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WO2014033264A1 - Verfahren zur herstellung faserverstärkter kunststoffplatten und vorrichtung dazu - Google Patents

Verfahren zur herstellung faserverstärkter kunststoffplatten und vorrichtung dazu Download PDF

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Publication number
WO2014033264A1
WO2014033264A1 PCT/EP2013/068005 EP2013068005W WO2014033264A1 WO 2014033264 A1 WO2014033264 A1 WO 2014033264A1 EP 2013068005 W EP2013068005 W EP 2013068005W WO 2014033264 A1 WO2014033264 A1 WO 2014033264A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sheet
working
reinforced plastic
fiber
molding apparatus
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/068005
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Richard Steger
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.)
SCOBAMAT AG
Original Assignee
SCOBAMAT 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 SCOBAMAT AG filed Critical SCOBAMAT AG
Publication of WO2014033264A1 publication Critical patent/WO2014033264A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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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
    • B29C70/06Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/22Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure
    • B29C70/222Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure the structure being shaped to form a three dimensional configuration
    • 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
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/22Corrugating
    • B29C53/24Corrugating of plates or sheets
    • B29C53/28Corrugating of plates or sheets transverse to direction of feed

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a fiber-reinforced plastic plate, in particular a fiber-reinforced plastic plate with regularly angeord Neten positive and negative elevations.
  • the invention further relates to a compression molding apparatus for carrying out the method according to the invention and a fiber-reinforced plastic panel which can be produced by the method.
  • the stable base plate is a glass-fiber reinforced plastic plate with regular, knob-like positive and negative elevations, which are preferably arranged in such a way that the plates can be laid overlapping in a form-fitting manner.
  • the panels have a multilayer structure of sections of fiberglass-made sections of finished mats sandwiched in a resin matrix.
  • the mats are laid directly into the metallic mold.
  • the fiber bundles of each mat are loosely connected with one another. sews. Since the glass fibers can not be stretched, the good drapability is an essential prerequisite for avoiding damage to the fibers and the fiber strands and an uneven surface distribution of the fibers in the finished product.
  • a disadvantage of the known method is that in the production of large plates with an area of up to 8 to 1 5 m 2 (square meters), the tools must be dimensioned correspondingly large. In addition, a considerable time and thus cost associated with the manufacturing process. Also, this method has a low variability with respect to the size of the fiber-reinforced plastic plate to be produced.
  • the present invention therefore has as its object to provide a process for the production of fiber-reinforced plastic plates, in particular fiber-reinforced plastic plates with regularly arranged positive and negative elevations specify, which does not have the disadvantages mentioned. Furthermore, an apparatus for carrying out the method is to be made available.
  • the inventive method for producing a fiber-reinforced plastic plate comprising the steps: a) providing a impregnated with a plastic matrix sheet of fibers (hereinafter also referred to as sheet or fibrous sheet), wherein the sheet in the longitudinal direction has a front and rear end; b) introducing a first section of the fabric in the longitudinal direction into a working region of a compression molding device beginning with the front end of the textile fabric; c) machining the inserted portion of the sheet by sequentially closing portions of the working area of the compression molding apparatus so that the Partial areas of the working area transverse to the longitudinal direction originate from the middle and are closed successively on both sides in succession; d) opening the working area of the molding apparatus and feeding a next portion of the sheet longitudinally into the work area by at least partially removing the preceding portion from the work area; e) repeating steps c) and d) until a final section at the rear end of the fabric is processed
  • the inventive method has the advantage that large area and just laid out and impregnated fabric can be easily processed and shaped.
  • sequential closing of the working area in the direction transverse to the longitudinal direction first a middle partial area is closed, then the two respectively laterally adjacent partial areas, etc., until all partial areas are closed.
  • a sequential pressure build-up results, so that the fibers of the fabric can migrate in the transverse direction from outside to the middle and in the longitudinal direction from back to front. In this way, even with pronounced positive and negative elevations an optimal uniform areal distribution of the fibers is achieved.
  • Preferred embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.
  • step c) in addition to the sequential closure of the subregions transverse to the longitudinal direction, in step c) the subregions of the working region are longitudinally spaced from the front end. closed in the direction of the rear end.
  • This can be done in a compression molding z. B. can be achieved by a tilting movement of a punch against a base plate form, as will be explained below.
  • a pressure is built up which is maintained until the plastic matrix in the subsection of the textile fabric is at least partially cured.
  • curing has progressed to the point where the section can be removed from the work area without deforming.
  • step d) the next subsection of the textile fabric is tracked so far that a part of the preceding subsection of the fabric remains in the working region of the molding device.
  • the part of the previous already deformed portion is aligned so that it fits exactly when re-closing the work area in the positive and negative elevations of the mold.
  • this part corresponds to a positive and a negative survey. In this way uniform transitions between the subregions can be achieved.
  • the processing of the section is preferably carried out at 60 to 90 degrees Celsius, preferably about 80 degrees Celsius, and preferably for 2 to 5 minutes, more preferably about 3 minutes.
  • the sheet used is a plurality of layers of scrim, fabric, mat or combinations thereof. Preferably, multiple layers of a fabric or fiber fabric are used.
  • the materials for the sheet are selected from the group of glass fibers, carbon fibers, basalt fibers, aramid fibers, polyethylene fibers and combinations thereof.
  • the fabric is impregnated with the plastic matrix.
  • the plastic matrix preferably comprises thermosets, for example unsaturated polyesters, vinyl esters, epoxy resins or combinations thereof, for example epoxy-vinyl ester resins.
  • the impregnated sheet or fibrous web is disposed between a carrier layer and a cover layer.
  • the carrier layer and / or the cover layer can be removed after removal of the fiber-reinforced plastic plate from the compression molding of the plastic plate.
  • the surface of the pressed plastic plate can then be provided with a UV, heat, chemical and / or abrasion resistant layer.
  • the surface of the pressed plastic sheet can be provided with an anti-slip layer comprising sand, glass beads or paint or a rubber layer.
  • a film is used as the carrier layer and / or cover layer for the compensation of the surface of the fiber-reinforced plastic plates, which is firmly connected to the plastic plate after the curing of the plastic matrix and is therefore no longer stripped off.
  • a carrier and / or cover layer is z. B. made of a UV, heat- chemicals-and / or abrasion resistant material.
  • the carrier and / or cover layer may be an anti-slip layer, preferably a rubber film.
  • the sheet preferably has a substantially rectangular area of 6 to 18 m 2 , preferably 8 to 10 m 2 .
  • a further aspect of the invention is a compression molding apparatus according to the invention for carrying out the method according to the invention.
  • the compression molding apparatus has an NEN work area, which comprises a base plate and transverse to a working direction several adjacent angeord designated punch (press ram).
  • the juxtaposed angeord Neten stamp define portions of the work area and together form a counter-tool to the base plate.
  • the base plate and stamps show the desired positive and negative elevations.
  • the plurality of adjacent angeord Neten stamp cover together the entire surface of the base plate form.
  • the punches are preferably designed in such a way that they can independently close subregions of the working area.
  • the base plate preferably has at least the maximum width of the textile fabric to be processed transversely to the working direction.
  • the base plate may be about 50 to 100 cm, preferably about 60 cm, long and transverse to the working direction about 50 to 300 cm, preferably 200 to 250 cm, wide in the working direction.
  • the several juxtaposed punches can each be about 50 to 1 00 cm, preferably about 60 cm, long and transverse to the working direction about 1 5 to 30 cm, preferably 20 to 25 cm wide in the working direction.
  • Another aspect of the invention relates to a fiber-reinforced plastic plate with regularly angeord Neten positive and negative elevations, the positive and negative elevations, preferably are arranged so that the plates are positively overlapping laid.
  • the plastic plate On at least one surface, the plastic plate on a firmly connected to the plate film layer.
  • the film layer is preferably a UV, heat-chemical and / or abrasion-resistant film, particularly preferably a rubber film.
  • the fiber-reinforced plastic plate according to the invention can also be regarded as an independent invention per se.
  • the plate preferably has a construction of a plurality of layers of sections made of glass fibers of finished mats which are incorporated in a plastic or synthetic resin matrix. In the plate several layers of mats are laid, which are made of layer-connected multifilar glass fiber strands and the glass fiber strands are arranged in the finished plate in the plan view in at least three different directions.
  • the fiber-reinforced plastic plate has a typical egg-carton-shaped structure, which shows in cross-section as a wavy cut edge with positive and negative elevations, wherein the waves are clearly flattened.
  • the wave pattern is repeated regularly every 60 to 1 20 mm, preferably 80 to 1 00 mm, that is, the distance between the midpoints of adjacent wave peaks or valleys, resp.
  • Positive and negative elevations are between 60 and 1 20 mm, preferably between 80 and 1 00 mm.
  • the diameter of the flattened peaks and valleys is about 25 to 50 mm, preferably about 30 to 40 mm.
  • the thickness of the plate is preferably between 4 and 5 mm.
  • the height of the waves which also corresponds to the total height of the plate, is preferably between 10 and 40 mm, more preferably between 20 and 30 mm.
  • Figure 1 is a schematic partial view of a cross-cut fiber-reinforced plastic plate.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the various steps of the method according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic representation of a closing process in a view transversely to the working direction.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a closing process of several gageinan the arranged stamp in a view along the working direction.
  • FIG. 1 shows a schematic partial view of a cross-cut fiber-reinforced plastic plate 1, as is known from EP 0 901 897 and which can be produced, for example, with the method according to the invention.
  • the plastic plate 1 has a typical egg-carton-shaped structure, which is shown in cross section as a wavy cutting edge, the waves are clearly flattened.
  • the regularly repeated m utes with the regularly arranged positive elevations 2 (wave peaks) and negative elevations 3 (troughs) make it possible for the plates to be laid overlapping or stacked in a form-fitting manner.
  • the thickness D of the plate is between 4 and 5 mm.
  • the height of the waves which also corresponds to the total height of the plate, is between 10 and 20 mm.
  • the wave pattern is repeated regularly every 1 00 mm, ie the distance between the midpoints of adjacent wave peaks 2 or valleys 3 is 1 00 mm.
  • 2 shows a schematic representation of the various steps of the method according to the invention for producing a fiber-reinforced plastic plate 1 with regularly arranged positive elevations 2 and negative elevations 3 in a view transversely to the working direction A. Before the pressing process, several layers of fiber mats or fiber layers are substantially planar designed on a carrier layer and then soaked in a known manner with the plastic matrix.
  • FIG. Fig. 2 (a) schematically shows a molding apparatus 10 having an opened working area.
  • the compression molding device 1 0 has a base plate 1 1 and a plurality of adjacent angeord designated punch 1 2 (only one is shown).
  • a newly designed sheet of fibers 1 3 has been introduced with a first section at the front end of the sheet 1 3 in the working direction A in the working area of the molding apparatus 1 0.
  • the molding apparatus 10 is then closed, wherein the first portion of the sheet 1 3 is brought into the desired shape with positive elevations 2 and negative elevations 3 and cured.
  • the molding apparatus 10 is opened (Fig. 2 (b)) and a second portion of the sheet 1 3 is inserted into the work area (Fig. 2 (c)).
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a closing operation of the working area of the molding apparatus 10 in a view transversely to the working direction A.
  • the stamp 1 2 is obliquely aligned relative to the base mold 11 in an initial phase of the closing operation (FIG. 3 (a)), FIG. so when you shut down the stamp of this first with the front end of the portion of the sheet 1 3 comes into contact (Fig. 3 (b)).
  • the working area of the press-molding apparatus is continuously closed against the working direction A (FIG. 3 (c)).
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a closing operation of the working area of the molding apparatus 1 0 with a plurality of juxtaposed stamps 1 2. 1, 1 2.2, 1 2.3, 1 2.4 in a view along the working direction A.
  • the stamp 1 2 are arranged directly adjacent to each other , So that they cover the entire surface of the base plate 1 1. They define several subareas of the workspace and can be operated independently of each other.

Landscapes

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  • Textile Engineering (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Kunststoffplatten und Vorrichtung dazu
TECH N ISCH ES GEBI ET Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer faserverstärkten Kunststoffplatte, insbesondere einer faserverstärkten Kunststoffplatte mit regelmässig angeord neten Positiv- und Negativerhebungen . Die Erfindung betrifft weitere eine Formpressvorrichtung zur Durchführung des erfind ungsgemässen Verfahrens und eine nach dem Verfahren herstellbare faserverstärkte Kunststoffplatte. STAN D DER TECH N I K
Aus EP 0 90 1 897 ist eine stabile, hoch belastbare U nterlegplatte bekannt, welche sich besonders gut für den Einsatz als temporäre Fahrbahn auf ungewöhnlich nachg iebigen und unsicheren Böden, wie z. B. Sand, Morast oder Schnee eignet. Die stabile U nterleg platte ist eine glasfaserverstärkte Kunststoff platte mit regelmässigen , noppenartigen Po- sitiv- und Negativerhebungen , die bevorzugt so angeordnet sind , dass die Platten formschlüssig überlappend verlegbar sind . Die Platten weisen einen Aufbau aus mehreren Lagen von aus Glasfasern gefertigten Abschnitten von end los gefertigten Matten auf, die in einer Kunstharzmatrix eingebunden sind .
Zur Herstellung der stabilen Unterlegplatten werden die Matten direkt in die metallische Pressform verlegt. Damit die Glasfasermatten gut in der Pressform drapiert werden kön nen, und sich beim Herstellungsprozess den noppenartigen Positiv- und Negativerhebungen gut anpassen lassen , sind die Faserbündel jeder Matte locker miteinander ver- näht. Da die Glasfasern nicht gedehnt werden können, ist die gute Drapierfähigkeit eine wesentliche Voraussetzung , um Schäden an den Fasern und den Fasersträngen und eine ungleichmässige flächige Verteilung der Fasern im fertigen Produkt zu vermeiden .
Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, dass bei der Herstellung von grossen Platten mit einer Fläche von bis zu 8 bis 1 5 m2 (Quadratmeter) die Werkzeuge entsprechend gross dimensioniert sein müssen . Zudem ist mit dem Herstellungsprozess ein erheblicher Zeit- und somit Kostenaufwand verbunden. Auch weist diese Verfahren eine geringe Variabilität in Bezug auf die Grösse der herzustellenden faserverstärkten Kunststoff platte auf. DARSTELLU NG DER ERFIN DU NG
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoff platten , insbesondere faserverstärkten Kunststoff platten mit regelmässig angeordneten Positiv- und Negativerhebungen , anzugeben, welches die genannten Nachteile nicht aufweist. Weiter soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung gestellt werden .
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren des Anspruch 1 und die Vorrichtung des Anspruchs 8 gelöst.
Insbesondere bei der Herstellung von faserverstärkten Kunststoff platten mit regelmässig angeordneten Positiv- und Negativerhebungen besteht das Problem, dass eine eben an- geordnete Fasermatte vor dem Verformen eine um etwa 5 bis 1 5 % grössere Ausdeh nung aufweist. Bei der Verformung müssen dann die einzelnen Fasern aus der Ebene heraus an die regelmässig angeord neten Positiv- und Negativerhebungen angepasst werden, was zu einer Verringerung der Breite und Länge der Fasermatte führt. Im aus EP 0 901 897 bekannten Verfahren werden deshalb drapierfähige Fasermatten vor dem Imprägnieren direkt in eine Pressform eingelegt, welche entsprechend dimensioniert sein muss.
Es hat sich gezeigt, dass eine Herstellung mit zwei Formwalzen zur Verformung einer eben ausgelegten Fasermatte nicht funktionieren kann , da die Fasern quer zur Arbeitsrichtung, also in Richtung der Drehachse der Walzen , über die gesamte Breite der Walze fixiert werden und auf diese Weise nicht in die Positiv- und Negativerhebungen einwan dern können. Dies führt entweder zu unregelmässigen , fehlenden oder schwach ausgeprägten Positiv- und Negativerhebungen in der fertigen Kunststoffplatte, zu einer un- gleichmässigen flächigen Verteilung der Fasern oder zu Beschädigungen der Fasern oder Fasersträngen .
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung einer faserverstärkten Kunststoffplatte, insbesondere einer faserverstärkten Kunststoff platte mit regelmässig angeordneten Positiv- und Negativerhebungen , umfasst die Schritte: a ) Bereitstellen eines mit einer Kunststoffmatrix imprägnierten Flächengebildes aus Fasern ( im Folgenden auch Flächengebilde oder Faserflächengebilde genannt), wobei das Flächengebilde in Längsrichtung ein vorderes und hinteres Ende aufweist; b) Einführen eines ersten Teilabschnitts des Flächengebildes in Längsrichtung in einen Arbeitsbereich einer Formpressvorrichtung beg innend mit dem vorderen Ende des texti- len Flächengebildes; c) Bearbeiten des eingeführten Teilabschnitts des Flächengebildes durch sequenzielles Schliessen von Teilbereichen des Arbeitsbereichs der Formpressvorrichtung, so dass die Teilbereiche des Arbeitsbereichs quer zur Längsrichtung von der M itte ausgehen beidseitig nach aussen hin nacheinander geschlossen werden; d ) Öffnen des Arbeitsbereichs der Formpressvorrichtung und Nachführen eines nächsten Teilabschnittes des Flächengebildes in Längsrichtung in den Arbeitsbereich, indem der vorhergehende Teilabschnitt wenigstens teilweise aus dem Arbeitsbereich entfernt wird; e) Wiederholen der Schritte c) und d) bis ein letzter Teilabschnitt am hinteren Ende des Flächengebildes bearbeitet ist und die faserverstärkte Kunststoff platte aus der Formpressvorrichtung entfernt werden kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeigt den Vorteil, dass grossflächig und eben ausgelegte und imprägnierte Flächengebilde leicht bearbeitet und geformt werden können . Beim sequenziellen Schliessen des Arbeitsbereichs in Richtung quer zur Längsrichtung wird zuerst ein mittlerer Teilbereich geschlossen , anschliessend die beiden jeweils seitlich benachbarten Teilbereiche, usw. bis alle Teilbereiche geschlossen sind. Während dem sequenziellen Schliessen des Arbeitsbereichs der Formpressvorrichtung, also während dem Press- und Formvorgang, resultiert ein sequenzieller Druckaufbau, so dass die Fasern des Flächengebildes in Querrichtung von aussen zur M itte hin und in Längsrichtung von hinten nach vorne nachwandern können. Auf diese Weise wird auch bei ausgeprägten Positiv- und Negativerhebungen eine optimale gleichmässige flächige Verteilung der Fasern erreicht. Bevorzugte Ausführungsarten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben .
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden, zusätzlich zum sequenziellen Schliessen der Teilbereiche quer zur Längsrichtung, im Schritt c) die Teilbereiche des Arbeitsbereichs in Längsrichtung vom vorderen Ende be- ginnend in Richtung hinteres Ende geschlossen . Dies kann in einer Formpressvorrichtung z. B. durch eine Kippbewegung eines Stempels gegen über einer Grundformplatte erreicht werden, wie weiter unten noch erläutert wird . Vorzugsweise wird beim Schliessen des Arbeitsbereichs und während der Bearbeitung des Teilabschnitts des textilen Flächengebildes ein Druck aufgebaut, der solange gehalten wird, bis die Kunststoffmatrix im Teilabschnitt des textilen Flächengebildes zumindest teilweise ausgehärtet ist. Idealerweise ist die Aushärtung vor dem Öffnen des Arbeitsbereichs soweit fortgeschritten , dass der Teilabschnitt aus dem Arbeitsbereich entfernt werden kann, ohne sich zu verformen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfind ungsgemässen Verfahrens wird im Schritt d ) der nächste Teilabschnitt des textilen Flächengebildes soweit nachgeführt, dass ein Teil des vorhergehenden Teilabschnitts des Flächengebildes im Arbeitsbereich der Formpressvorrichtung verbleibt. Dabei wird der Teil des vorhergehenden bereits verformten Teilabschnittes derart ausgerichtet, dass er beim erneuten Schliessen des Arbeitsbereichs genau in die Positiv- und Negativerhebungen der Pressform passt. Typischerweise entspricht dieser Teil einer Positiv- und einer Negativerhebung . Auf diese Weise können gleichmässige Ü bergänge zwischen den Teilbereichen erreicht werden .
Beim erfind ungsgemässe Verfahren wird die Bearbeitung des Teilabschnitts vorzugsweise bei 60 bis 90 Grad Celsius, vorzugsweise etwa 80 Grad Celsius, und vorzugsweise während 2 bis 5 M inuten, weiter vorzugsweise etwa 3 M inuten , durchgeführt.
Als Flächengebilde werden mehrere Lagen Gelege, Gewebe, Matten oder Kombinationen davon verwendet. Vorzugsweise werden mehrere Lagen eines Geleges oder Fasergeleges verwendet. Die Materialien für das Flächengebilde sind ausgewählt aus der Gruppe von Glasfasern , Kohlenstofffasern , Basalt-Fasern, Aramidfasern , Polyethylenfasern und Kombinationen davon . Das Flächengebilde wird mit der Kunststoffmatrix imprägniert. Die Kunststoffmatrix umfasst vorzugsweise Duroplaste, beispielsweise ungesättigte Polyester, Vinylester, Epoxidharze oder Kombinationen davon , beispielsweise Epoxid - Vinylester-Harze.
Vorzugsweise ist das imprägnierte Flächengebilde oder Faserflächengebilde zwischen einer Trägerschicht und einer Deckschicht angeordnet. Dadurch ist es leichter in den Arbeitsbereich einzuführen und die Pressform ist vor der Kunststoffmatrix geschützt. Die Trägerschicht und/oder die Deckschicht können nach dem Entfernen der faserverstärkten Kunststoffplatte aus der Formpressvorrichtung von der Kunststoff platte abgezogen werden. Je nach Bedarf kann anschliessend die Oberfläche der gepressten Kunststoff platte mit einer UV-, hitze- Chemikalien - und/oder abriebbeständ igen Schicht versehen werden. Auch kann die Oberfläche der gepressten Kunststoffplatte mit einer Anti- Rutsch-Schicht umfassend Sand, Glasperlen oder Lack oder einer Kautschuk-Schicht versehen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfind ungsgemässen Verfahrens wird als Trägerschicht und/oder Deckschicht eine Folie zur Vergütung der Oberfläche der faserverstärkten Kunststoffplatten verwendet, welche nach dem Aushärten der Kunststoffmatrix fest mit der Kunststoffplatte verbunden ist und daher nicht mehr abgezogen wird . Eine solche Träger- und/oder Deckschicht ist z. B. aus einem UV-, hitze- Chemika lien - und/oder abriebbeständigen Material gefertigt. Auch kann die Träger- und/oder Deckschicht eine Anti- Rutsch-Schicht, vorzugsweise eine Kautschuk-Folie sein .
Das Flächengebilde weist vorzugsweise eine im Wesentlichen rechteckige Fläche von 6 bis 1 8 m2, vorzugsweise 8 bis 1 0 m2, auf.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine erfindungsgemässe Formpressvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Die Formpressvorrichtung weist ei- nen Arbeitsbereich auf, welcher eine Grundformplatte und quer zu einer Arbeitsrichtung mehreren nebeneinander angeord nete Stempel ( Pressenstössel ) umfasst. Die nebeneinander angeord neten Stempel definieren Teilbereiche des Arbeitsbereichs und bilden zusammen ein Gegenwerkzeug zur Grundformplatte. In der Grundformplatte und den Stempeln sind die gewünschten Positiv- und Negativerhebungen abgebildet.
Vorzugsweise decken die mehrere nebeneinander angeord neten Stempel zusammen die gesamte Fläche der Grundformplatte ab. Die Stempel sind vorzugsweise derart ausgebildet sind , dass sie unabhäng ig voneinander Teilbereiche des Arbeitsbereichs schliessen können.
Die Grundformplatte weist vorzugsweise quer zur Arbeitsrichtung mindestens die maximale Breite des zu bearbeitenden textilen Flächengebildes auf. Die Grundformplatte kann in Arbeitsrichtung etwa 50 bis 1 00 cm, vorzugsweise etwa 60 cm, lang und quer zur Arbeitsrichtung etwa 1 50 bis 300 cm, vorzugsweise 200 bis 250 cm, breit sein . Die mehrere nebeneinander angeordneten Stempel können jeweils in Arbeitsrichtung etwa 50 bis 1 00 cm, vorzugsweise etwa 60 cm, lang und quer zur Arbeitsrichtung etwa 1 5 bis 30 cm, vorzugsweise 20 bis 25 cm, breit sein .
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine faserverstärkte Kunststoff platte mit regelmässig angeord neten Positiv- und Negativerhebungen , wobei die Positiv- und Negativerhebungen, vorzugsweise so angeordnet sind , dass die Platten formschlüssig überlappend verlegbar sind. An mindesten einer Oberfläche weist die Kunststoffplatte eine fest mit der Platte verbundene Folienschicht auf. Die Folienschicht ist vorzugsweise eine UV-, hitze- chemikalien - und/oder abriebbeständ igen Folie, besonders bevorzugt eine Kautschukfolie. Die erfindungsgemässe faserverstärkte Kunststoffplatte kann auch für sich genommen als eigenständige Erfindung betrachtet werden. In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen faserverstärkten Kunststoffplatte weist die Platte vorzugsweise einen Aufbau aus mehreren Lagen von aus Glasfa sern gefertigten Abschnitten von end los gefertigten Matten auf, die in einer Kunststoffoder Kunstharzmatrix eingebunden sind. In der Platte sind mehrere Schichten von Matten verlegt, die aus untereinander lageverbundenen multifilaren Glasfasersträngen gefertigt sind und die Glasfaserstränge sind in der fertigen Platte in der Planarsicht in mindestens drei unterschiedlichen Richtungen verlegt angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen faserverstärkten Kunststoffplatte weist sie eine typische eierkartonförmige Struktur auf, die sich im Querschnitt als wellenförmige Schnittkante mit Positiv- und Negativerhebungen zeigt, wobei die Wellen deutlich abgeplattet sind.
Das Wellenmuster wiederholt sich regelmässig alle 60 bis 1 20 mm, vorzugsweise 80 bis 1 00 mm, das heisst die Strecke zwischen den M ittelpunkten benachbarter Wellenberge oder -täler, resp. Positiv- und Negativerhebungen , liegt bei 60 bis 1 20 mm, vorzugswei- se 80 bis 1 00 mm. Der Durchmesser der abgeflachten Wellenberge und -täler beträgt etwa 25 bis 50 mm, vorzugsweise etwa 30 bis 40 mm. Die Dicke der Platte beträgt vorzugsweise zwischen 4 und 5 mm. Die Höhe der Wellen , die auch der Gesamthöhe der Platte entspricht, liegt vorzugsweise zwischen 1 0 und 40 mm, weiter vorzugsweise zwischen 20 und 30 mm. KU RZE ERLÄUTERU NG ZU DEN FIGU REN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer quergeschnittenen faserverstärkten Kunststoffplatte;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der verschiedenen Schritte des erfindungsge- mässen Verfahrens;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Schliessvorgangs in einer Ansicht quer zur Arbeitsrichtung; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Schliessvorgangs mehrerer nebeneinan der angeordneter Stempel in einer Ansicht entlang der Arbeitsrichtung.
WEG E ZU R AUSFÜ H RU NG DER ERFI N DU NG
Fig. 1 zeigt eine schematische Teilansicht einer quergeschnittenen faserverstärkten Kunststoffplatte 1 , wie sie aus EP 0 901 897 bekannt ist und welche beispielsweise mit dem erfind ungsgemässen Verfahren herstellbar ist. Die Kunststoff platte 1 weist eine typische eierkartonförmige Struktur auf, die sich im Querschnitt als wellenförmige Schnittkante zeigt, wobei die Wellen deutlich abgeplattet sind . Das regelmässig wiederholte M uster mit den regelmässig angeordneten Positiverhebungen 2 (Wellenberge) und Negativerhebungen 3 (Wellentäler) ermög licht es, dass die Platten formschlüssig überlappend verlegt oder gestapelt werden können .
Die Dicke D der Platte beträgt zwischen 4 und 5 mm. Die Höhe der Wellen , die auch der Gesamthöhe der Platte entspricht, liegt zwischen 1 0 und 20 mm. Das Wellenmuster wiederholt sich regelmässig alle 1 00 mm, das heisst die Strecke zwischen den M ittelpunkten benachbarter Wellenberge 2 oder -täler 3 liegt bei 1 00 mm. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der verschiedenen Schritte des erfindungsge- mässen Verfahrens zur Herstellung einer faserverstärkten Kunststoff platte 1 mit regelmässig angeordneten Positiverhebungen 2 und Negativerhebungen 3 in einer Ansicht quer zur Arbeitsrichtung A. Vor dem Pressvorgang werden mehrere Lagen Fasermatten oder Fasergelege im Wesentlichen eben auf eine Trägerschicht ausgelegt und anschliessend auf bekannte Weise mit der Kunststoffmatrix getränkt.
In Fig . 2 (a ) ist ein Formpressvorrichtung 1 0 mit geöffnetem Arbeitsbereich schematisch dargestellt. Die Formpressvorrichtung 1 0 weist eine Grundformplatte 1 1 und mehrere nebeneinander angeord nete Stempel 1 2 auf ( nur einer ist dargestellt). Ein eben ausgelegtes Flächengebilde aus Fasern 1 3 ist mit einem ersten Teilabschnitt am vorderen Ende des Flächengebildes 1 3 in Arbeitsrichtung A in den Arbeitsbereich der Formpressvorrichtung 1 0 eingeführt worden. Die Formpressvorrichtung 1 0 wird anschliessend geschlossen , wobei der erste Teilbereich des Flächengebildes 1 3 in die gewünschte Form mit Positiverhebungen 2 und Negativerhebungen 3 gebracht und ausgehärtet wird. Anschliessend wird die Formpressvorrichtung 1 0 geöffnet ( Fig .2 ( b) ) und ein zweiter Teilabschnitt des Flächengebildes 1 3 wird in den Arbeitsbereich eingeführt ( Fig.2 (c) ). Dabei verbleibt ein Teil des ersten Teilbereichs im Arbeitsbereich der Formpressvorrichtung 1 0, um einen gleichmässigen Übergang zwischen den einzelnen Teilabschnitten zu erhalten . Die Formpressvorrichtung 1 0 wird wieder geschlossen und der zweite Teilbereich wird ausgehärtet. Die Arbeitsschritte werden wiederholt, bis das gesamte Flächengebilde 1 3 zu einer faserverstärkten Kunststoffplatte 1 verarbeitet ist ( Fig.2 (d ) und (e) ) .
Fig.3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schliessvorgangs des Arbeitsbereichs der Formpressvorrichtung 1 0 in einer Ansicht quer zur Arbeitsrichtung A. Dabei ist der Stempel 1 2 in einer Anfangsphase des Schliessvorgangs relativ zur Grundpressform 1 1 schräg ausgerichtet ( Fig. 3 (a ) ) , so dass beim Herunterfahren des Stempels dieser erst mit dem vorderen Ende des Teilabschnitts des Flächengebildes 1 3 in Kontakt kommt ( Fig .3 ( b) ). Der Arbeitsbereich der Pressformvorrichtung wird entgegen der Arbeitsrichtung A kontinuierlich geschlossen ( Fig. 3 (c) ). Auf diese Weise werden erst die Fasern oder Faserstränge am vorderen Ende des textilen Flächengewebes fixiert und beim weiteren Schlies- sen des Arbeitsbereichs können die Fasern vom hinteren Ende her, also in Arbeitsrichtung A, nach und nach in die Positiv- und Negativerhebungen der Form nachwandern .
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Schliessvorgangs des Arbeitsbereichs der Formpressvorrichtung 1 0 mit mehreren nebeneinander angeordneten Stempeln 1 2. 1 , 1 2.2, 1 2.3 , 1 2.4 in einer Ansicht entlang der Arbeitsrichtung A. Die Stempel 1 2 sind direkt aneinander anschliessend angeordnet, so dass sie die gesamte Fläche der Grundformplatte 1 1 abdecken. Sie definieren mehrere Teilbereiche des Arbeitsbereichs und sind unabhängig voneinander betätigbar.
Ein in den Arbeitsbereich eingeführter Teilabschnitt eines Flächengebildes 1 3 wird durch sequenzielles Schliessen von Teilbereichen des Arbeitsbereichs bearbeitet. Dabei werden die Stempel derart nacheinander betätigt, so dass die Teilbereiche des Arbeitsbereichs quer zur Arbeitsrichtung von der Mitte ausgehend (Stempel 1 2. 1 ) beidseitig nach aussen hin nacheinander geschlossen werden . Zuerst wird der Teilbereich des Stempels 1 2. 1 geschlossen , anschliessend die beiden Teilbereiche der Stempel 1 2.2, dann 1 2.3 , usw. , bis der gesamte Arbeitsbereich geschlossen ist. Auf diese Weise werden erst die Fasern oder Faserstränge quer zur Arbeitsrichtung in der M itte des Flächengewebes fixiert und beim weiteren Schliessen des Arbeitsbereichs resp. der Teilbereiche können die Fasern jeweils nur noch von einer Seite nach und nach in die Positiv- und Negativerhebungen der Form nachwandern. Nach dem Aushärten der Kunststoffmatrix werden alle Teilbereiche des Arbeitsbereichs geöffnet und der nächste Teilabschnitt des textilen Flächengebildes 1 3 kann bearbeitet werden . BEZEICH NU NGSLISTE
1 faserverstärkte Kunststoffplatte
2 Positiverhebungen (Wellenberge)
3 Negativerhebungen (Wellentäler )
1 0 Formpressvorrichtung
1 1 Grundpressform
1 2 Stempel
1 3 Flächengebilde aus Faser ( Faserflächengebilde)
A Arbeitsrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung einer faserverstärkten Kunststoffplatte, insbesondere einer faserverstärkten Kunststoffplatte mit regelmässig angeordneten Positiv- und Negativerhebungen , umfassend die Schritte: a ) Bereitstellen eines mit einer Kunststoffmatrix imprägnierten Flächengebildes aus Fasern, wobei das Flächengebilde in Längsrichtung ein vorderes und hinteres Ende aufweist; b) Einführen eines ersten Teilabschnitts des Flächengebildes in Längsrichtung in ei- nen Arbeitsbereich einer Formpressvorrichtung beginnend mit dem vorderen Ende des textilen Flächengebildes; c) Bearbeiten des eingeführten Teilabschnitts des Flächengebildes durch sequen- zielles Schliessen von Teilbereichen des Arbeitsbereichs der Formpressvorrichtung, so dass die Teilbereiche des Arbeitsbereichs quer zur Längsrichtung von der M itte ausgehend beidseitig nach aussen hin nacheinander geschlossen werden; d ) Öffnen des Arbeitsbereichs der Formpressvorrichtung und Nachführen eines nächsten Teilabschnittes des Flächengebildes in Längsrichtung in den Arbeitsbereich , indem der vorhergehende Teilabschnitt wenigstens teilweise aus dem Arbeitsbereich entfernt wird; e) Wiederholen der Schritte c) und d ) bis ein letzter Teilabschnitt am hinteren Ende des Flächengebildes bearbeitet ist und die faserverstärkte Kunststoffplatte aus der Formpressvorrichtung entfernt werden kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei im Schritt c) die Teilbereiche des Arbeitsbereichs in Längsrichtung vom vorderen Ende beginnend in Richtung hinteres Ende geschlossen werden .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei beim Schliessen des Arbeitsbereichs ein Druck aufgebaut wird , der solange gehalten wird, bis die Kunststoffmatrix im Teilabschnitt des Flächengebildes zumindest teilweise ausgehärtet ist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Schritt d ) der nächste Teilabschnitt des Flächengebildes soweit nachgeführt wird , dass ein Teil des vorhergehenden Teilabschnitts des Flächengebildes im Arbeitsbereich der Formpressvorrichtung verbleibt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitung des Teilabschnitts bei 60 bis 90 Grad Celsius, vorzugsweise etwa 80 Grad Celsius, während 2 bis 5 M inuten, vorzugsweise etwa 3 M inuten , durchgeführt wird .
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Flächengebilde mehrere Lagen eines Geleges umfasst, welche vorzugsweise zwischen einer Trägerschicht und einer Deckschicht angeord net sind, und wobei die mehreren Gelegelagen mit der Kunststoffmatrix imprägniert sind .
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Flächengebilde im Wesentlichen rechteckig ist und eine Fläche von vorzugsweise 6 bis 1 8 m2, vorzugsweise 8 bis 1 0 m2, aufweist.
8. Formpressvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dad urch gekennzeichnet, dass sie einen Arbeitsbereich aufweist, welcher eine Grundformplatte und quer zu einer Arbeitsrichtung mehreren nebeneinander angeordnete Stempel umfasst, wobei die nebeneinander angeordnete Stempel Teilbereiche des Arbeitsbereichs definieren und zusammen ein Gegenwerkzeug zur Grundformplatte bilden.
9. Formpressvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die mehreren nebeneinander angeordneten Stempel zusammen im Wesentlichen die gesamte Breite, vorzugsweise im Wesentlichen die gesamte Fläche, der Grundformplatte abdecken.
1 0. Formpressvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Stempel derart ausgebildet sind, dass sie unabhängig voneinander Teilbereiche des Arbeitsbereichs schlies- sen können .
1 1 . Formpressvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 0, wobei die Grundformplatte quer zur Arbeitsrichtung mindestens die maximale Breite des zu bearbeiten den textilen Flächengebildes aufweist.
1 2. Formpressvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , wobei die Grundformplatte in Arbeitsrichtung etwa 50 bis 1 00 cm, vorzugsweise etwa 60 cm, lang und quer zur Arbeitsrichtung etwa 1 50 bis 300 cm, vorzugsweise 200 bis 250 cm, breit ist.
1 3. Formpressvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 2, wobei die mehrere nebeneinander angeord neten Stempel jeweils in Arbeitsrichtung etwa 50 bis 1 00 cm. vorzugsweise etwa 60 cm, lang und quer zur Arbeitsrichtung etwa 1 5 bis 30 cm, vorzugsweise 20 bis 25 cm, breit sind .
14. Faserverstärkte Kunststoff platte mit regelmässig angeord neten Positiv- und Negativerhebungen herstellbar nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die faserverstärkte Kunststoff platte als Trägerund/oder Deckschicht eine mit der Kunststoff platte fest verbundene Folienschicht, vorzugsweise eine UV-, hitze- Chemikalien - und/oder abriebbeständigen Folie, besonders bevorzugt eine Kautschukfolie, aufweist.
1 5. Faserverstärkte Kunststoff platte nach Anspruch 1 4, wobei die Dicke der Platte zwischen 4 und 5 mm beträgt und die Gesamthöhe der Kunststoff platte mit den regelmässig angeordneten Positiv- und Negativerhebungen vorzugsweise zwischen 1 0 und 40 mm, vorzugsweise zwischen 20 und 30 mm, aufweist.
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