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WO2019162125A1 - Verfahren zur herstellung eines kunststoffbauteils und kunststoffbauteil - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines kunststoffbauteils und kunststoffbauteil Download PDF

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WO2019162125A1
WO2019162125A1 PCT/EP2019/053285 EP2019053285W WO2019162125A1 WO 2019162125 A1 WO2019162125 A1 WO 2019162125A1 EP 2019053285 W EP2019053285 W EP 2019053285W WO 2019162125 A1 WO2019162125 A1 WO 2019162125A1
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WO
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extrudate
component
component blank
plastic
blank
Prior art date
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PCT/EP2019/053285
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dietmar Völkle
Sven Utikal
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.)
Diehl Aviation Laupheim GmbH
Original Assignee
Diehl Aviation Laupheim GmbH
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Publication date
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    • B29C66/727—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being porous, e.g. foam
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    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/04—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the partial melting of at least one layer

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a plastic component. Furthermore, the invention relates to a plastic component, producible in particular with the method.
  • Particle foam parts manufactured. Such components withstand limited mechanical loads and tend to permanent deformation.
  • the document DE 10 06 29 98 A1 describes a plastic profile bar with a foam core and an outer skin, wherein a reinforcement extends in the outer skin and the reinforcement forms a strand with high strength.
  • a bonded mat which contains a spiral fabric which is bonded to a carrier.
  • the spiral fabric comprises continuous spiral fibers, at least some of which contain expanded polymeric microspheres.
  • the carrier comprises a porous material.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a plastic component and a plastic component, which can withstand mechanical loads.
  • the object is achieved by a method for producing a plastic component with the features of claim 1. Further, the object is achieved by the plastic component having the features of claim 15. Preferred and / or advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.
  • the plastic component is in particular a fiber-reinforced plastic component, in particular an endless fiber reinforced plastic component.
  • the plastic component is, for example, a composite component.
  • the plastic component may form a flat plate or a shaped body.
  • the plastic component can carry increased mechanical loads and is in particular resistant to deformation and / or bending.
  • a component blank is produced from a foamed plastic.
  • the foamed plastic comprises polypropylene, polyethylene, polystyrene, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonates or a biopolymer.
  • the foam plastic can be produced for example by foam extrusion. Furthermore, it can be provided that the foam plastic from a
  • Plastic granules is generated and, for example, foamed physically or mechanically.
  • the foam plastic is produced in a mold, for example a negative mold.
  • the component blank is in particular dimensionally stable after cooling.
  • the foamed plastic may comprise foam particles and / or be made of foam particles.
  • an endless filament is extruded.
  • the extruded continuous filament forms an extrudate.
  • the extrudate comprises in particular a
  • the continuous filament may comprise an endless fiber and in particular comprise an endless fiber bundle.
  • the fiber bundle forming the continuous filament comprises more than three individual fibers, and more particularly more than five individual fibers.
  • the continuous filament and / or extrudate preferably has a length of more than one meter and in particular more than ten meters.
  • the extrudate is formed from the continuous filament in a continuous extrusion process.
  • the formation of the extrudate is preferably carried out with the aid of an extrusion die.
  • the extrudate forms in particular an endless extrudate.
  • the continuous filament is extruded onto the component blank.
  • the extrusion die is guided over the component blank, alternatively, the component blank can be guided past the extrusion die.
  • the extrudate is deposited on the component blank.
  • the extrudate may in particular be honeycombed, reticulated and / or otherwise two-dimensional or three-dimensional and / or deposited.
  • the extrudate has an extrudate temperature that is greater than the softening temperature of the foamed plastic.
  • the Extrusion temperature greater than 85 degrees Celsius and especially greater than 150 degrees Celsius.
  • the extrudate with the extrudate temperature which is greater than the softening temperature of the foam plastic and preferably greater than 85 or 150 degrees Celsius, connected to the component blank, in particular let sink into the component blank and / or pressed and / or pressed ,
  • the filament temperature extrudate contacts a surface of the component blank.
  • a part of the foam plastic and / or the surface of the component blank is melted, whereby the extrudate is connected to the component blank or its surface.
  • the sinking is accelerated and / or assisted by the application of force or pressure to the extrudate. After sinking and / or pressing the extrudate is cohesively, positively and / or non-positively disposed in the component blank.
  • Component blank together with the sunken and / or pressed-in extrudate forms in particular the plastic component.
  • the extrudate can preferably sink completely into the component blank and / or be pressed in, alternatively the extrudate closes in a form-fitting manner with a surface of the component blank or the extrudate partially protrudes out of the component blank.
  • the foam plastic is designed in particular as a particle foam.
  • the particle foam is formed from EPS, EPE or EPP.
  • Particulate foam preferably comprises foam beads of one thermoplastic.
  • the particle foam preferably has a density between 15 and 80 kilograms per cubic meter. This embodiment is based on the consideration to provide a plastic component, which is particularly light, but is characterized by a high mechanical stability.
  • the continuous filament is formed as a commingled yarn and / or the extrudate is extruded from and / or consists of the commingled yarn.
  • the commingled yarn is formed by a fiber bundle, wherein the fiber bundle comprises a reinforcing fiber.
  • the reinforcing fiber is in particular a fiber made of a thermoset or as a carbon fiber or silicon fiber.
  • the reinforcing fiber may also be formed as a thermoplastic having a higher melting point than enveloping fibers.
  • the reinforcing fiber is enveloped by a plurality of further, in particular thermoplastic, fibers.
  • the thermoplastic fibers and the reinforcing fiber are juxtaposed.
  • the commingled yarn is first melted to form the extrudate, the melting, for example, resulting in a rod-shaped and / or cord-shaped intermediate structure.
  • the fibers and / or components used in the commingled yarn have similar mechanical properties, such as strength, elasticity and / or stiffness. This embodiment is based on the consideration to provide a method for producing a plastic component with improved mechanical strength properties.
  • An embodiment of the invention provides that the extrudate is heated before and / or during the application, in particular during the sinking and / or during the pressing and / or during the pressing with a heat source.
  • the extrudate is selectively, locally or globally heated and / or heated.
  • the surface of the component blank can be heated.
  • a heat source for example, a hot air source, such as a hair dryer, serve.
  • the heat source is formed by a radiation source for emitting infrared and / or thermal radiation. This embodiment is based on the consideration to heat the extrudate and / or the surface so far that the sinking and / or pressing into the component blank as efficiently as possible, fast and good.
  • the process of sinking in and / or the method can take place in a tempered process chamber.
  • the component blank has sprung from a thermal treatment or a thermal production process.
  • the extrudate is particularly preferred for the extrudate to be extruded or deposited with exact position, position accuracy and / or to a predetermined location.
  • a web planning module determines a path along which the continuous filament is extruded onto the component blank.
  • Path planning in a world coordinate system alternatively, the path planning takes place in an object coordinate system, for example, that of the component blank.
  • the continuous filament is extruded onto the component blank based on CAD data.
  • the continuous filament is in particular in a two-dimensional or
  • the continuous filament is extruded helical, polygonal and / or along a joint or seam on the component blank.
  • the path along which the continuous filament is extruded may be a closed path or an open path.
  • Extrusion temperature is chosen so that the extrudate sinks to a desired depth in the component blank.
  • An embodiment of the invention provides that the extrudate is positioned by means of a robot.
  • a robot for example, a nozzle for extruding the
  • Endless filaments are moved over the component blank. Further, the continuous filament may be extruded onto an end effector or robotic arm with the end effector or robotic arm depositing the extrudate onto the component blank.
  • the component blank is formed at least in two parts.
  • the component blank is formed, for example, from two component blank parts.
  • the component blank parts form shell halves, which can be assembled into a formwork.
  • the component blank parts may be formed as plates, wherein the plastic component then forms, for example, a plate composite.
  • the component blank parts are formed as foam parts.
  • the continuous filament connects at least two parts of the component blank and / or at least two component blank parts. For example, this is the
  • Component blank parts may be arranged, alternatively, the extrudate is disposed in an entire contact area of the component blank parts.
  • the extrudate is sunk into the at least two parts and / or both component blank parts and, in particular, connects them in particular to one another in a materially bonded manner.
  • the extrudate between the component blank parts forms a seam in particular.
  • a particularly preferred embodiment provides that the extrudate is clamp-shaped, wherein the extrudate clamp-shaped at least two parts of the
  • Component blanks connects.
  • the extrudate forms a staple with a center piece and two legs, the legs forming two piece blank parts
  • the legs preferably sink into each of the
  • the extrudate extends over the entire joint of the component blank.
  • the extrudate closes the joint in one
  • the extrudate close the joint against dust, dirt and / or moisture, wherein the extrudate is formed in particular even water-repellent and / or media repellent.
  • the component blank parts form two halves and / or shells of a channel and / or a conduit, in particular a ventilation channel, wherein the extrudate connects the halves and / or shells at the joints and further ingress of dirt and / or moisture into or out of the Channel prevented.
  • This embodiment is based on the consideration to provide a method for producing a plastic component, in which the reinforcing structure, here the extrudate, in addition to the improvement of the mechanical stability and a further effect, for example, the sealing fulfilled.
  • a notch is introduced into the surface of the component blank.
  • the notch becomes thermal or introduced with a cutting tool.
  • the notch is introduced by means of a laser in the surface of the component blank.
  • the notch has a depth, the depth
  • the continuous filament is extruded into and / or on the indentation.
  • the extrudate is pressed into the indentation and / or allowed to sink into the indentation and / or pressed onto the indentation.
  • the component blank has a cover layer on a surface.
  • the cover layer is in particular directly connected to the foam plastic of the component blank.
  • the cover layer is for example sprayed onto the component blank, applied or poured.
  • the component blank is applied to the cover layer.
  • the cover layer and the component blank are glued together.
  • the cover layer is preferably formed from a thermoset.
  • the continuous filament can be extruded onto the cover layer, wherein the extrudate sinks, for example, through the cover layer into the foam plastic of the component blank.
  • the cover layer is at least partially perforated and / or has a notch, wherein exposed in the notch, the foam plastic, wherein the continuous filament is extruded into the notch or the perforated section and can sink there into the foam plastic.
  • Another object of the invention is a plastic component, wherein the
  • Plastic component preferably forms a fiber-reinforced plastic component.
  • the plastic component is a flat plate.
  • the flat plate can consist of two partial plates.
  • the two partial plates can form, for example, the two parts of the component blank or the component blank parts.
  • the extrudate is applied between the two plates, with the still-hot extrudate partially sunk into the plates and, after cooling, joining the two sub-plates to the plate.
  • the plastic component forms a molded part.
  • the component blank is formed by means of a mold, for example a negative mold.
  • the extrudate as stiffening is according to the application of the
  • the extrudate is in the molded part and especially in the Component blank according to the shape of the mold component and / or arranged arbitrarily three or two-dimensional and / or embedded.
  • the plastic component of two or more is provided that the plastic component of two or more
  • Component blanks interconnected by being connected to each of the component blanks, in particular directly with the respective plastic foam.
  • the extrudate is partially sunk in particular in the two component blanks and / or pressed and / or pressed.
  • the endless filament connects the two component blanks preferably cohesively.
  • Figures 1 a and 1 b a first embodiment of a plastic component
  • Figure 2 shows an embodiment of a formed as a molded component plastic component
  • Figure 3 is a plastic component of two half-shells
  • Figure 4 shows another embodiment of a plastic component of two half-shells
  • Figure 5 shows an embodiment of a plastic component with a cover layer
  • Figure 6 shows an embodiment of a plastic component with two cover layers
  • Figure 7 shows an embodiment of a plastic component with sealed joints.
  • FIG. 1 a shows a plastic component 1 during the method for producing the plastic component 1.
  • the plastic component 1 has a component blank 2 made of a foamed plastic.
  • the component blank 2 is constructed from a particle foam.
  • a particle foam For example, expanded polyethylene, expanded polypropylene or expanded polystyrene.
  • the component blank 2 is foamed in a mold. After foaming of the component blank 2 in the form of this is allowed to cool and removed after cooling. Furthermore, it can be provided that the
  • Component blank 2 is post-processed after cooling, for example, ground or provided with a cover layer.
  • the component blank 2 may also be formed as a sandwich material with a core of foam plastic.
  • extrudate 3 is extruded from a continuous filament.
  • the extrudate 3 is extruded onto the surface of the component blank at an extrudate temperature.
  • the extrudate temperature is greater than that
  • the extrudate 3 is introduced locally into the component blank 2.
  • the extrudate 3 with the extrudate temperature melts the surface of the component blank 2 and / or the
  • the foam plastic collapses in this area, so that the extrudate 3 sinks into the foam plastic and the component blank 2.
  • the sinking can be done by taking advantage of the gravitational force, alternatively and / or additionally the extrudate 3 is pressed with a Eindschreibkraft 4 in the component blank 2.
  • the continuous filament forms a commingled yarn, the commingled yarn representing a fiber bundle.
  • the fiber bundle of the commingled yarn comprises a glass fiber or C fiber as reinforcing fiber and additionally thermoplastic fibers, wherein the reinforcing fiber is coated with the thermoplastic.
  • the commingled yarn has been extruded into the continuous filament 3 in a pultrusion process followed by an extrusion process.
  • FIG. 1 b shows a finished plastic component 1 produced by the method.
  • the extrudate 3 is flush with the surface of the component blank 2 and / or pressed.
  • the extrudate 3 is cohesively and / or partially positively and / or non-positively connected to the component blank 2.
  • the extrudate 3 forms a
  • the extrudate 3 realizes higher mechanical characteristics, such as stiffness and flexural strength, of the plastic component 1. Furthermore, only one tool for producing the component blank 2 is necessary for applying and introducing the extrudate 3 No special tools are needed.
  • FIG. 2 shows a plastic component 1, which is designed as a molded component.
  • the plastic component 1 forms in this example a half-shell of an air outlet channel.
  • the plastic component 1 has a three-dimensional shape and is in a
  • Lengthwise L extends.
  • the plastic component 1 would tilt in the longitudinal direction L without reinforcement for bending, kinking and / or breaking. To prevent this, the plastic component 1 has the continuous filament 3 as a reinforcement.
  • the extrudate 3 is applied in the longitudinal direction L. Furthermore, it may also be possible that the extrudate 3 in any two-dimensional or three-dimensional Extension and / or shape is integrated in the plastic component 1. After the plastic component 1 in this embodiment tends to bend mainly in the longitudinal direction, the extension of the continuous filament is in this
  • Embodiment in the longitudinal direction Embodiment in the longitudinal direction.
  • FIG. 3 shows a plastic component 1 which is formed by two half-shells 5a and 5b.
  • the half-shells 5a and 5b in particular form the component blank 2.
  • the two half-shells 5a and 5b are connected by means of the extrudate 3 in a material-locking, force-locking and / or form-fitting manner.
  • the extrudate 3 is here formed like a clamp and clamps the two half-shells 5a and 5b together.
  • the extrudate 3 is sunk and / or pressed in both the half-shell 5a and the half-shell 5b.
  • the two half shells 5a and 5b which also as
  • Component blank parts can be understood, brought together and then connected to the extrudate 3, wherein the extrudate 3 is extruded onto both half-shells 5a and 5b.
  • Figure 4 shows another embodiment of the plastic component 1.
  • Plastic component 1 is formed as shown in Figure 3 from two half-shells 5a and 5b.
  • the half-shells 5a and 5b can again be regarded as component blank parts.
  • the half-shells 5a and 5b are made of the foamed plastic, for example, foamed in a mold. After cooling, the half-shells 5a and 5b are removed from the mold and brought together, wherein at the seams and / or
  • the continuous filament is extruded, so that the joints between the half-shells 5a and 5b are closed by the extrudate 3. Furthermore, the extrudate 3 partially sinks into the two half shells 5a and 5b, the two half shells 5a and 5b being thus joined at the abutment points by means of the extrudate 3. The extrudate 3 seals the joint between the half-shells 5a and 5b.
  • FIG. 5 shows a plastic component 1 in one exemplary embodiment with a cover layer 6.
  • the cover layer 6 is disposed on a surface of the component blank 2 and / or of the
  • Plastic component 1 is arranged.
  • the cover layer 6 is formed from a thermosetting plastic.
  • the cover layer 6 is arranged in this embodiment only on one side.
  • the extrudate is in the component blank 2, in particular the foam core or the
  • Component blank 2 in particular with the foamed plastic, connected.
  • FIG 6 shows an embodiment of the plastic component 1, wherein the
  • Plastic component 1 has two cover layers 6 in this embodiment.
  • Cover layers 6 are on different, opposite sides of the
  • Component blanks 2 arranged.
  • the cover layer 6 is notched on one side.
  • the notching can be done mechanically, for example with a saw, furthermore, the notch can be introduced by means of a laser.
  • the continuous filament is extruded into the indentation.
  • the extrudate 3 comes into contact with the foam plastic of the component blank 2, can melt it and into the foam plastic or the
  • Component blank 2 sink in.
  • the extrudate temperature of the extrudate 3 is chosen so that the extrudate 3 is flush with the cover layer 6.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment in which two component blanks 2 are joined together by means of the extrudate 3 to form a common plastic component 1.
  • the component blanks 2 are arranged so that between the component blanks 2, the continuous filament can be extruded.
  • the hot extrudate 3 sinks into both component blanks 2 and connects to them in each case materially.
  • the extrudate 3 then holds the two component blanks 2 together in the plastic component 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils (1) weist die Verfahrensschritte auf: Herstellung eines Bauteilrohlings (2) aus einem Schaumkunststoff, Extrudieren eines Endlosfilaments, das ein Extrudat (3) bildet, auf den Bauteilrohling (2), Aufbringen des mindestens 85 Grad Celsius heißen Extrudats (3) auf den Bauteilrohling (2), wodurch ein Teil des Schaumkunststoffes und/oder eine Oberfläche des Bauteilrohlings (2) aufgeschmolzen wird, wodurch das Extrudat (3) mit dem Bauteilrohling (2) verbunden wird. Ein Kunststoffbauteil (1) ist durch das Verfahren erhältlich.

Description

Diehl Aviation Laupheim GmbH, 88471 Laupheim
Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils und Kunststoffbauteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils. Ferner betrifft die Erfindung ein Kunststoffbauteil, herstellbar insbesondere mit dem Verfahren.
Viele Bauteile werden heutzutage als Schaumbauteile, insbesondere
Partikelschaumteile, hergestellt. Solche Bauteile halten nur begrenzt mechanischen Lasten Stand und neigen zur dauerhaften Verformung.
Die Druckschrift DE 10 06 29 98 A1 beschreibt einen Kunststoffprofilstab mit einem Schaumkern und einer Außenhaut, wobei eine Verstärkung in der Außenhaut verläuft und die Verstärkung einen Strang mit hoher Festigkeit bildet.
Aus der US 8,389,425 B2 ist eine verklebte Matte bekannt, die ein Spiralgewebe enthält, das an einen Träger gebunden ist. Das Spiralgewebe umfasst durchgängige Spiral- Fasern, von denen mindestens einige expandierte polymere Mikrokugeln enthalten. Der Träger umfasst ein poröses Material. Verfahren zur Herstellung das Spiralgewebes und des Trägers und Verfahren zum Verbinden des Spiralgewebes und des Trägers sind offenbart.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils und ein Kunststoffbauteil bereitzustellen, welches mechanischen Lasten standhalten kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch das Kunststoffbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils vorgeschlagen. Das Kunststoffbauteil ist insbesondere ein faserverstärktes Kunststoffbauteil, im Speziellen ein endlosfaserverstärktes Kunststoffbauteil. Bei dem Kunststoffbauteil handelt es sich beispielsweise um ein Verbundbauteil. Das Kunststoffbauteil kann eine ebene Platte bilden oder einen Formkörper. Das Kunststoffbauteil kann erhöhte mechanische Lasten tragen und ist insbesondere verformungs- und/oder verbiegungsstabil.
Erfindungsgemäß wird ein Bauteilrohling aus einem Schaumkunststoff hergestellt. Insbesondere umfasst der Schaumkunststoff Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol, Polybutylenterepthalat, Polyethylenterephthalat, Polycarbonate oder einem Biopolymer. Der Schaumkunststoff kann beispielsweise durch Schaumextrusion erzeugt werden. Ferner kann es vorgesehen sein, dass der Schaumkunststoff aus einem
Kunststoffgranulat erzeugt wird und beispielsweise physikalisch oder mechanisch geschäumt wird. Insbesondere wird der Schaumkunststoff in einer Form, beispielsweise einer Negativform, hergestellt. Der Bauteilrohling ist nach dem Abkühlen insbesondere formstabil. Ferner kann der Schaumkunststoff Schaumstoffpartikel umfassen und/oder aus Schaumpartikel hergestellt sein.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein Endlosfilament extrudiert. Das extrudierte Endlosfilament bildet ein Extrudat. Das Extrudat umfasst insbesondere eine
Kunststoffmatrix und die Verstärkungsfaser, wobei die Verstärkungsfaser vorzugsweise vollständig in der Kunststoffmatrix eingebettet ist. Das Endlosfilament kann eine Endlosfaser umfassen und im Speziellen ein Endlosfaserbündel aufweisen.
Beispielsweise umfasst das Faserbündel, welches das Endlosfilament bildet, mehr als drei Einzelfasern und im Speziellen mehr als fünf Einzelfasern. Das Endlosfilament und/oder Extrudat weist vorzugsweise eine Länge von mehr als einem Meter und im Speziellen von mehr als zehn Metern auf. Insbesondere wird das Extrudat aus dem Endlosfilament in einem kontinuierlichen Extrudierprozess gebildet. Das Bilden des Extrudats erfolgt vorzugsweise unter Zuhilfenahme einer Extrusionsdüse. Das Extrudat bildet insbesondere ein Endlosextrudat. Das Endlosfilament wird auf den Bauteilrohling extrudiert. Beispielsweise wird dazu die Extrusionsdüse über den Bauteilrohling geführt, alternativ kann der Bauteilrohling an der Extrusionsdüse vorbei geführt werden. Bei dem Extrudieren des Endlosfilaments auf den Bauteilrohling wird das Extrudat auf den Bauteilrohling abgelegt.
Das Extrudat kann insbesondere wabenförmig, netzförmig und/oder anderweitig zweidimensional oder dreidimensional ausgebildet sein und/oder abgelegt werden. Das Extrudat weist beim Extrudieren auf den Bauteilrohling eine Extrudattemperatur auf, die größer als die Erweichungstemperatur des Schaumkunststoffes ist. Vorzugsweise ist die Extrudattemperatur größer als 85 Grad Celsius und insbesondere größer als 150 Grad Celsius.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Extrudat mit der Extrudattemperatur, die größer als die Erweichungstemperatur des Schaumkunststoffes ist und vorzugsweise größer als 85 bzw. 150 Grad Celsius beträgt, mit dem Bauteilrohling verbunden, insbesondere in den Bauteilrohling einsinken gelassen und/oder eingepresst und/oder aufgepresst. Das Extrudat mit der Filamenttemperatur kontaktiert eine Oberfläche des Bauteilrohlings. Dabei wird ein Teil des Schaumkunststoffes und/oder die Oberfläche des Bauteilrohlings aufgeschmolzen, wodurch das Extrudat mit dem Bauteilrohling bzw. dessen Oberfläche verbunden wird. Insbesondere kollabiert ein Teil des
Schaumkunststoffes, sodass sich eine Kerbe bildet und/oder das Extrudat in die
Oberfläche und/oder den Bauteilrohling einsinkt. Vorzugsweise wird das Einsinken durch das Beaufschlagen des Extrudat mit einer Kraft oder einem Druck beschleunigt und/oder unterstützt. Nach dem Einsinken und/oder Einpressen ist das Extrudat stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem Bauteilrohling angeordnet. Der
Bauteilrohling bildet zusammen mit dem eingesunkenen und/oder eingepressten Extrudat insbesondere das Kunststoffbauteil. Das Extrudat kann vorzugsweise vollständig in den Bauteilrohling einsinken und/oder eingepresst werden, alternativ schließt das Extrudat formschlüssig mit einer Oberfläche des Bauteilrohlings ab oder das Extrudat steht teilweise aus dem Bauteilrohling heraus.
Es ist eine Überlegung der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, bei welchem mechanische Kennwerte des Kunststoffbauteils an Stellen, wo es nötig ist, lokal signifikant erhöht werden. Ferner ist es eine Überlegung, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem nur zur Herstellung des Rohlings ein Werkzeug nötig ist, beispielsweise eine Form, wobei zum Verstärken mit dem Filament keine weitere Form nötig ist. Das Verfahren ermöglicht es auch, erhöhte geometrische Freiheit bei der Herstellung des Kunststoffbauteils zu ermöglichen, beispielsweise sind Hinterschnitte möglich, die bei nicht-generativen Verfahren nicht möglich wären. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schritte des Extrudierens der Endlosfilamente auf den Bauteilrohling und das Einpressen und/oder Einsinken des Extrudats mehrmals, insbesondere nacheinander, erfolgen und/oder durchgeführt werden, sodass ein mehrmaliges Aufbringen der Verstärkung möglich ist.
Der Schaumkunststoff ist insbesondere als ein Partikelschaum ausgebildet.
Beispielsweise ist der Partikelschaum aus EPS, EPE oder EPP gebildet. Der
Partikelschaum umfasst dabei vorzugsweise Schaumperlen aus einem thermoplastischen Kunststoff. Der Partikelschaum weist vorzugsweise eine Dichte zwischen 15 und 80 Kilogramm pro Kubikmeter auf. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, ein Kunststoffbauteil bereitzustellen, welches besonders leicht ist, sich jedoch durch eine hohe mechanische Stabilität auszeichnet.
Optional ist, dass das Endlosfilament als ein Commingled-Yarn ausgebildet ist und/oder dass das Extrudat aus dem Commingled-Yarn extrudiert wird und/oder besteht. Der Commingled-Yarn wird von einem Faserbündel gebildet, wobei das Faserbündel eine Verstärkungsfaser aufweist. Die Verstärkungsfaser ist insbesondere eine Faser aus einem Duroplasten oder als eine Kohlenstofffaser oder Siliziumfaser ausgebildet. Die Verstärkungsfaser kann auch als ein Thermoplast mit einem höheren Schmelzpunkt als umhüllende Fasern ausgebildet sein. Die Verstärkungsfaser wird von einer Mehrzahl an weiteren, insbesondere thermoplastischen, Fasern umhüllt. Insbesondere liegen die thermoplastischen Fasern und die Verstärkungsfaser nebeneinander. Beispielsweise wird zur Bildung des Extrudats das Commingled-Yarn zuerst aufgeschmolzen, wobei durch das Aufschmelzen beispielsweise eine stäbchenförmige und/oder schnurförmige Zwischenstruktur entsteht. Die stäbchenförmige und/oder schnurförmige
Zwischenstruktur wird dann erneut aufgeschmolzen und zu dem Extrudat gespritzt und/oder extrudiert und im Speziellen als Extrudat praktifiziert ausgetragen werden. Die in dem Commingled-Yarn verwendeten Fasern und/oder Komponenten weisen ähnliche mechanische Eigenschaften, beispielsweise Festigkeit, Elastizität und/oder Steifigkeit auf. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils mit verbesserten mechanischen Festigkeitseigenschaften bereitzustellen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Extrudat vor und/oder während des Aufbringens, insbesondere während des Einsinkens und/oder während des Einpressens und/oder während des Aufpressens mit einer Wärmequelle erhitzt wird. Beispielsweise wird dazu das Extrudat punktuell, lokal oder global erwärmt und/oder erhitzt. Alternativ und/oder ergänzend kann die Oberfläche des Bauteilrohlings erwärmt werden. Als Wärmequelle kann beispielsweise eine Heißluftquelle, beispielsweise ein Fön, dienen. Alternativ wird die Wärmequelle von einer Strahlungsquelle zur Abstrahlung von Infrarot- und/oder Wärmestrahlung gebildet. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, das Extrudat und/oder die Oberfläche so weit aufzuheizen, dass das Einsinken und/oder das Einpressen in den Bauteilrohling möglichst effizient, schnell und gut gelingt.
Insbesondere kann der Prozess des Einsinkens und/oder das Verfahren in einer temperierten Prozesskammer erfolgen. Insbesondere ist es vorgesehen, dass vor dem Extrudieren des Endlosfilaments auf den Bauteilrohling, der Bauteilrohling ausgekühlt und/oder abkühlen gelassen wird.
Beispielsweise ist der Bauteilrohling einer thermischen Behandlung oder einem thermischen Herstellungsverfahren entsprungen.
Besonders bevorzugt ist es, dass das Extrudat positionsgenau, lagegenau und/oder auf einen vorbestimmten Ort extrudiert oder abgelegt wird. Beispielsweise wird,
insbesondere mit einem Bahnplanungsmodul, ein Pfad bestimmt, entlang dessen das Endlosfilament auf den Bauteilrohling extrudiert wird. Insbesondre erfolgt die
Bahnplanung in einem Weltkoordinatensystem, alternativ erfolgt die Bahnplanung in einem Objektkoordinatensystem, beispielsweise dem des Bauteilrohlings. Vorzugsweise wird das Endlosfilament basierend auf CAD-Daten auf den Bauteilrohling extrudiert.
Das Endlosfilament wird im Speziellen in einem zweidimensionalen oder
dreidimensionalen Muster auf den Bauteilrohling extrudiert und/oder das Extrudat wird gemäß dem Muster abgelegt. Beispielsweise wird das Endlosfilament helixförmig, polygonförmig und/oder entlang einer Stoßstelle oder Naht auf den Bauteilrohling extrudiert. Im Speziellen kann der Pfad entlang dessen das Endlosfilament extrudiert wird ein geschlossener Pfad oder ein offener Pfad sein. Insbesondere wird das
Endlosfilament so auf den Bauteilrohling extrudiert, dass die mechanischen
Eigenschaften, beispielsweise Steifigkeit oder Biegefestigkeit, dem späteren Einsatz des Kunststoffbauteils Sorge tragen. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die
Extrudattemperatur so gewählt wird, dass das Extrudat bis in eine gewünschte Tiefe in den Bauteilrohling einsinkt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Extrudat mittels eines Roboters positioniert wird. Dabei kann beispielsweise eine Düse zum Extrudieren des
Endlosfilaments über den Bauteilrohling bewegt werden. Ferner kann das Endlosfilament auf einen Endeffektor oder Roboterarm extrudiert werden, wobei der Endeffektor oder Roboterarm das Extrudat auf den Bauteilrohling ablegt.
Besonders bevorzugt ist es, dass der Bauteilrohling mindestens zweiteilig ausgebildet ist. Dabei wird der Bauteilrohling beispielsweise aus zwei Bauteilrohlingsteilen gebildet. Beispielsweise bilden die Bauteilrohlingsteile Schalenhälften, welche zu einer Schalung zusammengesetzt werden können. Ferner können die Bauteilrohlingsteile als Platten ausgebildet sein, wobei das Kunststoffbauteil dann beispielsweise einen Plattenverbund bildet. Die Bauteilrohlingsteile sind dabei als Schaumstoffteile ausgebildet. Vorzugsweise verbindet das Endlosfilament mindestens zwei Teile des Bauteilrohlings und/oder mindestens zwei Bauteilrohlingsteile. Beispielsweise wird dazu das
Endlosfilament zwischen die beiden Bauteilrohlingsteile extrudiert, und anschließend die Bauteilrohlingsteile zusammengedrückt und/oder zusammengeführt, sodass das Extrudat in beide einsinkt. Das Extrudat kann abschnittsweise zwischen den
Bauteilrohlingsteilen angeordnet sein, alternativ ist das Extrudat in einem gesamten Kontaktbereich der Bauteilrohlingsteile angeordnet. Das Extrudat ist dabei in die mindestens zwei Teile und/oder beide Bauteilrohlingsteile eingesunken und verbindet insbesondere diese insbesondere stoffschlüssig miteinander. Das Extrudat zwischen den Bauteilrohlingsteilen bildet im Speziellen eine Naht.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das Extrudat klammerförmig ausgebildet ist, wobei das Extrudat klammerförmig mindestens zwei Teile des
Bauteilrohlings verbindet. Beispielsweise bildet das Extrudat eine Klammer mit einem Zentralstück und zwei Schenkel, wobei die Schenkel zwei Bauteilrohlingsteile
kraftschlüssig verbinden. Die Schenkel sinken vorzugsweise jeweils in eine der
Oberflächen der Bauteilrohlinge ein, die einem Kontaktbereich der Bauteilrohlinge abgewandt sind.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Extrudat, das die beiden Teile des
Bauteilrohlings miteinander verbindet, die Stoßstelle zwischen den beiden Teilen versiegelt. Insbesondere zieht sich dabei das Extrudat über die gesamte Stoßstelle des Bauteilrohlings. Im Speziellen verschließt das Extrudat die Stoßstelle in einer
Umlaufrichtung. Dabei kann das Extrudat die Stoßstelle gegen Staub, Schmutz und/oder Feuchtigkeit verschließen, wobei das Extrudat insbesondere selbst wasserabweisend und/oder medienabweisend ausgebildet ist.
Beispielsweise bilden die Bauteilrohlingsteile zwei Hälften und/oder Schalen eines Kanals und/oder einer Leitung, im Speziellen eines Lüftungskanals, wobei das Extrudat an den Stoßstellen die Hälften und/oder Schalen verbindet und ferner ein Eindringen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit in oder aus dem Kanal verhindert. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils bereitzustellen, bei welchem die Verstärkungsstruktur, hier das Extrudat, neben der Verbesserung der mechanischen Stabilität auch einen weiteren Effekt, beispielsweise den des Abdichtens, erfüllt.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass in die Oberfläche des Bauteilrohlings eine Einkerbung eingebracht wird. Beispielsweise wird die Einkerbung thermisch oder mit einem Schneidewerkzeug eingebracht. Insbesondere kann es auch vorgesehen sein, dass die Einkerbung mittels eines Lasers in die Oberfläche des Bauteilrohlings eingebracht wird. Die Einkerbung weist dabei eine Tiefe auf, wobei die Tiefe
vorzugsweise kleiner oder gleich dem Durchmesser des Extrudat ist. Die Breite und/oder der Durchmesser der Einkerbung ist vorzugsweise kleiner oder gleich dem Durchmesser des Extrudats. Das Endlosfilament wird in und/oder auf die Einkerbung extrudiert.
Insbesondere wird nach dem Extrudieren des Endlosfilaments in und/oder auf die Einkerbung das Extrudat in die Einkerbung eingepresst und/oder in die Einkerbung einsinken gelassen und/oder auf die Einkerbung aufgepresst.
Optional ist es vorgesehen, dass der Bauteilrohling auf einer Oberfläche eine Decklage aufweist. Die Decklage ist insbesondere unmittelbar mit dem Schaumkunststoff des Bauteilrohlings verbunden. Die Decklage wird beispielsweise auf den Bauteilrohling aufgespritzt, aufgetragen oder aufgegossen. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass der Bauteilrohling auf die Decklage aufgebracht wird. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Decklage und der Bauteilrohling miteinander verklebt sind. Die Decklage ist dabei vorzugsweise aus einem Duroplasten gebildet. Das Endlosfilament kann auf die Decklage extrudiert werden, wobei das Extrudat beispielsweise durch die Decklage in den Schaumkunststoff des Bauteilrohlings einsinkt. Vorzugsweise ist die Decklage mindestens abschnittsweise perforiert und/oder weist eine Einkerbung auf, wobei in der Einkerbung der Schaumkunststoff freiliegt, wobei das Endlosfilament in die Einkerbung oder den perforierten Abschnitt extrudiert wird und dort in den Schaumkunststoff einsinken kann.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Kunststoffbauteil, wobei das
Kunststoffbauteil aus dem Verfahren wie vorher beschrieben erhältlich ist. Das
Kunststoffbauteil bildet vorzugsweise ein faserverstärktes Kunststoffbauteil.
Beispielsweise ist das Kunststoffbauteil eine ebene Platte. Die ebene Platte kann aus zwei Teilplatten bestehen. Die zwei Teilplatten können dabei beispielsweise die zwei Teile des Bauteilrohlings oder die Bauteilrohlingsteile bilden. Das Extrudat ist zwischen die zwei Platten aufgebracht, wobei das noch heiße Extrudat teilweise in die Platten eingesunken ist und nach dem Abkühlen die beiden Teilplatten zu der Platte verbindet.
Besonders bevorzugt ist es, dass das Kunststoffbauteil ein Formteil bildet. Dabei ist beispielsweise der Bauteilrohling mittels einer Form, beispielsweise einer Negativform, gebildet. Das Extrudat als Versteifung ist entsprechend der Anwendung des
Formbauteils angeordnet. Das Extrudat ist im Formbauteil und insbesondere im Bauteilrohling entsprechend der Form des Formbauteils und/oder beliebig drei- oder zweidimensional angeordnet und/oder eingebettet.
Optional ist es vorgesehen, dass das Kunststoffbauteil aus zwei oder mehr
Bauteilrohlingen oder Bauteilrohlingsteilen besteht, wobei das Extrudat die zwei
Bauteilrohlinge miteinander verbindet, indem es mit jedem der Bauteilrohlinge, insbesondere unmittelbar mit dem jeweiligen Schaumkunststoff verbunden wird. Das Extrudat ist insbesondere in die zwei Bauteilrohlinge teilweise eingesunken und/oder eingepresst und/oder aufgepresst. Das Endlosfilament verbindet die zwei Bauteilrohlinge vorzugsweise stoffschlüssig.
Weitere Vorteile und/oder Wirkungen ergeben sich aus den beigefügten Figuren und deren Beschreibung. Dabei zeigen:
Figuren 1 a und 1 b ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines als Formbauteils ausgebildeten Kunststoffbauteils; Figur 3 ein Kunststoffbauteil aus zwei Halbschalen;
Figur 4 weiteres Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils aus zwei Halbschalen;
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils mit einer Decklage;
Figur 6 ein Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils mit zwei Decklagen;
Figur 7 ein Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils mit versiegelten Stoßstellen.
Figur 1 a zeigt ein Kunststoffbauteil 1 während des Verfahrens zum Herstellen des Kunststoffbauteils 1. Das Kunststoffbauteil 1 weist einen Bauteilrohling 2 aus einem Schaumkunststoff auf. Insbesondere ist der Bauteilrohling 2 aus einem Partikelschaum aufgebaut. Beispielsweise aus expandiertem Polyethylen, expandiertem Polypropylen oder expandiertem Polystyrol. Der Bauteilrohling 2 wird in einer Form geschäumt. Nach dem Schäumen des Bauteilrohlings 2 in der Form wird dieser erkalten gelassen und nach dem Erkalten entnommen. Ferner kann es vorgesehen sein, dass der
Bauteilrohling 2 nach dem Erkalten noch nachbearbeitet wird, beispielsweise geschliffen oder mit einer Decklage versehen wird. Insbesondere kann der Bauteilrohling 2 auch als ein Sandwich-Material mit einem Kern aus Schaumkunststoff ausgebildet sein. Auf den erkalteten Bauteilrohling wird aus einem Endlosfilament ein Extrudat 3 extrudiert. Das Extrudat 3 wird mit einer Extrudattemperatur auf die Oberfläche des Bauteilrohlings extrudiert. Die Extrudattemperatur ist dabei größer als die
Erweichungstemperatur des Partikelschaums und/oder des Schaumkunststoffs. Das Extrudat 3 wird lokal in den Bauteilrohling 2 eingebracht. Das Extrudat 3 mit der Extrudattemperatur schmilzt die Oberfläche des Bauteilrohlings 2 und/oder den
Schaumkunststoff auf. Dadurch kollabiert der Schaumkunststoff in diesem Bereich, sodass das Extrudat 3 einsinkt in den Schaumkunststoff und in den Bauteilrohling 2. Das Einsinken kann durch Ausnutzen der Gravitationskraft geschehen, alternativ und/oder ergänzend wird das Extrudat 3 mit einer Eindrückkraft 4 in den Bauteilrohling 2 eingedrückt.
Das Endlosfilament bildet insbesondere ein Commingled-Yarn, wobei das Commingled- Yarn ein Faserbündel darstellt. Das Faserbündel des Commingled-Yarn umfasst eine Glasfaser oder C-Faser als Verstärkungsfaser und zusätzlich thermoplastische Fasern, wobei die Verstärkungsfaser mit dem Thermoplasten beschichtet ist. Das Commingled- Yarn ist in einem Pultrusionsverfahren mit anschließendem Extrudierverfahren zu dem Endlosfilament 3 extrudiert worden.
Figur 1 b zeigt ein fertiges Kunststoffbauteil 1 , hergestellt mit dem Verfahren. Das Extrudat 3 ist dabei bündig zur Oberfläche des Bauteilrohlings 2 eingesunken und/oder eingedrückt. Das Extrudat 3 ist stoffschlüssig und/oder teilweise form- und/oder kraftschlüssig mit dem Bauteilrohling 2 verbunden. Das Extrudat 3 bildet eine
mechanische Verstärkung für das Kunststoffbauteil 1 und/oder für den Bauteilrohling 2. Das Extrudat 3 realisiert höhere mechanische Kennwerte, beispielsweise Steifigkeit und Biegefestigkeit, des Kunststoffbauteils 1. Ferner ist nur ein Werkzeug zur Herstellung des Bauteilrohlings 2 nötig, zum Aufbringen und Einbringen des Extrudats 3 ist kein spezielles Werkzeug nötig.
Figur 2 zeigt ein Kunststoffbauteil 1 , welches als ein Formbauteil ausgebildet ist. Das Kunststoffbauteil 1 bildet in diesem Beispiel eine Halbschale eines Luftauslasskanals. Das Kunststoffbauteil 1 weist eine dreidimensionale Form auf und ist in eine
Längsrichtung L erstreckt. Das Kunststoffbauteil 1 würde ohne eine Verstärkung zum Verbiegen, Abknicken und/oder Brechen in Längsrichtung L neigen. Um dies zu verhindern, weist das Kunststoffbauteil 1 das Endlosfilament 3 als eine Verstärkung auf. Das Extrudat 3 ist dabei in Längsrichtung L aufgebracht. Ferner kann es auch möglich sein, dass das Extrudat 3 in einer beliebigen zweidimensionalen oder dreidimensionalen Erstreckung und/oder Form in das Kunststoffbauteil 1 integriert ist. Nachdem das Kunststoffbauteil 1 in diesem Ausführungsbeispiel hauptsächlich zum Abknicken in Längsrichtung neigt, ist die Erstreckung des Endlosfilaments in diesem
Ausführungsbeispiel in Längsrichtung.
Figur 3 zeigt ein Kunststoffbauteil 1 , welches von zwei Halbschalen 5a und 5b gebildet wird. Die Halbschalen 5a und 5b bilden insbesondere den Bauteilrohling 2. Die zwei Halbschalen 5a und 5b sind mittels des Extrudat 3 stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden. Das Extrudat 3 ist hier klammerartig ausgebildet und klammert die beiden Halbschalen 5a und 5b zusammen. Das Extrudat 3 ist dabei sowohl in die Halbschale 5a als auch in die Halbschale 5b eingesunken und/oder eingedrückt. Zur Herstellung werden die beiden Halbschalen 5a und 5b, welche auch als
Bauteilrohlingsteile aufgefasst werden können, zusammengebracht und anschließend mit dem Extrudat 3 verbunden, wobei das Extrudat 3 auf beide Halbschalen 5a und 5b extrudiert wird.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kunststoffbauteils 1. Das
Kunststoffbauteil 1 ist wie in Figur 3 aus zwei Halbschalen 5a und 5b gebildet. Die Halbschalen 5a und 5b können wieder als Bauteilrohlingsteile aufgefasst werden. Die Halbschalen 5a und 5b werden aus dem Schaumkunststoff hergestellt, beispielsweise in einer Form geschäumt. Nach dem Erkalten werden die Halbschalen 5a und 5b aus der Form genommen und zusammengebracht, wobei an den Nahtstellen und/oder
Fügestellen zwischen den Halbschalen 5a und 5b das Endlosfilament extrudiert wird, sodass die Stoßstellen zwischen den Halbschalen 5a und 5b durch das Extrudat 3 verschlossen werden. Ferner sinkt das Extrudat 3 teilweise in die beiden Halbschalen 5a und 5b ein, wobei die beiden Halbschalen 5a und 5b so an den Stoßstellen mittels des Extrudats 3 verbunden werden. Das Extrudat 3 versiegelt dabei die Stoßstelle zwischen den Halbschalen 5a und 5b.
Figur 5 zeigt ein Kunststoffbauteil 1 in einem Ausführungsbeispiel mit einer Decklage 6. Die Decklage 6 ist auf einer Oberfläche des Bauteilrohlings 2 und/oder des
Kunststoffbauteils 1 angeordnet. Die Decklage 6 ist aus einem Duroplasten gebildet. Die Decklage 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel nur auf einer Seite angeordnet. Das Extrudat ist in den Bauteilrohling 2, insbesondere den Schaumkern bzw. den
Schaumkunststoff, eingedrungen. Das Einsinken und/oder Eindrücken des Extrudats 3 in den Bauteilrohling 2 bei der Herstellung des Kunststoffbauteils 1 wird durch die Decklage 6 gestoppt. Nachdem die Decklage 6 eine Erweichungstemperatur größer als die Extrudattemperatur aufweist, kann das Extrudat 3 dies nicht aufschmelzen und bleibt so positioniert. Nach dem Abkühlen des Extrudats 3 ist das Extrudat 3 mit dem
Bauteilrohling 2, insbesondere mit dem Schaumkunststoff, verbunden.
Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Kunststoffbauteils 1 , wobei das
Kunststoffbauteil 1 in diesem Ausführungsbeispiel zwei Decklagen 6 aufweist. Die
Decklagen 6 sind dabei auf unterschiedlichen, gegenüberliegenden Seiten des
Bauteilrohlings 2 angeordnet. Um das Extrudat 3 in den Bauteilrohling 2 einsinken lassen zu können, wird die Decklage 6 auf einer Seite eingekerbt. Das Einkerben kann mechanisch, beispielsweise mit einer Säge, erfolgen, ferner kann die Einkerbung mittels eines Lasers eingebracht werden. Das Endlosfilament wird in die Einkerbung extrudiert.
Somit kommt das Extrudat 3 mit dem Schaumkunststoff des Bauteilrohlings 2 in Kontakt, kann diesen aufschmelzen und in den Schaumkunststoff beziehungsweise den
Bauteilrohling 2 einsinken. Die Extrudattemperatur des Extrudat 3 wird dabei so gewählt, dass das Extrudat 3 bündig mit der Decklage 6 abschließt.
Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Bauteilrohlinge 2 mittels des Extrudat 3 zu einem gemeinsamen Kunststoffbauteil 1 zusammengefügt werden. Dabei werden die Bauteilrohlinge 2 so angeordnet, dass zwischen die Bauteilrohlinge 2 das Endlosfilament extrudiert werden kann. Das heiße Extrudat 3 sinkt dabei in beide Bauteilrohlinge 2 ein und verbindet sich mit diesen jeweils stoffschlüssig. Das Extrudat 3 hält dann die beiden Bauteilrohlinge 2 in dem Kunststoffbauteil 1 zusammen.
Bezugszeichenliste
1 Kunststoffbauteil 2 Bauteilrohling
3 Extrudat
4 Eindrückkraft
5a, 5b Halbschale 6 Decklage

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils (1 ), mit den
Verfahrensschritten:
- Herstellung eines Bauteilrohlings (2) aus einem Schaumkunststoff,
- Extrudieren eines Endlosfilaments, das ein Extrudat (3) bildet, auf den Bauteilrohling
(2),
- Aufbringen des Extrudats (3) auf den Bauteilrohling (2) mit einer Extrudattemperatur, die größer als die Erweichungstemperatur des Schaumkunststoffes ist, wodurch ein Teil des Schaumkunststoffes und/oder eine Oberfläche des Bauteilrohlings (2)
aufgeschmolzen wird, wodurch das Extrudat (3) mit dem Bauteilrohling (2) verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat (3) dadurch auf den Bauteilrohling (2) aufgebracht wird, dass es in den Bauteilrohling (2) einsinken gelassen wird und/der eingepresst wird und/oder auf den Bauteilrohling (2) aufgepresst wird.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilrohling (2) aus einem Partikelschaum als Schaumkunststoff hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Extrudat (3) das Endlosfilament aus einem Commingled-Yarn extrudiert wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat (3) vor und/oder während dem Aufbringen mit einer Wärmequelle erhitzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Extrudieren des Endlosfilaments der Bauteilrohling (2) abgekühlt wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosfilament entlang eines vorgeplanten Pfades auf den Bauteilrohling (2) extrudiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat (3) mittels eines Roboters positioniert wird.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilrohling (2) mindestens zweiteilig ausgebildet ist, wobei das Extrudat (3) mindestens zwei Teile des Bauteilrohlings (2) verbindet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat (3) zwischen den Teilen des Bauteilrohlings (2) angeordnet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem
Extrudat (3) eine Stoßstelle zwischen mindestens zwei Teilen des Bauteilrohlings (2) versiegelt wird.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Oberfläche des Bauteilrohlings (2) eine Einkerbung eingebracht wird, wobei das
Extrudat (3) in und/oder auf die Einkerbung extrudiert wird.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Oberfläche des Bauteilrohlings (2) eine Decklage aufgebracht wird.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat (3) werkzeuglos in den Bauteilrohling (2) eingebracht wird.
15. Kunststoffbauteil (1 ) erhältlich durch das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche.
16. Kunststoffbauteil (1 ) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bauteilrohlinge (2) durch das Extrudat (3) verbunden sind, indem das Extrudat (3) mit beiden Bauteilrohlingen (2) verbunden ist.
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