114 vermischt oder die Schichtdicke der UV-Lack-Schicht 114 beeinträchtigt wird. Durch das Belichten erfolgt ein Aushärten des UV-Lacks 114 innerhalb weniger Sekunden schwundfrei.
Zusätzlich kann auch das Formoberteil 12 mit einer Lackschicht 114 beschichtet sein. Dabei kann die Formenkontur der Form so ausgestal- tet sein, dass bei einem Schließen von Formoberteil 12 und Formunterteil 14 beide Lackschichten 114 in Kontakt kommen und sich mitei¬ nander verbinden. Bei dem anschließenden Belichtungsvorgang werden beide UV-Lackschichten 114 miteinander ausgehärtet. Das Harz 112 mit der Carbonfasermatte 110 ist somit von ausgehärteten UV-Lackschich- ten 114 umgeben und gleichsam von diesen eingeschlossen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Faser-Kunststoffverbund-Formteils mittels einer Form, mit den Schritten:
Einbringen eines UV-härtbaren ersten Materials und gemeinsam oder getrennt eines zweiten Materials in die Form (S2)
Belichten des ersten Materials (S4) ; und
Entformen des Formteils (S5) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zweite Material ein Form- material oder/und Fasern aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Einbringens des UV-härtbaren ersten Materials (Sl) ein Einbringen des ersten Materials als Schicht umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Belichtens (S4) ein Einstrahlen des Lichts in die Form, insbesondere mit UV-Licht, oder/und ein Härten, insbesondere ein Aushärten, umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Einbringens des zweiten Materials (S2) ein Verdichten, insbesondere ein Pressen, des zweiten Materials umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Entformen ein Aushärten des zweiten Materials (S9) durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Aushärtens ein Temperieren des zweiten Materials (S9) , insbesondere ein Trocknen, umfasst .
8. Form (10) zur Herstellung eines Kunststoffverbund-Formteils (100) , insbesondere eines Faser-Kunststoffverbund-Formteils, wobei die Form (10) so für Lichtstrahlung transparent ist, dass ein in der Form (10) befindliches Material (102) mittels Einstrahlen von Licht in die Form härtbar ist.
9. Form nach Anspruch 8, wobei das Licht UV-Strahlung ist.
10. Form nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Form (10) zumindest teilweise aus Glas, insbesondere aus Quarzglas, ist.
11. Form nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Form einen oberen Teil (12) und einen unteren Teil (14) aufweist.
12. Form nach Anspruch 11, wobei der obere Teil (12) und der untere Teil (14) miteinander verpressbar sind.
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