DE19832325A1 - Verfahren zum Herstellen von Außenhautteilen - Google Patents

Abstract

Um für Kleinserien Außenhautteile für Fahrzeuge aus faserverstärkten Kunststoffen, beispielsweise Motorradkotflügel oder andere Verkleidungsteile, herzustellen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, nur die zur Herstellung eines Bauteils jeweilig notwendige Harz-/Härtemischung zu mischen, wobei der Härter vorgewärmt ist und dann nur diese Menge zu injizieren. Damit können sehr dünnwandige Bauteile in bester optischer Qualität schnell und kostengünstig hergestellt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.

Bei der Herstellung von Kleinserien oder Sonderserien für Außenhautteile von Fahrzeugen, insbesondere von Motorrädern, ist es bekannt, laminierte Kohlefaserteile von Hand in einer offenen Form herzustellen. Die Stabilität des Außenhautteiles wird nach der Trocknung/Aushärtung von Harz und Härte erreicht.

Die so hergestellten Außenhautteile weisen eine hohe Steifigkeit bei gerin­ gem Eigengewicht auf. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß sie eine geringe Zähigkeit besitzen und deshalb bei einem Unfall des Fahrzeugs leicht zer­ splittern, was zusätzliche Verletzungen der am Unfall beteiligten Personen herrufen kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß aufgrund der Hand­ arbeit nur wenig Bauteile hergestellt werden können, die zudem teuer sind.

Daneben ist allgemein das Injektionsverfahren für die Herstellung von Bau­ teilen aus faserverstärkten Kunststoffen bekannt (z. B. Kunststof­ fe/Synthetiks, 1993, Heft 10, Seite 40 bis 45). Mit diesem Verfahren können Außenhautteile für Fahrzeuge in Kleinserie hergestellt werden, die preis­ werter und qualitativ hochwertiger als die im Handverfahren hergestellten Bauteile sind. Nachteilig hierbei ist es jedoch, daß sie eine Mindestwandstär­ ke von < 3 mm aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Injektionsverfahren vorzu­ schlagen, mit dem Außenhautteile für Fahrzeuge aus faserverstärkten Kunststoffen in Kleinserie mit einer hohen Oberflächenqualität hergestellt werden können, die zudem eine geringe Wandstärke aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten An­ spruchs gelöst. Durch die Verwendung eines erwärmten Härters, d. h. eines Härters, der auf über Raumtemperatur auf beispielsweise ca. 40° erwärmt ist, wird die Harz-/Härtermischung dünnflüssig genug, um Bauteilwandstär­ ken zu erreichen, die deutlich unter den bisherigen Wandstärken liegen, bei­ spielsweise im Bereich von 1 mm oder weniger. Hierzu ist es wesentlich, den Formhohlraum aufsteigend von unten nach oben vom Harz durchströmen zu lassen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt dann, daß durch die Proportionierung der Harz- und Härteranteile vor dem Mischen keine sonst beim Injektions­ verfahren notwendige Einlaufstrecke benötigt wird, die vor jedem Injektions­ vorgang mit einem Lösungsmittel gereinigt werden muß. Somit wird Lö­ sungsmittel und Arbeitszeit gespart, was zu einer deutlichen Reduktion der Herstellungskosten führt.

Die Weiterbildung nach Anspruch 2 hat den Vorteil, daß die Außenseite des erfindungsgemäß hergestellten Bauteils nicht noch zusätzlich lackiert werden muß. Sie besitzt bereits Endqualität. Lediglich muß ggf. ein Poliervorgang nachgeschaltet werden.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 wird eine Erhöhung der Steifigkeit des Bauteils erreicht. Trotz der Verwendung zweier Matten, nämlich der fa­ serverstärkten Kunststoffmatte und einer Verstärkungsmatte, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Bauteilwandstärken im Bereich von 1 mm erzielt werden. Diese Bauteile besitzen eine hohe Festigkeit und eine hohe Elastizität bei einer hohen Splittersicherheit. Versuche haben gezeigt, daß Motorradkotflügel, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, trotz massiver Verformung nicht zu einem Splitterbruch neigen.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 4 wird auf einfache Weise sicherge­ stellt, daß beide Matten gleichmäßig von der Harz-/Härtermischung durch­ tränkt werden. Gleichzeitig wird dadurch sichergestellt, daß ein minimaler Verbrauch an Harz-/Härtermischung gewährleistet wird. So können bei­ spielsweise Motorradkotflügel mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit nur einem Überlauf am Formhohlraum hergestellt werden. Die so "verlorene" Harz-/Härtermischung ist somit sehr gering.

Die Ansprüche 5 bis 7 beschreiben bevorzugt Materialien für die faserver­ stärkte Kunststoffmatte und die Verstärkungsmatte.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 6 können mit dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren dekorativ hochwertige Außenhautteile hergestellt werden, bei denen aufgrund der Verwendung eines klaren Oberflächenlackes in der Form die Struktur der kohlefaserverstärkten Kunststoffmatte sichtbar ist. Der Faserverlauf der Kohlefasern sowie der farbig abgesetzten Glasfaserfäden bleibt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vollkommen parallel, so daß die so produzierten Bauteile eine hohe optische Qualität besitzen.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Herstellung eines Motorradkotflügels näher erläutert.

Die hierzu verwendete Form besteht aus zwei Formwerkzeughälften, die entsprechend der Kontur des Kotflügels ausgebildet sind. Als erstes wird der Oberflächenlack auf die Formwerkzeughälfte, die die Bauteilaußenseite bil­ det, aufgespritzt. Da die Formwerkzeuge beheizt sind, trocknet er schnell und bildet eine leicht klebrige Oberfläche.

Hierauf wird die zugeschnittene kohlefaserverstärkte Kunststoffmatte mit den farbig abgesetzten Glasfaserfäden eingelegt. Aufgrund der leicht klebrigen Lackoberfläche, haftet sie in der Formwerkzeughälfte ohne zusätzliche Hilfsmittel.

Anschließend wird die glasfaserverstärkte Kunststoffmatte aufgelegt und mit Hilfe von Klebstoffstreifen befestigt. Diese Klebstoffstreifen sind so angeord­ net, daß sie für die Harz-/Härtermischung Strömungsleitelemente bilden, damit sichergestellt ist, daß beide Matten vollständig mit der Harz-/Härter­ mischung durchtränkt werden.

Nach dem Einlegen und Befestigen der glasfaserverstärkten Kunststoffmatte wird die Form geschlossen.

Anschließend wird in einer Kartusche die für die Herstellung dieses Kotflü­ gels benötigte Harz- und Härtermenge gemischt, wobei der Härter auf ober­ halb Raumtemperatur erwärmt ist.

Nach dem Durchmischen von Harz und Härter wird die Kartusche direkt an den Einlauf des Formwerkzeuges angesetzt und die Harz-/Härtermischung an der tiefsten Stelle in das Formwerkzeug injiziert.

Aufgrund der Injizierung der Harz-/Härtermischung an der tiefsten Stelle des Formwerkzeuges, der im Formwerkzeug vorhandenen Strömungsleitele­ mente und dem an der höchsten Stelle der Form, diametral dem Einlaß ge­ genüber angeordnete Harzüberlauf wird in kürzester Zeit eine vollständige Durchtränkung der beiden Kunststoffmatten erreicht.

Nach dem Aushärten der Harz-/Härtermischung kann das Formwerkzeug geöffnet werden und das Bauteil entnommen werden. Es muß dann nur noch an seinen Rändern entsprechend der Kontur des späteren Bauteils beschnitten werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen von Außenhautteilen für Fahrzeuge aus faser­ verstärkten Kunststoffen, bei dem eine faserverstärkte Kunststoffmatte in ein geöffnetes Formwerkzeug eingelegt und nach dem Schließen des Form­ werkzeuges mit einer Harz/Härter-Mischung getränkt und nach dem Aus­ härten aus dem Formwerkzeug entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Herstellung jeweils eines Außen­ hautteils benötigte Harz/Härter-Mischung mit einem erwärmten Härter her­ gestellt und dann von der tiefsten Stelle des Formwerkzeuges aufsteigend in den Formhohlraum injiziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einlegen der faserverstärkten Kunst­ stoffmatte in das Formwerkzeug ein Oberflächenlack (Gelcoat) auf die die Außenseite des Außenhautteils bildende Formhälfte aufgetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die eingelegte faserverstärkte Kunststoff­ matte eine Verstärkungsmatte aufgelegt und an dem Formwerkzeug befe­ stigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung für die Verstärkungsmatte gleichzeitig als Strömungsleitelement für die injizierte Harz/Härter-Mischung dient.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als faserverstärkte Kunststoffmatte eine koh­ lefaserverstärkte Kunststoffmatte (CFK) verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die CFK-Matte eingewebte, farbig abgesetzte Glasfaserfäden besitzt.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkungsmatte eine glasfaserver­ stärkte Kunststoffmatte verwendet wird.