WO2019020337A1 - Verfahren zum herstellen eines bauteils, insbesondere für ein kraftfahrzeug, sowie bauteil - Google Patents

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Philip RÄTTICH
Matthias Wagner
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a component, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the
  • Such a method for producing a component, in particular for a motor vehicle, is already known, for example, from EP 2 374 826 A1.
  • a molding compound for producing the component is introduced into a tool.
  • the molding compound has at least one synthetic resin as a matrix or as a plastic matrix.
  • the molding compound has at least one filler which is embedded in the matrix or which is accommodated in the matrix. After the molding compound has been introduced into the tool, the molding compound is pressed by means of the tool and thereby formed into a molding.
  • the molding compound in particular the molding, is provided with at least one layer at least in a partial area by introducing, in particular injecting, a liquid material for producing the layer into the tool while the molding compound, in particular the molding, is in the tool , and at least applied to the sub-area, in particular at least against the
  • Part area injected is. Thereafter, for example, the initially liquid material hardens, so that the initially liquid material becomes solid and thereby forms the, for example, inherently solid layer.
  • Object of the present invention is to develop a method and a component of the type mentioned in such a way that can realize particularly advantageous properties of the component in a particularly cost-effective manner.
  • a molding compound for producing the component is introduced into a tool, in particular into a pressing tool.
  • the molding compound has at least one synthetic resin as a matrix, that is to say as a plastic matrix.
  • the molding compound has at least one filler which is embedded in the matrix or accommodated in the matrix.
  • the molding is provided with the layer, so that the molding compound is provided during the forming and / or after the deformation of the molding compound to the molding with the layer by the liquid material introduced into the tool, in particular injected, and at least applied to the sub-area, in particular injected at least against the sub-area, is.
  • Inserted tool, in particular injected, and at least applied to the sub-area, in particular injected at least against the portion is, without the molding compound or the molding is removed from the tool after forming the molding compound and before introducing or injecting the material into the tool , In other words, it does not go after that
  • the molding compound Forming the molding compound to the molding and before introducing the material into the tool removal of the molding compound from the mold, so that the molding compound remains after forming the molding compound to the molding in the tool and is provided at least in the partial area with the initially liquid material , it then, for example, the initially liquid material can harden, as a result of which the initially liquid material becomes solid. As a result, for example, forms the
  • the material used is a metallic material from which the layer is produced as an at least substantially homogeneous layer for electromagnetic shielding.
  • a melt or a metallic melt which is also referred to as molten metal.
  • the molten metal is introduced into the tool and applied at least to the partial area, whereby the molding compound, in particular the molding, is provided with the metallic material at least in the partial area.
  • molten metal hardens the molten metal and thus forms, for example, inherently solid or inherently stiff layer as a metallic layer, for example, only a small thickness, for example in a range of about 3 ⁇ to about 2 to 3 mm, and thus also referred to as a film becomes.
  • the metallic layer is electrically conductive or conductive and thus forms an electromagnetic shield, by means of which electrical and / or magnetic fields are kept away from the component or its interior or vice versa, to the environment of the component from electrical and / or magnetic fields, in particular the component, to protect.
  • Shielding effect of the layer can be realized, so that a particularly advantageous electromagnetic compatibility of the component can be realized. Furthermore, the component can be provided with this shield in a particularly simple and cost-effective manner, since the molding compound or the molding is provided with the layer, while the molding compound, in particular after their
  • the tool has, for example, at least one cavity into which the
  • Pressing compound is introduced.
  • the molding compound is formed into the molding, wherein the liquid material is introduced into the cavity, in particular injected, and thereby on the located in the cavity
  • Compressed mass or introduced to the molding, in particular against the located in the cavity molding compound or injected against the molding, is.
  • the component can be used particularly advantageously as a housing for a current-carrying component, such as, for example, an energy store for storing electrical current, in particular a high-voltage storage, since the fact that the current-carrying component is used.
  • a current-carrying component such as, for example, an energy store for storing electrical current, in particular a high-voltage storage, since the fact that the current-carrying component is used.
  • Housing in particular predominantly, is made from the molding compound, the weight and cost of the housing can be kept very low. Furthermore, as the material of said metallic material for the realization of
  • electromagnetic shielding is used, a particularly advantageous electromagnetic compatibility of the housing can be displayed in a simple and cost-effective manner.
  • the per se non-metallic molding compound has no or only a very low shielding effect for the realization of an electromagnetic shield.
  • the metallic material By using the metallic material, however, such a shield can now be realized in a particularly simple and cost-effective manner.
  • the invention is based in particular on the knowledge that currently, especially in vehicle development, a high cost is operated to subsequently to non-metallic housing of current-carrying components, that is, after their production by means of various measures ertrichen to a sufficient to realize electromagnetic compatibility.
  • Non-metallic materials such as plastics and, for example, the aforementioned molding compound have no electromagnetic screening effect, but are often used for the manufacture of housings and housing components, since such
  • Plastics particularly advantageous can be easily and inexpensively shaped. As a result, for example, such housing and housing components can be produced inexpensively.
  • the respective housing designed as a plastic housing is equipped after its actual production and thus subsequently with a metallic shield, which comprises, for example, an aluminum foil with a thickness of 0.2 millimeter.
  • a metallic shield which comprises, for example, an aluminum foil with a thickness of 0.2 millimeter.
  • Umbrella effect are usually complex and costly. For example, in the
  • the molding is provided within the tool with the metallic material and thus with the layer, eliminates additional process steps compared to conventional methods with downstream processes. Also, the space requirement of the finished manufactured, at least the molding compound and the layer having component can be kept particularly low.
  • an SMC (SMC - Sheet Molding Compound) method is performed, so that, for example, as the
  • a SMC material is used.
  • the particular designed as a housing or housing component component is made of SMC or SMC material.
  • the liquid material is directly in the pressing process and thus
  • an IMC (In Mold Coating) method is carried out.
  • the IMC process is characterized in particular by the fact that in the tool
  • the molding compound is first removed from the tool after the molding compound,
  • the metallic material has a purity of more than 95 percent, in particular more than 99 percent, so that the metallic material has exactly one metal whose share of the metallic material in total more than 95 percent, in particular more than 99 percent, is. In particular, below the respective percentage is
  • Umbrella effect can be realized in particular by using tin, in particular pure tin, as the pure metal.
  • the metallic material is first mixed with at least one different from the metallic material excipient, which volatilizes during and / or after solidification of the initially liquid metallic material from this.
  • particularly advantageous properties, in particular flow properties, of the metallic material can be realized, so that the initially liquid metallic material can be processed particularly well, in particular applied to the molding compound.
  • a flux is used. Volatilized after and / or during the solidification of the initially volatile metallic material
  • the metallic material and the excipient form, for example, an alloy or a mixture to which the adjuvant has a low percentage.
  • the proportion of the excipient in the mixture is less than ten percent by weight or by volume, in particular less than five, and preferably less than three weight percent or volume percent.
  • the metallic material in particular exclusively, the pure metal is used, which is mixed with the excipient.
  • the layer is formed exclusively from the metallic material.
  • the layer is not made as an organic layer with metallic fillers, but the layer is made of a metal and thus of an inorganic material.
  • the layer is thus, for example, a thin film which is formed from an at least substantially homogeneous layer of metal, in particular tin.
  • tin has proven to be particularly advantageous in combination with an SMC material, so that a particularly advantageous shielding effect on particularly simple and thus
  • the layer no resins or fillers are used, but preferably only the pure metallic material, in particular pure tin.
  • the provision of at least the partial area with the metallic material and thus with the layer is thus carried out, for example, as a metallic casting method or in the manner of a metallic casting method, since the metallic material is applied at least to the partial area.
  • At least one feed channel, in particular injection channel, of the tool which is permeable to the material is heated to a temperature which is greater than 200 degrees Celsius, in particular greater than 230 degrees Celsius.
  • Another embodiment is characterized in that the material is introduced in its liquid state into the mold at a pressure which is in a range of 150 bar inclusive including 1500 bar.
  • tin has a melting point of 232 degrees Celsius.
  • Materials or molding compounds can have a dimensional stability up to
  • the melt should be distributed completely in the subregion or on a surface of the molding compound and only then solidify, for example at least substantially uniformly
  • thermosetting synthetic resin is preferably used as the plastic resin. It has proved to be particularly advantageous if an unsaturated polyester resin (UP) is used as the synthetic resin.
  • UP unsaturated polyester resin
  • the filler reinforcing fibers in particular glass fibers having.
  • the proportion of the reinforcing fibers in the molding compound is in a total range of between 0 percent and 40 percent inclusive.
  • the filler has at least one mineral filler, in particular circles and / or rock flour.
  • the molding compound is pressed by means of the tool at a temperature and thereby formed, which in a range of including 100 degrees Celsius up to and including 180 degrees Celsius, in particular in a range of 130 degrees Celsius inclusive up to 160 degrees Celsius, lies.
  • the molding compound has a temperature in a range of from 130 degrees Celsius to 160 degrees Celsius inclusive, while being deformed by the tool.
  • Compressive pressing pressure and thereby formed which is in a range of 70 bar inclusive up to and including 160 bar.
  • This pressure is also referred to as processing pressure.
  • the processing pressure also referred to as pressing pressure, is approximately 100 bar.
  • the invention also includes a component, in particular for a motor vehicle, having at least one main body which is formed from a molding compound which has at least one synthetic resin as matrix and at least one filler embedded in the matrix and pressed by means of a tool and thereby to form a molding or is converted to the basic body.
  • the component furthermore has at least one layer which is applied at least to a partial area of the base body and which is formed from an initially liquid material and is produced together with the base body in the tool.
  • the material is a metallic material from which the layer is made as a homogeneous layer for electromagnetic shielding.
  • Embodiments of the method according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the component according to the invention and vice versa.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a method according to the invention for producing a component, in particular for a motor vehicle
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of the manufactured component.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a method for producing a component 1 shown in FIG. 2 in a schematic sectional view, in particular for a motor vehicle.
  • the component 1 is for example a housing or a housing component of a housing, wherein the housing, for example, a housing of a
  • the energy store is designed to store electrical energy or electrical current, the energy store
  • an electrical voltage in particular an electrical
  • the energy store is designed as a high-voltage store, in particular as a high-voltage battery (HV battery), so that the energy store has, for example, an electrical voltage, in particular an electrical operating voltage, of several 100 volts.
  • HV battery high-voltage battery
  • the energy store and thus the component 1 are used, for example, in a motor vehicle, which in its finished state has the energy store and thus the component 1 and at least one electrical machine. In this case, for example, at least one wheel of the motor vehicle
  • the electric machine is operated in a motor operation and thus as an electric motor.
  • the electric machine is supplied with stored in the energy storage electrical energy.
  • a tool 2 also referred to as a pressing tool, is used, which has at least two opposing one another
  • Tool halves 3 and 4 has.
  • the tool halves 3 and 4 are relative to each other, in particular translationally, movable and can be moved away from each other and each other.
  • the molding compound 5 for producing the component 1 in the tool 2 and thereby between the tool halves 3 and 4 introduced, in particular while the tool 2 is open, that is, while the tool halves 3 and 4 moved away from each other or moved apart.
  • the molding compound 5 has at least one in FIG. 1 and 2 particularly schematically illustrated resin 6 as a matrix, in particular as a plastic matrix on. Furthermore, the molding compound 5 has at least one filler 7 which is embedded in the matrix (synthetic resin 6).
  • the synthetic resin 6 is, for example, a vinyl ester or a polyester resin.
  • the synthetic resin 6 is, for example, a thermosetting synthetic resin, in particular an unsaturated polyester resin (UP).
  • the filler 7 may have reinforcing fibers, in particular glass fibers, with a proportion of 0 percent to 40 percent and / or a mineral filler such as chalk and / or rock flour, in particular with a share of 15 to 45 percent.
  • the molding compound 5 is also referred to as SMC material or SMC and thereby pressed and formed in the context of an SMC process explained in more detail below.
  • Tool 2 is heated to a temperature ranging from 130 degrees Celsius to 160 degrees Celsius inclusive.
  • a second step S2 of the method the tool 2 is closed by the tool halves 3 and 4 moved towards each other or
  • the tool 2 is also referred to as a press, which closes at the second step S2.
  • the tool 2 has a cavity 8, which is formed or limited in particular in the closed state of the tool 2 and the mold halves 3 and 4 by the tool halves 3 and 4.
  • the molding compound 5 is in the cavity 8 and is formed by means of this, in particular by the molding compound 5 and the tool halves 3 and 4, in particular to each, the cavity 8 limiting contours of
  • Tool halves 3 and 4 hugging.
  • the molding compound 5 is pressed, whereby the molding compound 5, for example, in a third Step S3 fills the cavity 8.
  • the molding compound 5 is pressed and thereby formed into a molding 9, which is located in the cavity 8.
  • the molding compound 5 or the molding 9 begins to cure in the closed mold 2, for example, under a prevailing in the cavity 8 pressing pressure of about 100 bar and at a prevailing in the cavity 8 temperature of 150 degrees Celsius.
  • the molding compound 5 is pressed by means of the tool 2 at a prevailing in the tool 2, in particular in the cavity 8, and acting on the molding compound 5 pressure and thereby formed, which in a range of up to and including 130 bar bar is located.
  • the molding compound 5 located in the cavity 8 cures at the pressure mentioned in the tool 2.
  • a fourth step S4 of the method the molding compound 5, in particular the molding 9, provided at least in a portion 10 with at least one layer 1 1 by - while the molding compound 5, in particular the molding 9, in the tool 2 and between the tool halves 3 and 4 is - a liquid material 12 for producing the layer 1 1 in the tool 2, in particular in the cavity 8, introduced, in particular injected, and at least on the portion 10th
  • the material 12 is injected in particular into the tool 2 and injected against the portion 10 before the molding compound 5 is completely cured.
  • the material 12 is injected under high pressure into the tool 2, in particular into the cavity 8.
  • the material 12 is injected with a pressure, also referred to as injection pressure, into the tool 2, in particular into the cavity 8, which is greater than 100 bar.
  • injection pressure is in a range of 150 bar inclusive including 1500 bar.
  • the tool 2 opens, for example, a piece, whereby the layer 1 1 on the molding compound 5, in particular on the molding 9, and thereby on a surface 13 of the molding compound 5 and the molding 9 can distribute particularly advantageous and a particularly advantageous Adhesion of the material 12 or the layer 1 1 to the still fresh or not yet completely cured molding compound 5 can be realized.
  • a metallic material is used as the material 12, from which the layer 11 is produced as an at least substantially homogeneous layer for electromagnetic shielding.
  • the layer 1 1 forms an electromagnetic shielding effect, so that a particularly advantageous electromagnetic compatibility of the component 1 can be realized.
  • the layer 1 1 is formed from the metallic and electrically conductive or conductive material 12.
  • a pure metal in the form of pure tin is used as the metallic material.
  • the tin is in liquid form and thus as a melt, that is, as a tin melt in the tool 2, in particular in the cavity 8, injected and injected against the portion 10.
  • Tin has a melting point of 232 degrees Celsius.
  • the molding compound 5 in particular such a molding compound or such SMC material is used, which has a dimensional stability up to 230 degrees Celsius.
  • Process parameters for carrying out the method are now set so that the molding compound 5 (SMC material) suffers no damage from the injected tin melt and that the temperature of the tin melt, the molding compound 5 and the mold halves 3 and 4 an undesirably premature solidification of the tin and thus the layer 1 1 prevented.
  • the tin melt is distributed at least in
  • the tool 2 After the fourth step S4, in which the tool 2 is closed and the material 12 - as shown in FIG. 1 by an arrow 14 - is injected into the cavity 8, the tool 2 can be opened by the tool halves 3 and 4 be driven apart. Then, the layer 1 1 having component 1 can be removed from the tool 2.
  • the layer 1 1 is an EMC shield, which is firmly anchored to the molding compound 5.
  • the molding 9 forms a base body 15 of the component 1, wherein the base body 15 is provided with the layer 1 1.
  • the molding compound 5 is not removed from the tool 2 after it has been introduced into the tool 2 and before the material 12 is injected, so that the tool 2, which is also referred to as a mold, remains closed after the molding compound 5 has been formed, in particular during a holding time, which depends in particular on wall thickness and
  • Reaction temperature in particular the molding compound 5 is.
  • the material 12 is injected via at least one or more introduction channels in the form of injection channels 16 of the tool 2, in particular the tool half 3, in the tool 2, in particular in the cavity 8. Especially depending on
  • Component size of the injection channel 16 and the injection channels are preferably heated to over 230 degrees Celsius, so that the material 12 is injected into the cavity 8, while the injection channel 16 has a temperature of more than 230 degrees Celsius.
  • the initially liquid tin melt is injected at a pressure of 150 bar to 1500 bar in the closed mold 2. Once the tin melt has spread on the molding compound 5 or on a corresponding side of the molding compound 5 and begins to solidify, the temperature of the corresponding mold half 3 or 4 or the temperature of the injection channel 16 can be lowered, so then, for example, a solidification of the molding compound 5 and the initially liquid material 12 can be allowed. Then it will be
  • Tool 2 is opened, and the component 1 can then be removed.
  • the connection between the molding compound 5 or the molding 9 and the formed as a tin layer layer 1 1 is achieved, for example, by mechanical clamping on the micro level.
  • the tin melt or the material 12 strikes the not completely cured molding compound 5 and cools at the surface 13 from. Since the molding compound 5 is not a homogeneous mass at the micro level, but forms an at least substantially rough surface, in particular in its uncured state, by the at least one filler 7, the initially liquid tin melt can dig into or with this surface 13.
  • the molding compound 5 is coated only on the side with the material 12, on which the material 12 is injected into the tool 2. Due to the overpressure representing injection pressure with which the material 12 is injected into the cavity 8, the molding compound 5 is opposite
  • coated opposite mold half 4 is accordingly in both the tool half 3 and in the tool half 4 each at least one
  • Injection channel 16 is provided, via which the material 12 can be injected into the cavity 8.
  • the component 1 or its interior can be protected from electrical and / or magnetic fields from the environment and / or the environment can be protected from electrical and / or magnetic fields from the component 1. Since the material 12 is applied to the surface 13, while the molding compound 5 is in the tool 2 and without the molding compound 5 is removed from the tool 2, the molding compound 5 can be particularly simple and inexpensive provided with said shield.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil (1) sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Bauteils (1), bei welchem eine zumindest ein Kunstharz (6) als Matrix und wenigstens einen in die Matrix eingebetteten Füllstoff (7) aufweisende Pressmasse (5) zum Herstellen des Bauteils (1) in ein Werkzeug (2) eingebracht, mittels des Werkzeugs (2) gepresst und dadurch zu einem Formling (9) umgeformt wird, wobei die Pressmasse (5) mittels des Werkzeugs (2) zumindest in einem Teilbereich (10) mit zumindest einer Schicht (11) versehen wird, indem, während sich die Pressmasse (5) in dem Werkzeug (2) befindet, ein flüssiger Werkstoff (12) zum Herstellen der Schicht (11) in das Werkzeug (2) eingebracht und zumindest gegen auf den Teilbereich (10) aufgebracht wird, wobei als der Werkstoff (12) ein metallischer Werkstoff (12) verwendet wird, aus welchem die Schicht (11) als homogene Schicht (11) zur elektromagnetischen Abschirmung hergestellt wird.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie
Bauteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 . Ferner betrifft die
Erfindung ein Bauteil gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 15.
Ein solches Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist beispielsweise bereits aus der EP 2 374 826 A1 bekannt. Bei dem Verfahren wird eine Pressmasse zum Herstellen des Bauteils in ein Werkzeug eingebracht. Dabei weist die Pressmasse zumindest ein Kunstharz als Matrix beziehungsweise als Kunststoff matrix auf. Au ßerdem weist die Pressmasse wenigstens einen Füllstoff auf, welcher in die Matrix eingebettet ist beziehungsweise welcher in der Matrix aufgenommen ist. Nachdem die Pressmasse in das Werkzeug eingebracht wurde, wird die Pressmasse mittels des Werkzeugs gepresst und dadurch zu einem Formling umgeformt.
Des Weiteren wird die Pressmasse, insbesondere der Formling, zumindest in einem Teilbereich mit zumindest einer Schicht versehen, indem - während sich die Pressmasse, insbesondere der Formling, in dem Werkzeug befindet - ein flüssiger Werkstoff zum Herstellen der Schicht in das Werkzeug eingebracht, insbesondere eingespritzt, und zumindest auf den Teilbereich aufgebracht, insbesondere zumindest gegen den
Teilbereich gespritzt, wird. Danach härtet beispielsweise der zunächst flüssige Werkstoff aus, sodass der zunächst flüssige Werkstoff fest wird und dadurch die beispielsweise an sich feste Schicht bildet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Bauteil der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauteils auf besonders kostengünstige Weise realisieren lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wird eine Pressmasse zum Herstellen des Bauteils in ein Werkzeug, insbesondere in ein Presswerkzeug, eingebracht. Dabei weist die Pressmasse zumindest ein Kunstharz als Matrix, das heißt als Kunststoff matrix auf. Ferner weist die Pressmasse wenigstens einen Füllstoff auf, welcher in die Matrix eingebettet beziehungsweise in der Matrix aufgenommen ist. Nachdem die Pressmasse in das Werkzeug eingebracht wurde, wird die in das Werkzeug eingebrachte und sich somit in dem Werkzeug befindende Pressmasse mittels des Werkzeugs gepresst und dadurch zu einem Formling umgeformt. Die Pressmasse wird, insbesondere nachdem sie zu dem Formling umgeformt wurde, zumindest in einem Teilbereich mit zumindest einer Schicht versehen, indem - während sich die Pressmasse, insbesondere der Formling, in dem Werkzeug befindet - ein flüssiger Werkstoff zum Herstellen der Schicht in das Werkzeug eingebracht,
insbesondere eingespritzt, und zumindest auf den Teilbereich aufgebracht, insbesondere zumindest gegen den Teilbereich gespritzt, wird.
Mit anderen Worten wird beispielsweise die sich in dem Werkzeug befindende
Pressmasse vor ihrer Umformung und/oder während ihrer Umformung und/oder nach ihrer Umformung mit der Schicht versehen. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Formling mit der Schicht versehen wird, sodass die Pressmasse während der Umformung und/oder nach der Umformung der Pressmasse zu dem Formling mit der Schicht versehen wird, indem der flüssige Werkstoff in das Werkzeug eingebracht, insbesondere eingespritzt, und zumindest auf den Teilbereich aufgebracht, insbesondere zumindest gegen den Teilbereich gespritzt, wird.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Werkstoff in flüssigem Zustand in das
Werkzeug eingebracht, insbesondere eingespritzt, und zumindest auf den Teilbereich aufgebracht, insbesondere zumindest gegen den Teilbereich gespritzt, wird, ohne dass die Pressmasse beziehungsweise der Formling nach dem Umformen der Pressmasse und vor dem Einbringen beziehungsweise Einspritzen des Werkstoffes in das Werkzeug aus dem Werkzeug entnommen wird. Mit anderen Worten unterbleibt nach dem
Umformen der Pressmasse zu dem Formling und vor dem Einbringen des Werkstoffes in das Werkzeug ein Entnehmen der Pressmasse aus der Form, sodass die Pressmasse nach dem Umformen der Pressmasse zu dem Formling in dem Werkzeug verbleibt und zumindest in dem Teilbereich mit dem zunächst flüssigen Werkstoff versehen wird. Daran anschließend kann beispielsweise der zunächst flüssige Werkstoff aushärten, wodurch der zunächst flüssige Werkstoff fest wird. Hierdurch bildet beispielsweise der
ausgehärtete Werkstoff die an sich feste beziehungsweise eigensteife Schicht.
Um nun besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauteils auf besonders kostengünstige Weise realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass als der Werkstoff ein metallischer Werkstoff verwendet wird, aus welchem die Schicht als zumindest im Wesentlichen homogene Schicht zur elektromagnetischen Abschirmung hergestellt wird. Somit ist beispielsweise der Werkstoff in seinem flüssigen Zustand, in welchem der Werkstoff in das Werkzeug eingebracht und zumindest auf den Teilbereich aufgebracht wird, eine Schmelze beziehungsweise eine metallische Schmelze, welche auch als Metallschmelze bezeichnet wird. Die Metallschmelze wird in das Werkzeug eingebracht und zumindest auf den Teilbereich aufgebracht, wodurch die Pressmasse, insbesondere der Formling, zumindest in dem Teilbereich mit dem metallischen Werkstoff versehen wird. Daraufhin härtet beispielsweise die Metallschmelze aus und bildet somit die beispielsweise an sich feste beziehungsweise eigensteife Schicht als metallische Schicht, welche beispielsweise eine nur geringe Dicke, beispielsweise in einem Bereich von etwa 3 μηι bis etwa 2 bis 3 mm, aufweist und somit auch als Film bezeichnet wird.
Die metallische Schicht ist elektrisch leitfähig beziehungsweise leitend und bildet somit eine elektromagnetische Abschirmung, mittels welcher elektrische und/oder magnetische Felder von dem Bauteil beziehungsweise von dessen Inneren ferngehalten werden beziehungsweise umgekehrt, um die Umgebung des Bauteils vor elektrischen und/oder magnetischen Feldern, insbesondere aus dem Bauteil, zu schützen.
Dadurch dass als der Werkstoff der metallische Werkstoff verwendet wird, kann eine besonders vorteilhafte elektromagnetische Schirmwirkung beziehungsweise
Abschirmwirkung der Schicht realisiert werden, sodass eine besonders vorteilhafte elektromagnetische Verträglichkeit des Bauteils realisiert werden kann. Des Weiteren kann das Bauteil mit dieser Abschirmung auf besonders einfache und kostengünstige Weise versehen werden, da die Pressmasse beziehungsweise der Formling mit der Schicht versehen wird, während sich die Pressmasse, insbesondere nach ihrer
Umformung, in dem Werkzeug befindet.
Das Werkzeug weist beispielsweise wenigstens eine Kavität auf, in welche die
Pressmasse eingebracht wird. Mittels dieser Kavität wird beispielsweise die Pressmasse zu dem Formling umgeformt, wobei der flüssige Werkstoff in die Kavität eingebracht, insbesondere eingespritzt, und dadurch auf die sich in der Kavität befindende
Pressmasse beziehungsweise auf den Formling eingebracht, insbesondere gegen die sich in der Kavität befindende Pressmasse beziehungsweise gegen den Formling gespritzt, wird.
Das Bauteil kann besonders vorteilhaft als Gehäuse für eine stromführende Komponente wie beispielsweise einen Energiespeicher zum Speichern von elektrischem Strom, insbesondere einen Hochvoltspeicher, verwendet werden, da dadurch, dass das
Gehäuse, insbesondere überwiegend, aus der Pressmasse hergestellt wird, das Gewicht und die Kosten des Gehäuses besonders gering gehalten werden können. Da ferner als der Werkstoff der genannte metallische Werkstoff zur Realisierung der
elektromagnetischen Abschirmung verwendet wird, kann auf einfache und kostengünstige Weise eine besonders vorteilhafte elektromagnetische Verträglichkeit des Gehäuses dargestellt werden. Die an sich nicht-metallische Pressmasse weist keine oder eine nur sehr geringe Schirmwirkung zur Realisierung einer elektromagnetischen Abschirmung auf. Durch Verwendung des metallischen Werkstoffs kann eine solche Abschirmung nun jedoch besonders einfach und kostengünstig realisiert werden.
Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass aktuell, insbesondere in der Fahrzeugentwicklung, ein hoher Aufwand betrieben wird, um an sich nicht-metallische Gehäuse von stromführenden Komponenten nachträglich, das heißt nach ihrer Herstellung mithilfe von unterschiedlichen Maßnahmen zu ertüchtigen, um eine hinreichende elektromagnetische Verträglichkeit realisieren zu können. Nicht-metallische Werkstoffe wie beispielsweise Kunststoffe und beispielsweise die zuvor genannte Pressmasse weisen keinerlei elektromagnetische Schirmwirkung auf, finden aber oft Verwendung zur Herstellung von Gehäusen und Gehäusebauteilen, da solche
Kunststoffe besonders vorteilhaft, einfach und kostengünstig geformt werden können. Dadurch können beispielsweise solche Gehäuse und Gehäusebauteile kostengünstig hergestellt werden.
Um eine gewünschte Schirmwirkung dennoch erreichen zu können, wird beispielsweise das jeweilige, als Kunststoffgehäuse ausgebildete Gehäuse nach seiner eigentlichen Herstellung und somit nachträglich mit einem metallischen Schirm ausgestattet, welcher beispielsweise eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0,2 Millimeter umfasst. Ferner ist es denkbar, das bereits hergestellte Gehäuse nachträglich mit einem elektrisch leitfähigen Lack zu lackieren, um dadurch eine Schirmwirkung zu realisieren. Mit anderen Worten sind nachträgliche Verfahren vorgesehen, mittels welchen bereits hergestellte Gehäuse bearbeitet werden, um die Gehäuse nachträglich mit einer Schirmwirkung auszustatten. Diese nachträglichen Verfahren zur Erreichung einer gewünschten
Schirmwirkung sind meist aufwändig und kostenintensiv. Beispielsweise bei der
Aufbringung von Aluminiumfolie auf Kunststoffbauteile müssen oft Klebesysteme mit vorgelagerter Oberflächenbehandlung eingesetzt werden, woraus ein hoher
Produktionsaufwand resultiert. Zudem wird hier zusätzlicher Bauraum benötigt, da sich die Aluminiumfolie zumindest an einigen Stellen bis zu mehreren Millimetern
aufeinanderfalten kann. Bei der Lackierung von Kunststoffbauteilen mit elektrisch leitfähigem Lack sind höchste Arbeitsschutz-Maßnahmen erforderlich. Zudem ist ein solcher Lack sehr kostenintensiv, woraus ebenfalls sehr hohe Produktionskosten resultieren.
Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können nun mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden, wobei sich gleichzeitig eine besonders vorteilhafte Schirmwirkung realisieren lässt. Da die Pressmasse
beziehungsweise der Formling innerhalb des Werkzeugs mit dem metallischen Werkstoff und somit mit der Schicht versehen wird, entfallen im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren mit nachgelagerten Prozessen zusätzliche Prozessschritte. Auch kann der Bauraumbedarf des fertig hergestellten, zumindest die Pressmasse und die Schicht aufweisenden Bauteils besonders gering gehalten werden.
Zum Pressen und Formen der Pressmasse wird beispielsweise ein SMC- Verfahren (SMC - Sheet Molding Compound) durchgeführt, sodass beispielsweise als die
Pressmasse ein SMC-Material verwendet wird. Somit ist beispielsweise das insbesondere als Gehäuse oder Gehäusebauteil ausgebildete Bauteil aus SMC beziehungsweise aus SMC-Material hergestellt.
Beispielsweise wird der flüssige Werkstoff direkt im Pressprozess und somit
beispielsweise vor und/oder nach der Umformung der Pressmasse zu dem Formling in das Werkzeug eingebracht, insbesondere eingespritzt, und zumindest auf den Teilbereich aufgebracht, insbesondere zumindest gegen den Teilbereich gespritzt, wodurch der Werkstoff in flüssigem Zustand zumindest auf den Teilbereich aufgebracht wird. Somit wird beispielsweise im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich zu dem SMC- Verfahren ein IMC-Verfahren (IMC - In Mold Coating) durchgeführt. Das IMC- Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die in das Werkzeug
eingebrachte und sich in dem Werkzeug befindende Pressmasse mit der Schicht versehen wird, während sich die Pressmasse in dem Werkzeug befindet, wobei die Pressmasse nach ihrem Einbringen in das Werkzeug und vor dem Versehen der Pressmasse mit der Schicht nicht aus dem Werkzeug entnommen wird. Mit anderen Worten unterbleibt ein Entnehmen der Pressmasse nach dem Einbringen der
Pressmasse in das Werkzeug und vor dem Versehen der Pressmasse mit der Schicht. Somit wird die Pressmasse beispielsweise nachdem sie in das Werkzeug eingebracht wurde erstmalig aus dem Werkzeug entnommen, nachdem die Pressmasse,
insbesondere der Formling, mit der Schicht auf die beschriebene Weise versehen wurde.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn als der metallische Werkstoff reines Metall verwendet wird. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass der metallische Werkstoff eine Reinheit von mehr als 95 Prozent, insbesondere von mehr als 99 Prozent aufweist, sodass der metallische Werkstoff genau ein Metall aufweist, dessen Anteil an dem metallischen Werkstoff insgesamt mehr als 95 Prozent, insbesondere mehr als 99 Prozent, beträgt. Unter der jeweiligen Prozentangabe ist insbesondere
Gewichtsprozent oder Volumenprozent zu verstehen.
Besonders vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere eine besonders vorteilhafte
Schirmwirkung, lässt sich insbesondere dadurch realisieren, dass als das reine Metall Zinn, insbesondere reines Zinn, verwendet wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der metallische Werkstoff zunächst mit wenigstens einem von dem metallischen Werkstoff unterschiedlichen Hilfsstoff versetzt ist, welcher sich bei und/oder nach Erstarrung des zunächst flüssigen metallischen Werkstoffes aus diesem verflüchtigt. Hierdurch können beispielsweise besonders vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere Fließeigenschaften, des metallischen Werkstoffes realisiert werden, sodass der zunächst flüssige metallische Werkstoff besonders gut verarbeitet, insbesondere auf die Pressmasse aufgebracht, werden kann. Als der Hilfsstoff wird beispielsweise ein Flussmittel verwendet. Nach und/oder bei der Erstarrung des zunächst flüchtigen metallischen Werkstoffes verflüchtigt
beziehungsweise löst sich der Hilfsstoff aus beziehungsweise von dem metallischen Werkstoff, um dadurch beispielsweise eine besonders gute Schirmwirkung und/oder Anhaftung des Werkstoffes an der Pressmasse zu realisieren.
Der metallische Werkstoff und der Hilfsstoff bilden beispielsweise eine Legierung oder ein Gemisch, an welchem der Hilfsstoff einen niederprozentigen Anteil hat. Insbesondere beträgt beispielsweise der Anteil des Hilfsstoffes an dem Gemisch weniger als zehn Gewichts- oder Volumenprozent, insbesondere weniger als fünf und vorzugsweise weniger als drei Gewichts- oder Volumenprozent. Insbesondere ist es denkbar, dass als der metallische Werkstoff, insbesondere ausschließlich, das reine Metall verwendet wird, welches mit dem Hilfsstoff versetzt ist. Insbesondere ist der metallische Werkstoff beziehungsweise das, insbesondere genau eine, reine Metall mit einem
niederprozentigen Anteil an Hilfsstoffen versehen beziehungsweise versetzt, welche sich bei und/oder nach der Erstarrung aus dem reinen Metall lösen beziehungswiese verflüchtigen.
Insbesondere hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Schicht ausschließlich aus dem metallischen Werkstoff gebildet wird. Mit anderen Worten wird die Schicht nicht etwa als organische Schicht mit metallischen Füllstoffen hergestellt, sondern die Schicht wird aus einem Metall und somit aus einem anorganischen Material hergestellt. Die Schicht ist somit beispielsweise ein dünner Film, der aus einer zumindest im Wesentlichen homogenen Schicht Metall, insbesondere Zinn, gebildet ist. Die Verwendung von Zinn hat sich als besonders vorteilhaft in Kombination mit einem SMC-Material gezeigt, sodass eine besonders vorteilhafte Schirmwirkung auf besonders einfache und somit
kostengünstige Weise realisiert werden kann. Zur Herstellung der Schicht werden keine Harze oder Füllstoffe verwendet, sondern vorzugsweise lediglich der reine metallische Werkstoff, insbesondere reines Zinn. Das Versehen zumindest des Teilbereichs mit dem metallischen Werkstoff und somit mit der Schicht wird somit beispielsweise als metallisches Gießverfahren beziehungsweise nach Art eines metallischen Gießverfahrens durchgeführt, da der metallische Werkstoff zumindest auf den Teilbereich aufgebracht wird.
Um das Verfahren besonders zeit- und kostengünstig durchführen zu können, wird zumindest ein von dem Werkstoff bei dessen Einbringen durchströmbarer Einbringkanal, insbesondere Einspritzkanal, des Werkzeugs auf eine Temperatur erwärmt, welche größer als 200 Grad Celsius, insbesondere größer als 230 Grad Celsius, ist.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Werkstoff in seinem flüssigen Zustand in das Werkzeug mit einem Druck eingebracht wird, welcher in einem Bereich von einschließlich 150 bar bis einschließlich 1500 bar liegt. Dadurch kann das Verfahren besonders zeit -und somit kostengünstig durchgeführt werden.
Zinn hat beispielsweise einen Schmelzpunkt von 232 Grad Celsius. Jeweilige SMC-
Materialien beziehungsweise Pressmassen können eine Formbeständigkeit bis zu
230 Grad Celsius aufweisen. Prozessparameter zum Durchführen des Verfahrens werden nun beispielsweise so eingestellt, dass das SMC-Material beziehungsweise die
Pressmasse durch die eingebrachte und insbesondere als Zinn-Schmelze ausgebildete Schmelze keinen Schaden erleidet und dass die Temperatur der Schmelze, der
Pressmasse sowie des Werkzeugs eine unerwünscht frühzeitige Erstarrung des zunächst flüssigen Werkstoffs verhindert. Die Schmelze sollte sich vollständig in dem Teilbereich beziehungsweise an einer Oberfläche der Pressmasse verteilen und erst danach erstarren, um beispielsweise eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige
beziehungsweise homogene Dicke der Schicht zu gewährleisten.
Um besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauteils zu realisieren, wird als das Kunststoff harz vorzugsweise ein duroplastisches Kunstharz verwendet. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn als das Kunstharz ein ungesättigtes Polyesterharz (UP) verwendet wird.
Um besonders vorteilhafte Eigenschaften des fertig hergestellten Bauteils realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Füllstoff Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern, aufweist. Dabei liegt beispielsweise der Anteil der Verstärkungsfasern an der Pressmasse insgesamt in einem Bereich von einschließlich 0 Prozent bis einschließlich 40 Prozent.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Füllstoff wenigstens einen mineralischen Füllstoff, insbesondere Kreise und/oder Gesteinsmehl, aufweist.
Um dabei besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauteils realisieren zu können, hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Anteil des mineralischen Füllstoffes an der Pressmasse insgesamt in einem Bereich von einschließlich 15 Prozent bis
einschließlich 45 Prozent liegt. Unter der jeweiligen Prozentzeichen-Angabe des jeweiligen Anteils ist insbesondere Volumen-Prozent oder Gewichts-Prozent zu verstehen.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Pressmasse mittels des Werkzeugs bei einer Temperatur gepresst und dadurch umgeformt, welche in einem Bereich von einschließlich 100 Grad Celsius bis einschließlich 180 Grad Celsius, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 130 Grad Celsius bis einschließlich 160 Grad Celsius, liegt. Mit anderen Worten weist beispielsweise die Pressmasse eine Temperatur in einem Bereich von einschließlich 130 Grad Celsius bis einschließlich 160 Grad Celsius auf, während sie mittels des Werkzeugs umgeformt wird. Schließlich hat es sich zur Durchführung eines besonders kostengünstigen Verfahrens als vorteilhaft gezeigt, wenn die Pressmasse mittels des Werkzeugs bei einem in dem Werkzeug, insbesondere in der genannten Kavität, herrschenden und auf die
Pressmasse wirkenden Druck gepresst und dadurch umgeformt wird, welcher in einem Bereich von einschließlich 70 bar bis einschließlich 160 bar liegt. Dieser Druck wird auch als Verarbeitungsdruck bezeichnet. Vorzugsweise liegt der auch als Pressdruck bezeichnete Verarbeitungsdruck bei circa 100 bar.
Zur Erfindung gehört auch ein Bauteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Grundkörper, welcher aus einer Pressmasse gebildet ist, welche zumindest ein Kunstharz als Matrix und wenigstens einen in die Matrix eingebetteten Füllstoff aufweist und mittels eines Werkzeugs gepresst und dadurch zu einem Formling beziehungsweise zu dem Grundkörper umgeformt ist. Das Bauteil weist ferner zumindest eine zumindest auf einen Teilbereich des Grundkörpers aufgebrachte, aus einem zunächst flüssigen Werkstoff gebildete und zusammen mit dem Grundkörper in dem Werkzeug hergestellte Schicht auf.
Um nun besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauteils auf besonders kostengünstige Weise realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Werkstoff ein metallischer Werkstoff ist, aus welchem die Schicht als homogene Schicht zur elektromagnetischen Abschirmung hergestellt ist. Vorteile und vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Bauteils anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere für ein Kraftfahrzeug; und
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht des hergestellten Bauteils.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Verfahren zum Herstellen eines in Fig. 2 in einer schematischen Schnittansicht gezeigten Bauteils 1 , insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Das Bauteil 1 ist beispielsweise ein Gehäuse oder ein Gehäusebauteil eines Gehäuses, wobei das Gehäuse beispielsweise ein Gehäuse eines
Energiespeichers ist. Der Energiespeicher ist zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildet, wobei der Energiespeicher
beispielsweise eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische
Betriebsspannung, von mehr als 50 Volt, insbesondere von mehr als 60 Volt, aufweist. Insbesondere ist der Energiespeicher als Hochvolt-Speicher, insbesondere als Hochvolt- Batterie (HV-Batterie), ausgebildet, sodass der Energiespeicher beispielsweise eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, von mehreren 100 Volt aufweist. Der Energiespeicher und somit das Bauteil 1 kommen beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz, welches in seinem fertig hergestellten Zustand den Energiespeicher und somit das Bauteil 1 und wenigstens eine elektrische Maschine aufweist. Dabei ist beispielsweise wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs
beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt mittels der elektrischen Maschine antreibbar. Hierzu wird die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben. Um die elektrische Maschine in dem Motorbetrieb zu betreiben, wird die elektrische Maschine mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie versorgt.
Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, können mittels des anhand von Fig. 1 veranschaulichten Verfahrens auf besonders kostengünstige Weise besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauteils 1 und somit des Gehäuses insgesamt realisiert werden. Insbesondere kann auf kostengünstige Weise eine besonders vorteilhafte elektromagnetische Verträglichkeit realisiert werden.
Zum Durchführen des Verfahrens wird ein auch als Presswerkzeug bezeichnetes Werkzeug 2 genutzt, welches wenigstens zwei einander gegenüberliegende
Werkzeughälften 3 und 4 aufweist. Die Werkzeughälften 3 und 4 sind relativ zueinander, insbesondere translatorisch, bewegbar und können voneinander weg- und aufeinander zubewegt werden.
Bei einem ersten Schritt S1 des Verfahrens sind die Werkzeughälften 3 und 4
voneinander wegbewegt und somit geöffnet, sodass das Werkzeug 2 insgesamt geöffnet ist. Bei dem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird eine Pressmasse 5 zum Herstellen des Bauteils 1 in das Werkzeug 2 und dabei zwischen die Werkzeughälften 3 und 4 eingebracht, insbesondere während das Werkzeug 2 geöffnet ist, das heißt während die Werkzeughälften 3 und 4 voneinander wegbewegt beziehungsweise auseinander gefahren sind. Die Pressmasse 5 weist dabei zumindest ein in Fig. 1 und 2 besonders schematisch dargestelltes Kunstharz 6 als Matrix, insbesondere als Kunststoffmatrix, auf. Ferner weist die Pressmasse 5 wenigstens einen Füllstoff 7 auf, welcher in die Matrix (Kunstharz 6) eingebettet ist. Das Kunstharz 6 ist beispielsweise ein Vinylester oder ein Polyesterharz. Insbesondere ist das Kunstharz 6 beispielsweise ein duroplastisches Kunstharz, insbesondere ein ungesättigtes Polyesterharz (UP). Der Füllstoff 7 kann dabei Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern, mit einem Anteil von 0 Prozent bis 40 Prozent und/oder einen mineralischen Füllstoff wie beispielsweise Kreide und/oder Gesteinsmehl insbesondere mit einem Anteil von 15 bis 45 Prozent aufweisen. Die Pressmasse 5 wird auch als SMC-Material oder SMC bezeichnet und dabei im Rahmen eines im Folgenden noch näher erläuterten SMC- Verfahrens gepresst und umgeformt. Das Werkzeug 2, insbesondere die Werkzeughälften 3 und 4, werden beispielsweise, insbesondere bevor die Pressmasse 5 in das Werkzeug 2 eingebracht wird und/oder während sich die Pressmasse 5 in dem Werkzeug 2 befindet, erwärmt und dabei beispielsweise auf 150 Grad Celsius erwärmt beziehungsweise aufgeheizt, sodass beispielsweise die Pressmasse 5 mittels des aufgeheizten Werkzeugs 2 erwärmt beziehungsweise aufgeheizt wird. Insbesondere wird die Pressmasse 5, insbesondere mittels des Werkzeugs 2 und somit beispielsweise während sich die Pressmasse 5 in dem Werkzeug 2 befindet und insbesondere bevor die Pressmasse 5 mittels des
Werkzeugs 2 umgeformt wird, auf eine Temperatur aufgeheizt, welche in einem Bereich von einschließlich 130 Grad Celsius bis einschließlich 160 Grad Celsius liegt.
Bei einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird das Werkzeug 2 geschlossen, indem die Werkzeughälften 3 und 4 aufeinander zubewegt beziehungsweise
zusammengefahren werden. Das Werkzeug 2 wird auch als Presse bezeichnet, welche sich bei dem zweiten Schritt S2 schließt. Dabei weist das Werkzeug 2 eine Kavität 8 auf, welche insbesondere in geschlossenem Zustand des Werkzeugs 2 beziehungsweise der Werkzeughälften 3 und 4 durch die Werkzeughälften 3 und 4 gebildet beziehungsweise begrenzt wird. Dabei befindet sich die Pressmasse 5 in der Kavität 8 und wird mittels dieser geformt, insbesondere indem sich die Pressmasse 5 und an die Werkzeughälften 3 und 4, insbesondere an jeweilige, die Kavität 8 begrenzende Konturen der
Werkzeughälften 3 und 4, anschmiegt. Dadurch, dass die Werkzeughälften 3 und 4 beziehungsweise das Werkzeug 2 geschlossen werden beziehungsweise wird, wird die Pressmasse 5 gepresst, wodurch die Pressmasse 5 beispielsweise bei einem dritten Schritt S3 die Kavität 8 füllt. Hierdurch wird die Pressmasse 5 gepresst und dadurch zu einem Formling 9 umgeformt, welcher sich in der Kavität 8 befindet.
Die Pressmasse 5 beziehungsweise der Formling 9 beginnt, in dem geschlossenen Werkzeug 2 auszuhärten, beispielsweise unter einem in der Kavität 8 herrschenden Pressdruck von circa 100 bar und bei einer in der Kavität 8 herrschenden Temperatur von 150 Grad Celsius. Mit anderen Worten wird beispielsweise die Pressmasse 5 mittels des Werkzeugs 2 bei einem in dem Werkzeug 2, insbesondere in der Kavität 8, herrschenden und auf die Pressmasse 5 wirkenden Druck gepresst und dadurch umgeformt, welcher in einem Bereich von einschließlich 70 bar und bis einschließlich 130 bar liegt. Alternativ oder zusätzlich härtet die sich in der Kavität 8 befindende Pressmasse 5 bei dem genannten Druck in dem Werkzeug 2 aus.
Bei einem vierten Schritt S4 des Verfahrens wird die Pressmasse 5, insbesondere der Formling 9, zumindest in einem Teilbereich 10 mit zumindest einer Schicht 1 1 versehen, indem - während sich die Pressmasse 5, insbesondere der Formling 9, in dem Werkzeug 2 und dabei zwischen den Werkzeughälften 3 und 4 befindet - ein flüssiger Werkstoff 12 zum Herstellen der Schicht 1 1 in das Werkzeug 2, insbesondere in die Kavität 8, eingebracht, insbesondere eingespritzt, und zumindest auf den Teilbereich 10
aufgebracht, insbesondere zumindest gegen den Teilbereich 10 gespritzt, wird. Hierdurch wird der zunächst flüssige Werkstoff 12 auf den Teilbereich 10 und somit auf die
Pressmasse 5, insbesondere auf den Formling 9, aufgebracht. Der Werkstoff 12 wird insbesondere in das Werkzeug 2 eingespritzt und gegen den Teilbereich 10 gespritzt, bevor die Pressmasse 5 vollständig ausgehärtet ist. Vorzugsweise wird der Werkstoff 12 unter hohem Druck in das Werkzeug 2, insbesondere in die Kavität 8, eingespritzt.
Beispielsweise wird der Werkstoff 12 mit einem auch als Einspritzdruck bezeichneten Druck in das Werkzeug 2, insbesondere in die Kavität 8, eingespritzt, welcher größer als 100 bar ist. Vorzugsweise liegt der Einspritzdruck in einem Bereich von einschließlich 150 bar bis einschließlich 1500 bar.
Unter dem Einspritzdruck öffnet sich das Werkzeug 2 beispielsweise ein Stück, wodurch sich die Schicht 1 1 auf der Pressmasse 5, insbesondere auf dem Formling 9, und dabei auf einer Oberfläche 13 der Pressmasse 5 beziehungsweise des Formlings 9 besonders vorteilhaft verteilen kann und eine besonders vorteilhafte Anhaftung des Werkstoffs 12 beziehungsweise der Schicht 1 1 an der noch frischen beziehungsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Pressmasse 5 realisiert werden kann. Um nun auf besonders kostengünstige Weise besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauteils 1 realisieren zu können, wird als der Werkstoff 12 ein metallischer Werkstoff verwendet, aus welchem die Schicht 1 1 als zumindest im Wesentlichen homogene Schicht zur elektromagnetischen Abschirmung hergestellt wird. Mit anderen Worten bildet die Schicht 1 1 eine elektromagnetische Abschirmwirkung, sodass sich eine besonders vorteilhafte elektromagnetische Verträglichkeit des Bauteils 1 realisieren lässt. Hierzu wird die Schicht 1 1 aus dem metallischen und elektrisch leitfähigen beziehungsweise leitenden Werkstoff 12 gebildet.
Bei dem in Fig. 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird als der metallische Werkstoff ein reines Metall in Form von reinem Zinn verwendet. Das Zinn wird in flüssiger Form und somit als Schmelze, das heißt als Zinn-Schmelze in das Werkzeug 2, insbesondere in die Kavität 8, eingespritzt und gegen den Teilbereich 10 gespritzt. Dabei hat Zinn einen Schmelzpunkt von 232 Grad Celsius. Als die Pressmasse 5 wird insbesondere eine solche Pressmasse beziehungsweise ein solches SMC-Material verwendet, welches eine Formbeständigkeit bis zu 230 Grad Celsius aufweist.
Prozessparameter zum Durchführen des Verfahrens werden nun so eingestellt, dass die Pressmasse 5 (SMC-Material) durch die eingespritzte Zinn-Schmelze keinen Schaden erleidet und dass die Temperatur der Zinn-Schmelze, der Pressmasse 5 sowie der Werkzeughälften 3 und 4 eine unerwünscht frühzeitige Erstarrung des Zinns und somit der Schicht 1 1 verhindert. Hierdurch verteilt sich die Zinn-Schmelze zumindest im
Wesentlichen vollständig an der Oberfläche 13 und erstarrt erst danach.
Nach dem vierten Schritt S4, bei welchem das Werkzeug 2 geschlossen ist und der Werkstoff 12 - wie in Fig. 1 durch einen Pfeil 14 veranschaulicht ist - in die Kavität 8 eingespritzt wird, kann das Werkzeug 2 geöffnet werden, indem die Werkzeughälften 3 und 4 auseinander gefahren werden. Daraufhin kann das die Schicht 1 1 aufweisende Bauteil 1 aus dem Werkzeug 2 entnommen werden. Die Schicht 1 1 ist dabei eine EMV- Schirmung, welche fest an der Pressmasse 5 verankert ist. Die Pressmasse 5
beziehungsweise der Formling 9 bildet einen Grundkörper 15 des Bauteils 1 , wobei der Grundkörper 15 mit der Schicht 1 1 versehen ist.
Insgesamt ist erkennbar, dass die Pressmasse 5 nach ihrem Einbringen in das Werkzeug 2 und vor dem Einspritzen des Werkstoffes 12 nicht aus dem Werkzeug 2 entnommen wird, sodass das auch als Form bezeichnete beziehungsweise fungierende Werkzeug 2 nach dem Umformen der Pressmasse 5 weiterhin geschlossen bleibt, insbesondere während einer Haltezeit, welche insbesondere abhängig von Wanddicke und
Reaktionstemperatur, insbesondere der Pressmasse 5, ist. Der Werkstoff 12 wird über wenigstens einen oder mehrere Einbringkanäle in Form von Einspritzkanälen 16 des Werkzeugs 2, insbesondere der Werkzeughälfte 3, in das Werkzeug 2, insbesondere in die Kavität 8, eingespritzt. Insbesondere je nach
Bauteilgröße wird der Einspritzkanal 16 beziehungsweise werden die Einspritzkanäle vorzugsweise auf über 230 Grad Celsius erhitzt, sodass der Werkstoff 12 in die Kavität 8 eingespritzt wird, während der Einspritzkanal 16 eine Temperatur von mehr als 230 Grad Celsius aufweist. Bei großen Bauteilen und damit verbundenen langen Fließwegen ist es denkbar, die gesamte Werkzeughälfte 3 beziehungsweise 4 auf über 230 Grad Celsius zu erhitzen. Insbesondere wird die gesamte Werkzeughälfte 3 beziehungsweise 4 entsprechend erhitzt, über welche der Werkstoff 12 in die Kavität 8 eingespritzt wird.
Die zunächst flüssige Zinn-Schmelze wird mit einem Druck von 150 bar bis 1500 bar in das geschlossene Werkzeug 2 eingespritzt. Sobald sich die Zinn-Schmelze auf der Pressmasse 5 beziehungsweise an einer entsprechenden Seite der Pressmasse 5 verteilt hat und zu erstarren beginnt, kann die Temperatur der entsprechenden Werkzeughälfte 3 beziehungsweise 4 beziehungsweise die Temperatur des Einspritzkanals 16 abgesenkt werden, sodass dann beispielsweise ein Erstarren der Pressmasse 5 sowie des zunächst flüssigen Werkstoffes 12 zugelassen werden kann. Daran anschließend wird das
Werkzeug 2 geöffnet, und das Bauteil 1 kann dann entnommen werden.
Die Verbindung zwischen der Pressmasse 5 beziehungsweise dem Formling 9 und der als Zinn-Schicht ausgebildeten Schicht 1 1 wird beispielsweise durch mechanische Verklammerung auf Mikroebene erreicht. Die Zinn-Schmelze beziehungsweise der Werkstoff 12 trifft auf die noch nicht vollständig ausgehärtete Pressmasse 5 und kühlt an deren Oberfläche 13 ab. Da die Pressmasse 5 auf Mikroebene keine homogene Masse ist, sondern durch den wenigstens einen Füllstoff 7 eine zumindest im Wesentlichen raue Oberfläche, insbesondere in ihrem nicht ausgehärteten Zustand, ausbildet, kann sich die zunächst flüssige Zinn-Schmelze in beziehungsweise mit dieser Oberfläche 13 verkrallen.
Bei dem Verfahren wird beispielsweise die Pressmasse 5 nur auf der Seite mit dem Werkstoff 12 beschichtet, auf der der Werkstoff 12 in das Werkzeug 2 eingespritzt wird. Durch den einen Überdruck darstellenden Einspritzdruck, mit dem der Werkstoff 12 in die Kavität 8 eingespritzt wird, wird die Pressmasse 5 zur gegenüberliegenden
Werkzeughälfte 4 beziehungsweise 3 hin gedrückt und somit gegen ein Umströmen mit dem Werkstoff 12 abgedichtet. Ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Pressmasse 5 nicht nur auf Seiten der Werkzeughälfte 3, sondern auch auf Seiten der
gegenüberliegenden Werkzeughälfte 4 beschichtet wird, wird dementsprechend sowohl in der Werkzeughälfte 3 als auch in der Werkzeughälfte 4 jeweils wenigstens ein
Einspritzkanal 16 vorgesehen, über den der Werkstoff 12 in die Kavität 8 eingespritzt werden kann.
Durch die durch die Schicht 1 1 bewirkte elektromagnetische Abschirmung kann beispielsweise das Bauteil 1 beziehungsweise dessen Inneres vor elektrischen und/oder magnetischen Feldern aus der Umgebung geschützt werden und/oder die Umgebung kann vor elektrischen und/oder magnetischen Feldern aus dem Bauteil 1 geschützt werden. Da der Werkstoff 12 auf die Oberfläche 13 aufgebracht wird, während sich die Pressmasse 5 in dem Werkzeug 2 befindet und ohne dass die Pressmasse 5 aus dem Werkzeug 2 entnommen wird, kann die Pressmasse 5 besonders einfach und kostengünstig mit der genannten Abschirmung versehen werden.
Bezugszeichenliste
1 Bauteil
2 Werkzeug
3 Werkzeughälfte
4 Werkzeughälfte
5 Pressmasse
6 Kunstharz
7 Füllstoff
8 Kavität
9 Formling
10 Teilbereich
1 1 Schicht
12 Werkstoff
13 Oberfläche
14 Pfeil
15 Grundkörper
16 Einbringkanal

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (1 ), bei welchem eine zumindest ein
Kunstharz (6) als Matrix und wenigstens einen in die Matrix eingebetteten Füllstoff (7) aufweisende Pressmasse (5) zum Herstellen des Bauteils (1 ) in ein Werkzeug (2) eingebracht, mittels des Werkzeugs (2) gepresst und dadurch zu einem
Formling (9) umgeformt wird, wobei die Pressmasse (5) mittels des Werkzeugs (2) zumindest in einem Teilbereich (10) mit zumindest einer Schicht (1 1 ) versehen wird, indem, während sich die Pressmasse (5) in dem Werkzeug (2) befindet, ein flüssiger Werkstoff (12) zum Herstellen der Schicht (1 1 ) in das Werkzeug (2) eingebracht und zumindest auf den Teilbereich (10) aufgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
als der Werkstoff (12) ein metallischer Werkstoff (12) verwendet wird, aus welchem die Schicht (1 1 ) als homogene Schicht (1 1 ) zur elektromagnetischen Abschirmung hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
als der metallische Werkstoff (12) reines Metall, insbesondere reines Zinn, verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der metallische Werkstoff zunächst mit wenigstens einem von dem metallischen Werkstoff unterschiedlichen Hilfsstoff versetzt ist, welcher sich bei und/oder nach Erstarrung des zunächst flüssigen metallischen Werkstoffes aus diesem
verflüchtigt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schicht (1 1 ) ausschließlich aus dem metallischen Werkstoff (12) gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein von dem Werkstoff (12) bei dessen Einbringen durchströmbarer Einbringkanal (16) des Werkzeugs (2) auf eine Temperatur erwärmt wird, welche größer als 200 Grad Celsius, insbesondere größer als 230 Grad Celsius, ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Werkstoff (12) in flüssigem Zustand in das Werkzeug (2) mit einem Druck eingebracht wird, welcher in einem Bereich von einschließlich 150 bar bis einschließlich 1500 bar liegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
als das Kunstharz (6) ein duroplastisches Kunstharz verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
als das Kunstharz (6) ein ungesättigtes Polyesterharz verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Füllstoff (7) Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern, aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Anteil der Verstärkungsfasern an der Pressmasse (5) in einem Bereich von einschließlich 0% bis einschließlich 40% liegt.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Füllstoff (7) wenigstens einen mineralischen Füllstoff, insbesondere Kreide und/oder Gesteinsmehl, aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des mineralischen Füllstoffes an der Pressmasse (5) in einem Bereich von einschließlich 15% bis einschließlich 45% liegt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Pressmasse (5) mittels des Werkzeugs (2) bei einer Temperatur gepresst und dadurch umgeformt wird, welche in einem Bereich von einschließlich 100 Grad Celsius bis einschließlich 180 Grad Celsius, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 130 Grad Celsius bis einschließlich 160 Grad Celsius, liegt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Pressmasse (5) mittels des Werkzeugs (2) bei einem in dem Werkzeug (2) herrschenden und auf die Pressmasse (5) wirkenden Druck gepresst und dadurch umgeformt wird, welcher in einem Bereich von einschließlich 70 bar bis
einschließlich 160 bar liegt.
15. Bauteil (1 ), mit wenigstens einem Grundkörper, welcher aus einer zumindest ein Kunstharz (6) als Matrix und wenigstens einen in die Matrix eingebetteten Füllstoff (7) aufweisenden und mittels eines Werkzeugs (2) gepressten und dadurch zu einem Formling (9) umgeformten Pressmasse (5) gebildet ist, und mit zumindest einer zumindest auf einen Teilbereich (10) des Grundkörpers aufgebrachten, aus einem zunächst flüssigen Werkstoff (12) gebildeten und zusammen mit dem Grundkörper in dem Werkzeug (2) hergestellten Schicht (1 1 ),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Werkstoff (12) ein metallischer Werkstoff (12) ist, aus welchem die Schicht (1 1 ) als homogene Schicht (1 1 ) zur elektromagnetischen Abschirmung hergestellt ist.
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