DE60108961T2

DE60108961T2 - Unidirektionale verbundwerkstoffbahn

Info

Publication number: DE60108961T2
Application number: DE60108961T
Authority: DE
Inventors: Jean Guevel; Guy Bontemps
Original assignee: SCHAPPE BAN DE LAVELINE SA; Schappe SA
Current assignee: SCHAPPE BAN DE LAVELINE SA; Schappe SA
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: ES2236271T3; ATE289258T1; WO2002006036A1; EP1299226B1; EP1299226A1; US7387828B2; FR2811688B1; FR2811688A1; DE60108961D1; PT1299226E; US20040109991A1; DK1299226T3; JP2004504502A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen in einer Richtung verlaufenden Stoff aus einem Verbundmaterial.
Ein derartiger Stoff ist dazu bestimmt, Werkstücke einer komplexen Form herzustellen, welche insbesondere geprägte Zonen aufweisen, und welche in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden können, beispielsweise im Bereich der Luftfahrt oder im Kraftfahrzeugbereich.
Verbundmaterialien haben hohe Gestehungskosten und werden im Allgemeinen ausschließlich für sehr technische Anwendungen eingesetzt. Verbundprodukte werden oft in Form von Stoffen, Geflechten oder Gestricken verwendet. Um Kosten zu senken, wurde bereits versucht, Stoffe zu verwenden, deren Fasern in einer Richtung verlaufen.
Auf an sich bekannte Art und Weise werden die Fasern nebeneinander angeordnet und werden parallel gehalten, wobei ihre Überlagerung beschränkt wird.
Es wird von einem thermoplastischen Pulver ausgegangen, gefolgt von einer Kühlung durch das Hindurchleiten durch glatte Zylinder, um einen verfestigten Stoff zu erhalten. Gemäß einer Alternative ist es möglich, die parallelen Fasern durch ein Bad aus geschmolzenem Polymer zu führen, bevor der Überschuss an Polymer abgepresst wird.
Der Nachteil eines solchen Stoffs, außer seinen hohen Gestehungskosten, ist die Bereitstellung eines kontinuierlichen Netzes aus Fasern in Längsrichtung, welches sich schlecht für Verformungen eignet, mit dem Zweck der Herstellung von Werkstücken mit komplexer Form und insbesondere mit tiefen Prägungen.
Es ist gleichfalls aus dem Dokument EP 0 466 618 oder dem Dokument FR-A-2634790 bekannt, Hybridfäden herzustellen, welche durch Mischen von diskontinuierlichen Kohlenstofffasern und thermoplastischen Matrixfasern erhalten wurden, um verschiedene Vorformen, ausgehend von Stoffen, Geflechten, Gestricken oder Stoffen, die in einer Richtung verlaufen, zu erhalten.
Derartige in einer Richtung verlaufende Stoffe werden somit ausgehend von Fäden erhalten, die im Querschnitt kreisförmig sind, welche eingefädelt werden müssen, und anschließend ausgehend von einem Polymerfaden quer verbunden werden müssen. Dieser Polymerfaden muss von der gleichen Art sein wie der, welcher die schmelzbare Fraktion, die in dem Faden enthalten ist, darstellt. Der Verlauf der Fäden, die eine Kette bilden, muss ausreichen, um eine Weitung der Fasern nach dem Schmelzen der Matrix zu erlauben, wobei gleichzeitig interstitielle Zwischenräume vermieden werden sollen. Dieser Stoff ist aufgrund der Tatsache, dass das Fadennetz offen sein muss, wenig gut handhabbar und zerbrechlich. Er eignet sich nicht sehr gut zum Schneiden von Vorformen zur Herstellung von endgültigen verfestigten Stücken. Darüber hinaus sind die Herstellung des Fadens, anschließend eines in einer Richtung verlaufenden Stoffs, kostspielig und aufwändig, und das Produkt ist nicht gut an die wirtschaftlichen Beschränkungen für die verschiedenen Industriezweige angepasst.
Das Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines in einer Richtung verlaufenden Stoffs aus einem Verbundmaterial, umfassend mindestens einen Typ von Verstärkungsfasern, die auf wirtschaftliche Art und Weise erhalten werden, und die zur Herstellung von komplexen Stücken mit gegebenenfalls tiefen Prägungen geeignet ist, wobei die Herstellungszeit und Verarbeitungszeit sehr kurz sein sollen.
Zu diesem Zweck umfasst der in einer Richtung verlaufende Stoff gemäß der vorliegenden Erfindung eine enge Mischung aus gemischten Bändern aus unterbrochenen langen Verstärkungsfasern, die durch Brechen erhalten wurden und aus langen Fasern einer thermoplastischen Matrix, wobei die verschiedenen Fasern in diesem Gemisch parallel vorliegen.
Die Technologie des Brechens von kontinuierlichen Fasern ermöglicht das Erhalten von Bändern aus unterbrochenen Fasern mit verschiedenen Längen, zum Erhalt von Fasern mit einem hohen Modul und einer hohen Widerstandsfähigkeit, wie jene aus Kohlenstoff, Glas oder Para-Aramid. Auf die gleiche Art und Weise können die thermoplastischen Polymerfasern eine Umwandlung durchlaufen, oder sie können durch mechanisches Schneiden in verschiedenen Längen erhalten werden und auf traditionelle Art und Weise des Kardierens, Kämmens und Streckens erhalten werden.
Gemäß einer Eigenschaft dieses Stoffs ist die mittlere Länge der Verstärkungsfasern im Bereich von 80 mm mit einer Abweichung der Länge unterhalb oder gleich 35% bezogen auf die durchschnittliche Länge.
Was die Höhen der thermoplastischen Fasern betrifft, so liegen diese in einem Bereich, der zwischen 40 und 180 mm variiert.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft der Erfindung beträgt die Anzahl der Spuren T der Verstärkungsfasern in der endgültigen Mischung mehr als 300. Das erlaubt das Erhalten einer ausgezeichneten Mischung der Fasern zum Erhalten eines vorgefestigten Stoffs in einem möglichst kurzen Zeitraum.
Gemäß einer Eigenschaft des Stoffs werden die Verstärkungsfasern, die der Stoff umfasst, aus mindestens einer der folgenden Materialfamilien ausgewählt:

– Kohlenstoff, abgeleitet aus (len Vorläufern PAN, BRAI oder Kunstseide mit den Kriterien: 190 GPa < E < 700 GPa (wobei E der Zugmodul ist)
– Glas des Typs E, R, S, D,
– Para-Aramid mit den Kriterien: 60 GPa < E < 140 GPa (wobei E der Zugmodul ist),
– Polybenzimidazol (PBO) des Typs AS-H-M mit dem Kriterium E > 190 GPa (wobei E der Zugmodul ist).

Gemäß einer Möglichkeit werden die Matrixfasern, welche Bestandteile eines Stoffs sind, aus mindestens einer der folgenden thermostabilen Materialfamilien ausgewählt: Polyphenylensulfid (PPS), Polyetherimid (PEI), Polyethersulfon (PES), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketon (PEK).
Gemäß einer weiteren Möglichkeit werden die Matrixfasern, die der Stoff umfasst, aus mindestens einer der folgenden thermoplastischen Standardmaterialfamilien ausgewählt: Polyetherterephthalat (PET), Polyamid (PA), Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC), Polybutadienterephthalat (PBT), Polyethylen (PE).
Um eine bessere Kohäsion an den Stoff sicherzustellen, umfasst dieser ein Band oder einen Faden mit einer identischen Zusammensetzung, wie die gemischten Bänder, welche die Längsrichtung bilden, wobei das Band oder der Faden in einer Richtung im Wesentlichen quer zu den Verstärkungsfasern angeordnet ist und beispielsweise eine Zickzacklinie durch den Stoff beschreibt.
Ein Verfahren zur Herstellung dieses Stoffs umfasst:

– Bereitstellen von Bändern aus Verstärkungsfasern, die einem Vorgang des Brechens unterzogen wurden, und von Bändern aus Fasern einer thermoplastischen Matrix, welche einem Vorgang des Brechens oder des Schneidens unterzogen wurden,
– Bereitstellen einer engen Mischung aus Bändern der beiden Bestandteile mit n₁ Bändern aus Verstärkungsfasern und n'₁ Bändern aus Matrixfasern, wobei ein Zug auf die verschiedenen parallelen Bänder ausgeübt wird und diese durch ein System aus Nadeln hindurchgeführt werden, um die Fasern während der Mischung derselben parallel anzuordnen;
– aufeinanderfolgendes Durchführen dieses Vorgangs ausgehend von Bändern mit mehreren Bestandteilen, die jedesmal aus dem vorangegangen Vorgang resultieren;
– Führen einer Gesamtheit aus parallelen Bändern, bestehend aus einer engen Mischung aus Verstärkungsfasern und Matrixfasern, die aus den vorangegangenen Vorgängen erhalten wurden, und auf kontinuierliche Art und Weise durch eine Wärmezelle, die auf eine Temperatur oberhalb von mindestens 10°C über der Schmelztemperatur der Materialbestandteile der thermoplastischen Matrix erwärmt wurde,
– Hindurchführen des Stoffs zwischen abgekühlten Zylindern, welche die Temperatur des Stoffs auf eine Temperatur unterhalb der Verfestiungstemperatur des Polymers senken, und welche einen Druck auf den Stoff ausüben, um die Bildung einer Vorform sicherzustellen, welche aus Verstärkungsfasern besteht, die zueinander parallel sind, und die in einer festen Matrix aus thermoplastischem Polymer eingebettet sind.

Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren vor dem Einführen des Stoffs in die Wärmezelle das kontinuierliche Anordnen eines Bands oder eines Stoffs mit einer identischen Zusammensetzung wie die gemischten Bänder, welche die Längsrichtung bilden, wobei beispielsweise Zickzacklinien in einer Richtung, die quer zur Richtung der Verstärkungsfasern verläuft, gebildet werden.
In jedem Fall wird die Erfindung mithilfe der folgenden Beschreibung und unter Hinweis auf die beigefügten schematischen Zeichnungen, auf nicht beschränkende Art und Weise beispielhaft verdeutlicht, wobei auf eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erhalten dieses Stoffs, wie auch Erläuterungen der Fasermasse Bezug genommen wird:
1 ist eine Seitenansicht einer Mischmaschine;
2 ist eine Teilansicht von oben;
3 ist eine Seitenansicht einer Vorverfestigungsvorrichtung für den Stoff;
4 und 5 sind beides Ansichten der Fasermischung, welche für den Stoff wesentlich sind, jeweils während der Herstellung des Stoffs und während der Vorverfestigung.
In der Praxis werden die Bänder und Verstärkungsfasern und die Bänder aus Matrixfasern durch einen Vorgang des Brechens erhalten und des Mischens der Fasern betreffend die Verstärkungsfasern, und durch einen Vorgang des Brechens oder einen Vorgang des Schneidens betreffend die Matrixfasern.
Die verschiedenen Bänder aus Verstärkungsfasern und thermoplastischen Matrixfasern werden jeweils in die Behälter 2, 3 gegeben, welche sich unter einer Platte 4 befinden. Die aus den Behältern austretenden Bänder durchlaufen die Öffnungen 5, die sich in der Platte befinden, wobei die Öffnungen 5 der verschiedenen Behälter quer gegeneinander verschoben sind, und wobei einige der Behälter in Längsrichtung gegeneinander verschoben sind. Jedes Band gelangt auf eine motorisierte Rolle 6, nachdem es die Platte 4 durchlaufen hat, und wird in Längsrichtung der Platte entlanggezogen, wobei alle Bänder zueinander parallel sind. Die verschiedenen Bänder werden durch zwei Zugzylinder 7 geführt, bevor sie in einen Streckkopf 8 gelangen. Dieser Streckkopf 8 umfasst zwei Kämme 9, die einander gegenüberliegen und die durch eine viereckige Verschiebungsbewegung angetrieben werden, d. h. eine Bewegung nach vorne von jenen Zinken der Kämme, die sich zwischen den Bändern befinden und sich in der gleichen Richtung wie diese verschieben, gefolgt von einer Bewegung der Entfernung der Kämme und des Rückkehrens dieser in eine Position hinter den Bändern in einem Abstand, bevor sie aufs Neue durch diese hindurchwandern. Am Ausgang des Zugkopfes 8 befinden sich Drehzylinder 10, die sich schneller drehen als die Zugzylinder 7, und die eine größere Bewegung bereitstellen zur Bewegung der Übertragung der Kämme 9. Die Anordnung der Komponenten erlaubt die Durchführung einer Parallelisierung der Fasern zueinander sowie eine Mischung der Verstärkungsfasern und der Matrixfasern. Ein gemischtes Band 12 wird in einem Aufnahmebehälter 13 gesammelt. Es werden nacheinander mehrere Mischungen dieses Typs hergestellt, wobei für jede Mischung, nachfolgend auf die erste, eine Serie von gemischten Bändern verwendet wird, die aus der unmittelbar zuvor gefertigten Mischung hervorgeht.
D. h. dass, wenn

– die erste Maschine eine Mischung mit n₁ Bändern aus Verstärkungsfasern und n'₁ Fasern aus Matrixfasern herstellt,
– die zweite Maschine eine Mischung aus n₂ Bändern mit beiden Komponenten, die aus der Maschine Nr. 1 stammen, herstellt,
– die dritte Maschine eine Mischung aus n₃ Bändern, die sich aus den beiden Komponenten zusammensetzt, die aus der Maschine Nr. 2 stammen, herstellt,
– usw. bis zur Maschine Nr. m, welche eine Zwei-Komponenten-Mischung aus nm Bändern herstellt, welche aus der Maschine Nr. m_–1 stammt.

Die Mischung wird als geeignet angesehen, wenn das Produkt
n × n₂ × n₃ × ... nm > 300 = T ist (T: Anzahl von Spuren)
mit der Maßgabe, dass
n = n₁, wenn n₁ < n'
n = n'₁, wenn n'₁ < n₁
Die Innigkeit der Mischung ist eine essenzielle Voraussetzung zum Erhalten eines vorgefertigten Stoffs in der kürzestmöglichen Zeit.
Die 4 und 5 stellen zwei schematische Ansichten eines Querschnitts der Fasermasse dar, jeweils nach dem Mischen, d. h. am Endpunkt der Durchführung, die soeben beschrieben wurde, und nach der Freisetzung der thermoplastischen Matrixfasern. In diesen Figuren und insbesondere in 4 werden die Verstärkungsfasern durch das Bezugszeichen 14 bezeichnet und die Matrixfasern durch das Bezugszeichen 15. In 5 sind die Matrixfasern nicht mehr materialisiert, da sie geschmolzen sind.
Die gute Verteilung der Verstärkungsfasern und der Matrixfasern erlaubt die Herstellung eines vorgefestigten Stoffs in einer sehr kurzen Zeit.
Tatsächlich wird die Imprägnierzeit durch das Darcy'sche Gesetz angegeben
t_i: Imprägnierzeit (Sekunden)
n: dynamische Viskosistät des geschmolzenen Polymers (Pa·s)
x: mittlerer Abstand zwischen den Matrixfasern (m)
vf: Volumen der Matrix in Dezimalstellen
k: Permeabilität des binären Fasergemisches (m²)
Pe: äußerer Druck, der auf die Vorform ausgeübt wird (Pa)
Pc: Kapillardruck (Pa)
Wir können feststellen, das eine sehr starke Abhängigkeit zwischen der Imprägnierzeit t_i und dem mittleren Abstand x der Matrixfasern besteht.
Dieser Abstand x variiert als umgekehrte Funktion der Anzahl der Spuren T, wobei dennoch ein nicht zusammenpressbares Wertminimum erhalten wird.
Die 3 stellt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Vorverfestigung eines in einer Richtung verlaufenden Stoffs dar. Diese Vorrichtung hat die gleiche allgemeine Struktur wie die in 1 und 2 dargestellte Vorrichtung, sodass die gleichen Elemente durch die gleichen Bezugszeichen wie zuvor beschrieben angegeben sind. In dieser Vorrichtung enthalten alle Behälter 2, 3 gemischte Bänder, die aus der letzten Durchführung der Mischung hervorgegangen sind. Nachdem der Stoff durch zwei Zugzylinder aus Edelstahl hindurchgeführt worden ist, tritt der Stoff in eine Wärmezelle 16, die auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Polymers erwärmt ist, ein, wobei die Erhöhung der Temperatur sich im Bereich von 60°C bewegen kann. Die Erwärmung kann durch Infrarot mit langen mittleren Wellenlängen erreicht werden, um das Absorptionsmaximum der Energie in der Fasermasse sicherzustellen. Die Wärmezelle 16 ist geschlossen und reflektierend. Eine Rollenbahn 17 aus Edelstahl mit Perforierungen trägt den Faserstoff während der Durchführung des Erwärmens/Schmelzens des Polymers. Die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung des Stoffs ist identisch mit der Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung des Stoffs über den Zuführtisch.
Am Ausgang der Wärmezelle 16 befinden sich zwei Serien 18 aus Abkühlungszylindern, welche den Stoff zusammendrücken und gleichzeitig die Temperatur auf einen Punkt der Verfestigung des Polymers abkühlen. Die Metallzylinder 18 sind am unteren Bereich mit Polytetrafluorethylen ausgestattet und im oberen Bereich mit Kautschuksilikon ausgestattet oder fluoriert. Die verschiedenen Zylinder werden beispielsweise durch ein Zirkulationsnetz aus förderbarem Wasser gekühlt. Der durch die Rollen ausgeübte Druck auf die Vorform muss oberhalb von 10 bar liegen (1 bar = 101.300 Pa).
Anschließend wird der vorverfestigte Stoff auf eine Vorrichtung zur Aufnahme 19 aufgerollt, damit die breiten Stellen des Stoffs weniger oder gleich 0,5 mm betragen, oder auf Platten einer Länge, beispielsweise 2 m für Dicken von oberhalb 0,5 mm, zugeschnitten werden.
Die so erhaltenen Stoffe aus Verstärkungsfasern, die zueinander parallel sind, sind in einer festen Matrix aus thermoplastischen Polymeren eingebettet.
Es ist anschließend für den Fachmann möglich, die Ränder direkt zu schneiden, um Wärmebehandlungsvorgänge durchzuführen. Die Orientierung der Fasern kann als Funktion der Richtung durch Überlagerung von mehreren geschnittenen Massen ausgewählt werden. Ein Endprodukt kann wie folgt erhalten werden:

– Schneiden der Ränder von in gleichlaufender Richtung verlaufenden Stoffen,
– Erwärmen unter Infrarot,
– Platzieren in einer kalten Form,
– Prägen,
– Abtransportieren.

Die Diskontinuität der Verstärkungsfasern induziert einen Grad der Freiheit, der das Erhalten von geprägten Stücken mit großen Tiefen ohne Zerstören des Fasernetzes erlaubt, in einem Zeitraum des Produktionszyklus, der sehr kurz ist, umfassend z. B. zwischen 1 und 3 mn.
Nachfolgend wird ein Beispiel zur Herstellung eines in einer Richtung verlaufenden Stoffs als Verbundmaterial gemäß der Erfindung gezeigt:

– Zusammensetzung:
– 69% Kohlenstofffasern, die auf eine mittlere Länge von 80 mm gebrochen wurden, und mit einer Resistenz zwischen 190 und 700 GPa
– 31% Polyamidfasern 12, die auf eine mittlere Länge von 80 mm geschnitten wurden
– erste Mischmaschine
– 23 Kohlenstoffbänder
– 6 Polyamidbänder
– zweite Mischmaschine
– 12 Bänder einer Mischung aus Kohlenstoff + Polyamid
– dritte Mischmaschine und Verfestigung
– 30 Mischbänder aus Kohlenstoff + Polyamid
– Bedingungen für die optimale Mischung n = n₁ = 6 n₁ < n₂ wobei n₂ = 23 T = 6 × 12 × 30 = 2160 > 300
– Oberflächenmasse des in einer Richtung verlaufenden Stoffs vor und nach der Vorverfestigung:
– Breite 0,6 m
– Massenkoeffizient der Bänder: 14 g/m
– Oberflächenmasse:
– Dicke nach der Verfestigung:
– Volumenmasse des Verbundstoffs = 0,44 × 1,01 + 0,56 × 1,78 = 1,45 g/cm³
– Erwärmungstemperatur:
– Schmelztemperatur des Polyamids = 78°C Ofentemperatur = 178 + 60 = 238°C

Wie aus dem Vorstehenden zu ersehen ist, stellt die Erfindung eine große Verbesserung der existierenden Technik bereit, und stellt dabei einen Verbundstoff bereit, der in einer Richtung verläuft, mit einer einfachen Struktur und der auf wirtschaftliche und schnelle Art und Weise erhalten werden kann, was seine Verwendung in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen ermöglicht.
Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die einzige Ausführungsform dieses Stoffs beschränkt ist, die hierin oben beschrieben ist unter dem Titel Beispiel, sondern dass sie im Gegenteil auch alle Varianten umfasst. Es ist hervorzuheben, dass die Verstärkungsfasern vieler Art sein können, ohne dass vom Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird.

Claims

In einer Richtung verlaufender Stoff aus einem Verbundmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass er eine enge Mischung aus gemischten Bändern aus durch Brechen erhaltenen unterbrochenen langen Verstärkungsfasern (14) und aus langen Fasern einer thermoplastischen Matrix (15) umfasst, wobei die verschiedenen Fasern in der Mischung parallel vorliegen.
In einer Richtung verlaufender Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durchschnittliche Länge der Verstärkungsfasern im Bereich von 80 mm liegt, mit einer Abweichung der Längen von unterhalb oder gleich 35% bezogen auf die durchschnittliche Länge.
In einer Richtung verlaufender Stoff nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl an Spuren T der Verstärkungsfasern in der endgültigen Mischung oberhalb von 300 liegt.
In einer Richtung verlaufender Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die für einen Stoff wesentlichen Verstärkungsfasern aus mindestens einer der folgenden Materialfamilien ausgewählt sind: – Kohlenstoff, abgeleitet aus den Vorläufern PAN, BRAI oder Kunstseide mit den Kriterien: 190 GPa < E < 700 GPa (wobei E das Zugmodul ist) – Glas des Typs E, R, S, D, – Para-Aramid mit den Kriterien: 60 GPa < E < 140 GPa (wobei E das Zugmodul ist), – Polybenzymidazol (PBO) des Typs AS-H-M mit dem Kriterium E > 190 GPa (wobei E das Zugmodul ist).
In einer Richtung verlaufender Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die für einen Stoff wesentlichen Matrixfasern aus mindestens einer der folgenden thermostabilen Materialfamilien ausgewählt sind: Polyphenylensulfid (PPS), Polyetherimid (PEI), Polyethersulfon (PES), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketon (PEK).
In einer Richtung verlaufender Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die für einen Stoff wesentlichen Matrixfasern aus mindestens einer der folgenden thermoplastischen Standardmaterialfamilien ausgewählt sind: Polyetherterephthalat (PET), Polyamid (Pa), Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC), Polybutadienterephthalat (PBT), Polyethylen (PE).
In einer Richtung verlaufender Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durchschnittliche Länge der geschnittenen oder gebrochenen Matrixfasern zwischen etwa 40 und 180 mm liegt.
In einer Richtung verlaufender Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Band oder einen Faden mit einer identischen Zusammensetzung wie die gemischten Bänder, welche die Längsrichtung bilden, in einer Richtung angeordnet umfasst, die zu den Verstärkungsfasern deutlich quer verläuft und beispielsweise im Zickzack durch den Stoff verläuft.
Verfahren zur Herstellung eines in einer Richtung verlaufenden Stoffs aus einem Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: – Bereitstellen von Bändern aus Verstärkungsfasern, die einem Vorgang des Brechens unterzogen wurden, und von Bändern aus Fasern aus einer thermoplastischen Matrix, welche einem Vorgang des Brechens oder des Schneidens unterzogen wurden, – Bereitstellen einer engen Mischung aus Bändern der beiden Bestandteile mit n₁ Bändern aus Verstärkungsfasern und n'₁ Bändern aus Matrixfasern, durch Ausüben einer Zugkraft auf die verschiedenen parallelen Bänder und Hindurchführen derselben durch ein System (7–10) aus Nadeln, um die Fasern während des Mischens derselben parallel anzuordnen; – aufeinanderfolgendes Durchführen dieses Vorgangs ausgehend von Bändern mit mehreren Bestandteilen (12), die jedesmal aus dem vorangegangen Vorgang resultieren; – Führen einer Gesamtheit aus parallelen Bändern, bestehend aus einer engen Mischung aus Verstärkungsfasern und Matrixfasern, die aus den vorangegangenen Vorgängen erhalten wurden, auf kontinuierliche Art und Weise durch eine Wärmezelle (16), die auf eine Temperatur oberhalb von mindestens 10°C über der Schmelztemperatur der Materialbestandteile der thermoplastischen Matrix erwärmt wurde, – Hindurchführen des Stoffs zwischen abgekühlten Zylindern (18), welche die Temperatur des Stoffs auf eine Temperatur unterhalb der Verfestigungstemperatur des Polymers senken, und welche einen Druck auf den Stoff ausüben, um die Bildung einer Vorform sicherzustellen, welche aus Verstärkungsfasern besteht, die zueinander parallel sind, und die in einer festen Matrix aus thermoplastischem Polymer eingebettet sind.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem kontinuierlichen Einführen des Stoffs in die Wärmezelle ein Band oder eine Faser mit einer identischen Zusammensetzung wie die gemischten Bänder, welche die Längsrichtung bilden, auf diesen aufgebracht werden, wobei es/sie beispielsweise eine Zickzacklinie bildet, in einer Richtung, die zu der Richtung der Verstärkungsfasern quer verläuft.