[go: up one dir, main page]

DE19813105A1 - Molding fiber composite components avoiding air inclusions and rejects - Google Patents

Molding fiber composite components avoiding air inclusions and rejects

Info

Publication number
DE19813105A1
DE19813105A1 DE19813105A DE19813105A DE19813105A1 DE 19813105 A1 DE19813105 A1 DE 19813105A1 DE 19813105 A DE19813105 A DE 19813105A DE 19813105 A DE19813105 A DE 19813105A DE 19813105 A1 DE19813105 A1 DE 19813105A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
matrix material
mold cavity
fibers
openings
fiber composite
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE19813105A
Other languages
German (de)
Other versions
DE19813105C2 (en
Inventor
Klaus Drechsler
Frank Strachauer
Juergen Filsinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE19813105A priority Critical patent/DE19813105C2/en
Publication of DE19813105A1 publication Critical patent/DE19813105A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19813105C2 publication Critical patent/DE19813105C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/546Measures for feeding or distributing the matrix material in the reinforcing structure
    • B29C70/548Measures for feeding or distributing the matrix material in the reinforcing structure using distribution constructions, e.g. channels incorporated in or associated with the mould

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

A porous membrane (32) is fixed in front of the vent holes (30) on the mold cavity side. Its pores are sized to release air freely, whilst the matrix material (21) is retained within. Preferred features: Membrane thickness is 10-60 mu m. Its attachment permits ease of removal when required. The vent holes taper outwardly from the cavity, support being provided to prevent bulging of the membrane into the holes. This takes the form of open-pored foam or honeycomb. The mold dies (13, 14) are clamped together then mixed fibers (20) and matrix (21) are injected. Alternatively the fibers are introduced first, followed by injection of the matrix, after which the dies are pressed together. In a further variant, mixture is introduced just before completion of closure. In a final variant, a fibrous blank is inserted with matrix material, into a die.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Faserverbund­ bauteilen, bei dem die Fasern und das Matrixmaterial in einem mindestens zwei Teile umfassenden, einen Formhohlraum bildenden Werkzeug geformt werden und Öffnungen vom Formhohlraum nach außen geführt werden über die die im Formhohlraum befindliche Luft entweichen kann.The invention relates to a method for producing fiber composite components in which the fibers and the matrix material in at least two Parts comprising a mold forming a mold cavity are formed and openings from the mold cavity to the outside through which the in Air can escape from the mold cavity.

Faserverbundbauteile haben sowohl hinsichtlich ihrer produzierten Mengen als auch ihrer vielfältigen Einsatzgebiete in den letzten Jahren außerordentlich stark an Interesse gewonnen. Ausschlaggebend dafür sind zweifelsohne die große Viel­ falt der Verarbeitungsmöglichkeiten. So stehen mehrere Verfahren, wie z. B. ver­ schiedene Preß- und Spritztechniken zur Verfügung, um Faserverbundbauteile in Einzel- oder Serienfertigung vielseitig und mit komplizierter Formgebung zu ferti­ gen. Auch innerhalb dieser verschiedenen Verfahren sind beim Einbringen der Fa­ sern und des Matrixmaterials mehrere Variationen möglich.Fiber composite components have both in terms of their quantities produced their diverse areas of application have been extraordinarily strong in recent years gained in interest. The decisive factor for this is undoubtedly the large amount fold of processing possibilities. So there are several methods such. B. ver Different pressing and injection molding techniques are available to make fiber composite components One-off or series production versatile and with complicated shapes to ferti Even within these various processes, when the company multiple variations of the matrix and the matrix material are possible.

Aus der DE 196 30 840 ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern aus einem Matrixmaterial und einem Faserkörper bekannt, bei dem zur vollständigen Füllung und Umschließung des Faserkörpers das Matrixmaterial mehrfach alter­ nierend durch den in einem Formkörper befindlichen Faserkörper gepumpt wird. Dieses Verfahren liefert zwar Verbundkörper sehr guter Qualität ohne Luftein­ schlüsse und mit vollständiger Umschließung der Fasern, ist aber wegen der ex­ trem langen Verfahrensdauer nicht für einen Einsatz in der Serienproduktion für Faserverbundbauteile geeignet. Außerdem muß aufgrund der Zu- und Ableitungen mit einem Überschuß an Matrixmaterial gearbeitet werden.DE 196 30 840 describes a method for producing composite bodies a matrix material and a fiber body known in which to complete Filling and enclosing the fiber body the matrix material several times older is pumped by the fiber body located in a molded body. This process delivers composite bodies of very good quality without air conclusions and with complete enclosure of the fibers, but is due to the ex extremely long process time not for use in series production for  Fiber composite components suitable. In addition, due to the supply and discharge lines be worked with an excess of matrix material.

Ein Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen ist aus Otto Schwarz: "Glasfaserverstärkte Kunststoffe", Vogel Verlag, Würzburg (1975) bekannt. Zwei­ teilige Werkzeuge bilden hier einen Formhohlraum, in dem die Fasern und das Matrixmaterial zu ihrer endgültigen Form gebracht werden. Zur Verhinderung von Lufteinschlüssen im Faserverbundbauteil befinden sich an bestimmten Stellen in bestimmen Abständen Bohrungen im Werkzeug, durch die die eingeschlossene und vor der Front des fließenden Matrixmaterials durch die Fasern transportierte Luft entweichen kann. Nachteilig wirkt sich bei diesem Verfahren aus, daß sich bei jedem Formvorgang Matrixmaterial in den Bohrungen sammelt, welches beim Entnahmevorgang des gefertigten Faserverbundbauteils erhärtet und somit vor dem nächsten Formvorgang mühsam aus der Bohrung entfernt werden muß, damit die Bohrung wieder zur Entlüftung des Formhohlraums beitragen kann. Durch dieses Entfernen der Reste, erhöht sich die Leerlaufzeit zwischen den ein­ zelnen Formvorgängen, wodurch die Produktivität gesenkt wird. Außerdem geht durch die Bohrungen auch Matrixmaterial verloren, welches dann nicht mehr für die Füllung der Fasern zur Verfügung steht, so daß ein Überschuß an Matrix­ material einkalkuliert werden muß.A process for the production of fiber composite components is from Otto Schwarz: "Glass fiber reinforced plastics", Vogel Verlag, Würzburg (1975) known. Two Partial tools form a mold cavity in which the fibers and the Matrix material are brought to their final form. To prevent Air pockets in the fiber composite component are located at certain points in determine distances holes in the tool through which the enclosed and transported through the fibers in front of the front of the flowing matrix material Air can escape. A disadvantage of this method is that with every molding process, matrix material collects in the bores, which during Removal process of the manufactured fiber composite component hardened and thus before the next molding process has to be laboriously removed from the hole, so that the bore can again contribute to the venting of the mold cavity. By removing the leftovers, the idle time between the one increases individual molding processes, which reduces productivity. Also goes through the holes also lost matrix material, which is then no longer for the filling of the fibers is available so that an excess of matrix material must be factored in.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Faserver­ bundbauteilen anzugeben, das es erlaubt, Faserverbundbauteile ohne Luftein­ schlüsse und mit vollständiger Umschließung der Fasern in der Serienfertigung mit einer hohen Taktrate herzustellen, so daß die Leerlaufzeiten zwischen den Formvorgängen auf ein geringes Maß reduziert werden. Desweiteren soll ein Überschuß an Matrixmaterial unterbunden werden. It is therefore the task of a process for the production of fiber Specify bundle components that allow fiber composite components without air inlet conclusions and with complete encapsulation of the fibers in series production manufacture at a high clock rate so that the idle times between the Molding processes can be reduced to a small extent. Furthermore, a Excess matrix material can be prevented.  

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfin­ dungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß formhohlraumseitig vor den Öffnun­ gen eine poröse Membran angebracht wird, deren Poren derart dimensioniert sind, daß man die Luft ungehindert entweichen läßt, das Matrixmaterial aber im Formhohlraum zurückgehalten wird.A method of the type described in the introduction is invented to achieve the object appropriately characterized in that the mold cavity side in front of the opening a porous membrane is attached, the pores of which are dimensioned in this way are that the air is allowed to escape unhindered, but the matrix material in Mold cavity is retained.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Faserverbundbauteile ohne Lufteinschlüsse in Serie zu fertigen, wobei die Leerlaufzeiten zwischen den ein­ zelnen Formvorgängen minimiert werden, was gegenüber den herkömmlichen Verfahren zu einer Erhöhung des Ausstoßes führt. Außerdem wird die Richtzeit zwischen den einzelnen Vorgängen verkürzt, da keine Öffnungen mehr gereinigt werden müssen. Durch die Abgeschlossenheit des Formhohlraums dem Matrix­ material gegenüber entfällt der Überschuß an Materixmaterial, wodurch die Her­ stellkosten weiter gesenkt werden können.The method according to the invention enables fiber composite components without To produce air pockets in series, with idle times between the one individual molding processes are minimized, which is compared to the conventional Procedure leads to an increase in output. In addition, the target time shortened between the individual processes since no openings are cleaned anymore Need to become. Because the mold cavity is closed, the matrix Compared to material there is no excess material, which means that the Her costs can be further reduced.

Die mehrteiligen, den Formhohlraum bildenden Werkzeuge, können aus Kunst­ stoff oder aus Metall hergestellt werden, je nach Temperaturbelastung bei den Formvorgängen und Stückzahl der produzierten Faserverbundbauteile einer Serie. Metallwerkzeuge weisen bei hohen Temperaturen und hohen Stückzahlen Vorteile gegenüber den Kunststoffwerkzeugen auf. Dabei können die Werkzeuge aus mehreren Schichten bestehen, so daß nur die dem zu fertigenden Faserverbundbauteil zugewandte Schicht eine glatte und harte Oberfläche aufweist, während die Hinterfütterung weicher und rauher sein kann. Für manche Anwendungen ist es von Vorteil, wenn die mehrteiligen Werkzeuge Führungsbolzen und Quetsch- bzw. Schneidkanten aufweisen. Mit ersteren können die verschiedenen Teile des Werkzeuges präzise zusammengeführt werden, während letztere einen Abschluß des Formhohlraumes nach außen bilden. The multi-part tools that form the mold cavity can be made of art fabric or metal, depending on the temperature load at the Forming processes and number of pieces of the fiber composite components produced in a series. Metal tools exhibit at high temperatures and high numbers Advantages over plastic tools. The tools consist of several layers, so that only the one to be manufactured Layer facing the fiber composite component has a smooth and hard surface while the backing can be softer and rougher. For some Applications, it is beneficial if the multi-part tools Have guide bolts and crush or cutting edges. With the former can bring the different parts of the tool together precisely be, while the latter a closure of the mold cavity to the outside form.  

Als poröse Membranen kommen bevorzugt dünne Polyurethan-Folien (PU-Folien), dünne Teflon-Folien (PTFE-Folien) oder dünne Polyether-Blockamid-Folien in Be­ tracht, die sich sehr gut der Kontur des herzustellenden Faserverbundteiles und des Werkzeuges anpassen und somit einen optimalen Herstellungsprozeß ge­ währleisten.The preferred porous membranes are thin polyurethane foils (PU foils), thin Teflon films (PTFE films) or thin polyether block amide films in Be tracht that very well the contour of the fiber composite part to be manufactured and adjust the tool and thus ge an optimal manufacturing process guarantee.

Vorteilhaft werden PU-, PTFE- oder Polyether-Blockamid-Folien mit einer Dicke im Bereich zwischen 10 µm und 60 µm verwendet. Bei derartigen Folien bedingen bestimmte Prozesse während der Herstellung die Erzeugung von Poren der beim Einsatz dieser Materialien gewünschten Porengröße, so daß kein zusätzlicher Ar­ beitsschritt notwendig ist, um die Folien mit den Poren zu versehen, was zu einer Minimierung des Aufwandes führt.PU, PTFE or polyether block amide films with a thickness in are advantageous Range between 10 microns and 60 microns used. Condition with such foils certain processes during the manufacture of the pores during production Use of these materials desired pore size, so that no additional Ar step is necessary to provide the foils with the pores, resulting in a Minimizing the effort leads.

Bei Untersuchungen hat sich herausgestellt, daß die Größe der Poren in der porö­ sen Membran von der Viskosität des Matrixmaterials und dem Material der porö­ sen Membran, d. h. vom Benetzungsverhalten dieser beiden Materialien, abhängt. So zeigt sich, daß es sich bei einer Viskosität des Materixmaterials von 50 mPas vorteilhaft gestaltet, wenn die Poren in der Membran einen Durchmesser zwi­ schen 1 µm und 5 µm, insbesondere 3 um aufweisen. Es sind auch Poren denk­ bar, bei denen durch die Gestaltungen bzw. Geometrie ein Zurückhalten des Ma­ terixmaterials und ein Entweichen der Luft bewerkstelligt wird.Research has shown that the size of the pores in the por sen membrane on the viscosity of the matrix material and the material of the porö sen membrane, d. H. depends on the wetting behavior of these two materials. This shows that the viscosity of the material material is 50 mPas advantageously designed if the pores in the membrane have a diameter between 1 µm and 5 µm, in particular 3 µm. There are also pores bar, where due to the designs or geometry a restraint of the Ma terix material and an escape of air is accomplished.

Da sich die porösen Membranen mit zunehmenden Gebrauch abnutzen bzw. zu­ setzen können, werden in einer vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens die porösen Membranen derart angebracht, daß sie bei Bedarf leicht ausgewechselt werden können. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß sie von der Formfläche des Werkzeugs um die Membrandicke abgesenkt in eine Vertiefung eingelassen sind und Mittel angebracht werden, die ein Verrutschen verhindern. Bei letzterem handelt es sich vorteilhaft um eine umlaufende Klebstoffschicht oder in die Ver­ tiefung eingearbeitete Haltespitzen, die sich mit der Folie verkrallen. Durch die Einbringung in eine Vertiefung wird beim Formvorgang die Oberfläche des herzu­ stellenden Faserverbundbauteils nicht beeinträchtigt.As the porous membranes wear out or become worn with increasing use can be set in an advantageous embodiment of the method porous membranes attached so that they can be easily replaced if necessary can be. This can e.g. B. happen by the fact that they are from the molding surface of the tool, lowered by the membrane thickness, into a recess  and means are attached to prevent slipping. With the latter it is advantageously a circumferential adhesive layer or in the ver deepened recessed holding tips that cling to the film. Through the Introduction into a recess during the molding process the surface of the providing fiber composite component is not affected.

Bevorzugt werden die Öffnungen, durch die die Luft aus dem Formhohlraum ge­ führt wird, zumindest im formhohlraumseitigen Bereich nach außen hin verjün­ gend angebracht. Dies erleichtert den Abtransport der vor der Front des Matrix­ materials antransportierten Luftblasen, da zu Beginn größere Querschnitte der Öffnungen zur Verfügung stehen und Kapillarwirkungen dadurch verringert wer­ den können. Bei kreisförmigen Öffnungen wird diese Verjüngung durch Anphasen der formhohlraumseitigen Bereiche der Öffnungen bewerkstelligt.The openings through which the air from the mold cavity ge are preferred leads, at least in the cavity area on the outside appropriately attached. This facilitates the removal of the front of the matrix transported air bubbles because larger cross sections of the Openings are available and capillary effects are thereby reduced that can. In the case of circular openings, this tapering is caused by chamfering the mold cavity-side areas of the openings.

Da beim Formvorgang hohe Drücke auf die Wände der Werkzeuge und somit auch auf die mit porösen Membranen überdeckten Öffnungen wirken, ist es zur Stabilisierung von Vorteil, zumindest den formhohlraumseitigen Bereich der Öff­ nungen zu unterstützen. Bevorzugt geschieht dies dadurch, daß der angespro­ chene Bereich der Öffnungen mit einem offenporigen Schaum (Saugvlies) oder einem Material mit offener Wabenstruktur aufgefüllt wird. Diese Füllung verhin­ dert beim Formvorgang ein Ausstülpen der porösen Membran in die Öffnung ohne das Entweichen der Luft aus dem Formhohlraum durch die porösen Mem­ branen zu beeinflussen. Auf diese Weise werden Beeinträchtigungen der Ober­ fläche des herzustellenden Faserverbundbauteils, wie sie bei großen Öffnungen entstehen können, unterbunden.Because during the molding process high pressures on the walls of the tools and thus it also acts on the openings covered with porous membranes Stabilization of advantage, at least the cavity side area of the opening support. This is preferably done in that the addressed area of the openings with an open-cell foam (absorbent fleece) or is filled with a material with an open honeycomb structure. Prevent this filling prevents the porous membrane from slipping into the opening during the molding process without the air escaping from the mold cavity through the porous membrane to influence industries. In this way, impairments to the waiter area of the fiber composite component to be manufactured, as is the case with large openings can arise, prevented.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann grundsätzlich bei jedem Formvorgang benutzt werden, bei dem ein mindestens zwei Teile umfassendes Werkzeug einen Formhohlraum bildet, durch den die Fasern und das Matrixmaterial in die ge­ wünschte Form gebracht werden, und bei dem Öffnungen angebracht sind, durch die die im Formhohlraum verbliebene Luft entweichen kann. Die Temperatur der Werkzeuge und der Materialien spielt dabei keine Rolle.In principle, the method according to the invention can be used in every molding process be used in which a tool comprising at least two parts one  Form cavity forms through which the fibers and the matrix material in the ge desired shape, and with openings are made, by which can escape the air remaining in the mold cavity. The temperature of the Tools and materials are irrelevant.

Es können Umstände vorliegen, die es notwendig machen, die Fasern und das Matrixmaterial zusammen als Gemisch in den durch verspannte Werkzeugteile gebildeten Formhohlraum oder das Matrixmaterial allein in flüssiger Form in den mit Fasern ausgelegten Formhohlraum über einen Kanal einzuspritzen. Der Ein­ spritzpunkt in den Formhohlraum kann dabei beliebig gewählt werden, da einge­ schlossene Luft über die poröse Membran und die Öffnungen entweichen kann.There may be circumstances that require it, the fibers and that Matrix material together as a mixture in the clamped tool parts formed mold cavity or the matrix material alone in liquid form in the injected mold cavity with fibers via a channel. The one injection point in the mold cavity can be chosen arbitrarily, since in closed air can escape through the porous membrane and the openings.

Bevorzugt werden die Fasern und das Matrixmaterial aber in den formhohlraum­ begrenzenden Bereich des ersten Werkzeugteils gegeben, wonach die weiteren Werkzeugteile dann auf das erste gepreßt werden und den Formhohlraum voll­ ständig abgrenzen. In diesem werden die Fasern und das Matrixmaterial an­ schließend zum Faserverbundbauteil geformt. Die eingeschlossene Luft, die sich vor der fließenden Front des Matrixmaterials befindet, entweicht durch die porö­ sen Membranen und die Öffnungen, während das Matrixmaterial zurückgehalten wird. Bei diesem bevorzugten Verfahren können die Fasern und das Matrixmate­ rial als Gemisch oder als mit Matrixmaterial belegtem Faserhalbzeug eingebracht werden. Das Matrixmaterial kann auch hier an beliebiger Stelle in den Formhohl­ raum eingebracht werden, da es sich im flüssigen Zustand homogen verteilt.However, the fibers and the matrix material are preferred in the mold cavity limiting area of the first tool part, after which the further Tool parts are then pressed onto the first one and the mold cavity is full delimit constantly. In this the fibers and the matrix material are attached finally formed into a fiber composite component. The trapped air that is located in front of the flowing front of the matrix material, escapes through the porö sen membranes and the openings while retaining the matrix material becomes. In this preferred method, the fibers and matrix mate introduced as a mixture or as a semi-finished fiber product covered with matrix material become. The matrix material can also be placed anywhere in the mold cavity space because it is homogeneously distributed in the liquid state.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in zwei Figuren dargestellten Aus­ führungsbeispiel näher beschrieben, aus denen sich weitere Einzelheiten, Merk­ male und Vorzüge ergeben. The invention is described below with reference to an off shown in two figures management example described in more detail, from which further details, Merk color and advantages result.  

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faser­ verbundbauteils mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 1 shows a cross section through an apparatus for producing a fiber composite component by means of the method according to the invention.

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt 1 aus Fig. 1, mit Darstellung einer form­ hohlraumseitigen Öffnung samt poröser Membran. Fig. 2 shows the enlarged section 1 of Fig. 1, showing a cavity-side opening including a porous membrane.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Naßpreßen von Faserverbundbauteilen darge­ stellt, bei dem eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens angewandt wird. Das zweiteilige Preßwerkzeug 10 besteht aus einem an ei­ ner oberen Aufspannplatte 11 befestigten oberen Werkzeugteil 13 und einem an einer unteren Aufspannplatte 12 befestigten unteren Werkzeugteil 14, welche mit einer Kraft F zusammengepreßt werden. Die Distanzstücke 15 definieren dabei einen durch das obere Werkzeugteil 13 und das untere Werkzeugteil 14 gebild­ ten Formhohlraum. Dieser wird nach außen durch die Quetschkante 16 abge­ schlossen.In Fig. 1, a device for wet pressing of fiber composite components is Darge, in which a preferred embodiment of the method according to the invention is applied. The two-part pressing tool 10 consists of a fixed to egg ner upper platen 11 upper tool part 13 and a lower platen 12 attached lower tool part 14 , which are pressed together with a force F. The spacers 15 define a formed by the upper tool part 13 and the lower tool part 14 th mold cavity. This is closed abge to the outside by the pinch edge 16 .

Vor dem Formvorgang wird die Formfläche 14a des unteren Werkzeugteils 14 mit einem aus einem Kohlefaser-Multiaxialgelege vorgeformten Faserhalbzeug 20 ausgelegt. Auf dieses wird das flüssige Matrixmaterial 21 gegossen. Dies ge­ schieht hier mitten in das untere Werkzeugteil, kann aber auch an jeder anderen Stelle im Werkzeugteil geschehen. Daran anschließend werden das obere Werk­ zeugteil 13 und das untere Werkzeugteil 14 mit der Kraft F zusammengepreßt, bis die Endstellung, die durch die Distanzstücke 15 gegeben ist, erreicht ist, bei diesem Preßvorgang wird das flüssige Matrixmaterial 21 in das Faserhalbzeug 20 gepreßt, wodurch beides die endgültige Form des Faserverbundbauteils annimmt. Before the molding process, the molding surface 14 a of the lower tool part 14 is designed with a semi-finished fiber 20 preformed from a carbon fiber multiaxial scrim. The liquid matrix material 21 is poured onto this. This happens here in the middle of the lower tool part, but can also be done at any other point in the tool part. Then the upper tool part 13 and the lower tool part 14 are pressed together with the force F until the end position, which is given by the spacers 15 , is reached, in this pressing process the liquid matrix material 21 is pressed into the semi-finished fiber 20 , whereby both takes the final shape of the fiber composite component.

Die im Faserhalbzeug 20 eingeschlossene Luft wird beim Preßvorgang vor der fortschreitenden Front des Matrixmaterials 21 hergeschoben.The air enclosed in the semifinished fiber product 20 is pushed in front of the advancing front of the matrix material 21 during the pressing process.

Zum Entweichen der Luft wurden Öffnungen 30 in bestimmten Abständen durch das obere Werkzeugteil 13 gebohrt. Unter bestimmten Umständen kann es auch von Vorteil sein, wenn die anderen Werkzeugteile weitere Öffnungen enthalten. Durch die poröse Membran 32 zwischen Formhohlraum und Öffnungen 30 läßt man die Luft nun entweichen, hindert aber das Matrixmaterial 21 daran, in die Öffnungen 30 einzudringen.In order to escape the air, openings 30 were drilled through the upper tool part 13 at certain intervals. In certain circumstances it can also be advantageous if the other tool parts contain further openings. The air is now allowed to escape through the porous membrane 32 between the mold cavity and the openings 30 , but prevents the matrix material 21 from penetrating into the openings 30 .

In Fig. 2 ist der formhohlraumseitige Bereich der Öffnungen in vergrößerter Form dargestellt. Damit die poröse Membran 32 beim Formvorgang keinen Einfluß auf die Ober­ fläche des herzustellenden Faserverbundteils hat, wurde sie in diesem Ausfüh­ rungsbeispiel in einer Vertiefung im oberen Werkzeug 13 untergebracht. Bei sehr dünnen porösen Membranen 32 und weniger sensitiven Faserverbundbauteil­ oberflächen kann die poröse Membran 32 auch ohne Vertiefung direkt auf die Formfläche 13a des oberen Werkzeugteils 13 aufgebracht werden. Zur Fixierung der porösen Membranen 32 werden diese über Klebstreifen 33 am oberen Werk­ zeugteil 13 angeklebt.In FIG. 2, the mold cavity-side area of the openings is shown in enlarged form. So that the porous membrane 32 has no influence on the upper surface of the fiber composite part to be produced during the molding process, it was accommodated in this example in a recess in the upper tool 13 . In the case of very thin porous membranes 32 and less sensitive fiber composite component surfaces, the porous membrane 32 can also be applied directly to the molding surface 13 a of the upper tool part 13 without a recess. To fix the porous membranes 32 , these are stuck on adhesive part 33 on the upper tool part 13 .

Zur besseren Entlüftung des Formhohlraums wurden die Öffnungen 30 im form­ hohlraumseitigen Bereich mit einem Konus versehen und zur Stabilisierung mit einem luftdurchlässigen Saugvlies 31 ausgekleidet. Die poröse Membran 32 samt Klebestreifen 33 und Saugvlies 31 können auch im Verbund, als sog. Pad eingebracht werden, so daß ein Wechsel dieser Teile bei Bedarf vereinfacht durchgeführt werden kann, da nur ein einziges Bauteil ausge­ wechselt werden muß. For better ventilation of the mold cavity, the openings 30 in the mold cavity area were provided with a cone and lined with an air-permeable absorbent fleece 31 for stabilization. The porous membrane 32 together with adhesive strips 33 and absorbent fleece 31 can also be introduced in a composite, as a so-called pad, so that a change of these parts can be carried out in a simplified manner if necessary, since only a single component has to be replaced.

Die porösen Membranen 32 erlauben zwar eine Entlüftung des Formhohlraums, unterbinden aber ein Entweichen des Matrixmaterials 21 in die Öffnungen 30, so daß sämtliches Matrixmaterial 21 zur Füllung des Faserhalbzeugs 20 zur Verfü­ gung steht und die Öffnungen 30 nicht verkleben. Durch das Verhindern von Verklebungen der Öffnung 30 brauchen diese nach dem Formvorgang nicht von erhärtetem Matrixmaterial befreit zu werden, wodurch die Taktzeiten erheblich verkürzt werden.The porous membranes 32 allow ventilation of the mold cavity, but prevent the matrix material 21 from escaping into the openings 30 , so that all the matrix material 21 is available for filling the semi-finished fiber product 20 and the openings 30 do not stick together. By preventing the opening 30 from sticking, it is not necessary to remove hardened matrix material after the molding process, as a result of which the cycle times are considerably shortened.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen, bei dem die Fasern (20) und das Matrixmaterial (21) in einem mindestens zwei Teile um­ fassenden, einen Formhohlraum bildenden Werkzeug (10) geformt werden und Öffnungen (30) vom Formhohlraum nach außen geführt werden, über die die im Formhohlraum befindliche Luft entweichen kann, dadurch gekennzeichnet, daß formhohlraumseitig vor den Öffnungen (30) eine poröse Membran (32) ange­ bracht wird, deren Poren derart dimensioniert sind, daß man die Luft ungehindert entweichen läßt, das Matrixmaterial (21) aber im Formhohlraum zurückgehalten wird.1. A process for the production of fiber composite components, in which the fibers ( 20 ) and the matrix material ( 21 ) are molded in at least two parts around a mold ( 10 ) forming a mold cavity and openings ( 30 ) are guided outwards from the mold cavity, Via which the air in the mold cavity can escape, characterized in that a porous membrane ( 32 ) is placed on the mold cavity side in front of the openings ( 30 ), the pores of which are dimensioned such that the air can escape unhindered, the matrix material ( 21 ) but is retained in the mold cavity. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyurethan (PU)-Folie oder eine Teflon (PTFE)-Folie oder eine Polyether-Block­ amid-Folie als poröse Membran (32) eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a polyurethane (PU) film or a Teflon (PTFE) film or a polyether block amide film is used as the porous membrane ( 32 ). 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Folie zwischen 10 µm und 60 µm liegt.3. The method according to claim 2, characterized in that the The thickness of the film is between 10 µm and 60 µm. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Membranen (32) derart an­ gebracht werden, daß sie bei Bedarf leicht entfernt werden können.4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the porous membranes ( 32 ) are brought to such that they can be easily removed if necessary. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (30) zumindest im form­ hohlseitigen Bereich nach außen hin sich verjüngend angebracht sind. 5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the openings ( 30 ) are tapered at least in the hollow region on the outside. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der formhohlraumseitige Be­ reich der Öffnungen (30) mit einer das Einwölben der Folie in die Öffnung ver­ hindernden Unterstützung ausgekleidet wird.6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least the mold cavity-side loading area of the openings ( 30 ) is lined with a support preventing the arching of the film into the opening. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest der formhohlraumseitige Bereich der Öffnungen (30) mit einem offen­ porigen Schaummaterial (31) oder einem mit einer offenen Wabenstruktur aus­ gestatteten Material aufgefüllt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that at least the cavity side region of the openings ( 30 ) with an open-cell foam material ( 31 ) or with an open honeycomb structure made of permitted material is filled. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugteile (13, 14) verspannt werden und ein Gemisch aus Fasern (20) und Matrixmaterial (21) eingespritzt wird oder die Fasern (20) vor dem Verspannen der Werkzeugteile (13, 14) in den Formhohlraum gegeben werden und das Matrixmaterial (21) eingespritzt wird.8. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the tool parts ( 13 , 14 ) are clamped and a mixture of fibers ( 20 ) and matrix material ( 21 ) is injected or the fibers ( 20 ) before clamping the Tool parts ( 13 , 14 ) are placed in the mold cavity and the matrix material ( 21 ) is injected. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugteile (13, 14) mit Druck aufeinander gepreßt werden und vor dem Schließen ein Gemisch aus Fa­ sern (20) und Matrixmaterial (21) zwischen die Werkzeugteile gegeben wird oder die Fasern (20) als Halbzeug und das Matrixmaterial (21) in ein Werkzeugteil (14) eingebracht werden.9. The method according to one or more of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the tool parts ( 13 , 14 ) are pressed together with pressure and before closing a mixture of fibers ( 20 ) and matrix material ( 21 ) between the Tool parts is given or the fibers ( 20 ) as semi-finished products and the matrix material ( 21 ) are introduced into a tool part ( 14 ).
DE19813105A 1998-03-25 1998-03-25 Process for the production of fiber composite components Expired - Lifetime DE19813105C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813105A DE19813105C2 (en) 1998-03-25 1998-03-25 Process for the production of fiber composite components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813105A DE19813105C2 (en) 1998-03-25 1998-03-25 Process for the production of fiber composite components

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19813105A1 true DE19813105A1 (en) 1999-09-30
DE19813105C2 DE19813105C2 (en) 2001-03-01

Family

ID=7862255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813105A Expired - Lifetime DE19813105C2 (en) 1998-03-25 1998-03-25 Process for the production of fiber composite components

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19813105C2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10013409C1 (en) * 2000-03-17 2000-11-23 Daimler Chrysler Ag Vacuum injection process for manufacturing fiber reinforced composite products involves evacuating second chamber causing resin to flow into preform in adjacent evacuated first chamber
US6818159B2 (en) 2000-03-17 2004-11-16 Deutsches Zentrum Fuer Luft-Und Raumfahrt E.V. Process for the production of a composite consisting of a fiber reinforced material
EP2018953A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-28 Yuan Min An Enterprise Co., Ltd. Forming method for fiber reinforced resin
DE102007046734A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for manufacturing fiber-reinforced plastic component, involves inserting one or multiple fiber mats into cavity of multipart forming tool, shaping fiber mats by forming tool, and evacuating forming tool
DE202010007931U1 (en) * 2010-06-29 2011-10-07 First Composites Gmbh Apparatus for carrying out a resin transfer molding (RTM) process
US8075277B2 (en) 2006-05-26 2011-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Method for casting a component and a component comprising at least partly of fibre-reinforced plastic laminate
DE102010025068A1 (en) * 2010-06-25 2011-12-29 Eads Deutschland Gmbh Mold for the production of fiber-reinforced components
DE102011121883A1 (en) 2011-12-21 2013-06-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for preparation of molded unit, involves applying polymeric matrix material, and applying positive and negative charge carriers to fiber semi-finished product and electrode in tool respectively for fixing product at tool
DE102013207668A1 (en) 2013-04-26 2014-10-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Tool for producing a fiber-plastic composite component with at least one vent hole and arranged therein Auswerferstift
EP3103627A1 (en) 2015-06-10 2016-12-14 Airbus Defence and Space GmbH Suction in resin infusion method
WO2018177869A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Rolls-Royce Plc A tool for manufacturing a composite component

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007043932A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-26 Volkswagen Ag Resin injection method and tool for a resin injection method
EP4520502A1 (en) * 2023-09-08 2025-03-12 LM Wind Power A/S Air-removing valves for resin feed channels

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE825454C (en) * 1948-11-30 1951-12-20 Noleiko Norddeutsche Leichtmet Permanent mold for metal casting
GB1154965A (en) * 1967-03-10 1969-06-11 Ici Ltd Moulding Plastic Materials
DE1504759A1 (en) * 1961-07-05 1969-10-09 William Rodgers Process and mold for the production of fiber-reinforced moldings from synthetic resins
DE1779300A1 (en) * 1968-07-27 1971-09-16 Continental Gummi Werke Ag Device for venting molds
DE3915693C1 (en) * 1989-05-13 1990-06-13 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De Moulding finishing arrangement - includes FRP forming air tight contact with moulding

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19643359A1 (en) * 1996-10-21 1998-04-23 Hennecke Gmbh Production of blowhole-free fibre-reinforced polyurethane sheet mouldings

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE825454C (en) * 1948-11-30 1951-12-20 Noleiko Norddeutsche Leichtmet Permanent mold for metal casting
DE1504759A1 (en) * 1961-07-05 1969-10-09 William Rodgers Process and mold for the production of fiber-reinforced moldings from synthetic resins
GB1154965A (en) * 1967-03-10 1969-06-11 Ici Ltd Moulding Plastic Materials
DE1779300A1 (en) * 1968-07-27 1971-09-16 Continental Gummi Werke Ag Device for venting molds
DE3915693C1 (en) * 1989-05-13 1990-06-13 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De Moulding finishing arrangement - includes FRP forming air tight contact with moulding

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 59-232832 in Patent abstracts of Japan M-379 May 15, 1985 Vol.9/No.111 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6818159B2 (en) 2000-03-17 2004-11-16 Deutsches Zentrum Fuer Luft-Und Raumfahrt E.V. Process for the production of a composite consisting of a fiber reinforced material
US6843953B2 (en) 2000-03-17 2005-01-18 Eads Deutschland Gmbh Method and device for producing fiber-reinforced components using an injection method
DE10013409C1 (en) * 2000-03-17 2000-11-23 Daimler Chrysler Ag Vacuum injection process for manufacturing fiber reinforced composite products involves evacuating second chamber causing resin to flow into preform in adjacent evacuated first chamber
US8075277B2 (en) 2006-05-26 2011-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Method for casting a component and a component comprising at least partly of fibre-reinforced plastic laminate
EP2018953A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-28 Yuan Min An Enterprise Co., Ltd. Forming method for fiber reinforced resin
DE102007046734A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for manufacturing fiber-reinforced plastic component, involves inserting one or multiple fiber mats into cavity of multipart forming tool, shaping fiber mats by forming tool, and evacuating forming tool
DE102007046734B4 (en) * 2007-09-28 2017-12-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and mold for producing a fiber-reinforced plastic component
DE102010025068B4 (en) * 2010-06-25 2016-07-28 Airbus Defence and Space GmbH Apparatus and process for the production of fiber reinforced components
DE102010025068A1 (en) * 2010-06-25 2011-12-29 Eads Deutschland Gmbh Mold for the production of fiber-reinforced components
DE202010007931U1 (en) * 2010-06-29 2011-10-07 First Composites Gmbh Apparatus for carrying out a resin transfer molding (RTM) process
DE102011121883A1 (en) 2011-12-21 2013-06-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for preparation of molded unit, involves applying polymeric matrix material, and applying positive and negative charge carriers to fiber semi-finished product and electrode in tool respectively for fixing product at tool
DE102011121883B4 (en) 2011-12-21 2024-03-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for producing a molded part
DE102013207668A1 (en) 2013-04-26 2014-10-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Tool for producing a fiber-plastic composite component with at least one vent hole and arranged therein Auswerferstift
EP3103627A1 (en) 2015-06-10 2016-12-14 Airbus Defence and Space GmbH Suction in resin infusion method
DE102015007285A1 (en) 2015-06-10 2016-12-15 Airbus Defence and Space GmbH Suction in resin infusion process
WO2018177869A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Rolls-Royce Plc A tool for manufacturing a composite component
US11554558B2 (en) 2017-03-28 2023-01-17 Rolls-Royce Plc Tool for manufacturing a composite component

Also Published As

Publication number Publication date
DE19813105C2 (en) 2001-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0309507B1 (en) Mould for deep-drawing foils and for casting materials
DE19813105A1 (en) Molding fiber composite components avoiding air inclusions and rejects
EP2448697A2 (en) Casting mold comprising a breather
EP1522472B1 (en) Wiper blade
EP2740585A1 (en) Method and device for manufacturing a moulded part
DE10233888B4 (en) Process for making a cover and foam mold therefor
DE4337697C1 (en) Process for producing dimensionally stable, laminated mouldings, such as interior linings of motor vehicles
EP0789644B1 (en) Device for conducting fluid between a chamber bounded by a solid surface and a channel, and a method of manufacturing said device
DE20021270U1 (en) Molding tool for the production of molded parts
DE102013216863B4 (en) Tool system and method for producing components according to the RTM method
DE3741499A1 (en) METHOD FOR PERFORATING MOLDED PARTS SEALED WITH PLASTIC FILMS
EP2136982B1 (en) Mold and method for producing molded skins and molded bodies made of plastic
EP1127674A2 (en) Method and apparatus for injection moulding articles having at least one hollow section
DE3149962C2 (en)
DE102013224757B4 (en) Process for producing a multilayer composite component
DE102006000657B4 (en) Method and device for producing a plastic molding partly laminated with a covering material and the plastic molding itself
DE102014224720A1 (en) Method for producing a cut-formed molding with a plastic matrix and reinforcing fibers
DE102007001756B4 (en) Method and injection mold for injection molding of hollow molded plastic parts
DE102014005842A1 (en) Method for producing a decorative molding
DE102005037308B4 (en) Vented, with a material fillable injection mold
AT413678B (en) Production of sandwich structures comprises producing pre-molding by enclosing core in foamable fiber-plastic mixture and applying heat or pressure in mold
DE1629146A1 (en) Device for applying and dispensing fluids
EP0979718A1 (en) Method for producing injection moulded articles and injection mould for carrying out the method
DE19544118C2 (en) Process for foaming a molded part
DE102015115466B4 (en) Injection mold for producing a plastic component, tool element and method for producing a plastic component

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: EADS DEUTSCHLAND GMBH, 85521 OTTOBRUNN, DE

8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: AIRBUS DEFENCE AND SPACE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: EADS DEUTSCHLAND GMBH, 85521 OTTOBRUNN, DE

Effective date: 20140814

R071 Expiry of right