DE102005003713B4 - Process for making fiber reinforced hollow core sandwich panels in the vacuum assisted resin infusion process - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Hohlkörperkern-Sandwichbauteilen im vakuumunterstützten Harz-Infusionsprozess (sog. VAP-Verfahren), umfassend folgende Schritte: a) Herstellen eines Sandwich-Rohlings mit – einem Hohlkörper-Sandwichkern, – mindestens einer trockenen Verstärkungsfaser-Decklage, die auf mindestens einer Seite des Hohlkörper-Sandwichkerns angeordnet wird, sowie – einer unmittelbar zwischen dem Hohlkörper-Sandwichkern und der trockenen Verstärkungsfaser-Decklage angeordneten, harzdichten (d. h. für das nachfolgend genannte Harz H2 harzdichten), thermisch aushärtbaren, druck- und formbeständigen Trenn/Verbindungsfolie (TV-Folie), welche ein erstes thermisch aushärtbares Harz H1 umfasst, das eine Aushärtetemperatur T1 besitzt; b) Anordnen des Sandwich-Rohlings in einem ersten Formkörper; c) Abdeckngs mit einer Vakuumhaube oder Vakuumfolie; d) Verschließen des ersten Formkörpers mit der Vakuumhaube oder Vakuumfolie zur Bildung eines in Zusammenwirkung mit der TV-Folie zumindest die trockene Verstärkungsfaser-Decklage umschließenden evakuierbaren Injektionsraumes; e) Evakuieren des Injektionsraumes; f) Injizieren eines zweiten thermisch aushärtbaren fließ- und/oder spritzfähigen Harzes H2, dessen Aushärtetemperatur T2...Process for the production of fiber-reinforced hollow core sandwich components in the vacuum-assisted resin infusion process (so-called VAP process), comprising the following steps: a) Production of a sandwich blank with - a hollow core sandwich core, - at least one dry reinforcing fiber cover layer, which on at least one side of the hollow body sandwich core is arranged, and - a resin-tight (ie resin-tight for the resin H2 mentioned below), thermally curable, pressure-resistant and dimensionally stable separating / connecting film (TV Film) comprising a first thermosetting resin H1 which has a curing temperature T1; b) arranging the sandwich blank in a first molded body; c) Covering with a vacuum hood or vacuum foil; d) closing the first molded body with the vacuum hood or vacuum film to form an evacuable injection space which, in cooperation with the TV film, encloses at least the dry reinforcing fiber cover layer; e) evacuation of the injection space; f) Injecting a second thermally curable, flowable and / or sprayable resin H2, the curing temperature of which is T2 ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Hohlkörperkern-Sandwichbauteilen im vakuumunterstützten Harz-Infusionsprozess.The present invention relates to a process for the production of fiber-reinforced hollow core sandwich components in the vacuum-assisted resin infusion process.
Stand der TechnikState of the art
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Sandwichbauteilen im vakuumunterstützten Harz-Infusionsprozess (sogenanntes VAP-Verfahren) bekannt, bei dem ein geschlossenzelliger Schaumkern als Sandwichkern zusammen mit einer trockenen Verstärkungsfaser-Decklage in einen ersten festen Formkörper, z. B. eine Unterform, eingelegt wird. Ein zweiter Formkörper in der Gestalt einer Oberform bzw. einer Vakuumhaube wird auf die Unterform aufgelegt; und die beiden Formen werden verschlossen. Nach dem Evakuieren der Luft aus der geschlossenen Form wird ein flüssiges Harz in die Form und die trockene Verstärkungsfaser-Decklage injiziert. Dabei wird das flüssige Harz nur mittels eines Drucks von ca. 1 bar (d. h. dem Druckunterschied zwischen dem Umgebungsdruck und einem annähernden Vakuum in der Form) in die Form eingebracht. Das flüssige Harz dringt dabei in die Verstärkungsfaser-Decklage. Anschliessend wird das injizierte Harz durch Wärmeeinwirkung, d. h. durch Erwärmen der Form, thermisch ausgehärtet, wodurch gleichzeitig eine feste Verbindung der Decklage zum Sandwichkern entsteht. Um zu vermeiden, dass sich bei diesem Prozess Porositäten in dem herzustellenden Laminat bilden, weil die Luft beim Evakuieren ggf. nicht komplett abgesaugt werden kann, ist es möglich, eine Art semipermeable Membran auf der Verstärkungsfaser-Decklage bzw. zwischen der Verstärkungsfaser-Decklage und der Vakuumhaube anzuordnen. In der Verstärkungsfaser-Decklage befindliche Luft kann daher beim Evakuieren durch die Membran entweichen, das injizierte Harz jedoch nicht.A process is known for producing fiber-reinforced sandwich components in the vacuum-assisted resin infusion process (so-called VAP process), in which a closed-cell foam core as a sandwich core together with a dry reinforcing fiber cover layer into a first solid shaped body, e.g. B. a lower mold is inserted. A second molded article in the form of an upper mold or a vacuum hood is placed on the lower mold; and the two forms are closed. After evacuating the air from the closed mold, a liquid resin is injected into the mold and the dry reinforcing fiber topsheet. In this case, the liquid resin is introduced into the mold only by means of a pressure of about 1 bar (i.e., the pressure difference between the ambient pressure and an approximate vacuum in the mold). The liquid resin penetrates into the reinforcing fiber cover layer. Subsequently, the injected resin is heated by heat, i. H. by heating the mold, thermally cured, whereby at the same time a firm connection of the cover layer to the sandwich core is formed. In order to avoid that in this process porosities are formed in the laminate to be produced, because the air may not be completely sucked off during evacuation, it is possible, a kind of semi-permeable membrane on the reinforcing fiber cover layer or between the reinforcing fiber cover layer and to arrange the vacuum hood. Therefore, air in the reinforcing fiber cover layer can escape through the membrane during evacuation, but not the injected resin.
Dieses vorbekannte Verfahren beschränkt sich nur auf Sandwichbauteile mit einem geschlossenzelligen Schaumkern bzw. mit einem Festkörperkern, der an seiner Oberfläche im Wesentlichen frei von Kavitäten ist. Denn bei einem offenzelligen Schaumkern würden die offenen Kavitäten des Schaums beim Injizieren des Harzes voll Harz laufen, was zu einer ungleichförmigen und undefinierten Anbindung des Schaumkerns an die Decklage führte. Für strukturelle Sandwichbauteile ist eine gute Anbindung zwischen Sandwichkern und Decklage/n für die erzielbare Festigkeit und Formbeständigkeit jedoch von großer Bedeutung. Ferner resultierte aus einem mit Harz vollgelaufenen oder unkontrolliert getränkten Sandwichkern eine erhebliche Gewichtserhöhung des zu fertigen Bauteils. Und schließlich würden sich auch die Festigkeitseigenschaften des Sandwichbauteils erheblich verschlechtern.This prior art method is limited only to sandwich components with a closed-cell foam core or with a solid core, which is substantially free of cavities on its surface. Because with an open-cell foam core, the open cavities of the foam would be full resin when injecting the resin, resulting in a non-uniform and undefined attachment of the foam core to the liner. For structural sandwich components, however, a good bond between sandwich core and cover layer / s is of great importance for the achievable strength and dimensional stability. Furthermore, resulted from a resin-filled or uncontrolled impregnated sandwich core, a significant increase in weight of the finished component. Finally, the strength properties of the sandwich component would also deteriorate considerably.
Gleiche Nachteile würden entstehen, falls bei diesem vorbekannten Verfahren ein Hohlkörper-Sandwichkern, wie z. B. ein Wabenkern, verwendet wird. Denn die Waben würden beim injizieren des flüssigen Harzes ebenfalls voll Harz laufen. Ein auf diese Weise hergestelltes Sandwichbauteil wäre viel zu schwer und für luftfahrzeugtechnische Leichtbauanwendungen gänzlich unbrauchbar.Same disadvantages would arise if, in this prior art method, a hollow core sandwich core such. As a honeycomb core is used. Because the honeycombs would also run full resin when injecting the liquid resin. A sandwich component produced in this way would be much too heavy and completely useless for lightweight aircraft applications.
Zur Vermeidung der bei offenzelligen Schaumkernen oder Hohlkörper-Sandwichkernen auftretenden technischen Schwierigkeiten ist überlegt worden, eine harzdichte Trennfolie zwischen dem Sandwichkern und der Verstärkungsfaser-Decklage anzuordnen, welche beim Injizieren des Harzes ein Eindringen des Harzes in die Kavitäten des offenzelligen Schaums bzw. in die Hohlkörper des Sandwichkerns verhindert. Dieses Konzept hat jedoch den Nachteil, dass die mit dem injizierten Harz imprägnierte Decklage keine Verbindung mit dem Sandwichkern eingehen kann. Nach der Herstellung der Verstärkungsfaser-Decklage müssen die Formkörper oder Formhälften also wieder geöffnet, die jeweiligen Einzelteile entnommen und diese in einer Vielzahl von Schritten in einem weiteren Verfahrensgang zu einem Sandwich-Bauteil zusammengefügt werden, bei dem dann die ausgehärtete Verstärkungsfaser-Decklage fest mit dem Sandwichkern verbunden ist. Diese Methode hat sich deshalb nicht durchsetzen können.In order to avoid the technical difficulties associated with open-celled foam cores or hollow-core sandwich cores, it has been considered to arrange a resin-proof release film between the sandwich core and the reinforcing fiber cover sheet, which upon penetration of the resin, penetrates the resin into the cavities of the open-cell foam or into the hollow bodies prevents the sandwich core. However, this concept has the disadvantage that the cover layer impregnated with the injected resin can not make any connection with the sandwich core. After the production of the reinforcing fiber cover layer, the moldings or mold halves must therefore be reopened, removed the respective items and these are joined together in a variety of steps in a further process to a sandwich component, in which then the cured reinforcing fiber cover layer firmly with the Sandwich core is connected. This method was therefore unable to prevail.
Die
Ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Hohlkörperkern-Sandwichbauteilen im vakuumunterstützten Harz-Infusionsprozess, bei dem das Sandwichbauteil in einem einzigen Verfahrensgang hergestellt werden kann, existiert nicht.A process for the production of fiber reinforced hollow core sandwich components in Vacuum-assisted resin infusion process, in which the sandwich component can be made in a single process, does not exist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem auf einfache und effektive Art und Weise und in einem einzigen Verfahrensgang faserverstärkte Hohlkörperkern-Sandwichbauteile im vakuumunterstützten Harz-Infusionsprozess hergestellt werden können.The invention is therefore based on the object or the technical problem of providing a method with which fiber-reinforced hollow core sandwich components can be produced in a vacuum-assisted resin infusion process in a simple and effective manner and in a single process step.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by the method according to the invention with the features of claim 1.
Dieses Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Hohlkörperkern-Sandwichbauteilen im vakuumunterstützten Harz-Infusionsprozess (sog. VAP-Verfahren), umfasst folgende Schritte, jedoch nicht zwingender Weise in der nachstehend gegebenen Reihenfolge:
- a) Herstellen eines Sandwich-Rohlings mit einem Hohlkörper-Sandwichkern, mindestens einer trockenen Verstärkungsfaser-Decklage, die auf mindestens einer Seite (insbesondere Ober- oder Unterseite) des Hohlkörper-Sandwichkerns angeordnet wird, sowie einer unmittelbar zwischen dem Hohlkörper-Sandwichkern und der trockenen Verstärkungsfaser-Decklage angeordneten, harzdichten (d. h. für das nachfolgend genannte Harz H2 harzdichten), thermisch aushärtbaren, druck- und formbeständigen Trenn/Verbindungsfolie (TV-Folie), welche ein erstes thermisch aushärtbares Harz H1 umfasst, das eine Aushärtetemperatur T1 besitzt;
- b) Anordnen des Sandwich-Rohlings in einem ersten (vorzugsweise festen) Formkörper (z. B. einer Unterform);
- c) Abdecken zumindest eines Teilbereichs des Sandwich-Rohlings, vorzugsweise jedoch des gesamten Sandwich-Rohlings, mit einer Vakuumhaube, oder Vakuumfolie;
- d) Verschließen des ersten Formkörpers mit der Vakuumhaube oder Vakuumfolie zur Bildung eines in Zusammenwirkung mit der TV-Folie zumindest die trockene Verstärkungsfaser-Decklage umschließenden evakuierbaren Injektionsraumes;
- e) Evakuieren des Injektionsraumes;
- f) Injizieren eines zweiten thermisch aushärtbaren fließ- und/oder spritzfähigen Harzes H2, dessen Aushärtetemperatur T2 niedriger ist als die Aushärtetemperatur T1 des thermisch aushärtbaren Harzes H1, in die Decklage und auf die harzdichte TV-Folie;
- g) Thermisches Aushärten des zweiten Harzes H2 zur Bildung einer faserverstärkten Decklage; und
- h) Thermisches Aushärten des ersten Harzes H1 der harzdichten TV-Folie und damit Verbinden des Hohlkörper-Sandwichkerns mit der Decklage mittels der TV-Folie.
- a) producing a sandwich blank with a hollow body sandwich core, at least one dry reinforcing fiber cover layer, which is arranged on at least one side (in particular top or bottom) of the hollow body sandwich core, and one directly between the hollow body sandwich core and the dry Reinforcing fiber cover layer arranged, resin-tight (ie resinous for the following H2 resin), thermosetting, pressure and shape-resistant separation / compound film (TV-film), which comprises a first thermosetting resin H1 having a curing temperature T1;
- b) arranging the sandwich blank in a first (preferably solid) shaped body (eg a lower mold);
- c) covering at least a portion of the sandwich blank, but preferably the entire sandwich blank, with a vacuum hood, or vacuum film;
- d) closing the first molded body with the vacuum hood or vacuum film to form an evacuable injection space enclosing at least the dry reinforcing fiber cover layer in cooperation with the TV film;
- e) evacuating the injection space;
- f) injecting a second thermally curable flowable and / or sprayable resin H2, whose curing temperature T2 is lower than the curing temperature T1 of the thermosetting resin H1, in the cover layer and on the resin-tight TV film;
- g) thermally curing the second resin H2 to form a fiber reinforced liner; and
- h) thermally curing the first resin H1 of the resin-tight TV film and thus connecting the hollow body sandwich core with the cover layer by means of the TV film.
Bei der TV-Folie handelt es sich um ein in Bezug zur Dicke des Hohlkörper-Sandwichkerns sehr dünnes, folien- oder plattenförmiges Element, das je nach Dicke, Flexibilität, Zähigkeit, sowie weiteren mechanischen und thermischen Eigenschaften im kalten Zustand sowohl drapierbar, faltbar oder sogar dreidimensional verformbar als auch plattenartig steif ausgebildet sein kann. Die TV-Folie kann ausschließlich aus dem ersten Harz H1 bestehen oder aber weitere Zusatzelemente aufweisen, wie z. B. ein Trägermaterial, an welches das erste Harz gebunden ist, sowie weitere chemische Stoffe.When the TV film is a very thin in relation to the thickness of the hollow core sandwich core, sheet or plate-shaped element, depending on the thickness, flexibility, toughness, and other mechanical and thermal properties in the cold state both drapable, foldable or even three-dimensional deformable as well as plate-like stiff can be formed. The TV film may consist exclusively of the first resin H1 or else have additional elements such. B. a carrier material to which the first resin is bound, and other chemical substances.
Das erste Harz H1 und das zweite Harz H2 müssen nicht zwangsläufig vom gleichen chemischen Harztyp sein. Es ist jedoch sicherzustellen, dass das erste und zweite Harz verträglich miteinander reagieren und sich zuverlässig und fest miteinander verbinden.The first resin H1 and the second resin H2 are not necessarily of the same type of chemical resin. However, it is necessary to ensure that the first and second resins are compatible with each other and bond reliably and firmly with each other.
Die TV-Folie hat zumindest bis einschließlich der Aushärtetemperatur T2 des zweiten Harzes/Injektionsharzes H2 harzdicht und hierbei ausreichend druck- und formbeständig zu sein. Die Harzdichtigkeit der TV-Folie, d. h. deren Undurchlässigkeit für das zweite Harz/Injektionsharz H2 kann durch den Typ und einen vorbestimmten Vor-Aushärtungsgrad des ersten Harzes H1 oder z. B. durch mindestens eine zusätzliche, mit dem ersten Harz H1 verbundene harzundurchlässige (d. h. für das zweite Harz H2 undurchlässige) Zwischenschicht, die zum Beispiel beidseitig von dem ersten Harz bedeckt ist, erzielt werden.The TV film has at least up to and including the curing temperature T2 of the second resin / injection resin H2 resin-tight and in this case to be sufficiently pressure and dimensionally stable. The resin-tightness of the TV-film, d. H. its impermeability to the second resin / injection resin H2 may be determined by the type and a predetermined pre-curing degree of the first resin H1 or z. By at least one additional resin-impermeable (i.e., impermeable to the second resin H2) interlayer bonded to the first resin H1, which is covered on both sides by the first resin, for example.
Der Hohlkörper-Sandwichkern kann eine plattenförmige Gestalt mit einer konstanten Plattendicke aufweisen oder aber vor der im Schritt a) erfolgenden Herstellung des Sandwich-Rohlings bearbeitet worden sein, so dass er eine gewünschte dreidimensionale Form mit einer lokal jeweils unterschiedlichen Dicke aufweist. Die Seiten bzw. Flächen des Hohlkörper-Sandwichkerns, auf welchen die TV-Folie angeordnet wird, müssen also nicht notwendigerweise plan sein.The hollow core sandwich core may have a plate-like shape with a constant plate thickness, or may have been processed prior to making the sandwich blank in step a) to have a desired three-dimensional shape with a locally different thickness, respectively. The sides or surfaces of the hollow body sandwich core on which the TV film is placed, so need not necessarily be flat.
Das thermische Aushärten des ersten und zweiten Harzes kann z. B. durch Erwärmen der Formkörper, durch Erwärmen der Umgebung der Fertigungsanordnung, welche die Formkörper bzw. den vorbereiteten Sandwich-Rohling enthält, oder durch Bestrahlen des ersten und/oder zweiten Harzes, z. B. mit Mikrowellen, erfolgen.The thermal curing of the first and second resin may, for. B. by heating the moldings, by heating the environment of the manufacturing arrangement, which contains the shaped body or the prepared sandwich blank, or by irradiation of the first and / or second resin, for. B. with microwaves.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auf einfache und effektive Art und Weise und in einem einzigen Arbeitsgang faserverstärkte Hohlkörperkern-Sandwichbauteile im vakuumunterstützten Harz-Infusionsprozess herstellen. Anders als bei vorbekannten gattungsgemäßen Verfahren oder angedachten Konzepten ist es also nicht erforderlich, Teile des späteren Sandwich-Bauteils während des Herstellungsprozesses den Formkörpern zu entnehmen und die Decklage und den Sandwichkern mit Hilfe von separaten Bearbeitungsschritten werter zu bearbeiten und schließlich zum fertigen Sandwichbauteil zu verbinden. Dadurch reduziert sich die Anzahl der erforderlichen Verarbeitungsschritte und die Anzahl der benötigten Fertigungsmittel.The inventive method can be in a simple and effective manner and manufacture fiber-reinforced hollow body core sandwich components in a single operation in a vacuum assisted resin infusion process. Unlike prior art generic methods or proposed concepts, it is therefore not necessary to remove parts of the later sandwich component during the manufacturing process of the moldings and edit the cover layer and the sandwich core werter with the help of separate processing steps and finally connect to the finished sandwich component. This reduces the number of processing steps required and the number of tools required.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weist die verwendete TV-Folie sowohl trennende als auch verbindende Eigenschaften auf. Deshalb kann das zweite Harz (das Injektionsharz) H2 während des Einspritzens in die trockene Verstärkungsfaser-Decklage nicht in die Hohlkörper des Sandwichkerns dringen. Die Dicke und Festigkeit der TV-Folie ist in Abhängigkeit der freien Querschnittsgröße der Hohlkörper und der durch das Evakuieren und Injizieren auftretenden Drücke, die in der Regel 1 bar nicht überschreiten, so ausgelegt, dass sie diesen Drücken standhält und sich nicht in einem ungeeigneten Maße in die Hohlkörper hinein verformt. Da die Aushärtetemperatur T1 des ersten Harzes H1 der TV-Folie auch höher als die Aushärtetemperatur T2 des zweiten Harzes H2 ist, lässt sich zudem verhindern, dass die TV-Folie beim thermischen Aushärten des Injektionsharzes H2 aufweicht und sich unzulässig verformt. So können keine Kavitäten zwischen der Decklage und der TV-Folie entstehen, die mit dem zweiten Harz voll laufen und später zu einer schlechten Anbindung der Decklage an die TV-Folie führen. Zusätzliche Maßnahmen, die ein Verformen der TV-Folien verhindern können, sind weiter unten beschrieben. Durch die thermische Aushärtung des ersten Harzes H1 der TV-Folie schließlich wird eine gute Verbindung zwischen dem Hohlkörper-Sandwichkern und der mit dem zweiten Harz imprägnierten Verstärkungsfaser-Decklage hergestellt.In the method according to the invention, the TV film used has both separating and connecting properties. Therefore, during injection into the dry reinforcing fiber cover sheet, the second resin (injection resin) H2 can not permeate into the hollow bodies of the sandwich core. The thickness and strength of the TV film, depending on the free cross-sectional size of the hollow body and the pressures resulting from the evacuation and injection, which usually do not exceed 1 bar, designed so that it withstands these pressures and not to an unsuitable extent deformed into the hollow body. Since the curing temperature T1 of the first resin H1 of the TV film is also higher than the curing temperature T2 of the second resin H2, it is also possible to prevent the TV film from softening and deforming unduly when the injection resin H2 is thermally cured. Thus, no cavities between the cover layer and the TV film can arise, which run full with the second resin and later lead to a poor connection of the cover layer to the TV film. Additional measures that can prevent deformation of the TV transparencies are described below. Finally, by thermally curing the first resin H1 of the TV sheet, a good bond is made between the hollow body sandwich core and the reinforcing fiber cover sheet impregnated with the second resin.
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt nur eine feste Formhälfte, während die andere Formhälfte als einfache Vakuumhaube oder eine einfache Vakuumfolie ausgebildet ist. Dadurch reduzieren sich die Werkzeugkosten. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten faserverstärkten Hohlkörperkern-Sandwichbauteile sind auch leichter als vergleichbare Sandwichbauteile mit einem Schaumkern, so dass folglich eine nicht unerhebliche Gewichtseinsparung erreicht werden kann. Dies ist insbesondere für luft- und raumfahrttechnische Anwendungen von großem Vorteil. Obwohl am fertigen Sandwichbauteil das erfindungsgemäße Verfahren i. d. R. optisch nicht identifizierbar ist, kann es doch durch chemische Analysen, z. B. durch DSC-Prüfung (Differential Scanning Caloremetrie-Prüfung), eindeutig nachgewiesen werden. Hierbei werden dann die beiden unterschiedlichen Harze und Harzeigenschaften für die Verstärkungsfaser-Decklage und die TV-Folie erkennbar.The inventive method requires only one solid mold half, while the other mold half is designed as a simple vacuum hood or a simple vacuum film. This reduces the tool costs. The fiber-reinforced hollow core sandwich components produced by the method according to the invention are also lighter than comparable sandwich components with a foam core, so that consequently a not inconsiderable weight saving can be achieved. This is particularly advantageous for aerospace applications. Although the finished sandwich component, the inventive method i. d. R. optically unidentifiable, but it can be determined by chemical analyzes, eg. B. by DSC (differential scanning calorimetry test), can be clearly detected. Here then the two different resins and resin properties for the reinforcing fiber cover layer and the TV film can be seen.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsmerkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 14.Further preferred and advantageous embodiment features of the method according to the invention are the subject matter of subclaims 2 to 14.
Die teilweise Aushärtung des ersten Harzes H1 der TV-Folie erfolgt vorzugsweise lokal begrenzt an denjenigen Bereichen des Hohlkörper-Sandwichkerns, welche an die TV-Folie angrenzen. Bei einem Wabenkern z. B. sind dies die oberen und/oder unteren Wabenränder. Falls im Rahmen des erfindungsgemäßen Zwischenprodukts die TV-Folie bereits fertig mit dem Hohlkörper-Sandwichkern verbunden ist, muss diese Verbindung nicht zwangsläufig durch die teilweise Aushärtung des ersten Harzes H1 erfolgt sein. Denn erfindungsgemäß ist optional vorgesehen, dass der Hohlkörper-Sandwichkern und die TV-Folie durch ein separates Adhäsions- oder Klebemittel verbunden werden und erst bei einer späteren thermischen Aushärtung des ersten Harzes der TV-Folie eine weitere, ggf. festere Verbindung zwischen diesen beiden Elemente entsteht. Gleichermaßen ist es möglich, die Verbindung des Hohlkörper-Sandwichkerns und der TV-Folie nur mit dem Adhäsions- oder Klebemittel zu verwirklichen und lediglich die Verbindung zwischen der TV-Folie und der Verstärkungsfaser-Decklage durch thermisches Aushärten des ersten Harzes H1 der TV-Folie zu bewirken.The partial curing of the first resin H1 of the TV film is preferably carried out locally limited to those areas of the hollow body sandwich core, which adjoin the TV film. In a honeycomb core z. For example, these are the upper and / or lower honeycomb edges. If in the context of the intermediate product according to the invention, the TV film is already finished with the hollow body sandwich core, this connection does not necessarily have been made by the partial curing of the first resin H1. Because according to the invention is optionally provided that the hollow body sandwich core and the TV film are connected by a separate adhesive or adhesive and only at a later thermal curing of the first resin of the TV film another, possibly firmer connection between these two elements arises. Similarly, it is possible to realize the bonding of the hollow body sandwich core and the TV film with only the adhesive or adhesive and only the connection between the TV film and the reinforcing fiber cover layer by thermally curing the first resin H1 of the TV film to effect.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend näher beschrieben und erläutert.Preferred embodiments of the invention with additional design details and other advantages are described and explained in more detail below.
DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELENPRESENTATION OF PREFERRED EMBODIMENTS
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Hohlkörperkern-Sandwichbauteilen im vakuumunterstützten Harz-Infusionsprozess wird in einem ersten Schritt a) ein Sandwich-Rohling hergestellt. Dieser Sandwich-Rohling umfasst einen z. B. plattenförmigen Hohlkörper-Sandwichkern und mindestens eine trockene Verstärkungsfaser-Decklage, die auf einer oder beiden Seiten (Ober- und/oder Unterseite) des Hohlkörper-Sandwichkerns angeordnet wird.In a method according to the invention for producing fiber-reinforced hollow core sandwich components in the vacuum-assisted resin infusion process, a sandwich blank is produced in a first step a). This sandwich blank includes a z. B. plate-shaped hollow body sandwich core and at least one dry reinforcing fiber cover layer, which is disposed on one or both sides (top and / or bottom) of the hollow core sandwich core.
Diese Verstärkungsfaser-Decklage kann sich auch über seitliche Bereiche des Hohlkörper-Sandwichkerns erstrecken. Bei dem Hohlkörper-Sandwichkern handelt es sich um einen Hohlkörper-Sandwichkern, der ausgewählt ist aus einer Gruppe von Hohlkörper-Sandwichkernen, umfassend: einen Wabenkern, einen aus unterschiedlichen Hohlkörpertypen zusammengesetzten Hohlkörperkern, einen offenzelligen Schaumkern, Mischformen daraus.This reinforcing fiber cover ply may also extend over lateral regions of the hollow core sandwich core. The hollow core sandwich core is a hollow core sandwich core selected from a group of hollow core sandwich cores comprising: a honeycomb core; Hollow body composite hollow body core, an open-cell foam core, mixed forms thereof.
Für das vorliegende Ausführungsbeispiel wird ein Waben-Sandwichkern verwendet. Unter einem solchen Wabenkern ist im Sinne der Erfindung nicht nur eine Anordnung von Hohlkörpern mit einem sechseckigen Querschnitt zu verstehen, sondern auch eine Anordnung von gleichartigen Hohlkörpern mit beliebigen Querschnittsformen, so auch mit weiteren polygonalen, kreisrunden, ovalen, und anderen symmetrischen oder asymmetrischen sowie unregelmäßig geformten Querschnittsformen. Die trockene Verstärkungsphase-Decklage wird aus einem Kohlefasergelege mit einer gewünschten Faseranordnung gebildet. Grundsätzlich können anstelle von Kohlefasern jedoch auch andere geeignete Fasertypen, wie z. B. Glasfasern, Aramidfasern, Borfasern, und dergleichen, sowie Mischformen daraus zur Anwendung kommen.For the present embodiment, a honeycomb sandwich core is used. Under such a honeycomb core is to be understood in the context of the invention not only an arrangement of hollow bodies with a hexagonal cross-section, but also an arrangement of similar hollow bodies with arbitrary cross-sectional shapes, including with other polygonal, circular, oval, and other symmetrical or asymmetric and irregular shaped cross-sectional shapes. The dry reinforcement phase topsheet is formed from a carbon fiber fabric having a desired fiber configuration. In principle, however, instead of carbon fibers, other suitable fiber types, such as. As glass fibers, aramid fibers, boron fibers, and the like, and mixed forms thereof are used.
Unmittelbar zwischen den Wabenkern und die trockene Verstärkungsfaser-Decklage wird eine harzdichte, thermisch aushärtbare, druck- und formbeständige Trenn/Verbindungsfolie (nachfolgend kurz TV-Folie genannt) angeordnet, welche ein erstes thermisch aushärtbares Harz H1 umfasst. Die TV-Folie steht also auf einer Flächenseite mit dem Wabenkern in Kontakt und liegt hierbei auf den freien Rändern der Wabenkörper auf. Mit ihrer anderen Flächenseite steht die TV-Folie mit der trockenen Verstärkungsfaser-Decklage in Berührung. Bei dem ersten Harz H1 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um ein Epoxydharz mit einer Aushärtetemperatur von ca. 180°C. Anstelle eines Epoxydharzes könnte grundsätzlich auch ein erstes Harz H1 verwendet werden, das ausgewählt ist aus einer Gruppe von ersten Harzen, umfassend duroplastische Harze, insbesondere neben dem besagten Epoxydharz auch Phenolharze, Polyesterharze, Vinylharze, sowie thermoplastische Harze. Die Dicke der TV-Folie liegt je nach Anwendungsfall und Größe sowie Materialeigenschaften der zu verarbeitenden Sandwichbauteil-Komponenten in einem Bereich, der einige μm, Zehntel-Millimeter oder sogar bis zu ca. 1 mm umfasst.Immediately between the honeycomb core and the dry reinforcing fiber cover layer is placed a resin-tight, thermosetting, pressure and dimensionally stable release / bonding film (hereafter referred to as TV film) comprising a first thermosetting resin H1. The TV film is therefore in contact with the honeycomb core on one surface side and rests on the free edges of the honeycomb body. With its other surface side, the TV film is in contact with the dry reinforcing fiber cover layer. The first resin H1 in this embodiment is an epoxy resin with a curing temperature of about 180 ° C. Instead of an epoxy resin, a first resin H1 selected from a group of first resins comprising thermosetting resins, in particular besides phenolic resins, polyester resins, vinyl resins, and thermoplastic resins, could be used in principle as well. Depending on the application, size and material properties of the sandwich component components to be processed, the thickness of the TV film is within a range of several μm, tenths of a millimeter or even up to approximately 1 mm.
Der gemäß Schritt a) vorbereitete Sandwich-Rohling wird in einem Schritt b) in oder auf einem ersten festen Formkörper angeordnet, der hinsichtlich seiner Gestalt auf das herzustellende Bauteil abgestimmt ist. Bei diesem ersten Formkörper handelt es sich hier um eine einfache plattenförmige Ablage. Abweichend davon kann in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsfalles natürlich auch ein dreidimensional geformter Formkörper mit konkaven und/oder konvexen Bereichen Anwendung finden.The prepared according to step a) sandwich blank is placed in a step b) in or on a first solid molded body, which is matched in shape to the component to be produced. In this first molded body is here a simple plate-shaped tray. Deviating from this, of course, depending on the particular application, a three-dimensionally shaped molded body with concave and / or convex areas can be used.
Auf die dem Wabenkern abgewandte Seite der trockenen Verstärkungsfaser-Decklage werden im Bedarfsfall weitere Hilfselemente angeordnet, was nicht nur im oder nach dem Schritt b), sondern bereits im Schritt a) oder teilweise sogar vor demselben erfolgen kann. Bei diesen Hilfselementen handelt es sich z. B. um ein Abreissgewebe, eine gelochte Trennfolie, ein Verteilergewirke, Verteilerkanäle für das Injektionsharz H2, eine semipermeable Filtermembran sowie ein Belüftungsgewirke.If necessary, further auxiliary elements are arranged on the side of the dry reinforcing fiber cover layer facing away from the honeycomb core, which can take place not only in or after step b) but also in step a) or even partially before it. These auxiliary elements are, for. B. a tear-off fabric, a perforated release film, a distributor knit, distribution channels for the injection resin H2, a semi-permeable filter membrane and a ventilation knitted fabric.
In einem Schritt c) wird der Sandwich-Rohling zumindest in dem Teilbereich, in dem die trockene Verstärkungsfaser-Decklage und die TV-Folie angeordnet ist, mit einer Vakuumhaube abgedeckt. Die Gestalt dieser Vakuumhaube ist auf die Form des Sandwich-Rohlings bzw. dessen Kontur und Topographie sowie die gewünschte Endform des herzustellenden Bauteils abgestimmt und mit dem ersten Formkörper kompatibel. Die Vakuumhaube ist hierbei auf der der TV-Folie abgewandten Seite der trockenen Verstärkungsfaser-Decklage angeordnet.In a step c), the sandwich blank is covered with a vacuum hood at least in the partial area in which the dry reinforcing fiber cover layer and the TV film are arranged. The shape of this vacuum hood is adapted to the shape of the sandwich blank or its contour and topography and the desired final shape of the component to be produced and compatible with the first molded body. The vacuum hood is hereby arranged on the side of the dry reinforcing fiber cover layer facing away from the TV film.
In einem Schritte d) werden nun der erste Formkörper und die Vakuum-Haube verschlossen, so dass sich in Zusammenwirkung mit der TV-Folie ein evakuierbarer Injektionsraum bildet, welcher zumindest die trockene Verstärkungs-Decklage enthält bzw. umschließt.In a step d), the first molded body and the vacuum hood are now closed so that, in cooperation with the TV film, an evacuable injection space is formed, which encloses or surrounds at least the dry reinforcing cover layer.
In einem Schritt e) wird der Injektionsraum mittels einer Vakuum-Pumpe oder einer anderen geeigneten Evakuierungseinrichtung evakuiert. Die Vakuum-Haube und/oder der erste feste Formkörper verfügen zu diesem Zweck über geeignete Anschlüsse.In a step e), the injection space is evacuated by means of a vacuum pump or another suitable evacuation device. The vacuum hood and / or the first solid molded body have suitable connections for this purpose.
In einem Schritt f) wird ein zweites thermisch aushärtbares fließ- und/oder spritzfähiges Harz H2 (nachfolgend auch Injektionsharz H2 genannt) mittels des Differenzdrucks von ca. 1 bar, der infolge des Evakuierens zwischen der Umgebungsatmosphäre und dem evakuierten Injektionsraum entsteht, in die trockene Verstärkungsfaser-Decklage und auf die für das Harz H2 harzdichte TV-Folie injiziert. Dadurch wird die zuvor trockene Verstärkungsfaser-Decklage mit dem zweiten Harz H2 getränkt. Das Evakuieren und Injizieren in den Schritten e) und f) kann nacheinander oder auch gleichzeitig erfolgen. Ferner können sich die beiden Schritte zeitlich überschneiden. Das Injektionsharz H2 besitzt eine Aushärtetemperatur T2, die niedriger als die Aushärtetemperatur T1 des ersten Harzes H1 ist. Die Aushärtetemperatur T2 beträgt im vorliegenden Beispiel ca. 150°C. Die Temperaturdifferenz ΔT zwischen der niedrigeren Aushärtetemperatur T2 des Injektionsharzes und der höheren Aushärtetemperatur T1 des ersten Harzes H1 beträgt also ca. 30°C. Je nach Art der verwendeten Harze H1, H2 kann die Temperaturdifferenz ΔT jedoch von diesem Wert abweichen. So kann ΔT grundsätzlich auch größer gleich 25°C, größer gleich 30°C, größer gleich 50°C, größer gleich 70°C, größer gleich 100°C oder sogar größer gleich 150°C sein.In a step f) is a second thermally curable flowable and / or sprayable resin H2 (hereinafter also called injection resin H2) by means of the differential pressure of about 1 bar, which arises as a result of evacuation between the ambient atmosphere and the evacuated injection space, in the dry Reinforcing fiber top layer and on the resin resin-dense TV film injected. As a result, the previously dry reinforcing fiber cover layer is impregnated with the second resin H2. The evacuation and injection in steps e) and f) can take place in succession or simultaneously. Furthermore, the two steps may overlap in time. The injection resin H2 has a hardening temperature T2 which is lower than the hardening temperature T1 of the first resin H1. The curing temperature T2 is about 150 ° C in the present example. The temperature difference .DELTA.T between the lower curing temperature T2 of the injection resin and the higher curing temperature T1 of the first resin H1 is thus about 30 ° C. Depending on the type of resins H1, H2 used, however, the temperature difference ΔT may deviate from this value. In principle, ΔT can also be greater than or equal to 25 ° C, greater than or equal to 30 ° C, greater than or equal to 50 ° C, greater than or equal to 70 ° C, greater than or equal to 100 ° C even greater than 150 ° C.
Das Injektionsharz H2 ist ebenfalls ein Epoxydharz. Grundsätzlich kann das Injektionsharz H2 jedoch ein Harz sein, das ausgewählt ist aus einer Gruppen von Harzen, umfassend duroplastische Harze, insbesondere neben dem bereits erwähnten Epoxydharz, Phenolharze, Polyesterharze, Vinylharze und thermoplastische Harze. Die Harze H1 und H2 sind vorzugsweise aus der gleichen chemischen Harzgruppe. Ebenso können jedoch unterschiedliche Harze H1 und H2 verwendet werden, sofern sichergestellt ist, dass beide Harze chemisch miteinander verträglich sind und sich gut miteinander verbinden.The injection resin H2 is also an epoxy resin. In principle, however, the injection resin H2 may be a resin selected from a group of resins comprising thermosetting resins, especially besides the above-mentioned epoxy resin, phenol resins, polyester resins, vinyl resins and thermoplastic resins. The resins H1 and H2 are preferably of the same chemical resin group. Likewise, however, different resins H1 and H2 can be used, provided that it is ensured that both resins are chemically compatible with each other and combine well with each other.
In einem Schritt g) wird das Injektionsharz H2 zur Bildung einer ausgehärteten faserverstärkten Decklage thermisch ausgehärtet.In a step g), the injection resin H2 is thermally cured to form a cured fiber-reinforced cover layer.
Und in einem Schritt h) wird das Harz H1 der harzdichten TV-Folie thermisch ausgehärtet und dadurch der Wabenkern mittels der TV-Folie fest mit der Decklage verbunden.And in a step h), the resin H1 of the resin-tight TV film is thermally cured and thereby the honeycomb core by means of the TV film firmly connected to the cover layer.
Das thermische Aushärten der Harze H1 und H2 erfolgt in diesem Beispiel durch Erwärmen einer den Sandwich-Rohling bzw. den ersten Formkörper und die Vakuumhaube umfassenden Fertigungsanordnung, z. B. in einem Autoklaven.The thermal curing of the resins H1 and H2 is carried out in this example by heating a sandwich blank or the first molded body and the vacuum hood comprehensive manufacturing arrangement, eg. B. in an autoclave.
Für die o. g. Schritte g) und h) sind erfindungsgemäß diverse Varianten vorgesehen. So kann der Schritt h) beispielsweise nach dem Schritt g) ausgeführt werden. Wenn das Harz H1 der TV-Folie ausgehärtet wird, ist das Injektionsharz H2 also bereits vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig ausgehärtet. Ebenso ist es jedoch möglich, den Schritt h) zumindest teilweise während des Schrittes g) auszuführen. Während das Injektionsharz H2 also noch nicht vollständig ausgehärtet ist, wird die Aushärtung des Harz H1 der TV-Folie vorgenommen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, dass der Schritt h) durch ein Tempern des Injektionsharzes H2 erfolgt. Die Schritte g) und h) können sich also auch zeitlich überschneiden. Ebenso ist es bei geeigneten Harzsystemen und Erwärmungsanordnungen denkbar, die Schritte g) und h) gleichzeitig auszuführen.For the o. G. Steps g) and h), various variants are provided according to the invention. Thus, step h) can be carried out, for example, after step g). When the resin H1 of the TV film is cured, the injection resin H2 is thus already completely or substantially completely cured. However, it is also possible to carry out step h) at least partially during step g). Thus, while the injection resin H2 has not yet fully cured, the curing of the resin H1 of the TV film is performed. This can be z. B. done by step h) takes place by annealing the injection resin H2. The steps g) and h) can also overlap in time. Likewise, with suitable resin systems and heating arrangements, it is conceivable to carry out steps g) and h) simultaneously.
Die Art und Weise der Durchführung des Schrittes h) kann auch in Abhängigkeit des Vorfertigungsgrades des Sandwich-Rohlings bzw. dessen Teilkomponenten variieren. So berücksichtigt die erfindungsgemäße Lösung eine alternative Variante, bei der bereits vor dem Schritt a) die aushärtbare TV-Folie auf dem Wabenkern angeordnet und mit diesem verbunden wird. Dies kann z. B. dadurch geschehen, dass die dem Wabenkern zugewandte Seite der TV-Folie zumindest teilweise ausgehärtet und dadurch eine feste Verbindung mit dem Wabenkern erzielt wird. Die teilweise Aushärtung kann z. B. nur lokal, d. h. beispielsweise an den Wabenrändern des zugeordneten Wabenkerns erfolgen, oder aber auch durch eine nur teilweise Durchhärtung der dem Wabenkern zugeordneten Seite der TV-Folie in deren Dickenrichtung. Liegt eine solche Anordnung vor, so ist es im Schritt h) dann nur noch erforderlich, die dem Wabenkern abgewandte und der durchtränkten Decklage zugewandten Seite der TV-Folie thermisch auszuhärten und so mit der Decklage zu verbinden. Des Weiteren ist es möglich, die TV-Folie vorab durch ein separates Adhäsions- oder Klebemittel mit dem Wabenkern zu verbinden und dann im Schritt h) das Harz H1 auszuhärten. Dadurch wird der Wabenkern wiederum mittels der TV-Folie mit der Decklage verbunden.The manner of carrying out the step h) may also vary depending on the degree of prefabrication of the sandwich blank or its subcomponents. Thus, the solution according to the invention takes into account an alternative variant, in which the curable TV film is already arranged on the honeycomb core and connected to it before step a). This can be z. B. happen that the honeycomb core facing side of the TV film at least partially cured and thereby a firm connection with the honeycomb core is achieved. The partial curing can z. B. only locally, d. H. for example, take place at the honeycomb edges of the associated honeycomb core, or even by only a partial hardening of the honeycomb core associated side of the TV film in the thickness direction. If such an arrangement, it is then only necessary in step h) to thermally cure the side facing away from the honeycomb core and the impregnated top layer facing side of the TV film and thus to connect with the top layer. Furthermore, it is possible to pre-bond the TV sheet with the honeycomb core by a separate adhesive or adhesive and then cure the resin H1 in step h). As a result, the honeycomb core is in turn connected by means of the TV film with the cover layer.
Um zu verhindern, dass sich die TV-Folie durch das Evakuieren des Injektionsraumes bzw. durch das Injizieren des Injektionsharzes H2 unzulässig verformt und in die Hohlräume der jeweiligen Wabenkörper hinein deformiert (wodurch später unerwünschte Harzansammlungen entstehen würden), kann optional folgende Gegenmaßnahme betroffen werden: Zumindest im Schritt e) und/oder f) wird die dem Wabenkern zugeordnete Seite der TV-Folie mit einem positiven oder negativen Gegendruck beaufschlagt, der demjenigen Druck entspricht, welcher auf der der Decklage zugewandten Seite der TV-Folie durch das Evakuieren und/oder Injizieren entsteht. Es wird zu diesem Druck also ein geeigneter Gegendruck aufgebaut, so dass auf beiden Seiten der TV-Folie im Wesentlichen der gleichen Druck besteht. Eine unerwünschte Deformation der TV-Folie wird dadurch zuverlässig verhindert, was eine effektive Verbindung der TV-Folie mit dem Wabenkern und der Decklage sicherstellt.In order to prevent that the TV film deforms unduly by the evacuation of the injection space or by injecting the injection resin H2 and deformed into the cavities of the respective honeycomb body (which later undesirable resin accumulations would arise), optionally the following countermeasure can be affected: At least in step e) and / or f), the side of the TV film assigned to the honeycomb core is subjected to a positive or negative counterpressure which corresponds to the pressure exerted on the side of the TV film facing the cover layer by evacuation and / or Injecting arises. Thus, a suitable back pressure is built up for this pressure, so that substantially the same pressure exists on both sides of the TV film. An undesirable deformation of the TV film is thereby reliably prevented, which ensures an effective connection of the TV film with the honeycomb core and the cover layer.
Zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren können die TV-Folie mit ihrem Harz H1 und das Injektionsharz H2 auch im Rahmen eines Harz-Folien-Sets bereitgestellt werden. Die Harze H1 und H2 besitzen hierbei die bereits weiter oben erläuterten Eigenschaften.For use in the method according to the invention, the TV film with its resin H1 and the injection resin H2 can also be provided as part of a resin film set. The resins H1 and H2 in this case have the properties already explained above.
Zur Herstellung eines faserverstärkten Hohlkörperkern-Sandwichbauteil in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein erfindungsgemäßes Zwischenprodukt verwendbar, welches den Hohlkörper-Sandwichkern bzw. Wabenkern und die TV-Folie bereits als vorgefertigte Einheit umfasst. Die TV-Folie kann hierbei entweder einseitig oder mehrseitig auf dem Wabenkern angebracht und fest mit diesem verbunden sein. Wie bereits zuvor erwähnt, kann diese feste Verbindung entweder durch eine teilweise Aushärtung des Harzes H1 der TV-Folie oder aber mit Hilfe eines separaten Adhäsions- oder Klebemittels erfolgen.For producing a fiber-reinforced hollow core sandwich component in the process according to the invention, an intermediate according to the invention can be used which already comprises the hollow body sandwich core or honeycomb core and the TV film as a prefabricated unit. The TV slide can be mounted on the honeycomb core either one-sided or multi-sided and firmly connected to this. As previously mentioned, this solid compound can be done either by a partial curing of the resin H1 of the TV film or with the help of a separate adhesive or adhesive.
Die TV-Folie kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens noch einige weitere Besonderheiten aufweisen. So ist optional vorgesehen, die TV-Folie zur Erhöhung ihrer Druckfestigkeit gegen die in den Schritten e) und/oder f) auftretenden Drücke faserverstärkt auszubilden. Als Verstärkungsfasern sind sowohl Glasfasern, Kohlefasern als auch Aramidfasern, Borfasern, sowie andere geeignete Textilfasern sowie Mischformen daraus einsetzbar. Die Faserverstärkung der TV-Folie kann mit dem Harz H1 auch in der Art eines sog. Prepregs vorimprägniert sein. Zur Erhöhung der Harzundurchlässigkeit gegen das Injektionsharz H2 ist zudem erfindungsgemäß vorgesehen, dass die TV-Folie optional eine harzundurchlässige Zwischenschicht aufweist, die auf beiden Seiten von dem ersten Harz H1 bedeckt ist. Diese Zwischenschicht kann z. B. aus einem oder mehreren Schichten, Folienelementen oder einem dritten Harz aufgebaut sein.The TV film may have some more special features within the scope of the method according to the invention. Thus, it is optionally provided to make the TV film fiber-reinforced to increase its compressive strength against the pressures occurring in steps e) and / or f). As reinforcing fibers, both glass fibers, carbon fibers and aramid fibers, boron fibers, as well as other suitable textile fibers and mixed forms thereof can be used. The fiber reinforcement of the TV film can also be preimpregnated with the resin H1 in the manner of a so-called prepreg. In order to increase the resin impermeability to the injection resin H2, it is additionally provided according to the invention that the TV foil optionally has a resin-impermeable intermediate layer which is covered on both sides by the first resin H1. This intermediate layer can, for. B. be composed of one or more layers, foil elements or a third resin.
In einer zusätzlichen erfindungsgemäßen Variante der TV-Folie weist diese eine Vielzahl gewölbeartig vorgeformter Flächenbereiche auf. Diese Flächenbereiche können bei dem erfindungsgemäßen Zwischenprodukt oder z. B. in erfindungsgemäßen Verfahren im Schritt a) derart über freien Kavitäten des Hohlkörper-Sandwichkerns bzw. des Wabenkerns angeordnet werden, dass sich die Wölbung in Richtung von dem Hohlkörper-Sandwichkern weg und entgegen der im Schritt e) oder f) auftretenden Druckrichtung erstreckt. Auf dieser Weise kann die Druckfestigkeit der TV-Folie gegen die im Schritt e) und/oder f) auftreten Drücke erhöht werden. Beim Injizieren des Harzes H2 z. B. verformen sich die gewölbeartig vorgeformten Flächebereich dann in Richtung zu den freien Kavitäten des Hohlkörper-Sandwichkerns hin, so dass eine im Wesentlichen ebene Oberfläche der TV-Folie entsteht, die sich gut an die Decklage bzw. den Sandwichkern anlegt. Dies fördert eine zuverlässige Verbindung zwischen der TV-Folie und der getränkten faserverstärkten Decklage.In an additional variant of the TV film according to the invention, this has a multiplicity of arched-like preformed surface areas. These surface areas can in the inventive intermediate or z. B. in the method according to the invention in step a) are arranged over free cavities of the hollow body sandwich core or the honeycomb core, that extends the curvature in the direction of the hollow body sandwich core away and against the pressure direction occurring in step e) or f). In this way, the compressive strength of the TV film against the pressures occurring in step e) and / or f) can be increased. When injecting the resin H2 z. B. deform the vault-like preformed surface area then towards the free cavities of the hollow body sandwich core, so that a substantially flat surface of the TV film is formed, which fits well to the top layer or the sandwich core. This promotes a reliable connection between the TV film and the impregnated fiber-reinforced cover layer.
In einer noch weiteren Variante der TV-Folie ist deren erstes Harz H1 mit Nanopartikeln versehen, welche eine hohe Mikrowellen-Absorptionsfähigkeit besitzen und durch die Mikrowellen gut erwärmbar sind. Auf dieser Weise kann das thermische Aushärten des Harzes H1 im Schritt h) durch Bestrahlen mittels Mikrowellen erfolgen, da die erwärmten Nanopartikel die Wärme auf das Harz H1 übertragen und dieses thermisch aushärten. Weil die Erwärmung des Harzes H1 maßgeblich von den Nanopartikeln beeinflusst wird, erwärmt sich das Injektionsharz H2, welches über die niedrigere Aushärtetemperatur T2 verfügt, hierbei nur geringfügig. Eine thermische Schädigung des Injektionsharzes H2 wird dadurch vermieden.In yet another variant of the TV film, its first resin H1 is provided with nanoparticles which have a high microwave absorption capacity and can be well heated by the microwaves. In this way, the thermal curing of the resin H1 in step h) can be carried out by irradiation by means of microwaves, since the heated nanoparticles transfer the heat to the resin H1 and cure it thermally. Because the heating of the resin H1 is significantly influenced by the nanoparticles, the injection resin H2, which has the lower curing temperature T2, heats up only slightly. Thermal damage to the injection resin H2 is thereby avoided.
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