用于制造基本上壳状的纤维增强塑料部件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造基本上壳状的纤维增强塑料部件（1）的方法，其中，将材料坯料（2）放入到特别是具有上模具（4）和下模具（5）的成形工具（3）中，并且所述成形工具（3）接着闭合以使得所述材料坯料（2）成形。本发明专利技术建议，所述材料坯料（2）由用基体材料浸渍的纤维材料——预浸材料——构成，所述材料坯料（2）在放入之前为了确保其可成形性至少部分地借助于加热装置（8）预热，所述成形工具（3）的至少一个造型面（4a，5a）在材料坯料（2）放入时至少部分地借助于冷却装置（9）冷却和/或已经被冷却。

【技术实现步骤摘要】
用于制造基本上壳状的纤维增强塑料部件的方法
本专利技术涉及一种用于制造基本上壳状的纤维增强塑料部件的方法和一种用于实施该方法的设备。
技术介绍
上述类型的壳状的纤维增强塑料部件在大量
中应用。例如在此提及机动车的结构部件领域。壳状的纤维增强塑料部件例如对于柱、承载件、碰撞元件、座椅等是必要的。考虑到高的件数，加工的自动化和高效性具有特别的意义。本专利技术的出发点为公知的方法(DE19829352A1)，该方法涉及使由织物增强塑料构成的扁平材料坯料在成形工具中成形。为了实现所述材料坯料的对于成形所需的柔性，所述材料坯料在成形之前被预热。为此，在成形之前将相应的加热装置移到成形工具中。在预热之后，将加热装置从成形工具中移出并且使成形工具闭合以使材料坯料成形。实际的成形在第一步骤中通过模具进行并且在第二步骤中通过给材料坯料加载压力空气或诸如此类进行。已知方法的缺点是在给塑料部件造型时由于材料引起的限制。在另一公知的方法中(EP1301322B1)，将纤维垫的材料坯料放入到成形工具中并且用反应性基体-材料(在此用反应性基体树脂)面在区域范围内喷射。接着，为了是材料坯料成形，成形工具闭合并且保持在闭合状态中，直到基体树脂硬化为止。为了如上所述用基体树脂喷射材料坯料，基体树脂可以在成形工具闭合的情况下被注射到上模具与下模具之间的模腔中。所谓的树脂注射方法(REM-“ResinTransferMoulding”)允许全自动地制造具有极其良好的表面质量的塑料部件。基体树脂到由高柔性纤维材料中的事后引入导致材料坯料在放入到成形工具前的简单操作并且导致在给待制造的塑料部件造型时的高灵活性。但是材料树脂到纤维材料中的最佳引入在设备技术方面和过程技术方面是一个挑战。
技术实现思路
本专利技术以所述问题为出发点，这样地设计并且改进公知的方法，使得可以在自动加工的情况下实现待制造的塑料部件的形状设计。重要的是如下基本考虑，即，制造方法的出发点是由用基体材料浸渍的纤维材料的材料坯料。这种材料被称为“预浸-材料”。预浸材料在初始状态中已经用基体树脂浸渍，所述基体树脂在加热时液化。进一步超过其激活温度的加热最终导致基体树脂的硬化。替代或附加地可提出，纤维垫具有粘线，所述粘线相应地设有基体树脂。在这两种情况下，存在于纤维垫中的基体树脂在加热时液化，所述基体树脂接着如上所述地浸润所述纤维垫。预浸-材料的一个有利的特性在于，相应的材料坯料在相应预热时能够以很大程度上任意的形状设计而成形，但是同时保留一定的形状稳定性，从而可实现材料坯料的自动输送。相应地建议，材料坯料在放入到成形工具之前相应地被预热。现在感兴趣的是如下事实：所述成形工具的至少一个造型面在材料坯料放入时至少部分地借助于冷却装置冷却和/或已经被冷却。这个与材料坯料的预热相背地进行的冷却一方面具有如下效应，即，避免由于预热而通常具有粘性的材料坯料在成形工具的造型面上的附着。一个另外的、在此在前景中存在的效应在于，通过冷却可实现材料坯料的有针对性的变硬，例如以便在无“润滑效应”的情况下确保材料坯料的修边或开孔。在本专利技术中，预热为一方并且冷却为另一方的恰当的控制具有特别的意义。在一个变型方案中建议，材料坯料的变硬至少基本上在成形之后进行。由此确保符合目的要求地采用通过预热引起的材料柔性和通过冷却引起的材料刚性。在优选构型中，材料坯料的轮廓成型通过分开的加工进行，该加工将尺寸不足-轮廓引入到所述材料坯料中。进一步优选的构型在一变型方案中涉及在给出最终形状的情况下压缩并且同时硬化，这在相应设计的情况下通过材料坯料中的材料运动引起所述尺寸不足-轮廓转化为公称-轮廓。在特别优选的构型中，在压缩材料坯料时将基体材料从材料坯料中排挤到压缩工具中的溢流腔中。在此在一个变型方案中提出，向溢流腔中的流出通过通道进行，在所述通道中在硬化之后形成额定断裂部位。由此可以的是，通过用一轮廓成型工具使额定断裂部位以确定的方式折断实现了将材料坯料清洁掉排出的基体材料。按照具有独立意义的另一教导，要求保护一种用于实施所建议的方法的设备。所建议的设备配备有特别是具有上模具和下模具的成形工具，其中，该成形工具在材料坯料放入后闭合以使得材料坯料成形。重要的首先在于，可将由预浸-材料构成的材料坯料放入到成形工具中。为了在放入之前确保材料坯料的可成形性，设置加热装置，借助于该加热装置可以使材料坯料至少部分地预热。此外所建议的设备具有冷却装置，借助于该冷却装置可以在材料坯料放入时使成形工具的至少一个造型面至少部分地冷却和/或已经被冷却。附图说明下面借助于仅仅表示一个实施例的附图详细阐述本专利技术。附图中分别非常示意性地示出：图1a)是材料坯料在加热装置中的符合建议的预热，和b)材料坯料在成形工具中的符合建议的成形，图2是材料坯料借助于轮廓成型工具的符合建议的轮廓成型，图3是材料坯料借助于硬化工具的符合建议的压缩和硬化，图4是材料坯料借助于轮廓成型工具的符合建议的清洁。具体实施方式图1至4中示出的符合建议的设备用于实施符合建议的用于制造基本上壳形的纤维增强塑料部件1的方法。对于塑料部件1可考虑不受限制数量的构型。对此的实例在说明书引言部分中给出。在一个方法步骤中将材料坯料2放入到成形工具3中，所述成形工具在此并且优选具有上模具(上阴模)4和下模具(下阴模)5(图1)。在另一方法步骤中，成形工具3沿着闭合方向6闭合以使得材料坯料2成形。上模具4和下模具5具有相互对应的形状，其中，在成形工具3闭合时保留一个穴腔7，该穴腔被材料坯料2填充。材料坯料2的成形以通常的方式通过上模具4和下模具5的形状确定。材料坯料2基本上由用基体材料、在此用基体树脂浸渍的纤维材料构成。该材料涉及预浸-材料，如上阐述的那样。预浸-材料的设计可根据应用情况以不同的方式进行。优选所述预浸-材料涉及CFK-织物-预浸-材料。原则上所述预浸-材料根据应用情况涉及任意的热固性或热塑性预浸-材料。根据建议，由预浸-材料构成的材料坯料2在放入到成形工具3之前为了确保其成形而至少部分地借助于加热装置3预热。图1a)示意性示出材料坯料2预热期间的加热装置8。图1a)示出，在此并且优选所述材料坯料2被整体预热。对于所建议的解决方案特别有意义的是，成形工具3配备有冷却装置9，所述冷却装置在图1b)中通过冷却管10表示。在此，一个冷却可能性在于，用冷却液体穿流所述冷却管10。成形工具3具有相反对置的造型面4a、5a，所述面在成形时包围所述材料坯料2。符合建议的是，在此并且优选所述成形工具3的这两个造型面4a、5a在材料坯料2放入时至少部分地借助于冷却装置9冷却和/或已经被冷却。这意味着：在一个变型方案中，在所述材料坯料2放入时所述冷却已经进行。在另一变型方案中，只有当材料坯料2已经放入时才进行冷却。在图1b)所示的并且就此而言优选的实施例中，借助于冷却装置9的冷却全面地并且在材料坯料2的两侧进行。由此全面地防止材料坯料2附着在上模具4和下模具5上。这样做是恰当的，因为预浸-材料通常在室温时就具有粘性表面，这特别是对于其从成形工具3中的取出是有问题的。此外，材料坯料2的全面冷却导致相应全面的材料变硬，这对于随后的方法步骤简化了材料坯料2的可搬运性以及特别是在还将阐述的轮廓成型方面简化了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造基本上壳状的纤维增强塑料部件（1）的方法，其中，将材料坯料（2）放入到特别是具有上模具（4）和下模具（5）的成形工具（3）中，并且所述成形工具（3）接着闭合以使得所述材料坯料（2）成形，其特征在于，所述材料坯料（2）基本上由用基体材料浸渍的纤维材料——预浸材料——构成，所述材料坯料（2）在放入之前为了确保其可成形性至少部分地借助于加热装置（8）预热，所述成形工具（3）的至少一个造型面（4a，5a）在材料坯料（2）放入时至少部分地借助于冷却装置（9）冷却和/或已经被冷却。

【技术特征摘要】
2012.03.27 DE 102012006034.31.一种用于制造基本上壳状的纤维增强塑料部件(1)的方法，其中，将材料坯料(2)放入到特别是具有上模具(4)和下模具(5)的成形工具(3)中，并且所述成形工具(3)接着闭合以使得所述材料坯料(2)成形，其特征在于，所述材料坯料(2)基本上由用基体材料浸渍的纤维材料——预浸材料——构成，所述材料坯料(2)在放入之前为了确保其可成形性至少部分地借助于加热装置(8)预热，所述成形工具(3)的至少一个造型面(4a，5a)在材料坯料(2)放入时至少部分地借助于冷却装置(9)冷却和/或已经被冷却，其中，将成形工具(3)的造型面至少部分地冷却到10℃以下，其中，所述材料坯料在由所述成形工具成形之后被从该成形工具取出并且放入到一硬化工具(20)中，所述材料坯料的热硬化和压缩在所述硬化工具(20)中进行。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述材料坯料(2)在预热之前为了避免预浸-材料发生化学反应而冷却地储存。3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述材料坯料(2)的预热温度低于预浸-材料的激活温度。4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，预热后的材料坯料(2)能够成形，但是也能够被输送，和/或，预热后的放入到成形工具(3)中的材料坯料(2)不附着在或者仅仅轻微地附着在成形工具(3)的被冷却的造型面(4a，5a)上。5.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述成形工具的造型面(4a，5a)至少部分地被这样冷却，使得与所述面(4a，5a)对应的材料坯料(2)被冷却并且由此变硬。6.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，将成形工具(3)的造型面至少部分地冷却到8℃以下。7.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，成形后的并且至少部分地被冷却的材料坯料(2)通过分隔开的加工被轮廓成型。8.根据权利要求7的方法，其特征在于，在轮廓成型时将尺寸不足-轮廓(17a，17b)引入到所述材料坯料(2)中。9.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，成形后的材料坯料(2)在预确定的区域中通过有针对性的热量输入而局部硬化。10.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，成形后的材料坯料(2)被整体热硬化，和/或，成形后的材料坯料(2)在压缩工具(19)中以给出最终形状的方式被压缩。11.根据权利要求8的方法，其特征在于，在压缩时所述尺寸不足-轮廓(17a，17b)通过材料坯料中的材料运动转化为公称-轮廓(18a，18b)。12.根据权利要求10的方法，其特征在于，在压缩时将基体材料从材料坯料(2)中挤出并且挤出的基体材料(24)流出到压缩工具(19)...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·比尔梅耶尔，
申请(专利权)人：MBB制造技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：