[go: up one dir, main page]

DE102011105858A1 - Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil und Herstellungsverfahren - Google Patents

Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil und Herstellungsverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE102011105858A1
DE102011105858A1 DE201110105858 DE102011105858A DE102011105858A1 DE 102011105858 A1 DE102011105858 A1 DE 102011105858A1 DE 201110105858 DE201110105858 DE 201110105858 DE 102011105858 A DE102011105858 A DE 102011105858A DE 102011105858 A1 DE102011105858 A1 DE 102011105858A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fiber
profile
fibers
pultrusion
plastic
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.)
Withdrawn
Application number
DE201110105858
Other languages
English (en)
Inventor
wird später genannt werden Erfinder
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.)
Secar Technologie GmbH
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler 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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE201110105858 priority Critical patent/DE102011105858A1/de
Publication of DE102011105858A1 publication Critical patent/DE102011105858A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • B29C70/50Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/521Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die and impregnating the reinforcement before the die
    • 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
    • B29C70/88Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced
    • B29C70/882Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced partly or totally electrically conductive, e.g. for EMI shielding
    • B29C70/885Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced partly or totally electrically conductive, e.g. for EMI shielding with incorporated metallic wires, nets, films or plates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil (5) mit zumindest einer metallischen Schicht und dessen Herstellungsverfahren bereit. Das Verfahren umfasst das Abziehen einer Mehrzahl von Verstärkungsfasern (2) und Metallfasern (1, 1') von Abspulvorrichtungen (6, 6') und das Anordnen der Verstärkungsfasern (2) zu einem Profilkern (2') und der Metallfasern (1, 1') als eine Außenschicht (1, 1') um den Profilkern (2'). Dabei wird eine Faseranordnung (5') gebildet. Es folgen das Zuführen der Faseranordnung (5') in eine Imprägniervorrichtung, dort Imprägnieren der Faseranordnung (5') mit einem aushärtbaren Kunststoffmaterial (3) und weiter das Überführen in ein Härtungswerkzeug, dort Erwärmen der imprägnierten Faseranordnung (5'), wobei das Kunststoffmaterial (3) aushärtet und das Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil (5) erhalten wird. Ferner wird ein entsprechendes Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil (5) offenbart.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Pultrusionsverfahren zur Herstellung eines Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofils sowie das Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil selbst.
  • Mittels Pultrusionsverfahren, auch Strangziehverfahren genannt, lassen sich faserverstärkte Kunststoffprofile kontinuierlich herstellen. Die dadurch mögliche Herstellungsgeschwindigkeit und der hohe Automatisierungsgrad führen zu niedrigeren Kosten, wodurch pultrudierte faserverstärkte Kunststoffprofile für viele Anwendungen Interessant werden, die große Stückzahlen erfordern. Solch grolle Stückzahlen sind etwa erforderlich, wenn Metallprofilteile im Kraftfahrzeugbau durch Kunststoffprofile zu ersetzen sind. So werden Faserverbundkunststoffbauteile zunehmend aufgrund ihres geringen Gewichts, verbunden mit hohen Festigkeitswerten, im Karosseriebau verwendet.
  • Bei einem Pultrusionsverfahren werden Verstärkungsfasern, beispielsweise Glasfasern, gegebenenfalls zusammen mit Gewebebahnen bzw. Gewebematten, z. B. aus einem Polymer, kontinuierlich zu einem Profilteil verarbeitet. Dabei werden die Verstärkungsfasern, gegebenenfalls auch die Gewebebahnen, mit einem flüssigen Kunststoff benetzt, der beispielsweise ein Polyester, Vinylester, Acryl oder dergleichen sein kann. Dann werden die Gewebebahnen und die Verstärkungsfasern beispielsweise mittels eines Formkerns in die gewünschte Form des Profilteils gebracht. Zur Aushärtung des Harzmaterials, mit dem die geformten Fasern und Gewebebahnen benetzt sind, erfolgt eine Erwärmung in einer Heizeinrichtung, durch die das dann zumindest teilweise ausgehärtete Profilteil mittels einer nachgeschalteten Abzugseinrichtung gezogen wird. Das so kontinuierlich erhaltene Profilteil kann schließlich abgelängt werden.
  • Dazu beschreibt die DE 197 54 381 A1 ein Pultrusionsverfahren, das Lunkerbildung und Lufteinschlüsse vermeidet, um so einen möglichen Weg für einen elektrischen Durchschlag durch das Profilteil zu unterbinden und dem Profilteil dadurch eine hohe elektrische Durchschlagfestigkeit zu verleihen. Dies wird erreicht, indem die Verstärkungsfasern und/oder die Gewebebahnen und/oder der flüssige Kunststoff Vibrationen ausgesetzt werden.
  • Aus der DE 39 34 555 C2 ist ferner ein möglichst dünn gestalteter faserverstärkter Kunststoff bekannt, der eine hohe Steifigkeit aufweist, thermisch belastbar und lackierfähig ist. Dies wird durch einen faserverstärkten Kunststoff für Karosserieteile bei Kraftfahrzeugen erreicht, der einen maximal 2 mm dicken Schichtaufbau aufweist. Dieser Schichtaufbau wird durch eine mittige Schicht mit einer durchgehenden Kunststoff-Faserarmierung aus Polyester-, Polyamid-, Polyethylen-, Polypropylen-, Polyurethan-, Methacrylat-, und/oder Aramid-Fasern in Form von Geweben, Gelegen, Vliesen, Filz und/oder Gestrick gekennzeichnet, die von mindestens zwei jeweils auf der Ober- und Unterseite der mittigen Schicht angeordnete Tragschichten aus Carbon-Faserarmierung umgeben ist. Dieses Sandwichlaminat kann gegebenenfalls für eine gute elektrostatische Lackierbarkeit eine integrierte EMI-Abschirmung aufweisen, die durch eine Metallfolie oder ein Metallfaser-Vlies, -Gewebe, -Gestrick, -Geflecht, -Gelege realisiert wird, die zwischen der mittigen Schicht und den Carbon-Tragschichten eingesetzt ist. Hergestellt wird dieser faserverstärkte Kunststoff, indem die übereinander angeordneten Lagen geschichtet in ein Werkzeug eingelegt werden, das dann geschlossen wird. In das beheizte Werkzeug wird ein Expoxidharz injiziert und ausgehärtet, so dass der dabei gebildete faserverstärkte Kunststoff nach einer Weile entformt werden kann. Allerdings bedingt dieses diskontinuierliche Herstellungsverfahren relativ lange Zykluszeiten.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Pultrusionsverfahren zur Herstellung eines Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofils zu schaffen, das prozessintegriert eine mechanische und elektromagnetische und elektrostatische Funktionalisierung des Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofils ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die weitere Aufgabe der Schaffung eines hinsichtlich seiner Duktilität, aber auch seiner elektromagnetischen und elektrostatischen Verträglichkeit verbesserten Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofils wird mit dem Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
  • Weiterbildungen des Verfahrens und des Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofils sind in den jeweiligen Unteransprüchen ausgeführt.
  • Eine erste Ausführungsform des Pultrusionsverfahrens zur Herstellung eines Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofils, das wenigstens eine metallische Schicht aufweist, bezieht sich darauf, dass in einer Pultrusionsanlage sowohl Verstärkungsfasern als auch Metallfasern von den entsprechenden Abspulvorrichtungen abgezogen und unter Bildung einer Faseranordnung zusammengeführt werden. Die Verstärkungsfasern werden zu einem Profilkern und die Metallfasern als eine Außenschicht um den Profilkern angeordnet. Die so gebildete Faseranordnung wird in einer Imprägniervorrichtung mit einem aushärtbaren Kunststoffmaterial imprägniert und dann in einem entsprechenden beheizten Werkzeug erwärmt, so dass das Kunststoffmaterial aushärtet und das Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil erhalten wird.
  • „Verstärkungsfasern” und „Metallfasern” ist dabei so zu verstehen, dass diese als Einzelfasern vorliegen können, so dass viele einzelne (endlos) Verstärkungsfasern und zugleich viele (endlos) Metallfasern abgezogen und auf die beschriebene Weise angeordnet werden, oder dass die „Verstärkungsfasern” und „Metallfasern” in Form von Rovings, Bändern, Geweben, Geflechten, Matten, Gewirken, Gestricken oder Vliesen vorliegen, so dass z. B. jeweils viele Verstärkungsfaser-Rovings oder Kern bildend angeordnet und dann von vielen Metallfaser-Rovings umgeben werden.
  • Durch die Anordnung der Metallfasern als äußerste Schicht der Faseranordnung, die zusammen mit den Verstärkungsfasern in dem Profilkern imprägniert und im Härtungswerkzeug der Pultrusionsanlage ausgehärtet wird, wird das Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil einfach bereits im Herstellungsprozess funktionalisiert. Die Metallaußenschicht gestattet etwa ein besseres Gleiten der Anordnung bereits in die Imprägniervorrichtung und das Härtungswerkzeug und dadurch auch eine schnellere Abzugsgeschwindigkeit.
  • Die Metallaußenschicht führt auch zu Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften des Pultrudats und des daraus gefertigten Produkts hinsichtlich statischer und dynamischer Belastungen, etwa im Crashfall, ggfs. auch der elektrischen oder magnetischen Eigenschaften der FVK-Pultrusionsstrukturen.
  • Bislang wurden Funktionsschichten zur Verbesserung der elektromagnetischen bzw. elektrostatischen Verträglichkeit (EMV, ESV) auf Pultrudate nur in nachgeschalteten Produktionsschritten, verbunden mit Mehrkosten, aufgetragen, wodurch die ohnehin gegenüber metallischen Werkstoffen ungünstigere Wirtschaftlichkeit von FVK zusätzlich verschlechtert wurde. Bei der prozessintegrierten Bildung der Außenschicht aus Metallfasermaterialien wird dieses gezielt bei der Pultrudatherstellung im gleichen Werkzeug mit dem Kernprofil aus den Verstärkungsfasern pultrudiert. Dadurch wird die metallische Außenschicht fest in die dabei entstehende Harzmatrix eingebunden. Danach können die pultrudierten FVK-Profile, die mit der erfindungsgemäßen metallischen Außenschicht die EMV und ESV des Pultrudats verbessern, als ”Meterware” abgeschnitten werden.
  • Ein bedeutender Vorteil bei der Anordnung der Metallfasermaterialien als äußerste Schicht liegt in der besseren Gleitfähigkeit der Faseranordnung beim Eintritt in das Pultrusionswerkzeug, so dass ein Faserstau am Eintritt in das Werkzeug vermieden wird und eine schnellere Abzugsgeschwindigkeit möglich ist. Durch die verbesserte Verarbeitung der textilen Ausgangsmaterialien im Pultrusionsprozess kann eine schnellere Produktion, größere Stückzahlen und niedrigere Kosten realisiert werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit von Faserverbundstrukturen mit hoher Leichtbaugüte gegenüber konventionellen FVK-Werkstoffen und metallischen Werkstoffen erhöht wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Zwischenschicht aus elektrisch isolierenden Verstärkungsfasern, insbesondere aus Glasfasern, zwischen dem Profilkern und der Außenschicht aufgebracht, insbesondere, wenn der Profilkern elektrisch leitfähige Fasern wie Carbonfasern enthält oder daraus besteht. Diese Zwischenschicht verbessert die Korrosionseigenschaften des Faserverbundkunststoff-Pultrudats.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich darauf, dass das Imprägnieren mit einem flüssigen oder pulverförmigen aushärtbaren Kunststoffmaterial erfolgt. Ferner kann die imprägnierte Faseranordnung entsprechend einem vorgesehenen Profil des Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofils geformt werden. Zur Verbesserung der Imprägnierung, insbesondere bei einer Trockenimprägnierung, und zur Vermeidung von Lunkern und Lufteinschlüssen bei der Ausbildung der Kunststoffmatrix kann ein weiterer Verfahrensschritt das Erzeugen von Vibrationen beim Imprägnieren, Formen und/oder Erwärmen umfassen. Vibrationen können mechanisch oder mittels eines Ultraschallgebers erzeugt werden, verbessern das Eindringen des aushärtbaren Kunststoffmaterials und bewirken ein „Aufsteigen” von Luftblasen aus der Faseranordnung.
  • Die textile Erscheinungsform der Verstärkungsfasern und der Metallfasern, die oben bereits genannten Einzelfasern, Rovings, Bänder, Gewebe, Geflechte, Matten, Gewirke, Gestricke oder Vliese etc., können unabhängig voneinander gewählt werden, d. h. Verstärkungsfasern können als Einzelfasern vorliegen und die Metallfasern als Gewebe oder umgekehrt; es können beide in Gewebeform oder als Einzelfasern verarbeitet werden. Selbstverständlich können, falls dies geeignet erscheint, auch die Verstärkungsfasern bzw. die Metallfasern in unterschiedlichen Textilformen eingesetzt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen die Metallfasern aus Stahl. Stahlfasern weisen einerseits eine ausreichende mechanische Stabilität auf, um ein Lösen von durch Sprödbruch hervorgerufenen Bruchstücken des FVK-Pultrusionsprofils zu verhindern, andererseits sind die Stahlfasern ausreichend korrosionsbeständig.
  • Die Verstärkungsfasern können aus Glas, Carbon, einem Polymer und/oder einem Keramikmaterial bestehen oder auch Hybridfasern sein.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil mit zumindest einer metallische Schicht, das mit dem zuvor beschriebenen Pultrusionsverfahren hergestellt werden kann. Das Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil ist ein Verbund eines Profilkerns aus Verstärkungsfasern und einer Außenschicht aus Metallfasern in einer kontinuierlichen Kunststoffmatrix aus einem ausgehärteten Kunststoffmaterial. Durch die kontinuierliche Kunststoffmatrix ist die Außenschicht aus Metallfasern stoffschlüssig in den Verbund integriert.
  • Dem FVK-Pultrusionsprofil werden bereits durch den kontinuierlichen Verstärkungsfaseranteil gute mechanische Eigenschaften verliehen. Durch das zusätzliche Aufbringen der metallischen Außenschicht auf den Profilkern wird verhindert, dass sich Bruchstücke aus dem Bauteil lösen, wenn es durch Beschädigungen zu Sprödbruch oder dergleichen kommt. So zeigt das so funktionalisierte FVK-Pultrusionsprofil ein günstigeres, weil duktileres Versagensbild beim Crash, sowie eine höhere Reststeifigkeit. Die Integration der Metallfasermaterialien in das Pultrutat verleiht ferner dem daraus gefertigten Endbauteil neben der verbesserten EMV und ESV eine höhere Steifigkeit.
  • Es hat sich für die Korrosionseigenschaften des FVK-Pultrusionsprofils als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen dem Profilkern, insbesondere wenn dieser elektrisch leitfähige Fasern wie Carbonfasern enthält oder daraus besteht, und der Außenschicht aus den Metallfasern eine Zwischenschicht aus einem elektrisch isolierenden Faserwerkstoff, bevorzugt aus kostengünstigen Glasfasern, vorliegt.
  • Das offenbarte FVK-Pultrusionsprofil weist somit verbesserte mechanische, elektromagnetische, elektrostatische, Korrosions- und Crasheigenschaften auf, bei erhöhter Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses und damit niedrigeren Kosten.
  • Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt.
  • Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Seitenansicht einer Pultrusionsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 eine schematische Querschnittansicht durch eine im erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Faseranordnung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf die Herstellung eines Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofils, welches eine metallische Schicht umfasst.
  • Anhand der in 1 dargestellten Pultrusionsanlage lässt sich das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für das FVK-Profil 5 nachvollziehen. Zunächst werden zur Bildung der Faseranordnung 5', wie sie im Querschnitt in 2 skizziert ist, die Verstärkungsfasern 2 und Metallfasern 1 von den jeweiligen Abspulvorrichtungen 6, 6', die Spulen oder Rollen sein können, abgewickelt. Die Abspulvorrichtungen 6, 6' sind derart angeordnet, dass aus den Verstärkungsfasern 2 ein Profilkern 2' gebildet wird, während die Metallfasermaterialien 1 um den Profilkern 2' zugeführt werden. So werden die Metallfasern 1 von einer obersten und untersten Spule 6 abgezogen, sowie gegebenenfalls zur Bildung der seitlichen Außenschichten von Spulen 6', die vor und hinter der Zeichenebene liegen. Die hinter der Zeichenebene liegende Spule 6' ist verkleinert zwischen den Spulen 6 für die Verstärkungsfasern 2, das von ihr abgewickelte Metallfasermaterial 1' in einer schraffierten Linie dargestellt. Dieses Metallfasermaterial 1' ist dann in der Faseranordnung 5', da hinter der Zeichenebene liegend, nicht mehr zu sehen. 2 verdeutlicht allerdings, dass der Profilkern 2 vollständig von den Metallfasern 1, 1' die Außenschicht 1 bildend umgeben ist.
  • Je nachdem, in welcher Form die Verstärkungsfasern 2 und die Metallfasern 1, 1' vorliegen – dabei kann es sich jeweils um Einzelfasern, aber auch um Rovings, Bänder, Gewebe, Geflechte, Matten, Gewirke, Gestricke, Netze, Filze oder Vliese handeln, die jeweils von den Abspulvorrichtungen 6, 6' abgezogen werden – kann der Profilkern 2' der gebildeten Faseranordnung 5' wie in der 2 mehrschichtig aufgebaut sein, wenn die Verstärkungsfasern 2 in Textilbahnen vorliegen, oder er kann aus einer Vielzahl von zusammengeführten Strängen aus Einzelfasern oder Rovings bestehen.
  • Die Außenschicht 1 kann auch aus metallischen Einzelfasern, bzw. Drähten gebildet sein, einfacher lässt sie sich jedoch durch Verwendung von in Bahnen vorliegenden Metallgeweben oder -netzen aufbringen.
  • Die Faseranordnung 5' wird dann wie in 1 gezeigt, durch ein Harzbad als Imprägniervorrichtung geführt, so dass sie vollständig mit dem aushärtbaren Kunststoffmaterial 3 durchtränkt wird. Alternativ dazu kann auch eine trockene Imprägnierung vorgesehen sein, indem ein pulverförmiges aushärtbares Kunststoffmaterial auf die Fasermaterialien 1, 2 vor der Zusammenführung zur Faseranordnung 5' oder danach appliziert wird.
  • Die imprägnierte Faseranordnung 5' tritt dann in das beheizte Härtungs- oder Pultrusionswerkzeug 4 ein, in der das aushärtbare Kunststoffmaterial 3 auf eine Reaktionstemperatur erhitzt wird, und somit die Aushärtung zur Kunststoffmatrix initiiert wird. Nicht dargestellt ist eine Abzugsvorrichtung, die dem Härtungswerkzeug 4 nachgeschaltet ist, und die die Fasern 1, 1', 2 bzw. die Faseranordnung 5' durch die Anlage zieht. Nachdem die Metallschicht 1 durch Aushärtung des Kunststoffmaterials 3 im Pultrusionswerkzeug 4 dauerhaft im Pultrusionsprofil 5 mit dem Profilkern 2' fixiert ist, kann dieses, das Werkzeug 4 und verlassende EM- und ES-verträgliche FVK-Pultrusionsprofile 5 in gewünschter Länge abtrennt werden.
  • Ebenfalls nicht dargestellt kann beim Einzug in das Pultrusionswerkzeug 4 eine Formgebungsvorrichtung vorgesehen sein, die die Faseranordnung 5' in das gewünschte Profil umformt, ehe die Aushärtung der Kunststoffmatrix stattfindet. Eine solche Formgebungsvorrichtung kann beispielsweise einen Formkern umfassen, um den die Faseranordnung beim Einzug in das Werkzeug gebogen wird.
  • Als Verstärkungsfasermaterialien finden beispielsweise Glasfasern, Carbonfasern, Polymerfasern, Keramikfasern, oder auch Metallfasern oder Hybridfasern Anwendung. Auch kann der Profilkern 2' aus verschiedenen Verstärkungsfasermaterialien gebildet sein. Hierbei können in der Anlage Fasern bzw. Gewebe aus verschiedenen Materialien zur Bildung des Profilkerns 2 zusammengeführt werden, im Falle von Geweben kann es sich aber auch um Hybridgewebe handeln, die Fasern aus unterschiedlichen Materialien enthalten.
  • Ein Profilkern 2' kann so rein aus Glasfasern bestehen, er kann durch einen mit einer Glasfaserschicht umgebenen Carbonfaserkern gebildet sein, er kann auch einen Laminataufbau mit Lagen aus verschiedenen Fasern aufweisen.
  • So kann ferner Kontaktkorrosion zwischen der Metallaußenschicht und Carbonfasern des Profilkerns z. B. durch die dazwischen angeordnete Glasfaser-Schicht vermieden werden. Andere elektrisch isolierende Fasermaterialien sind auch denkbar. So wird, um die Korrosionsbeständigkeit des Bauteils zu verbessern, vorzugsweise ein kostengünstiger Glasfaserwerkstoff als Gewebe, Gelege, Matte oder Vlies zwischen den Profilkern und die Außenschicht angeordnet.
  • Auch wirkt das Metallnetz der Außenschicht beispielsweise bei der Verklebung solcher Pultrusionsstrukturen mit einem Metallbauteil als Protektor gegen Kontaktkorrosion bei einem carbonfaserhaltigen Profilkern.
  • Obwohl verschiedene Metalle für den Metallfaserwerkstoff in Frage kommen, sind Stahlfasern aus Gründen der mechanischen Festigkeit und der Korrosionsbeständigkeit bevorzugt.
  • Für das aushärtbare Kunststoffmaterial können bekannte und kommerziell erhältliche Polymere abhängig von ihrem konkreten Einsatzzweck verwendet werden. Dabei kommen vor allem duroplastische Polymermaterialien wie Polyester, Epoxidharze, Vinylester oder Phenolharze zum Einsatz.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19754381 A1 [0004]
    • DE 3934555 C2 [0005]

Claims (9)

  1. Pultrusionsverfahren zur Herstellung eines Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofils (5) mit zumindest einer metallischen Schicht, umfassend die Schritte: – Abziehen einer Mehrzahl von Verstärkungsfasern (2) und Metallfasern (1, 1') von Abspulvorrichtungen (6, 6') und Anordnen der Verstärkungsfasern (2) zu einem Profilkern (2') und der Metallfasern (1, 1') als eine Außenschicht (1, 1') um den Profilkern (2'), dabei Bilden einer Faseranordnung (5'), – Zuführen der Faseranordnung (5') in eine Imprägniervorrichtung, darin Imprägnieren der Faseranordnung (5') mit einem aushärtbaren Kunststoffmaterial (3) und – Überführen der imprägnierten Faseranordnung (5') in ein Härtungswerkzeug, dort Erwärmen, dabei Aushärten des Kunststoffmaterials (3) und Erhalten des Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofils (5).
  2. Pultrusionsverfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt Anordnen zumindest einer Zwischenschicht zwischen dem Profilkern (2') und der Außenschicht (1) beim Bilden der Faseranordnung (5'), wobei die Zwischenschicht elektrisch isolierende Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern, aufweist.
  3. Pultrusionsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Imprägnieren mit einem flüssigen oder pulverförmigen aushärtbaren Kunststoffmaterial (3) erfolgt.
  4. Pultrusionsverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend den Schritt – Formen der imprägnierten Faseranordnung (5') entsprechend einem vorgesehenen Profil des Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofils (5).
  5. Pultrusionsverfahren nach Anspruch 4, umfassend den Schritt – Erzeugen von Vibrationen beim Imprägnieren, Formen und/oder Erwärmen.
  6. Pultrusionsverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verstärkungsfasern (2) und die Metallfasern (1) unabhängig voneinander Einzelfasern sind oder als Rovings, Bänder, Gewebe, Geflechte, Matten, Gewirke, Gestricke oder Vliese vorliegen.
  7. Pultrusionsverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei – die Metallfasern (1) aus Stahl und/oder – die Verstärkungsfasern (2) aus Glas, Carbon, einem Polymer und/oder einem Keramikmaterial bestehen.
  8. Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil (5) mit zumindest einer metallischen Schicht, herstellbar mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil (5) ein Verbund eines Profilkerns (2') aus Verstärkungsfasern (2) und einer Außenschicht (1) aus Metallfasern (1) in einer kontinuierlichen Kunststoffmatrix aus einem ausgehärteten Kunststoffmaterial (3) ist.
  9. Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil (5) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es zwischen der Außenschicht (1) und dem Profilkern (2') zumindest eine weitere Schicht aufweist, die insbesondere eine Zwischenschicht aus einem elektrisch isolierenden Faserwerkstoff, insbesondere aus Glasfasern, ist.
DE201110105858 2011-06-01 2011-06-01 Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil und Herstellungsverfahren Withdrawn DE102011105858A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110105858 DE102011105858A1 (de) 2011-06-01 2011-06-01 Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil und Herstellungsverfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110105858 DE102011105858A1 (de) 2011-06-01 2011-06-01 Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil und Herstellungsverfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011105858A1 true DE102011105858A1 (de) 2012-12-06

Family

ID=47173430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201110105858 Withdrawn DE102011105858A1 (de) 2011-06-01 2011-06-01 Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil und Herstellungsverfahren

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011105858A1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013218143A1 (de) * 2013-09-11 2015-03-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verstärktes Faserhalbzeug und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102014222846A1 (de) 2014-11-10 2016-05-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum mittels Pultrusion Herstellen von Faserverbundstoffprofilteilen sowie Faserverbundstoffprofilteil
DE102015205977A1 (de) * 2015-04-02 2016-10-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines platten- oder strangförmigen, faserverstärkten Bauteils für ein Kraftfahrzeug
DE102011107512B4 (de) * 2011-07-15 2017-06-14 Daimler Ag Duktile CFK-Struktur
DE102016221431A1 (de) * 2016-11-01 2018-05-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines pultrudierten Trägerbauteils in Hybridbauweise
DE102017102612A1 (de) 2017-02-09 2018-08-09 Kraussmaffei Technologies Gmbh Injektionsbox für eine Pultrusionsanlage
WO2020030349A1 (de) * 2018-08-09 2020-02-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Strukturbauteil für ein kraftfahrzeug
CN114261113A (zh) * 2021-12-28 2022-04-01 北新建材(天津)有限公司 一种净醛玻毡板生产装置
CN114290711A (zh) * 2021-12-20 2022-04-08 富海(东营)新材料科技有限公司 一步法实现生产连续纤维双向增强树脂的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3934555C2 (de) 1989-10-17 1992-08-20 Audi Ag, 8070 Ingolstadt, De
DE19754381A1 (de) 1997-12-09 1999-06-10 Sachsenwerk Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Profilteils, insbesondere Pultrusionsverfahren und -vorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3934555C2 (de) 1989-10-17 1992-08-20 Audi Ag, 8070 Ingolstadt, De
DE19754381A1 (de) 1997-12-09 1999-06-10 Sachsenwerk Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Profilteils, insbesondere Pultrusionsverfahren und -vorrichtung

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011107512B4 (de) * 2011-07-15 2017-06-14 Daimler Ag Duktile CFK-Struktur
DE102013218143A1 (de) * 2013-09-11 2015-03-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verstärktes Faserhalbzeug und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102013218143B4 (de) 2013-09-11 2025-05-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines verstärkten Faserhalbzeugs und verstärktes Faserhalbzeug
DE102014222846A1 (de) 2014-11-10 2016-05-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum mittels Pultrusion Herstellen von Faserverbundstoffprofilteilen sowie Faserverbundstoffprofilteil
DE102015205977A1 (de) * 2015-04-02 2016-10-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines platten- oder strangförmigen, faserverstärkten Bauteils für ein Kraftfahrzeug
DE102016221431B4 (de) 2016-11-01 2024-06-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines pultrudierten Trägerbauteils in Hybridbauweise
DE102016221431A1 (de) * 2016-11-01 2018-05-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines pultrudierten Trägerbauteils in Hybridbauweise
CN108000903A (zh) * 2016-11-01 2018-05-08 大众汽车有限公司 用于制造拉挤成型的具有混合构造的支承构件的方法
DE102017102612A1 (de) 2017-02-09 2018-08-09 Kraussmaffei Technologies Gmbh Injektionsbox für eine Pultrusionsanlage
WO2020030349A1 (de) * 2018-08-09 2020-02-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Strukturbauteil für ein kraftfahrzeug
CN114290711A (zh) * 2021-12-20 2022-04-08 富海(东营)新材料科技有限公司 一步法实现生产连续纤维双向增强树脂的方法
CN114290711B (zh) * 2021-12-20 2024-06-07 富海(东营)新材料科技有限公司 一步法实现生产连续纤维双向增强树脂的方法
CN114261113B (zh) * 2021-12-28 2023-12-05 北新建材(天津)有限公司 一种净醛玻毡板生产装置
CN114261113A (zh) * 2021-12-28 2022-04-01 北新建材(天津)有限公司 一种净醛玻毡板生产装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011105858A1 (de) Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil und Herstellungsverfahren
EP2489499B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Faserverbund-Bauteils
DE102014009446B4 (de) Duroplastische FVK-Struktur mit einem thermoplastischen und faserverstärkten Lasteinleitungselement
WO2015018598A2 (de) Verfahren zur herstellung eines verbundformteils, verbundformteil, sandwichbauteil und rotorblattelement und windenergieanlage
WO2017046164A1 (de) Strukturbauteil eines kraftfahrzeugs
DE102012015448A1 (de) Organoblech und Verfahren zum Herstellen desselben
DE102013002364A1 (de) Faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil
DE102011014244A1 (de) Fasereinleger für Kraftfahrzeug-Faserbundkunststoffbauteil und Verfahren zur Herstellung des Kraftfahrzeug-Faserbundkunststoffbauteils
DE102008052000A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundkunststoffbauteils
DE102019109758A1 (de) Dekorteil und Verfahren zur Herstellung eines Dekorteils
DE102011015160A1 (de) Faserverbundkunststoffteil und Herstellungsverfahren
DE102013221172A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines verstärkten Faserverbundbauteils
DE102010033287A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines geformten Faserverbundbauteils für ein Kraftfahrzeug
DE102013215332B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils mittels einer Trägerschicht
EP4272936A1 (de) Faserverstärktes, als sichtcarbon-bauteil ausgebildetes composite-bauteil, textile fläche und verwendung der textilen fläche für ein als sichtcarbon-bauteil ausgebildetes composite-bauteil sowie verfahren zur herstellung eines solchen composite-bauteils
DE102011056202B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörperbauteils
WO2015185573A1 (de) Faserverstärktes verbundelement und verfahren zu dessen herstellung
WO2015121002A1 (de) Verfahren zum herstellen eines thermoplastischen kunststoffhalbzeugs zur abschirmung von elektromagnetischer strahlung und thermoplastisches kunststoffhalbzeug zur abschirmung von elektromagnetischer strahlung
DE102011003747A1 (de) Faserverstärktes Bauteil und Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Bauteils
DE102010053841A1 (de) Faserverstärkte Kraftfahrzeug-Strukturbauteile sowie Fertigungsverfahren und textiles Halbzeug zur Fertigung derselben
DE102010003656B4 (de) KFZ-Verkleidungsbauteil mit daran bereichsweise vorgesehenem Wärmeschutzbauteil aus Kunststoffmaterial und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102016212044B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteils und hiermit hergestelltes Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil
EP3122543B1 (de) Faserverbundbauteil und verfahren zum herstellen eines faserverbundbauteils
EP2873518B1 (de) Verfahren zum Herstellen eines verstärkten Faserverbundbauteils
DE102021103497B3 (de) Verbundbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils

Legal Events

Date Code Title Description
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: DAIMLER AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

Effective date: 20130312

Owner name: SECAR TECHNOLOGIE GMBH, AT

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

Effective date: 20130312

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee