WO2017129395A1 - Press for producing a component from a fibre-composite material - Google Patents

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WO2017129395A1
WO2017129395A1 PCT/EP2017/050414 EP2017050414W WO2017129395A1 WO 2017129395 A1 WO2017129395 A1 WO 2017129395A1 EP 2017050414 W EP2017050414 W EP 2017050414W WO 2017129395 A1 WO2017129395 A1 WO 2017129395A1
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WO
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press
membrane
mold
frame
component
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/050414
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German (de)
French (fr)
Inventor
Reinhold Drees
Michael Schoeler
Original Assignee
Siempelkamp Maschinen- Und Anlagenbau Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B5/00—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups
    • B30B5/02—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups wherein the pressing means is in the form of a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • 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
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/04—Frames; Guides
    • B30B15/042—Prestressed frames

Definitions

  • the invention relates to a press for producing a (three-dimensional) component from a fiber composite material by forming at least one (two-dimensional) thermoplastic semifinished product, for. B. organic sheet. Moreover, the invention relates to a method for producing a component and a component produced by this method.
  • Organic sheet means in the context of the invention a plate-shaped (consolidated) semi-finished product, which consists of fibers which are embedded in a matrix of thermoplastic material.
  • the fibers can be in the form of continuous fibers or long fibers, for example in the form of a fiber fabric or fiber fabric.
  • the fibers may be, for example, carbon fibers, glass fibers or aramid fibers.
  • Such organo sheets are used as fiber composites for the production of components (eg lightweight construction) for aerospace engineering (eg aircraft construction) and for vehicle technology (eg in the automotive industry). Due to the thermoplastic fiber matrix, such organic sheets can be shaped similarly to metal sheets (warm), so that methods of sheet metal processing are used in practice in the processing of organic sheets or in the production of components from such sheets.
  • DE 10 201 1 1 15 730 A1 describes a method for forming thermoplastic semi-finished fiber sheets with oriented fibers to three-dimensionally shaped thermoplastic semi-finished products with defined degrees of orientation, wherein the trained as an organic sheet Faser Halb- zeugplatte by a heating device to a temperature below a softening temperature of Thermoplastics is heated, wherein the semi-finished fiber plate is positioned on a mold module, the
  • DE 10 2013 105 080 A1 DE 10 201 1 1 1 1 1 233 A1 and DE 10 201 1 1 1 1 232 A1.
  • DE 198 59 798 C1 describes the production of shaped bodies from fiber composite materials by the so-called prepreg method.
  • thin layers of fibers embedded in partially cured resin are laminated until a preform of the molded article is formed.
  • this preform is cured under mechanical pressure with simultaneous action of a vacuum to remove air bubbles from the preform by heating. This is typically done in an autoclave in which the preform rests on a negative mold and is covered by a flexible membrane.
  • the flexible membrane is sealed against the negative mold.
  • a layer of fabric material which serves to receive excess resin and to form a vacuum zone, the so-called vacuum bag.
  • the area of the vacuum bag is connected to a vacuum source.
  • DE 198 59 798 C1 describes a process for the production of shaped bodies from fiber composite materials, which is based on an RTM process.
  • a fiber mat is applied and the fiber mat is covered with a flexible membrane.
  • the membrane is revolving around the fiber mat opposite the negative mold
  • DE 40 40 746 A1 describes a method for compacting a composite material body having a structure of uncompacted layer reinforcing fibers embedded in a matrix in a membrane press.
  • the invention has for its object to provide a press for the manufacture of (lightweight) components made of or with fiber composites, which is characterized by simple and stable construction and is preferably suitable for the production of large components.
  • the invention teaches a press for producing a component from a fiber composite material, which is designed as a membrane press, with
  • This press is inventively characterized in that the press frame as O-frame with upper horizontal leg and lower horizontal leg and at least two the press room laterally bounding and connecting the horizontal leg vertical legs is formed.
  • Such a membrane press with O-frame is characterized by a particularly stable structure, since the high pressing forces are properly absorbed by the closed press frame.
  • the press is particularly suitable for the production of large parts and in particular for the production of flat or molded parts.
  • a pressure bulkhead for a fuselage can be produced with the press according to the invention.
  • the press frame is designed as an O-frame in column construction.
  • the press frame has for this purpose at least two press columns as a vertical leg, wherein the upper horizontal leg and the lower horizontal leg are clamped with the interposition of the press columns preferably by means of tie rods against each other.
  • the two press columns on the one hand and the two horizontal legs on the other hand form a closed O-shape, within which the press room is formed.
  • a plurality of upper horizontal legs on the one hand and a plurality of lower horizontal legs on the other hand, and accordingly also a plurality of press columns may be provided, so that as several successively arranged frame, which are each formed by two press columns and the horizontal legs are arranged one behind the other. It can also be an upper horizontal leg and a lower horizontal leg connected to the side each with a plurality of press columns.
  • the press frame in frame construction has a plurality of closed press frame with vertical legs and horizontal legs.
  • Such press frame can z. B. be made of sheet steel blanks, wherein the individual press frames are then possibly clamped together by means of clamping elements to form a press frame.
  • the invention relates to a membrane press in the embodiment as an upper piston press.
  • the press cylinders are supported on the upper horizontal leg or on the upper horizontal legs and work on the movable press upper part, which consequently forms a running spar.
  • the press lower part is arranged as a press table fixed on the lower horizontal leg or on the lower horizontal legs and supported thereon.
  • the invention also includes pressing in the embodiment as a sub-piston press.
  • the press has a vacuum pump with which on one side of the membrane, z. B. on the bottom, a negative pressure is generated.
  • an overpressure pump may be provided, with which an overpressure can be generated on the other side of the membrane.
  • the press base z. B. the press table, heated. Consequently, a heating device is connected to the press lower part or the press lower part is formed with an integrated heating device.
  • the z. B. in the press base the z. B. may be formed as a heating plate, heating channels be integrated, which are traversed by a heating medium.
  • the press upper part is heated.
  • This can be a heated strut. Consequently, a heating device can also be connected to this spar, or a heating device is integrated.
  • the spar can also be designed as (upper) heating plate.
  • In the strut heating channels can be integrated, which are flowed through by a heating medium.
  • This pressure case can also be heated independently. It is also possible to heat the pressure case via the heatable strut. Also, the tool or the form itself can be heated. The shape of a heated base plate can be formed. Optionally, however, a heatable base plate can be arranged on the press table, on which then a (separate) tool or a separate mold is arranged.
  • the membrane is preferably designed as a silicone membrane or silicone film.
  • the membrane is attached to the press upper part and particularly preferably attached to the press case, z. B. elastically clamped in the pressure case or elastically biased.
  • the membrane is attached to the press base and can be tensioned via the mold.
  • components can be made of a fiber composite material by at least one semi-finished, z.
  • organo sheet is placed as a workpiece on or in or on the mold, wherein an elastically stretchable membrane is biased stretched over the mold with the interposition of the semifinished / organo sheet and wherein the semifinished / organo sheet is formed to form the component by the membrane the mold-facing side is subjected to a negative pressure and optionally on the side facing away from the mold with an overpressure, so that the semi-finished / organo-sheet forms on the mold.
  • Organoblechen can be produced in a membrane press, such organo sheets are available as (two-dimensional) plate-shaped consolidated semi-finished and can be excellently in the membrane press using pressure and heat to form three-dimensional structures that can be used for example in aircraft, vehicle or the like are.
  • organo sheets are available as (two-dimensional) plate-shaped consolidated semi-finished and can be excellently in the membrane press using pressure and heat to form three-dimensional structures that can be used for example in aircraft, vehicle or the like are.
  • - in contrast to conventional prepreg process - preferably not worked with only partially cured mats, but with consolidated semi-finished products in the form of organo sheets, so that no injection of liquid resins or the like takes place in the press.
  • an organo sheet is particularly preferably used as a prefabricated semifinished product, which consists of a plurality of organic sheet layers, which are folded together before being placed in the press and possibly joined together.
  • very stable components can be produced, which can also have a certain thickness or wall thickness.
  • Membrane press ensures proper ventilation of the workpiece, so that pores can be avoided or pores can be removed.
  • the components produced are characterized by very high surface quality and high stability.
  • the invention also encompasses the transformation of other thermoplastic semi-finished products.
  • several (non-consolidated) thermoplastic individual layers made of fiber composite material
  • thermoplastics for example polyetheretherketone (PEEK) or polyphenylene sulphide (PPS), are particularly preferably used as the thermoplastic material.
  • PEEK polyetheretherketone
  • PPS polyphenylene sulphide
  • PP polypropylene
  • PA polyamide
  • TPU polyurethane
  • thermoplastic semifinished product (possibly from several layers) is converted by means of such a membrane press to a workpiece by z. B. is stretched over a corresponding shape.
  • a pressure bulkhead for aircraft construction or for a fuselage can preferably be produced, wherein the pressure bulkhead according to the invention consists of a first shell and a second shell and a core arranged therebetween.
  • the invention proposes a method for producing a component from a fiber composite material by forming thermoplastic semi-finished products in a membrane press, wherein preferably a membrane press of the type described can be used.
  • a mold is arranged in the membrane press, being arranged as a workpiece on or in the form of a first semifinished product and a second semi-finished and between the semi-finished a dimensionally stable core, wherein an elastically stretchable membrane with the interposition of the workpiece clamped over the mold, z. B. is biased stretched and wherein the semi-finished products are formed with the interposition of the core and the formation of the component by the membrane is acted upon on the side facing the mold with a negative pressure.
  • an overpressure is additionally generated on the side facing away from the mold in order to support the forming process.
  • the first semifinished product and the second semifinished product can be formed in the manner already described as organo sheets or organic sheet layers or else as other (non-consolidated) semi-finished fiber products.
  • Way preferably produce components with outer shells and an inner core, wherein the core is formed in the course of production as a dimensionally stable structural core and the semi-finished as it were formed around the dimensionally stable core by working in the manner described with a membrane press.
  • the described method can be components for the aircraft construction, e.g. create a pressure bulkhead, in a particularly compact or flat design with very high stability.
  • a pressure bulkhead with a concave (flat) lenticular cross-section are made, which is characterized by flat design with high stability.
  • Particularly preferred is the fact that the production times in a membrane press in the manner described can be shortened very markedly compared to known production methods.
  • the forming time is less than ten minutes, preferably less than five minutes, more preferably less than one minute.
  • a mold is used in the membrane press, which is at least partially permeable to air.
  • a mold made of a porous material Preferably, a mold made of a porous light metal, particularly preferably made of porous aluminum or a porous aluminum alloy is used.
  • the invention is based on the knowledge that can be optimized by using such a form of manufacturing process, because it creates the opportunity to apply a full-surface vacuum over the entire forming surface.
  • the porous material is preferably an open-pore porous material, eg open-pore porous aluminum or an open-pore porous aluminum
  • a material is preferably used, which has a filter fineness of 5 ⁇ to 250 ⁇ , e.g. 30 ⁇ to 120 ⁇ and / or a pore size of 0.1 mm to 3 mm, e.g. 0.2 mm to 1, 5 mm.
  • Pore size means the (maximum) diameter of the pores.
  • Filter fineness means the (minimum) width of the (passage) openings between the pores of the open-pore structure.
  • the semifinished / organo sheet In the course of production, it is expedient to heat the semifinished / organo sheet before and / or after insertion into the press in order to optimize the forming process. It is expedient to heat the respective semi-finished / organo sheet to a temperature above the glass transition temperature. Depending on the material or organic sheet or depending on the thermoplastic material, it may be expedient to heat the organic sheet to a temperature of more than 200 ° C.
  • thermoplastic it is expedient to heat the mold or at least its surface facing the organic sheet before and / or during the forming.
  • the pressure medium with which the membrane is acted upon for example a compressed gas, is heated in order to optimize the heat input and to improve the hot working.
  • a negative pressure is applied to the side of the membrane facing the mold, but the opposite side of the membrane is
  • an overpressure wherein particularly preferably an overpressure of at least 20 bar, for example at least 30 bar can be generated.
  • an overpressure particularly preferably an overpressure of at least 20 bar, for example at least 30 bar can be generated.
  • the highly elastic membrane is stretched over the mold.
  • it can be attached to the bottom of the press and clamped over the mold.
  • the membrane is preferably attached to the press upper part elastically biased and it can then be stretched in the course of closing the press over or against the mold.
  • membranes made of rubber can be used.
  • the invention recommends the use of a membrane made of a highly elastic and at the same time temperature-resistant material, for example silicone or silicone-based material.
  • silicone membranes which have an elongation at break of at least 500%, preferably at least 600%.
  • the membrane preferably has a thickness of at least 1 mm, more preferably at least 2 mm.
  • a prefabricated semifinished product made of a plurality of organic sheet layers or a multiplicity of organic sheet layers is particularly preferably used as organic sheet, which are combined before being placed in the press and possibly joined together. It is within the scope of the invention, the Organoblechlagen individually merge and
  • the organic sheet layers are previously bonded to each other (in a desired arrangement), for example by welding and / or gluing, in which case an intimate connection subsequently takes place in the course of forming in the membrane press.
  • a multiplicity of layers can be used, for example at least five layers, preferably at least ten layers.
  • more than twenty layers can be joined together to form an organic sheet.
  • a plurality of (non-consolidated) layers may be placed in the press, e.g. at least five layers, preferably at least ten layers.
  • the processing of individual layers has the advantage that they can slide freely against each other in the course of forming, so that in particular even complicated structures with possibly several undercuts can be made flawlessly.
  • these semifinished fiber products can each be formed as consolidated organic sheets or as non-consolidated semi-finished fiber products. Again, there is the possibility that each of these semi-finished fiber products in turn consists of several layers in the manner described.
  • the invention is also a component, for.
  • a pressure bulkhead prepared by a method of the type described. The invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one embodiment. Show it
  • FIG. 1 a membrane press in a simplified representation
  • FIG. 2 the object according to FIG. 1 in another functional position
  • FIG. 3 is a modified embodiment of the press according to Fig. 1,
  • FIG. 4 shows the press according to FIG. 3 in another functional position
  • FIG. 5 shows a forming process of a multilayer organic sheet in a first embodiment
  • FIG. 6 shows a forming process of a multilayer organic sheet in a second embodiment
  • FIG. 8 shows the press according to FIG. 7 in an end view, FIG.
  • FIG. 9 shows the press according to FIG. 7 in a side view and FIG. 10 shows a detail of the article according to FIG. 9 with the press closed.
  • a membrane press 1 for the production of a component made of a fiber composite material is shown.
  • a component made of a fiber composite material by forming a thermoplastic semifinished product, for. B. organo sheet 2 produced.
  • the membrane press 1 has a press lower part 3, which is designed as a press table, on which a mold 4 is arranged as a negative mold of the component to be produced.
  • the press 1 a press upper part 5, which has a sealable against the press base 3 hood-like pressure box 6.
  • the lower, on the press table settable circumferential end face 7 of the pressure box 6 is provided with a circumferential seal 8.
  • On the press upper part 5 acts a pressing cylinder 9, wherein in the embodiment of the piston 10 of the pressing cylinder 9 to the pressure box. 6
  • the membrane press 1 is equipped with an elastically extensible membrane 1 1, which is clamped on the mold 4.
  • a vacuum pump 12 is provided, which in the exemplary embodiment is connected to the press lower part 3.
  • a pressure pump 13 may be provided which in the embodiment z. B. is connected to the press upper part 5 and to the printing case 6. To transform an organic sheet 2, this organic sheet is placed on the mold 4 and the membrane 1 1 is stretched and biased with the interposition of the orange plate 2 on the mold 4.
  • the organo sheet is formed to form the component by the membrane 1 1 is acted upon on the side facing the mold 4 via the vacuum pump 12 with a negative pressure and optionally applied on the side facing away from the mold 4 with the pressure pump 13 with an overpressure, so that the organic sheet 2 forms to form the component to the mold 4.
  • the organic sheet 2 is heated prior to insertion into the press 1.
  • the mold 4 or at least its surface facing the organic sheet 2 is heated before and / or during the forming process.
  • a heater 14 is indicated in the figures. The heaters for heating the organic sheet and heating the mold are not shown.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of such a membrane press, in which the membrane 1 1 attached to the press base 3 and stretched over the mold 4.
  • Fig. 1 shows the press, after the organic sheet 2 is placed on the mold 4 and the membrane 1 1 was stretched over the mold 4 with intermediate circuit of the organic sheet 2.
  • the press upper part 5 was lowered after insertion of the organic sheet 2 and after stretching of the membrane 1 1 on the press base 3 and sealed.
  • the negative pressure can be generated with the vacuum pump 12 before and / or after lowering the press upper part.
  • the interior of the pressure box 6 is possibly subjected to the overpressure.
  • FIG. 3 and 4 show a modified embodiment of such a membrane press, in which the membrane is not attached to the press base 3, but on the press upper part 5, namely on the pressure box 6 and is resiliently biased (Fig. 3).
  • the pressure case 6 is lowered while the membrane with the interposition of the organic sheet 2 over the form stretched (Fig. 4).
  • the press has been closed, the negative pressure and, where appropriate, the overpressure are built up and thus the organo sheet 2 is reshaped and the component is produced.
  • the organo sheet 2 may consist of a plurality of individual organo sheet layers 2a, which are combined to form the organo sheet 2 and in the
  • the layers 2a can be matched in their geometry to one another such that the individual layers 2a shift in the course of forming with changing the edge geometry of the component against each other.
  • This option is shown in FIGS. 5 and 6.
  • the individual layers 2a are combined to form an organic sheet 2 with straight edges.
  • FIG. 6 shows an embodiment in which the individual layers 2 a of the organic sheet 2 are not flush over one another, but form oblique edges, so that in the course of forming a component with straight edges without bevels arises.
  • the invention will be explained in particular dimensions with reference to FIGS. 7 to 10.
  • the press frame 15 is designed as an O-frame and has a plurality of upper horizontal legs 16 and a plurality of lower horizontal legs 17 and vertically arranged vertical legs 18 which connect the horizontal legs 15, 16 with each other and which laterally delimit the press room. It is therefore a press frame 15 in a closed design, ie the press room is limited both the top and bottom and laterally of the respective components of the press frame.
  • Figs. 7 to 10 show an embodiment of the press frame in column construction, wherein the vertical legs 18 are formed by press columns.
  • the horizontal legs 16, 17 are braced against each other with the interposition of the press columns 18 by means of tie rods 19, wherein the tie rods 19 pass through the press columns 18.
  • Figs. 7 to 10 show an embodiment of such a membrane press in column construction as the top piston press.
  • the press upper part 5 is consequently designed as a running spar, to which the pressure box 6 is fastened.
  • the press lower part 3 is designed as a press table, so that this press table 3 spans the lower horizontal legs 17.
  • There are a plurality of pressing cylinders 9 are provided, which are fixed and supported on the upper horizontal legs 16 and which operate on the movable spar 5, in which z. B. the pistons 10 of the press cylinder 9 are connected to the press upper part and consequently the cross member.
  • a plurality of press cylinders 9, z. B. two press cylinders 9 are provided, so that the pressing cylinders are arranged in total in a matrix or in a grid of a plurality of rows, wherein two rows and two columns are provided in the embodiment.
  • the pressing cylinder 9 may be formed as a double-acting cylinder and be designed not only for applying the pressing force, but also for closing and opening the press. However, it is alternatively also within the scope of the invention that the pressing cylinders are designed as single-acting cylinder. In this case, optional retraction cylinders can be provided, which are not shown in the figures.
  • the membrane 1 1 is clamped in the pressure box 6.
  • the strut 5 is heated.
  • the cross member 5 is designed as a heating plate, in which a plurality of heating channels 20 are integrated, which are flowed through by a heating medium.
  • the press table 3 is heated.
  • the press table 3 is formed in the embodiment as a heating plate into which a plurality of
  • Heating channels 20 are integrated, which are also traversed by a heating medium.
  • the pressure box 6 may be heated, either by itself by a corresponding heater or passively on the heating plate.
  • the mold 4 is formed by a heatable base plate, which is arranged on the press table. 9 shows a functional position in which this base plate is introduced as a mold 4 in the press room.
  • a feeder 21 is provided, the z. B. has one or more rails over which the mold 4 or base plate can be introduced into the press room.
  • the illustrated press is z. B. suitable for the manufacture of a pressure bulkhead for an aircraft fuselage and trained.
  • the or the semi-finished products to be reshaped is / are not shown in FIGS. 7 to 9.
  • Fig. 10 which press upper part 5 and press base 3 shows in the closed state, the deformed pressure bulkhead D is however recognizable.
  • This pressure bulkhead is formed as lenticular.
  • a forming of a workpiece which is formed by a first semifinished fiber product, a second semifinished fiber product and a dimensionally stable core arranged between the semifinished fiber products, preferably takes place with a tool of the type shown in FIGS. 7 to 10.
  • the background is the idea that a component is to be produced, which has a first shell and a second shell and a core between them, so that the core is as it were enclosed by the two shells. It can be a pressure bulkhead for an aircraft.
  • Such a composite component can be produced according to the invention in a membrane press, preferably in one
  • the mold 4 is adapted to the lower contour of the component.
  • the upper contour is generated in the course of forming with the help of the membrane, which applies with the interposition of the upper semifinished product against the dimensionally stable structural core. It is within the scope of the invention that the extraction takes place at least partially through the mold 4, so that at least in some areas an air-permeable mold can be used.

Abstract

The invention relates to a press for producing a component from a fibre-composite material, which is designed as a membrane press, comprising a press frame (15), a press lower part (3), on which a mould (4) is arranged, a press upper part (5), which has a pressure chamber (6) that can be sealed with respect to the press lower part (3), one or more press cylinders (9), which act on the press upper part (5) and/or the pressure lower part (3), a membrane (11), which can be clamped over or against the mould (4), a vacuum pump (12), with which a negative pressure can be generated on one side of the membrane (11), for example on the underside. The press frame (15) is designed as an O-frame comprising an upper horizontal arm and a lower horizontal arm and at least two vertical arms which laterally delimit the press chamber and connect the horizontal arms.

Description

Presse zum Herstellen eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff  Press for producing a component from a fiber composite material
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft eine Presse zum Herstellen eines (dreidimensionalen) Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff durch Umformen zumindest eines (zweidimensionalen) thermoplastischen Halbzeugs, z. B. Organoblechs. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils und ein mit diesem Verfahren hergestelltes Bauteil. The invention relates to a press for producing a (three-dimensional) component from a fiber composite material by forming at least one (two-dimensional) thermoplastic semifinished product, for. B. organic sheet. Moreover, the invention relates to a method for producing a component and a component produced by this method.
Organoblech meint im Rahmen der Erfindung ein plattenförmiges (konsolidiertes) Halbzeug, welches aus Fasern besteht, die in eine Matrix aus thermoplastischem Kunststoff eingebettet sind. Die Fasern können als Endlosfasern oder Langfasern vorliegen, zum Beispiel in Form eines Fasergewebes oder Fasergeleges. Bei den Fasern kann es sich zum Beispiel um Kohlenstofffasern, Glasfasern oder Aramidfasern handeln. Solche Organobleche werden als Faserverbundwerkstoffe für die Herstellung von Bauteilen (z. B. Leichtbau) für die Luft- und Raumfahrttechnik (z. B. den Flugzeugbau) und für die Fahrzeugtechnik (z. B. im Automobilbau) eingesetzt. Durch die thermoplastische Fasermatrix lassen sich solche Organobleche ähnlich wie Metallbleche (warm) umformen, so dass in der Praxis bei der Verarbeitung von Organoblechen bzw. bei der Herstellung von Bauteilen aus solchen Organoblechen auf Methoden der Metallblechverarbeitung zurückgegriffen wird. Organic sheet means in the context of the invention a plate-shaped (consolidated) semi-finished product, which consists of fibers which are embedded in a matrix of thermoplastic material. The fibers can be in the form of continuous fibers or long fibers, for example in the form of a fiber fabric or fiber fabric. The fibers may be, for example, carbon fibers, glass fibers or aramid fibers. Such organo sheets are used as fiber composites for the production of components (eg lightweight construction) for aerospace engineering (eg aircraft construction) and for vehicle technology (eg in the automotive industry). Due to the thermoplastic fiber matrix, such organic sheets can be shaped similarly to metal sheets (warm), so that methods of sheet metal processing are used in practice in the processing of organic sheets or in the production of components from such sheets.
So beschreibt zum Beispiel die DE 10 201 1 1 15 730 A1 ein Verfahren zum Umformen von thermoplastischen Faserhalbzeugplatten mit orientierten Fasern zu dreidimensional geformten thermoplastischen Halbzeugen mit definierten Orientierungsgraden, wobei die als Organoblech ausgebildete Faserhalb- zeugplatte durch eine Heizvorrichtung auf eine Temperatur unterhalb einer Erweichungstemperatur des Thermoplasten erwärmt wird, wobei die Faserhalbzeugplatte auf einem Formmodul positioniert wird, das die For example, DE 10 201 1 1 15 730 A1 describes a method for forming thermoplastic semi-finished fiber sheets with oriented fibers to three-dimensionally shaped thermoplastic semi-finished products with defined degrees of orientation, wherein the trained as an organic sheet Faserhalb- zeugplatte by a heating device to a temperature below a softening temperature of Thermoplastics is heated, wherein the semi-finished fiber plate is positioned on a mold module, the
dreidimensionale Form abbildet. Anschließend wird ein Fluid in die Formkammer zugeführt und dadurch die erwärmte Faserhalbzeugplatte an das Formmodul angepresst und hierdurch zu dem dreidimensional geformten thermoplastischen Halbzeug umgeformt. three-dimensional shape maps. Subsequently, a fluid is supplied into the mold chamber and thereby pressed the heated semi-finished fiber plate to the mold module and thereby formed into the three-dimensionally shaped thermoplastic semi-finished product.
Weitere Verfahren zur Verarbeitung von Organoblechen bzw. von Bauteilen aus solchen Organoblechen werden zum Beispiel in der DE 10 2013 105 080 A1 , der DE 10 201 1 1 1 1 233 A1 und der DE 10 201 1 1 1 1 232 A1 beschrieben. Alternativ wird in der DE 198 59 798 C1 die Herstellung von Formkörpern aus Faserverbundwerkstoffen durch das sogenannte Prepreg-Verfahren beschrieben. Dabei werden dünne Lagen von in teilausgehärtetem Harz eingebetteten Fasern laminiert, bis eine Vorform des Formkörpers entstanden ist. Anschließend wird diese Vorform unter mechanischem Druck bei gleichzeitiger Einwirkung eines Vakuums zum Abziehen von Luftblasen aus der Vorform durch Erwärmen ausgehärtet. Dies geschieht typischerweise in einem Autoklaven, in dem die Vorform auf einer Negativform aufliegt und von einer flexiblen Membran abgedeckt wird. Die flexible Membran ist gegenüber der Negativform abgedichtet. Dabei ist zwischen der Vorform der Membran noch eine Schicht aus Gewebematerial angeordnet, die zum Aufnehmen von überschüssigem Harz und zur Ausbildung einer Vakuumzone, des sogenannten Vakuumsacks dient. Der Bereich des Vakuumsacks ist an einer Vakuumquelle angeschlossen. Davon ausgehend wird in der DE 198 59 798 C1 ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Faserverbundwerkstoffen beschrieben, das auf einem RTM-Verfahren aufbaut. Auf eine steife Negativform wird eine Fasermatte aufgebracht und die Fasermatte wird mit einer flexiblen Membran abgedeckt. Die Membran wird gegenüber der Negativform um die Fasermatte umlaufend Further processes for processing organo sheets or components made of such organo sheets are described, for example, in DE 10 2013 105 080 A1, DE 10 201 1 1 1 1 233 A1 and DE 10 201 1 1 1 1 232 A1. Alternatively, DE 198 59 798 C1 describes the production of shaped bodies from fiber composite materials by the so-called prepreg method. In this case, thin layers of fibers embedded in partially cured resin are laminated until a preform of the molded article is formed. Subsequently, this preform is cured under mechanical pressure with simultaneous action of a vacuum to remove air bubbles from the preform by heating. This is typically done in an autoclave in which the preform rests on a negative mold and is covered by a flexible membrane. The flexible membrane is sealed against the negative mold. In this case, between the preform of the membrane nor a layer of fabric material is arranged, which serves to receive excess resin and to form a vacuum zone, the so-called vacuum bag. The area of the vacuum bag is connected to a vacuum source. On this basis, DE 198 59 798 C1 describes a process for the production of shaped bodies from fiber composite materials, which is based on an RTM process. On a rigid negative mold, a fiber mat is applied and the fiber mat is covered with a flexible membrane. The membrane is revolving around the fiber mat opposite the negative mold
abgedichtet und der derart abgedichtete Zwischenraum zwischen der Negativform und der Membran wird evakuiert und auf der der Negativform abgekehrten Rückseite der Membran wird ein statischer Überdruck aufgebracht. Dann wird in den Zwischenraum zwischen der Negativform und der Membran eine Menge flüssigen Harzes mit einem Injektionsdruck injiziert, der größer ist als der Überdruck auf der Rückseite der Membran. Das Harz wird durch die beheizte Negativform unter Einwirkung des Überdrucks auf der Rückseite der Membran erwärmt und zumindest teilweise ausgehärtet. Der Überdruck auf der Rückseite der Membran wird dann abgelassen und der Formkörper mit der in das zumindest teilweise ausgehärtete Harz eingebetteten Fasermatte entformt. Die Negativform kann dabei kontinuierlich beheizt werden und die Membran kann auf ihrer Rückseite gekühlt werden. sealed and the thus sealed gap between the negative mold and the membrane is evacuated and on the back of the membrane facing away from the negative mold, a static pressure is applied. Then, in the space between the negative mold and the membrane, an amount of liquid resin having an injection pressure larger than the back pressure of the membrane is injected. The resin is heated by the heated negative mold under the influence of the overpressure on the back of the membrane and at least partially cured. The overpressure on the back of the membrane is then drained off and the molded body is removed from the mold with the fiber mat embedded in the at least partially cured resin. The negative mold can be heated continuously and the membrane can be cooled on its back.
Ähnliche Verfahren, bei denen mit einer Membranpresse gearbeitet und ein Harz in den Formraum injiziert wird, werden zum Beispiel in der EP 1 420 940 B1 oder der DE 694 09 618 T2 beschrieben. Similar processes in which a membrane press is used and a resin is injected into the mold space are described, for example, in EP 1 420 940 B1 or DE 694 09 618 T2.
Die DE 40 40 746 A1 beschreibt ein Verfahren zum Verdichten eines Verbundmaterialkörpers mit einer Struktur aus unverdichteten Schichten verstärkenden Fasern, die in eine Matrix eingebettet sind, in einer Membranpresse. DE 40 40 746 A1 describes a method for compacting a composite material body having a structure of uncompacted layer reinforcing fibers embedded in a matrix in a membrane press.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse zum Herstellen von (Leicht-)Bauteilen aus oder mit Faserverbundwerkstoffen zu schaffen, die sich durch einfache und stabile Bauweise auszeichnet und bevorzugt für die Herstellung großer Bauteile geeignet ist. The invention has for its object to provide a press for the manufacture of (lightweight) components made of or with fiber composites, which is characterized by simple and stable construction and is preferably suitable for the production of large components.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung eine Presse zum Herstellen eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff, welche als Membranpresse ausgebildet ist, mit To solve this problem, the invention teaches a press for producing a component from a fiber composite material, which is designed as a membrane press, with
- einem Pressengestell, a press frame,
- einem Pressenunterteil, an/auf dem eine Form angeordnet wird, a press base on which a mold is placed,
- einem Pressenoberteil, welches einen gegen das Pressenunterteil abdichtbaren Druckkoffer aufweist, a press upper part which has a press case which can be sealed against the press lower part,
- einem oder mehreren Presszylindern, die auf das Pressenoberteil und/oder das Pressenunterteil wirken, one or more pressing cylinders acting on the press upper part and / or the lower press part,
- einer Membran, welche über oder gegen die Form spannbar ist, a membrane which can be tensioned over or against the mold,
- einer Vakuumpumpe, mit der auf der einen Seite der Membran, z. B. auf der Unterseite, ein Unterdruck erzeugbar ist. - A vacuum pump, with the on one side of the membrane, z. B. on the bottom, a negative pressure can be generated.
Diese Presse ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das Pressengestell als O-Gestell mit oberem Horizontalschenkel und unterem Horizontalschenkel und zumindest zwei den Pressenraum seitlich begrenzenden und die Horizontalschenkel verbindenden Vertikalschenkeln ausgebildet ist. This press is inventively characterized in that the press frame as O-frame with upper horizontal leg and lower horizontal leg and at least two the press room laterally bounding and connecting the horizontal leg vertical legs is formed.
Eine solche Membranpresse mit O-Gestell zeichnet sich durch einen besonders stabilen Aufbau aus, da die hohen Presskräfte einwandfrei von dem geschlossenen Pressengestell aufgenommen werden. Die Presse eignet sich in besonderer Weise für die Herstellung großer Teile und insbesondere für die Herstellung flacher oder geformter Teile. Besonders bevorzugt lässt sich mit der erfindungsgemäßen Presse ein Druckschott für einen Flugzeugrumpf herstellen. Such a membrane press with O-frame is characterized by a particularly stable structure, since the high pressing forces are properly absorbed by the closed press frame. The press is particularly suitable for the production of large parts and in particular for the production of flat or molded parts. Particularly preferably, a pressure bulkhead for a fuselage can be produced with the press according to the invention.
Bevorzugt ist das Pressengestell als O-Gestell in Säulenbauweise ausgebildet. Das Pressengestell weist dazu zumindest zwei Pressensäulen als Vertikalschenkel auf, wobei der obere Horizontalschenkel und der untere Horizontalschenkel unter Zwischenschaltung der Pressensäulen vorzugsweise mittels Zugankern gegeneinander verspannt sind. Die beiden Pressensäulen einerseits und die beiden Horizontalschenkel andererseits bilden eine geschlossene O-Form, innerhalb derer der Pressenraum gebildet ist. Dabei können bevorzugt mehrere obere Horizontalschenkel einerseits und mehrere untere Horizontalschenkel andererseits und dementsprechend auch mehrere Pressensäulen vorgesehen sein, so dass gleichsam mehrere hintereinander angeordnete Rahmen, die jeweils von zwei Pressensäulen und den Horizontalschenkeln gebildet sind, hintereinander angeordnet sind. Es kann auch ein oberer Horizontalschenkel und ein unterer Horizontalschenkel mit seitlich jeweils mehreren Pressensäulen verbunden sein. Preferably, the press frame is designed as an O-frame in column construction. The press frame has for this purpose at least two press columns as a vertical leg, wherein the upper horizontal leg and the lower horizontal leg are clamped with the interposition of the press columns preferably by means of tie rods against each other. The two press columns on the one hand and the two horizontal legs on the other hand form a closed O-shape, within which the press room is formed. In this case, preferably a plurality of upper horizontal legs on the one hand and a plurality of lower horizontal legs on the other hand, and accordingly also a plurality of press columns may be provided, so that as several successively arranged frame, which are each formed by two press columns and the horizontal legs are arranged one behind the other. It can also be an upper horizontal leg and a lower horizontal leg connected to the side each with a plurality of press columns.
Alternativ liegt es im Rahmen der Erfindung, dass das Pressengestell in rahmenbauweise mehrere geschlossene Pressenrahmen mit jeweils Vertikalschenkeln und Horizontalschenkeln aufweist. Solche Pressenrahmen können z. B. aus Stahlblechzuschnitten hergestellt sein, wobei die einzelnen Pressen- rahmen dann ggf. mittels Spannelementen miteinander zu einem Pressenrahmen verspannt sind. Alternatively, it is within the scope of the invention that the press frame in frame construction has a plurality of closed press frame with vertical legs and horizontal legs. Such press frame can z. B. be made of sheet steel blanks, wherein the individual press frames are then possibly clamped together by means of clamping elements to form a press frame.
Bevorzugt betrifft die Erfindung eine Membranpresse in der Ausführungsform als Oberkolbenpresse. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass die Press- zylinder an dem oberen Horizontalschenkel bzw. an den oberen Horizontalschenkeln abgestützt sind und auf das bewegliche Pressenoberteil arbeiten, welches folglich einen Laufholm bildet. Das Pressenunterteil ist als Pressentisch ortsfest auf dem unteren Horizontalschenkel bzw. auf den unteren Horizontalschenkeln angeordnet und darauf abgestützt. Sofern mehrere Preferably, the invention relates to a membrane press in the embodiment as an upper piston press. This is characterized in that the press cylinders are supported on the upper horizontal leg or on the upper horizontal legs and work on the movable press upper part, which consequently forms a running spar. The press lower part is arranged as a press table fixed on the lower horizontal leg or on the lower horizontal legs and supported thereon. If several
einzelne Rahmen bzw. mehrere hintereinander angeordnete obere Horizontalschenkel vorgesehen sind, liegt es im Rahmen der Erfindung, dass an jedem Horizontalschenkel jeweils ein oder mehrere Presszylinder befestigt und abgestützt sind. Es kann folglich eine Matrix aus mehreren Presszylindern und folglich mit mehreren Reihen und Spalten von Presszylindern vorgesehen sein. individual frame or a plurality of successively arranged upper horizontal legs are provided, it is within the scope of the invention that in each case one or more pressing cylinders are attached and supported on each horizontal leg. As a result, a matrix of a plurality of pressing cylinders, and thus several rows and columns of pressing cylinders, can be provided.
Alternativ zu einer Ausführungsform einer Oberkolbenpresse umfasst die Erfindung aber auch Pressen in der Ausführungsform als Unterkolbenpresse. As an alternative to an embodiment of an upper piston press, however, the invention also includes pressing in the embodiment as a sub-piston press.
Es ist vorgesehen, dass die Presse eine Vakuumpumpe aufweist, mit der auf der einen Seite der Membran, z. B. auf der Unterseite, ein Unterdruck erzeugt wird. Optional kann (zusätzlich) eine Überdruckpumpe vorgesehen sein, mit der auf der anderen Seite der Membran ein Überdruck erzeugbar ist. It is envisaged that the press has a vacuum pump with which on one side of the membrane, z. B. on the bottom, a negative pressure is generated. Optionally, (additionally) an overpressure pump may be provided, with which an overpressure can be generated on the other side of the membrane.
Bevorzugt ist das Pressenunterteil, z. B. der Pressentisch, beheizbar. An das Pressenunterteil ist folglich eine Heizvorrichtung angeschlossen oder das Pressenunterteil ist mit einer integrierten Heizvorrichtung ausgebildet. So können z. B. in das Pressenunterteil, das z. B. als Heizplatte ausgebildet sein kann, Heizkanäle integriert sein, die von einem Heizmedium durchströmt werden. Preferably, the press base, z. B. the press table, heated. Consequently, a heating device is connected to the press lower part or the press lower part is formed with an integrated heating device. So z. B. in the press base, the z. B. may be formed as a heating plate, heating channels be integrated, which are traversed by a heating medium.
In weiterer Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, dass das Pressenoberteil beheizbar ist. Dabei kann es sich um einen beheizbaren Laufholm handeln. Auch an diesem Laufholm kann folglich eine Heizvorrichtung angeschlossen sein oder es ist eine Heizvorrichtung integriert. Der Laufholm kann ebenfalls als (obere) Heizplatte ausgebildet sein. In den Laufholm können Heizkanäle integriert sein, die von einem Heizmedium durchströmt werden. In a further embodiment, there is the possibility that the press upper part is heated. This can be a heated strut. Consequently, a heating device can also be connected to this spar, or a heating device is integrated. The spar can also be designed as (upper) heating plate. In the strut heating channels can be integrated, which are flowed through by a heating medium.
An dem Laufholm kann der Druckkoffer befestigt sein. Dieser Druckkoffer kann selbstständig ebenfalls beheizbar sein. Es besteht auch die Möglichkeit, den Druckkoffer über den beheizbaren Laufholm zu beheizen. Auch das Werkzeug bzw. die Form selbst kann beheizbar sein. Dabei kann die Form von einer beheizbaren Grundplatte gebildet werden. Optional kann aber auf dem Pressentisch auch eine beheizbare Grundplatte angeordnet sein, auf der dann ein (separates) Werkzeug bzw. eine separate Form angeordnet wird. Die Membran ist bevorzugt als Silikonmembran bzw. Silikonfolie ausgebildet. On the spar of the pressure case can be attached. This pressure case can also be heated independently. It is also possible to heat the pressure case via the heatable strut. Also, the tool or the form itself can be heated. The shape of a heated base plate can be formed. Optionally, however, a heatable base plate can be arranged on the press table, on which then a (separate) tool or a separate mold is arranged. The membrane is preferably designed as a silicone membrane or silicone film.
Bevorzugt ist die Membran an dem Pressenoberteil befestigt und besonders bevorzugt an dem Druckkoffer befestigt, z. B. elastisch in den Druckkoffer eingespannt bzw. elastisch vorgespannt. Es liegt jedoch auch grundsätzlich im Rahmen der Erfindung, dass die Membran an dem Pressenunterteil befestigt und über die Form spannbar ist. Preferably, the membrane is attached to the press upper part and particularly preferably attached to the press case, z. B. elastically clamped in the pressure case or elastically biased. However, it is also fundamentally within the scope of the invention that the membrane is attached to the press base and can be tensioned via the mold.
Mit einer solchen Presse lassen sich Bauteile aus einem Faserverbundwerkstoff herstellen, indem zumindest ein Halbzeug, z. B. Organoblech, als Werkstück an oder in oder auf die Form gelegt wird, wobei eine elastisch dehnbare Membran unter Zwischenschaltung des Halbzeugs/Organoblechs über die Form gedehnt vorgespannt wird und wobei das Halbzeugs/Organoblech unter Bildung des Bauteils umgeformt wird, indem die Membran auf der der Form zugewandten Seite mit einem Unterdruck und optional auf der der Form abgewandten Seite mit einem Überdruck beaufschlagt wird, so dass sich das Halbzeug/Organoblech an die Form anformt. With such a press, components can be made of a fiber composite material by at least one semi-finished, z. As organo sheet is placed as a workpiece on or in or on the mold, wherein an elastically stretchable membrane is biased stretched over the mold with the interposition of the semifinished / organo sheet and wherein the semifinished / organo sheet is formed to form the component by the membrane the mold-facing side is subjected to a negative pressure and optionally on the side facing away from the mold with an overpressure, so that the semi-finished / organo-sheet forms on the mold.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich dreidimensionale Faserverbundbauteile mit hoher Stabilität und hoher Genauigkeit wirtschaftlich aus z. B. Organoblechen in einer Membranpresse herstellen lassen, wobei solche Organobleche als (zweidimensionale) plattenförmige konsolidierte Halbzeuge zur Verfügung stehen und sich in der Membranpresse hervorragend unter Anwendung von Druck und Wärme zu dreidimensionalen Strukturen umformen lassen, die zum Beispiel im Flugzeugbau, Fahrzeugbau oder dergleichen einsetzbar sind. Dabei wird - im Gegensatz zu herkömmlichen Prepreg-Verfahren - bevorzugt nicht mit lediglich teilausgehärteten Matten, sondern mit konsolidierten Halbzeugen in Form von Organoblechen gearbeitet, so dass auch kein Injizieren flüssiger Harze oder dergleichen in die Presse erfolgt. Besonders bevorzugt wird dabei ein Organoblech als vorgefertigtes Halbzeug verwendet, das aus mehreren Organoblechlagen besteht, die vor dem Einlegen in die Presse zusammengelegt und gegebenenfalls miteinander verbunden werden. Auf diese Weise lassen sich sehr stabile Bauteile herstellen, die auch eine gewisse Dicke bzw. Wandstärke aufweisen können. Dennoch gelingt im Rahmen der Erfindung in der Membranpresse eine einwandfreie Umformung, da in die Presse eine (hoch-)elastisch dehnbare Membran eingespannt ist, welche unter Zwischenschaltung des Organoblechs elastisch gedehnt und über die Form gespannt wird. Durch das Anlegen von Unterdruck einerseits und Überdruck andererseits erfolgt dann eine einwandfreie Umformung, wobei sich die hochelastische Membran stark dehnt und einwandfrei an die gewünschte Kontur bzw. unter Zwischenschaltung des Organoblechs an die Kontur der Form anlegt. Durch das Anlegen von Unterdruck einerseits und (sehr hohem) Überdruck andererseits gelingt die Umformung konsolidierter Organobleche zu Bauteilen mit komplexer Struktur und kleinen Radien, so dass sich zum Beispiel auch U-förmige Profile mit und ohne Hinterschneidung einwandfrei herstellen lassen. Über hohe Drücke in der The invention is based on the recognition that three-dimensional fiber composite components with high stability and high accuracy economically from z. B. Organoblechen can be produced in a membrane press, such organo sheets are available as (two-dimensional) plate-shaped consolidated semi-finished and can be excellently in the membrane press using pressure and heat to form three-dimensional structures that can be used for example in aircraft, vehicle or the like are. In this case - in contrast to conventional prepreg process - preferably not worked with only partially cured mats, but with consolidated semi-finished products in the form of organo sheets, so that no injection of liquid resins or the like takes place in the press. In this case, an organo sheet is particularly preferably used as a prefabricated semifinished product, which consists of a plurality of organic sheet layers, which are folded together before being placed in the press and possibly joined together. In this way, very stable components can be produced, which can also have a certain thickness or wall thickness. Nevertheless, within the scope of the invention in the membrane press a perfect deformation, since in the press a (highly) elastically stretchable membrane is clamped, which is elastically stretched with the interposition of the organic sheet and stretched over the mold. By applying negative pressure on the one hand and overpressure on the other hand, then a perfect transformation, whereby the highly elastic membrane greatly stretches and properly applies to the desired contour or with the interposition of the organic sheet to the contour of the form. By applying negative pressure on the one hand and (very high) overpressure on the other hand, the transformation of consolidated organic sheets to components with complex structure and small radii, so that, for example, U-shaped profiles with and without undercut can be produced properly. Over high pressures in the
Membranpresse wird eine einwandfreie Entlüftung des Werkstücks gewährleistet, so dass Porenbildungen vermieden bzw. Poren entfernt werden können. Insgesamt zeichnen sich die hergestellten Bauteile durch sehr hohe Oberflächenqualität und hohe Stabilität aus. Die Erfindung umfasst aber auch die Umformung anderer thermoplastischer Halbzeuge. So können insbesondere auch mehrere (nicht konsolidierte) thermoplastische Einzellagen (aus Faserverbundwerkstoff) als Halbzeug in die Presse eingelegt und verarbeitet werden. Membrane press ensures proper ventilation of the workpiece, so that pores can be avoided or pores can be removed. Overall, the components produced are characterized by very high surface quality and high stability. However, the invention also encompasses the transformation of other thermoplastic semi-finished products. Thus, in particular, several (non-consolidated) thermoplastic individual layers (made of fiber composite material) can be inserted as a semi-finished product in the press and processed.
Insgesamt können zum Beispiel hochstabile, leichte Bauteile für den Flugzeugbau, zum Beispiel für Tragflächen bzw. Tragflächenteile hergestellt werden. Beispielsweise können Profile hergestellt werden, die als Bestandteil von Landeklappen zum Einsatz kommen können. Bevorzugt lässt ich z. B. ein Druckschott für ein Flugzeug herstellen. Bevorzugt werden Halbzeuge oder Organobleche eingesetzt, deren Fasern als Carbonfasern, Glasfasern und/oder Aramidfasern ausgebildet sind. Als thermoplastischer Kunststoff kommen besonders bevorzugt hochtemperaturbeständige thermoplastische Kunststoffe, zum Beispiel Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyphenylensulfid (PPS) zum Einsatz. Alternativ können jedoch auch Polypropylen (PP), Polyamid (PA) oder Polyurethan (TPU) verwendet werden, je nach Anforderungen und Einsatzgebiet. Die verwendeten Materialien können bei (konsolidierten) Organoblechen oder Organoblechlagen oder alternativ auch bei (nicht konsolidierten) Faserhalbzeugen oder deren Lagen zum Einsatz kommen. Overall, for example, highly stable, lightweight components for aircraft, for example, for wings or wing parts can be produced. For example, profiles can be made that can be used as part of flaps used. Preferably, I can z. B. produce a pressure bulkhead for an aircraft. Preference is given to using semi-finished products or organic sheets whose fibers are in the form of carbon fibers, glass fibers and / or aramid fibers. High-temperature-resistant thermoplastics, for example polyetheretherketone (PEEK) or polyphenylene sulphide (PPS), are particularly preferably used as the thermoplastic material. Alternatively, however, polypropylene (PP), polyamide (PA) or polyurethane (TPU) can be used, depending on the requirements and application. The materials used can be used in (consolidated) organic sheets or organic sheets or alternatively also in (non-consolidated) semifinished fiber products or their layers.
Grundsätzlich liegt es im Rahmen der Erfindung, dass ein einziges thermoplastisches Halbzeug (aus ggf. mehreren Lagen) mit Hilfe einer solchen Membranpresse zu einem Werkstück umgeformt wird, indem es z. B. über eine entsprechende Form gespannt wird. Basically, it is within the scope of the invention that a single thermoplastic semifinished product (possibly from several layers) is converted by means of such a membrane press to a workpiece by z. B. is stretched over a corresponding shape.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung mit selbständiger Bedeutung lassen sich jedoch auch Bauteile herstellen, die aus mehreren Decklagen bzw. Schalen und einem dazwischen angeordneten Kern, z. B. Schaumkern be- stehen. So lässt sich z.B. bevorzugt ein Druckschott für den Flugzeugbau bzw. für einen Flugzeugrumpf herstellen, wobei das erfindungsgemäße Druckschott aus einer ersten Schale und einer zweiten Schale und einem dazwischen angeordneten Kern besteht. Zur Herstellung derartiger Bauteile schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff durch Umformen thermoplastischer Halbzeuge in einer Membranpresse vor, wobei bevorzugt eine Membranpresse der beschriebenen Art verwendet werden kann. Dabei ist in der Membranpresse eine Form angeordnet, wobei als Werkstück auf oder in die Form ein erstes Halbzeug und ein zweites Halbzeug und zwischen den Halbzeugen ein formstabiler Kern angeordnet werden, wobei eine elastisch dehnbare Membran unter Zwischenschaltung des Werkstücks über die Form gespannt, z. B. gedehnt vorgespannt wird und wobei die Halbzeuge unter Zwischenschaltung des Kerns und unter Bildung des Bauteils umgeformt werden, indem die Membran auf der der Form zugewandten Seite mit einem Unterdruck beaufschlagt wird. Optional liegt es auch im Rahmen der Erfindung, dass zusätzlich auf der der Form abgewandten Seite ein Überdruck erzeugt wird, um den Umformvorgang zu unterstützen. Das erste Halbzeug und das zweite Halbzeug können in der bereits beschriebenen Weise als Organobleche oder Organoblechlagen oder auch als andere (nicht konsolidierte) Faserhalbzeuge ausgebildet sein. Alternativ kann bei dieser Variante sogar auf die Herstellung im Wege eines RTM-Verfahrens zurückgegriffen werden, so dass als Halbzeuge Prepregs eingelegt werden und in die Presse zusätzlich ein Harz eingebracht, z.B. injiziert wird. Jedenfalls lassen sich in der beschriebenen However, according to a further proposal of the invention with independent significance, it is also possible to produce components which consist of a plurality of cover layers or shells and a core arranged therebetween, for. For example foam core. Thus, for example, a pressure bulkhead for aircraft construction or for a fuselage can preferably be produced, wherein the pressure bulkhead according to the invention consists of a first shell and a second shell and a core arranged therebetween. For the production of such components, the invention proposes a method for producing a component from a fiber composite material by forming thermoplastic semi-finished products in a membrane press, wherein preferably a membrane press of the type described can be used. In this case, a mold is arranged in the membrane press, being arranged as a workpiece on or in the form of a first semifinished product and a second semi-finished and between the semi-finished a dimensionally stable core, wherein an elastically stretchable membrane with the interposition of the workpiece clamped over the mold, z. B. is biased stretched and wherein the semi-finished products are formed with the interposition of the core and the formation of the component by the membrane is acted upon on the side facing the mold with a negative pressure. Optionally, it is also within the scope of the invention that an overpressure is additionally generated on the side facing away from the mold in order to support the forming process. The first semifinished product and the second semifinished product can be formed in the manner already described as organo sheets or organic sheet layers or else as other (non-consolidated) semi-finished fiber products. Alternatively, in this variant, it is even possible to resort to production by means of an RTM process, so that prepregs are inserted as semifinished products and, in addition, a resin is introduced into the press, for example injected. Anyhow, can be described in the
Weise bevorzugt Bauteile mit Außenschalen und einem inneren Kern herstellen, wobei der Kern im Zuge der Herstellung als formstabiler Strukturkern ausgebildet ist und die Halbzeuge gleichsam um den formstabilen Kern herum geformt werden, indem in der beschriebenen Weise mit einer Membranpresse gearbeitet wird. Way preferably produce components with outer shells and an inner core, wherein the core is formed in the course of production as a dimensionally stable structural core and the semi-finished as it were formed around the dimensionally stable core by working in the manner described with a membrane press.
Mit dem beschriebenen Verfahren lassen sich Bauteile für den Flugzeug bau, z.B. ein Druckschott, in besonders kompakter bzw. flacher Bauweise bei gleichzeitig sehr hoher Stabilität herstellen. So kann z.B. ein Druckschott mit einem konkav (flachen) linsenförmigen Querschnitt hergestellt werden, das sich durch flache Bauweise bei gleichzeitig hoher Stabilität auszeichnet. Besonders bevorzugt ist die Tatsache, dass sich die Herstellungzeiten in einer Membranpresse in der beschriebenen Art gegenüber bekannten Herstellungsverfahren sehr deutlich verkürzen lassen. So liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Umformzeit (innerhalb der Membranpresse) weniger als zehn Minuten, vorzugsweise weniger als fünf Minuten, besonders bevorzugt weniger als eine Minute beträgt. With the described method can be components for the aircraft construction, e.g. create a pressure bulkhead, in a particularly compact or flat design with very high stability. Thus, e.g. a pressure bulkhead with a concave (flat) lenticular cross-section are made, which is characterized by flat design with high stability. Particularly preferred is the fact that the production times in a membrane press in the manner described can be shortened very markedly compared to known production methods. Thus, it is within the scope of the invention that the forming time (within the membrane press) is less than ten minutes, preferably less than five minutes, more preferably less than one minute.
Optional ist im Übrigen vorgesehen, dass in der Membranpresse eine Form verwendet wird, die zumindest bereichsweise luftdurchlässig ausgebildet ist. Dieses lässt sich z.B. dadurch realisieren, dass eine Form aus einem porösen Werkstoff verwendet wird. Bevorzugt wird eine Form aus einem porösen Leichtmetall, besonders bevorzugt aus porösem Aluminium oder einer porösen Aluminiumlegierung verwendet. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich durch Einsatz einer derartigen Form der Herstellungsprozess optimieren lässt, denn es wird die Möglichkeit geschaffen, ein vollflächiges Vakuum über die gesamte Umformfläche aufzubringen. Bei dem porösen Werkstoff handelt es sich bevorzugt um einen offenporigen porösen Werkstoff, z.B. offenporiges poröses Aluminium bzw. eine offenporige poröse Aluminium- Optionally, it is otherwise provided that a mold is used in the membrane press, which is at least partially permeable to air. This can be realized, for example, by using a mold made of a porous material. Preferably, a mold made of a porous light metal, particularly preferably made of porous aluminum or a porous aluminum alloy is used. The invention is based on the knowledge that can be optimized by using such a form of manufacturing process, because it creates the opportunity to apply a full-surface vacuum over the entire forming surface. The porous material is preferably an open-pore porous material, eg open-pore porous aluminum or an open-pore porous aluminum
legierung. Dabei wird bevorzugt eine Werkstoff verwendet, der eine Filterfeinheit von 5 μηη bis 250 μητι, z.B. 30 μηη bis 120 μηη und/oder eine Porengröße von 0,1 mm bis 3 mm, z.B. 0,2 mm bis 1 ,5 mm aufweist. Porengröße meint dabei den (maximalen) Durchmesser der Poren. Filterfeinheit meint dabei die (minimale) Weite der (Durchgangs)Öffnungen zwischen den Poren der offenporigen Struktur. alloy. In this case, a material is preferably used, which has a filter fineness of 5 μηη to 250 μητι, e.g. 30 μηη to 120 μηη and / or a pore size of 0.1 mm to 3 mm, e.g. 0.2 mm to 1, 5 mm. Pore size means the (maximum) diameter of the pores. Filter fineness means the (minimum) width of the (passage) openings between the pores of the open-pore structure.
Im Zuge der Herstellung ist es zweckmäßig, das Halbzeug/Organoblech vor und/oder nach dem Einlegen in die Presse zu erwärmen, um den Umformvorgang zu optimieren. Dabei ist es zweckmäßig, das jeweilige Halbzeug/Organoblech auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur zu erwärmen. Je nach Material bzw. Organoblech bzw. je nach thermoplastischem Kunststoff kann es zweckmäßig sein, das Organoblech auf eine Temperatur von mehr als 200 °C zu erwärmen. In the course of production, it is expedient to heat the semifinished / organo sheet before and / or after insertion into the press in order to optimize the forming process. It is expedient to heat the respective semi-finished / organo sheet to a temperature above the glass transition temperature. Depending on the material or organic sheet or depending on the thermoplastic material, it may be expedient to heat the organic sheet to a temperature of more than 200 ° C.
Alternativ oder ergänzend ist es zweckmäßig, die Form oder zumindest deren dem Organoblech zugewandte Oberfläche vor und/oder während der Umformung zu erwärmen. Hier kann es ebenfalls zweckmäßig sein, die Form bzw. deren Oberfläche auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangs- temperatur des thermoplastischen Kunststoffs zu erwärmen, zum Beispiel auf eine Temperatur von mehr als 200 °C. Alternatively or additionally, it is expedient to heat the mold or at least its surface facing the organic sheet before and / or during the forming. Here it may also be expedient to heat the mold or its surface to a temperature above the glass transition temperature of the thermoplastic, for example to a temperature of more than 200 ° C.
Außerdem ist es alternativ oder ergänzend besonders vorteilhaft, wenn auch das Druckmedium, mit dem die Membran beaufschlagt wird, zum Beispiel ein Druckgas, erwärmt wird, um den Wärmeeintrag zu optimieren und die Warmumformung zu verbessern. In addition, it is alternatively or additionally particularly advantageous if the pressure medium with which the membrane is acted upon, for example a compressed gas, is heated in order to optimize the heat input and to improve the hot working.
Bevorzugt wird nicht nur ein Unterdruck auf der der Form zugewandten Seite der Membran angelegt, sondern die abgewandte Seite der Membran wird Preferably, not only a negative pressure is applied to the side of the membrane facing the mold, but the opposite side of the membrane is
außerdem mit einem Überdruck beaufschlagt, wobei besonders bevorzugt ein Überdruck von zumindest 20 bar, zum Beispiel zumindest 30 bar erzeugt werden kann. Erfindungsgemäß wird folglich mit hohen Drücken gearbeitet, um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass z.B. konsolidierte Organobleche verarbeitet bzw. umgeformt werden. also acted upon by an overpressure, wherein particularly preferably an overpressure of at least 20 bar, for example at least 30 bar can be generated. Thus, according to the invention, high pressures are employed to account for the fact that e.g. consolidated organo sheets are processed or reshaped.
Dazu wird bevorzugt nicht - wie bei Membranpressen für die Verarbeitung von Prepregs oder für die Injektion von Harz üblich - mit einem Vakuumsack gearbeitet, sondern die hochelastische Membran wird über die Form gespannt. So kann sie zum Beispiel am Pressenunterteil befestigt und über die Form gespannt werden. Bevorzugt ist die Membran jedoch an dem Pressenoberteil elastisch vorgespannt befestigt und sie kann dann im Zuge des Schließens der Presse über bzw. gegen die Form gespannt werden. Grundsätzlich können Membranen aus Kautschuk zum Einsatz kommen. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass bevorzugt mit hochtemperaturbeständigen Kunststoffen gearbeitet wird, empfiehlt die Erfindung den Einsatz einer Membran aus einem hochelastischen und zugleich temperaturbeständigen Material, zum Beispiel aus Silikon bzw. auf Silikonbasis. Dabei kann auf vorhandene Silikon-Membrane zurückgegriffen werden, die eine Bruchdehnung von zumindest 500 %, vorzugsweise zumindest 600 % aufweisen. Die Membran weist bevorzugt eine Dicke von zumindest 1 mm, besonders bevorzugt zumindest 2 mm auf. Wie bereits beschrieben, wird als Organoblech besonders bevorzugt ein vorgefertigtes Halbzeug aus mehreren Organoblechlagen bzw. einer Vielzahl von Organoblechlagen verwendet, die vor dem Einlegen in die Presse zusammengelegt und gegebenenfalls miteinander verbunden werden. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, die Organoblechlagen einzeln zusammenzulegen und For this purpose, it is preferable not to work with a vacuum bag, as is usual with membrane presses for the processing of prepregs or for the injection of resin, but the highly elastic membrane is stretched over the mold. For example, it can be attached to the bottom of the press and clamped over the mold. However, the membrane is preferably attached to the press upper part elastically biased and it can then be stretched in the course of closing the press over or against the mold. In principle, membranes made of rubber can be used. Taking into account the fact that it is preferred to work with high-temperature-resistant plastics, the invention recommends the use of a membrane made of a highly elastic and at the same time temperature-resistant material, for example silicone or silicone-based material. In this case, recourse can be had to existing silicone membranes which have an elongation at break of at least 500%, preferably at least 600%. The membrane preferably has a thickness of at least 1 mm, more preferably at least 2 mm. As already described, a prefabricated semifinished product made of a plurality of organic sheet layers or a multiplicity of organic sheet layers is particularly preferably used as organic sheet, which are combined before being placed in the press and possibly joined together. It is within the scope of the invention, the Organoblechlagen individually merge and
gemeinsam zu verpressen. Bevorzugt werden die Organoblechlagen jedoch zuvor miteinander (in einer gewünschten Anordnung) verbunden, zum Beispiel durch Schweißen und/oder Kleben, wobei dann eine innige Verbindung anschließend im Zuge der Umformung in der Membranpresse erfolgt. Alternativ liegt es im Rahmen der Erfindung, die einzelnen Organoblechlagen in einer Vorpresse zu einem einheitlichen Organoblech zu verbinden. to press together. Preferably, however, the organic sheet layers are previously bonded to each other (in a desired arrangement), for example by welding and / or gluing, in which case an intimate connection subsequently takes place in the course of forming in the membrane press. Alternatively, it is within the scope of the invention to connect the individual organic sheet layers in a pre-press to a uniform organic sheet.
Dabei können eine Vielzahl von Lagen verwendet werden, zum Beispiel zumindest fünf Lagen, bevorzugt zumindest zehn Lagen. Für hochstabile Bau- teile (zum Beispiel für den Flugzeugbau) können auch mehr als zwanzig Lagen zu einem Organoblech zusammengefügt werden. Außerdem können alternativ eine Vielzahl (nicht konsolidierter) Lagen (lose) in die Presse eingelegt werden, z.B. zumindest fünf Lagen, bevorzugt zumindest zehn Lagen. Die Verarbeitung einzelner Lagen hat den Vorteil, dass diese im Zuge der Umformung frei gegeneinander abgleiten können, so dass insbesondere auch komplizierte Strukturen mit gegebenenfalls mehreren Hinterschnitten einwandfrei gefertigt werden können. Sofern ein Werkstoff vor einem oberen Faserhalbzeug und einem unteren Faserhalbzeug und einem dazwischen angeordneten Kern gebildet wird, können diese Faserhalbzeuge jeweils als konsolidierte Organobleche oder auch als nicht konsolidierte Faserhalbzeuge ausgebildet sein. Auch dabei besteht die Möglichkeit, dass jedes dieser Faserhalbzeuge wiederum aus mehreren Lagen in der beschriebenen Weise besteht. In this case, a multiplicity of layers can be used, for example at least five layers, preferably at least ten layers. For highly stable components (for example for aircraft construction), more than twenty layers can be joined together to form an organic sheet. In addition, alternatively, a plurality of (non-consolidated) layers (loose) may be placed in the press, e.g. at least five layers, preferably at least ten layers. The processing of individual layers has the advantage that they can slide freely against each other in the course of forming, so that in particular even complicated structures with possibly several undercuts can be made flawlessly. If a material is formed in front of an upper semi-finished fiber product and a lower semi-finished fiber product and a core arranged therebetween, these semifinished fiber products can each be formed as consolidated organic sheets or as non-consolidated semi-finished fiber products. Again, there is the possibility that each of these semi-finished fiber products in turn consists of several layers in the manner described.
Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, einzelne Lagen mit unterschiedlicher Faserausrichtung zu verwenden bzw. die einzelnen Lagen so zu stapeln, dass ihre Fasern nicht parallel verlaufen, sondern unter einem vorgegebenen Winkel. Auf diese Weise können besonders stabile Organobleche und entsprechende Bauteile hergestellt werden. Über die Auswahl und Anordnung der einzelnen Lagen lassen sich Eigenschaften und Geometrie des Bauteils hervorragend It is within the scope of the invention to use individual layers with different fiber orientation or to stack the individual layers so that their fibers do not run parallel, but at a predetermined angle. In this way, particularly stable organic sheets and corresponding components can be produced. By selecting and arranging the individual layers, the properties and geometry of the component are outstanding
beeinflussen. So besteht zum Beispiel die Möglichkeit, einzelne Lagen in unterschiedlichen Größen unter Bildung eines Halbzeugs, z. B. Organoblechs mit über die Fläche variierender Dicke vorzusehen. So entstehen zum Beispiel in Bereichen, in denen mehr Lagen vorhanden sind, als in anderen Bereichen, Werkstücke mit größerer Dicke bzw. Wandstärke. In ähnlicher Weise besteht die Möglichkeit, die einzelnen Lagen so anzuordnen, dass im Zuge der Umformung bei einer Verschiebung der einzelnen Lagen zueinander eine gewünschte Kantengeometrie des Bauteils entsteht. Sind die einzelnen Lagen zum Beispiel im nicht umgeformten Zustand bündig angeordnet, so kann durch die Umformung eine schräge Kantengeometrie erzeugt werden und umgekehrt kann durch eine schräge Anordnung der einzelnen Lagen im Randbereich durch die Umformung eine gerade Kantengeometrie erzielt werden. So kann es zum Beispiel gewünscht sein, Bauteile mit abgeschrägten Kanten zu erzeugen, um verbesserte Fügeflächen für die Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. influence. For example, there is the possibility of individual layers of different sizes to form a semi-finished, z. B. organo sheet to provide over the surface varying thickness. For example, in areas where more layers are present than in other areas, workpieces with greater thickness or wall thickness arise. In a similar way, it is possible to arrange the individual layers so that in the course of forming a desired edge geometry of the component results in a shift of the individual layers to each other. If the individual layers are arranged flush in the non-deformed state, for example, an oblique edge geometry can be produced by the deformation, and vice versa, a straight edge geometry can be achieved by an oblique arrangement of the individual layers in the edge region. For example, it may be desirable to produce components with bevelled edges to provide improved joining surfaces for further processing.
Gegenstand der Erfindung ist im Übrigen auch ein Bauteil, z. B. ein Druckschott, hergestellt nach einem Verfahren der beschriebenen Art. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen The invention is also a component, for. As a pressure bulkhead, prepared by a method of the type described. The invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one embodiment. Show it
Fig.1 eine Membranpresse in einer vereinfachten Darstellung, Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in einer anderen Funktionsstellung, 1 a membrane press in a simplified representation, FIG. 2 the object according to FIG. 1 in another functional position, FIG.
Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform der Presse nach Fig. 1 , 3 is a modified embodiment of the press according to Fig. 1,
Fig. 4 die Presse nach Fig. 3 in einer anderen Funktionsstellung, 4 shows the press according to FIG. 3 in another functional position, FIG.
Fig. 5 einen Umformvorgang eines mehrlagigen Organoblechs in einer ersten Ausführungsform und Fig. 6 einen Umformvorgang eines mehrlagigen Organoblechs in einer zweiten Ausführungsform, 5 shows a forming process of a multilayer organic sheet in a first embodiment, and FIG. 6 shows a forming process of a multilayer organic sheet in a second embodiment,
Fig. 7 eine erfindungsgemäße Membranpresse mit O-Gestell in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung, 7 is a membrane press according to the invention with O-frame in a simplified perspective view,
Fig. 8 die Presse nach Fig. 7 in einer Stirnansicht, 8 shows the press according to FIG. 7 in an end view, FIG.
Fig. 9 die Presse nach Fig. 7 in einer Seitenansicht und Fig. 10 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 9 bei geschlossener Presse. 9 shows the press according to FIG. 7 in a side view and FIG. 10 shows a detail of the article according to FIG. 9 with the press closed.
In den Figuren ist eine Membranpresse 1 für die Herstellung eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff dargestellt. In einer solchen Membranpresse wird ein Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff durch Umformen eines thermoplastischen Halbzeugs, z. B. Organoblechs 2 hergestellt. Die Membranpresse 1 weist im Ausführungsbeispiel ein Pressenunterteil 3 auf, das als Pressentisch ausgebildet ist, auf dem eine Form 4 als Negativform des herzustellenden Bauteils angeordnet ist. Außerdem weist die Presse 1 ein Pressenoberteil 5 auf, welches einen gegen das Pressenunterteil 3 abdichtbaren haubenartigen Druckkoffer 6 aufweist. Dazu ist die untere, auf dem Pressentisch absetzbare umlaufende Stirnfläche 7 des Druckkoffers 6 mit einer umlaufenden Dichtung 8 versehen. Auf das Pressenoberteil 5 wirkt ein Presszylinder 9, wobei im Ausführungsbeispiel der Kolben 10 des Presszylinders 9 an den Druckkoffer 6 In the figures, a membrane press 1 for the production of a component made of a fiber composite material is shown. In such a membrane press, a component made of a fiber composite material by forming a thermoplastic semifinished product, for. B. organo sheet 2 produced. In the exemplary embodiment, the membrane press 1 has a press lower part 3, which is designed as a press table, on which a mold 4 is arranged as a negative mold of the component to be produced. In addition, the press 1, a press upper part 5, which has a sealable against the press base 3 hood-like pressure box 6. For this purpose, the lower, on the press table settable circumferential end face 7 of the pressure box 6 is provided with a circumferential seal 8. On the press upper part 5 acts a pressing cylinder 9, wherein in the embodiment of the piston 10 of the pressing cylinder 9 to the pressure box. 6
angeschlossen ist, so dass der Druckkoffer 6 mit dem Zylinder 9 bzw. dessen Kolben 10 gegen das Pressenunterteil 3 gedrückt wird. Außerdem ist die Membranpresse 1 mit einer elastisch dehnbaren Membran 1 1 ausgerüstet, welche über die Form 4 spannbar ist. Ferner ist eine Vakuumpumpe 12 vorge- sehen, welche im Ausführungsbeispiel an das Pressenunterteil 3 angeschlossen ist. Außerdem kann eine Überdruckpumpe 13 vorgesehen sein, die im Ausführungsbeispiel z. B. an das Pressenoberteil 5 bzw. an den Druckkoffer 6 angeschlossen ist. Zum Umformen eines Organoblechs 2 wird dieses Organoblech auf die Form 4 gelegt und die Membran 1 1 wird unter Zwischenschaltung des Oranoblechs 2 über die Form 4 gedehnt und vorgespannt. is connected, so that the pressure case 6 with the cylinder 9 and the piston 10 is pressed against the press base 3. In addition, the membrane press 1 is equipped with an elastically extensible membrane 1 1, which is clamped on the mold 4. Furthermore, a vacuum pump 12 is provided, which in the exemplary embodiment is connected to the press lower part 3. In addition, a pressure pump 13 may be provided which in the embodiment z. B. is connected to the press upper part 5 and to the printing case 6. To transform an organic sheet 2, this organic sheet is placed on the mold 4 and the membrane 1 1 is stretched and biased with the interposition of the orange plate 2 on the mold 4.
Das Organoblech wird unter Bildung des Bauteils umgeformt, indem die Membran 1 1 auf der der Form 4 zugewandten Seite über die Vakuumpumpe 12 mit einem Unterdruck beaufschlagt wird und ggf. auf der der Form 4 abgewandten Seite mit der Überdruckpumpe 13 mit einem Überdruck beaufschlagt wird, so dass sich das Organoblech 2 unter Bildung des Bauteils an die Form 4 anformt. The organo sheet is formed to form the component by the membrane 1 1 is acted upon on the side facing the mold 4 via the vacuum pump 12 with a negative pressure and optionally applied on the side facing away from the mold 4 with the pressure pump 13 with an overpressure, so that the organic sheet 2 forms to form the component to the mold 4.
Dabei ist vorgesehen, dass das Organoblech 2 vor dem Einlegen in die Presse 1 erwärmt wird. Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Form 4 oder zumindest deren dem Organoblech 2 zugewandte Oberfläche vor und/oder während der Umformung erwärmt wird. Schließlich ist es zweckmäßig, wenn auf das Druckmedium, mit welchem die Membran mit Überdruck beaufschlagt wird, erwärmt wird. Dazu ist in den Figuren eine Heizvorrichtung 14 angedeutet. Die Heizvorrichtungen zum Erwärmen des Organoblechs und zum Erwärmen der Form sind nicht dargestellt. It is provided that the organic sheet 2 is heated prior to insertion into the press 1. In addition, it is preferably provided that the mold 4 or at least its surface facing the organic sheet 2 is heated before and / or during the forming process. Finally, it is expedient if the pressure medium with which the membrane is subjected to overpressure is heated. For this purpose, a heater 14 is indicated in the figures. The heaters for heating the organic sheet and heating the mold are not shown.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer solchen Membranpresse, bei welcher die Membran 1 1 an dem Pressenunterteil 3 befestigt und über die Form 4 gespannt wird. Fig. 1 zeigt die Presse, nachdem das Organoblech 2 auf die Form 4 aufgelegt und die Membran 1 1 über die Form 4 unter Zwischen- Schaltung des Organoblechs 2 gespannt wurde. Außerdem wurde das Pressenoberteil 5 nach dem Einlegen des Organoblechs 2 und nach dem Spannen der Membran 1 1 auf das Pressenunterteil 3 abgesenkt und abgedichtet. Der Unterdruck kann mit der Vakuumpumpe 12 vor und/oder nach dem Absenken des Pressenoberteils erzeugt werden. Nachdem das Pressenoberteil 5 gegen das Pressenunterteil 3 abgesenkt und abgedichtet wurde, wird der Innenraum des Druckkoffers 6 ggf. mit dem Überdruck beaufschlagt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der mit dem Zylinder 9 erzeugte Pressdruck, mit welchem die Membranpresse bei sich aufbauendem Innendruck zugehalten wird, sukzessive mit dem Aufbau des Innendrucks erhöht und folglich angepasst wird. Fig. 2 zeigt die Presse nach erfolgtem Aufbau des Überdrucks und des Unterdrucks mit umgeformtem Organoblech 2. Fig. 1 shows a first embodiment of such a membrane press, in which the membrane 1 1 attached to the press base 3 and stretched over the mold 4. Fig. 1 shows the press, after the organic sheet 2 is placed on the mold 4 and the membrane 1 1 was stretched over the mold 4 with intermediate circuit of the organic sheet 2. In addition, the press upper part 5 was lowered after insertion of the organic sheet 2 and after stretching of the membrane 1 1 on the press base 3 and sealed. The negative pressure can be generated with the vacuum pump 12 before and / or after lowering the press upper part. After the press upper part 5 has been lowered and sealed against the press lower part 3, the interior of the pressure box 6 is possibly subjected to the overpressure. It can be provided that the pressing pressure generated by the cylinder 9, with which the membrane press is kept in self-building up internal pressure, successively increased with the structure of the internal pressure and thus adjusted. 2 shows the press after completion of the overpressure and the vacuum with reshaped organo sheet 2.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform einer solchen Membranpresse, bei der die Membran nicht am Pressenunterteil 3, sondern am Pressenoberteil 5, nämlich an dessen Druckkoffer 6 befestigt und elastisch vorgespannt ist (Fig. 3). Nach dem Auflegen des Organoblechs 2 auf die Form 4 wird der Druckkoffer 6 abgesenkt und dabei die Membran unter Zwischenschaltung des Organoblechs 2 über die Form gespannt (Fig. 4). Nachdem die Presse geschlossen wurde, werden der Unterdruck und ggf. der Überdruck aufgebaut und damit das Organoblech 2 umgeformt und das Bauteil erzeugt. 3 and 4 show a modified embodiment of such a membrane press, in which the membrane is not attached to the press base 3, but on the press upper part 5, namely on the pressure box 6 and is resiliently biased (Fig. 3). After placing the organic sheet 2 on the mold 4, the pressure case 6 is lowered while the membrane with the interposition of the organic sheet 2 over the form stretched (Fig. 4). After the press has been closed, the negative pressure and, where appropriate, the overpressure are built up and thus the organo sheet 2 is reshaped and the component is produced.
Das Organoblech 2 kann aus mehreren einzelnen Organoblechlagen 2a bestehen, die unter Bildung des Organoblechs 2 zusammengelegt und in der The organo sheet 2 may consist of a plurality of individual organo sheet layers 2a, which are combined to form the organo sheet 2 and in the
Presse umgeformt werden. Dabei können die Lagen 2a in ihrer Geometrie so aufeinander abgestimmt werden, dass sich die einzelnen Lagen 2a im Zuge der Umformung unter Veränderung der Kantengeometrie des Bauteils gegeneinander verschieben. Diese Option ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Gemäß Fig. 5 werden die einzelnen Lagen 2a zu einem Organoblech 2 mit geraden Kanten zusammengelegt. Im Zuge der Umformung kommt es zu einer Verschiebung der einzelnen Lagen zueinander, so dass ein Bauteil mit abgeschrägten Kanten entsteht. Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 6 eine Ausführungsform, bei welcher die einzelnen Lagen 2a des Organoblechs 2 nicht bündig übereinander liegen, sondern schräge Kanten bilden, so dass dann im Zuge der Umformung ein Bauteil mit geraden Kanten ohne Schrägen entsteht. Die Erfindung soll im besonderen Maße anhand der Fig. 7 bis 10 erläutert werden. Diese Figuren zeigen, dass das Pressengestell 15 als O-Gestell ausgebildet ist und mehrere obere Horizontalschenkel 16 und mehrere untere Horizontalschenkel 17 sowie vertikal angeordnete Vertikalschenkel 18 aufweist, die die Horizontalschenkel 15, 16 miteinander verbinden und die den Pressenraum seitlich begrenzen. Es handelt sich folglich um ein Pressengestell 15 in geschlossener Bauweise, d. h. der Pressenraum wird sowohl oberseitig und unterseitig als auch seitlich von den jeweiligen Komponenten den Pressengestells begrenzt. Dabei zeigen die Fig. 7 bis 10 eine Ausführungsform des Pressengestells in Säulenbauweise, wobei die Vertikalschenkel 18 von Pressensäulen gebildet werden. Dabei sind die Horizontalschenkel 16, 17 unter Zwischenschaltung der Pressensäulen 18 mittels Zugankern 19 gegeneinander verspannt, wobei die Zuganker 19 die Pressensäulen 18 durchgreifen. Press to be reshaped. In this case, the layers 2a can be matched in their geometry to one another such that the individual layers 2a shift in the course of forming with changing the edge geometry of the component against each other. This option is shown in FIGS. 5 and 6. According to FIG. 5, the individual layers 2a are combined to form an organic sheet 2 with straight edges. In the course of forming a shift of the individual layers to each other, so that a component is formed with bevelled edges. In contrast, FIG. 6 shows an embodiment in which the individual layers 2 a of the organic sheet 2 are not flush over one another, but form oblique edges, so that in the course of forming a component with straight edges without bevels arises. The invention will be explained in particular dimensions with reference to FIGS. 7 to 10. These figures show that the press frame 15 is designed as an O-frame and has a plurality of upper horizontal legs 16 and a plurality of lower horizontal legs 17 and vertically arranged vertical legs 18 which connect the horizontal legs 15, 16 with each other and which laterally delimit the press room. It is therefore a press frame 15 in a closed design, ie the press room is limited both the top and bottom and laterally of the respective components of the press frame. Here, Figs. 7 to 10 show an embodiment of the press frame in column construction, wherein the vertical legs 18 are formed by press columns. The horizontal legs 16, 17 are braced against each other with the interposition of the press columns 18 by means of tie rods 19, wherein the tie rods 19 pass through the press columns 18.
Die Fig. 7 bis 10 zeigen eine Ausführungsform einer solchen Membranpresse in Säulenbauweise als Oberkolbenpresse. Das Pressenoberteil 5 ist folglich als Laufholm ausgebildet, an welchem der Druckkoffer 6 befestigt ist. Das Pressenunterteil 3 ist als Pressentisch ausgebildet, so dass dieser Pressentisch 3 die unteren Horizontalschenkel 17 überspannt. Es sind eine Vielzahl von Presszylindern 9 vorgesehen, die an den oberen Horizontalschenkeln 16 befestigt und abgestützt sind und die auf den beweglichen Laufholm 5 arbeiten, in dem z. B. die Kolben 10 der Presszylinder 9 an das Pressenoberteil und folglich den Laufholm angeschlossen sind. Figs. 7 to 10 show an embodiment of such a membrane press in column construction as the top piston press. The press upper part 5 is consequently designed as a running spar, to which the pressure box 6 is fastened. The press lower part 3 is designed as a press table, so that this press table 3 spans the lower horizontal legs 17. There are a plurality of pressing cylinders 9 are provided, which are fixed and supported on the upper horizontal legs 16 and which operate on the movable spar 5, in which z. B. the pistons 10 of the press cylinder 9 are connected to the press upper part and consequently the cross member.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind an jedem oberen Horizontalschenkel jeweils mehrere Presszylinder 9, z. B. zwei Presszylinder 9 vorgesehen, so dass die Presszylinder insgesamt in einer Matrix bzw. in einem Raster aus mehreren Reihen angeordnet sind, wobei im Ausführungsbeispiel zwei Reihen und zwei Spalten vorgesehen sind. In the illustrated embodiment, a plurality of press cylinders 9, z. B. two press cylinders 9 are provided, so that the pressing cylinders are arranged in total in a matrix or in a grid of a plurality of rows, wherein two rows and two columns are provided in the embodiment.
Die Presszylinder 9 können als doppelt wirkende Zylinder ausgebildet sein und nicht nur zum Aufbringen der Presskraft, sondern auch zum Schließen sowie Öffnen der Presse ausgebildet sein. Es liegt jedoch alternativ auch im Rahmen der Erfindung, dass die Presszylinder als einfach wirkende Zylinder ausgebildet sind. In diesem Fall können optional Rückzugszylinder vorgesehen sein, die in den Figuren nicht dargestellt sind. The pressing cylinder 9 may be formed as a double-acting cylinder and be designed not only for applying the pressing force, but also for closing and opening the press. However, it is alternatively also within the scope of the invention that the pressing cylinders are designed as single-acting cylinder. In this case, optional retraction cylinders can be provided, which are not shown in the figures.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Membran 1 1 in den Druckkoffer 6 eingespannt. Der Laufholm 5 ist beheizbar. Im Ausführungsbeispiel ist der Laufholm 5 als Heizplatte ausgebildet, in welche eine Vielzahl von Heizkanälen 20 integriert sind, die von einem Heizmedium durchströmt werden. Ebenso ist der Pressentisch 3 beheizbar. Auch der Pressentisch 3 ist im Ausführungsbeispiel als Heizplatte ausgebildet, in die eine Vielzahl von In the illustrated embodiment, the membrane 1 1 is clamped in the pressure box 6. The strut 5 is heated. In the exemplary embodiment, the cross member 5 is designed as a heating plate, in which a plurality of heating channels 20 are integrated, which are flowed through by a heating medium. Likewise, the press table 3 is heated. Also, the press table 3 is formed in the embodiment as a heating plate into which a plurality of
Heizkanälen 20 integriert sind, die ebenfalls von einem Heizmedium durchströmt werden. Der Druckkoffer 6 kann beheizbar sein, und zwar entweder selbst durch eine entsprechende Heizvorrichtung oder auch passiv über die Heizplatte. Heating channels 20 are integrated, which are also traversed by a heating medium. The pressure box 6 may be heated, either by itself by a corresponding heater or passively on the heating plate.
Dabei ist in dem Ausführungsbeispiel erkennbar, dass die Form 4 von einer beheizbaren Grundplatte gebildet wird, die auf dem Pressentisch angeordnet wird. Dabei zeigt Fig. 9 eine Funktionsstellung, bei der diese Grundplatte als Form 4 in den Pressenraum eingebracht wird. Zu diesem Zweck ist eine Zuführvorrichtung 21 vorgesehen, die z. B. eine oder mehrere Schienen aufweist, über welche die Form 4 bzw. Grundplatte in den Pressenraum eingebracht werden kann. It can be seen in the embodiment that the mold 4 is formed by a heatable base plate, which is arranged on the press table. 9 shows a functional position in which this base plate is introduced as a mold 4 in the press room. For this purpose, a feeder 21 is provided, the z. B. has one or more rails over which the mold 4 or base plate can be introduced into the press room.
Die dargestellte Presse ist z. B. für die Herstellung eines Druckschotts für einen Flugzeugrumpf geeignet und ausgebildet. Das bzw. die umzuformenden Halbzeuge ist/sind in den Fig. 7 bis 9 nicht dargestellt. In Fig. 10, welche Pressenoberteil 5 und Pressenunterteil 3 im geschlossenen Zustand zeigt, ist das umgeformte Druckschott D jedoch erkennbar. Dieses Druckschott ist gleichsam linsenförmig ausgebildet. The illustrated press is z. B. suitable for the manufacture of a pressure bulkhead for an aircraft fuselage and trained. The or the semi-finished products to be reshaped is / are not shown in FIGS. 7 to 9. In Fig. 10, which press upper part 5 and press base 3 shows in the closed state, the deformed pressure bulkhead D is however recognizable. This pressure bulkhead is formed as lenticular.
Dabei erfolgt mit einem Werkzeug der in den Fig. 7 bis 10 dargestellten Art bevorzugt eine Umformung eines Werkstücks, welches von einem ersten Faserhalbzeug, einem zweiten Faserhalbzeug und einem zwischen den Faserhalbzeugen angeordneten formstabilen Kern gebildet wird. Hintergrund ist die Überlegung, dass ein Bauteil hergestellt werden soll, das eine erste Schale und eine zweite Schale und dazwischen einen Kern aufweist, so dass der Kern gleichsam von den beiden Schalen umschlossen ist. Es kann sich dabei um einen Druckschott für ein Flugzeug handeln. Ein solches Verbundbauteil lässt sich erfindungsgemäß in einer Membranpresse herstellen, bevorzugt in einer In this case, a forming of a workpiece, which is formed by a first semifinished fiber product, a second semifinished fiber product and a dimensionally stable core arranged between the semifinished fiber products, preferably takes place with a tool of the type shown in FIGS. 7 to 10. The background is the idea that a component is to be produced, which has a first shell and a second shell and a core between them, so that the core is as it were enclosed by the two shells. It can be a pressure bulkhead for an aircraft. Such a composite component can be produced according to the invention in a membrane press, preferably in one
Membranpresse der beschriebenen Art. Die Form 4 ist dabei an die untere Kontur des Bauteils angepasst. Die obere Kontur wird im Zuge der Umformung mit Hilfe der Membran erzeugt, die sich unter Zwischenschaltung des oberen Halbzeuges gegen den formstabilen Strukturkern anlegt. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Absaugung zumindest bereichsweise durch die Form 4 hindurch erfolgt, so dass zumindest bereichsweise eine luftdurchlässige Form verwendet werden kann. Membrane press of the type described. The mold 4 is adapted to the lower contour of the component. The upper contour is generated in the course of forming with the help of the membrane, which applies with the interposition of the upper semifinished product against the dimensionally stable structural core. It is within the scope of the invention that the extraction takes place at least partially through the mold 4, so that at least in some areas an air-permeable mold can be used.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Presse zum Herstellen eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff, welche als Membranpresse ausgebildet ist, mit 1. Press for producing a component from a fiber composite material, which is designed as a membrane press, with
- einem Pressengestell (15), a press frame (15),
- einem Pressenunterteil (3), an/auf dem eine Form (4) angeordnet wird, a press base (3) on which a mold (4) is placed,
- einem Pressenoberteil (5), welches einen gegen das Pressen- unterteil (3) abdichtbaren Druckkoffer (6) aufweist, a press upper part (5), which has a press case (6) which can be sealed against the press lower part (3),
- einem oder mehreren Presszylindern (9), die auf das Pressenoberteil (5) und/oder das Pressenunterteil (3) wirken, - einer Membran (11), welche über oder gegen die Form (4) spannbar ist, - One or more pressing cylinders (9) acting on the press upper part (5) and / or the press lower part (3), - A membrane (11) which is clamped over or against the mold (4),
- einer Vakuumpumpe (12), mit der auf der einen Seite der Membran (11), zum Beispiel auf der Unterseite, ein Unterdruck erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pressengestell (15) als O- Gestell mit oberem Horizontalschenkel (16) und unterem Horizontalschenkel (17) und zumindest zwei den Pressenraum seitlich begrenzenden und die Horizontalschenkel (16, 17) verbindenden Vertikalschenkeln (18) ausgebildet ist. - A vacuum pump (12), with on one side of the membrane (11), for example on the underside, a negative pressure can be generated, characterized in that the press frame (15) as an O-frame with upper horizontal leg (16) and lower horizontal leg (17) and at least two the press room laterally limiting and the horizontal leg (16, 17) connecting vertical legs (18) is formed.
2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pressengestell (15) in Säulenbauweise zumindest zwei Pressensäulen (18) als Vertikal- 2. Press according to claim 1, characterized in that the press frame (15) in column construction at least two press columns (18) as vertical
schenke! aufweist, wobei der obere Horizontalschenkel (16) und der untere Horizontalschenkel (17) unter Zwischenschaltung der Pressensäulen (18) vorzugsweise mittels Zugankern (19) gegeneinander verspannt sind, wobei die Zuganker (19) die Pressensäulen z. B. durchgreifen. Donate! wherein the upper horizontal leg (16) and the lower horizontal leg (17) with the interposition of the press columns (18) preferably by means of tie rods (19) are clamped against each other, wherein the tie rods (19) the press columns z. B. pass through.
3. Presse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Pressengestell (15) in Rahmenbauweise mehrere geschlossene Pressenrahmen mit jeweils Vertikalschenkeln und Horizontalschenkeln aufweist. 3. Press according to claim 1, characterized in that the press frame (15) has in frame construction a plurality of closed press frame with respective vertical legs and horizontal legs.
4. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der Ausführungsform als Oberkolbenpressen, dadurch gekennzeichnet, dass die Presszylinder (9) an dem oberen Horizontalschenkel (16) abgestützt sind und auf das bewegliche Pressenoberteil (5) als Laufholm arbeiten und dass das Pressenunterteil (3) als Pressentisch ortsfest auf dem unteren Horizontalschenkel (17) angeordnet ist. 4. Press according to one of claims 1 to 3, in the embodiment as an upper-piston presses, characterized in that the press cylinders (9) on the upper horizontal leg (16) are supported and on the movable press upper part (5) as a cross member and work that the lower press part (3) is arranged as a press table stationary on the lower horizontal leg (17).
5. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pressenunterteil (3), z. B. der Pressentisch, und/oder das Pressenoberteil (5), z. B. der Laufholm, beheizbar sind, wobei Pressenunterteil (3) und/oder Pressenoberteil (5) z. B. als beheizbare Pressenplatten ausgebildet sind und/oder mit integrierten Heizkanälen (20) für ein Heizmedium ausgestattet sind. 5. Press according to one of claims 1 to 4, characterized in that the press lower part (3), z. B. the press table, and / or the press upper part (5), z. B. the spar, are heated, wherein the lower press part (3) and / or press upper part (5) z. B. are designed as heatable press plates and / or equipped with integrated heating channels (20) for a heating medium.
6. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (4) oder eine die Form aufweisende bzw. die Form bildende Grundplatte beheizbar ist. 6. Press according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mold (4) or a mold having the shape or forming the base plate is heatable.
7. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkoffer (6) beheizbar ist. 7. Press according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pressure case (6) is heatable.
8. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran aus Silikon gefertigt ist. 8. Press according to one of claims 1 to 7, characterized in that the membrane is made of silicone.
9. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (1 1 ) an dem Pressenoberteil (5), zum Beispiel an dem Druckkoffer (6), elastisch vorgespannt befestigt ist, z. B. in den Druckkoffer (6) eingespannt ist. 9. Press according to one of claims 1 to 8, characterized in that the membrane (1 1) on the press upper part (5), for example on the pressure case (6), is resiliently biased fixed, z. B. in the pressure case (6) is clamped.
10. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest bereichsweise luftdurchlässige Form verwendet wird, die z.B. aus einem porösen Werkstoff, vorzugsweise aus einem offenporigen Werkstoff, z.B. aus einer porösen Aluminiumlegierung oder porösem Aluminium besteht. 10. Press according to one of claims 1 to 9, characterized in that an at least partially air-permeable mold is used, the e.g. of a porous material, preferably of an open cell material, e.g. is made of a porous aluminum alloy or porous aluminum.
1 1 . Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines Druckschotts für ein Flugzeug, aus einem Faserverbundwerkstoff durch Umformen thermoplastischer Halbzeuge (2) in einer Membranpresse (1 ), insbesondere einer Membranpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei in der Membranpresse (1 ) eine Form (4) angeordnet ist oder angeordnet wird, wobei als Werkstück auf oder in die Form ein erstes Halbzeug und ein zweites Halbzeug und zwischen den Halbzeugen ein formstabiler Kern angeordnet wird, wobei eine elastisch dehnbare Membran (1 1 ) unter Zwischenschaltung des Werkstücks über die Form (4) gespannt wird und wobei die Halbzeuge unter Zwischenschaltung des Kerns und unter Bildung des Bauteils umgeformt werden, indem die Membran (1 1 ) auf der der Form zugewandten Seite mit einem Unterdruck beaufschlagt wird. 1 1. A method for producing a component, in particular a pressure bulkhead for an aircraft, from a fiber composite material by forming thermoplastic semi-finished products (2) in a membrane press (1), in particular a membrane press according to one of claims 1 to 10, wherein in the membrane press (1) has a shape (4) is arranged or arranged, being arranged as a workpiece on or in the form of a first semifinished product and a second semi-finished and between the semi-finished a dimensionally stable core, wherein an elastically extensible membrane (1 1) with the interposition of the workpiece on the mold (4) is tensioned and wherein the semi-finished products are formed with the interposition of the core and the formation of the component by the membrane (1 1) is acted upon on the mold-facing side with a negative pressure.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei die Membran (1 1 ) auf der der Form abgewandten Seite mit einem Überdruck beaufschlagt wird. 12. The method of claim 1 1, wherein the membrane (1 1) is acted upon on the side facing away from the mold with an overpressure.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformzeit innerhalb der Membranpresse weniger als zehn Minuten, vorzugsweise weniger als fünf Minuten, besonders bevorzugt weniger als eine Minute beträgt. 13. The method of claim 1 1 or 12, characterized in that the forming time within the membrane press is less than ten minutes, preferably less than five minutes, more preferably less than one minute.
14. Bauteil, insbesondere Druckschott für ein Flugzeug, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, mit einer ersten Schale und einer zweiten Schale und einem zwischen den Schalen angeordneten Kern, insbesondere Strukturschaumkern, wobei die erste Schale und die zweite Schale den Kern vorzugsweise vollständig umschließen. 14. component, in particular pressure bulkhead for an aircraft, produced by a method according to one of claims 1 1 to 13, comprising a first shell and a second shell and a core arranged between the shells, in particular structural foam core, wherein the first shell and the second shell preferably completely enclose the core.
15. Bauteil nach Anspruch 14, mit einem konkav linsenförmigen Querschnitt. 15. Component according to claim 14, with a concave lenticular cross-section.
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