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DE102015209662A1 - Process for producing laminates of fiber-reinforced plastic - Google Patents

Process for producing laminates of fiber-reinforced plastic Download PDF

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DE102015209662A1
DE102015209662A1 DE102015209662.9A DE102015209662A DE102015209662A1 DE 102015209662 A1 DE102015209662 A1 DE 102015209662A1 DE 102015209662 A DE102015209662 A DE 102015209662A DE 102015209662 A1 DE102015209662 A1 DE 102015209662A1
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DE
Germany
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fiber material
longitudinal direction
layers
transverse direction
rovings
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102015209662.9A
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German (de)
Inventor
Markus Lang
Thomas Wettemann
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.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Verfahren zur kontinuierlich-getakteten Herstellung von Laminaten aus faserverstärktem Kunststoff (14), wobei a) endloses Fasermaterial in Längsrichtung (11), die der Transportrichtung durch die Gesamtanlage entspricht, in mehreren Lagen übereinander eingezogen wird, b) das eingezogene Fasermaterial (12) mit Matrixmaterial in einem Tränkbad (3) getränkt wird, c) das getränkte Fasermaterial (13) in einer Presse (4) gepresst wird und ausgehärtet oder konsolidiert wird, ohne dass das Fasermaterial in Längsrichtung vorher abgeschnitten wird, und wobei das Fasermaterial in Längsrichtung (11) eine Vielzahl einzelner, unverbundener Rovings aufweist, die aus einem Spulengatter (1) eingezogen werden und wobei alle Lagen des Fasermaterials (12), die für die Herstellung des Laminates verwendet werden, gemeinsam dem Tränkbad (3) zugeführt werden.Process for the continuous-clocked production of laminates of fiber-reinforced plastic (14), wherein a) endless fiber material in the longitudinal direction (11), which corresponds to the transport direction through the entire system, is drawn in several layers on top of each other, b) the drawn-fiber material (12) C) impregnating the impregnated fiber material (13) in a press (4) and hardening or consolidating it without cutting off the fiber material longitudinally, and wherein the fiber material is longitudinally (11 ) has a plurality of individual, unconnected rovings, which are drawn from a creel (1) and wherein all layers of the fiber material (12), which are used for the production of the laminate, are fed together to the impregnating bath (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von strangförmigen Laminaten aus faserverstärktem Kunststoff, wobei endloses Fasermaterial in Längsrichtung, die der Transportrichtung durch die Gesamtanlage entspricht, eingezogen wird, wobei das eingezogene Fasermaterial mit Matrixmaterial in einem Tränkbad getränkt wird und das getränkte Fasermaterial gepresst und ausgehärtet oder konsolidiert wird, ohne dass das Fasermaterial in Längsrichtung vorher abgeschnitten wird. Faserverstärkter Kunststoff besteht aus Matrixmaterial, das u.a. die Steifigkeit ergibt, und aus Fasern, die in das Matrixmaterial eingebettet sind und die u.a. die Zugfestigkeit liefern. The invention relates to a process for the continuous production of strand-like laminates of fiber-reinforced plastic, wherein endless fiber material in the longitudinal direction, which corresponds to the transport direction through the entire system, is drawn, wherein the retracted fiber material is impregnated with matrix material in a impregnating bath and the impregnated fiber material pressed and cured or consolidated without first cutting off the fiber material longitudinally. Fiber-reinforced plastic consists of matrix material which i.a. which results in rigidity, and of fibers embedded in the matrix material and which i.a. provide the tensile strength.

Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von strangförmigem Laminat, bei denen Fasermaterial als vorverarbeitetes Halbzeug, zum Beispiel in Form von Gewebebändern, von einer oder mehreren Rollen abgewickelt wird und mit Harz getränkt und gepresst wird. Ebenso ist bekannt solches Laminat herzustellen, in dem einzelne Halbzeuglagen zugeschnitten, mit Harz getränkt und gestapelt werden und dieser Stapel dann zum Laminat verpresst und ausgehärtet wird. Die dafür benötigten Halbzeuge sind allerdings vergleichsweise teuer. Methods are known for the production of strand-like laminate in which fiber material is processed as a pre-processed semi-finished, for example in the form of fabric tapes, of one or more rollers and impregnated with resin and pressed. It is also known to produce such a laminate in which individual semi-finished layers are cut, soaked with resin and stacked, and this stack is then pressed into the laminate and cured. The required semi-finished products, however, are relatively expensive.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellverfahren zu entwickeln, dass geringere Herstellkosten und eine hohe Produktivität aufweist. The object of the invention is to develop a manufacturing method that has lower manufacturing costs and high productivity.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Das Verfahren wird kontinuierlich-getaktet durchgeführt., wobei

  • a) endloses Fasermaterial in Längsrichtung, die der Transportrichtung durch die Gesamtanlage entspricht, in mehreren Lagen übereinander eingezogen wird,
  • b) das eingezogene Fasermaterial mit Matrixmaterial in einem Tränkbad getränkt wird,
  • c) das getränkte Fasermaterial gepresst wird und ausgehärtet oder konsolidiert wird, ohne dass das Fasermaterial in Längsrichtung vorher abgeschnitten wird, und wobei das Fasermaterial in Längsrichtung eine Vielzahl einzelner, unverbundener Rovings aufweist, die aus einem Spulengatter eingezogen werden und dass alle Lagen des Fasermaterials, die für die Herstellung des Laminates verwendet werden, gemeinsam dem Tränkbad zugeführt werden. Die Schritte a, b, c werden nacheinander ausgeführt. Während des Schließ-, Press- und Öffnungsvorganges der Presse wird der Transport des Fasermaterials angehalten. Danach läuft er weiter, bis der nächste Schließ-, Press- und Öffnungsvorgang folgt. Durch die Verweilzeit in der Presse wird das Herstellverfahren getaktet. Die direkte Verwendung von Rovings ermöglicht eine günstigere Herstellung. Dadurch dass alle Lagen des Fasermaterials gemeinsam in einem Tränkprozeß mit Matrixmaterial imprägniert werden, ist eine hohe Produktionsrate möglich.
The object is achieved by a method according to claim 1. The method is carried out continuously-clocked, wherein
  • a) endless fiber material in the longitudinal direction, which corresponds to the transport direction through the entire system, is drawn in several layers one above the other,
  • b) the drawn-in fiber material is impregnated with matrix material in an impregnating bath,
  • c) the impregnated fibrous material is pressed and cured or consolidated without longitudinal cutting of the fibrous material, and wherein the longitudinal fibrous material comprises a plurality of discrete, unconnected rovings drawn from a creel and all the layers of fibrous material, which are used for the production of the laminate, are fed together to the impregnating bath. The steps a, b, c are carried out in succession. During the closing, pressing and opening process of the press, the transport of the fiber material is stopped. He then continues running until the next closing, pressing and opening process follows. By the residence time in the press, the manufacturing process is clocked. The direct use of rovings allows a cheaper production. Because all layers of the fiber material are impregnated together with matrix material in an impregnation process, a high production rate is possible.

Als Fasermaterial werden bevorzugt Kohlenstofffasern verwendet. Es können aber auch Glasfasern, Aramidfasern oder andere Verstärkungsfasern sowie Kombinationen daraus verwendet werden. Rovings sind Garnbündel, die aus unverdrehten Endlosfasern bestehen und gleichzeitig von einer Spule oder aus einem Knäuel abgewickelt werden. Dabei können die Rovings aus bis zu mehreren Zehntausend Einzelgarnen, die auch Filamente genannt werden, bestehen. Das Matrixmaterial kann ein Thermoplast oder ein Duromer sein. Als Duromer kann beispielsweise Epoxyharz verwendet werden. Carbon fibers are preferably used as the fiber material. However, it is also possible to use glass fibers, aramid fibers or other reinforcing fibers and combinations thereof. Rovings are bundles of yarn that consist of untwisted endless fibers and are simultaneously unwound from a bobbin or a ball. The rovings can consist of up to several ten thousand single yarns, which are also called filaments. The matrix material may be a thermoplastic or a duromer. As a thermoset epoxy resin can be used, for example.

Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung, die das Verfahren hinsichtlich Produktivität, Herstellkosten und Einsetzbarkeit für verschiedene Laminat-Produkte zusätzlich verbessern, finden sich in den Unteransprüchen. Further advantageous features of the embodiment according to the invention, which additionally improve the process in terms of productivity, production costs and usability for various laminate products, can be found in the subclaims.

Um eine gute und gleichmäßige Verteilung des Fasermaterials über der Breite zu erzeugen, ist es von Vorteil, das Fasermaterial in Längsrichtung vor der Zuführung zum Tränkbad in einer Materialaufbereitungseinheit zu spreizen. In order to produce a good and uniform distribution of the fiber material across the width, it is advantageous to spread the fiber material in the longitudinal direction before being fed to the impregnating bath in a material processing unit.

Weiterhin kann das Fasermaterial vor der Zuführung zum Tränkbad in einer Fixiereinheit fixiert werden. Dadurch wir gewährleistet, dass das Fasermaterial in der Position bleibt, die für die Verteilung im späteren Laminat gewünscht ist, und sich nicht mehr durch den Transport in der Anlage verschiebt. Furthermore, the fiber material can be fixed in a fixing unit before being fed to the impregnating bath. This ensures that the fiber material remains in the position that is desired for distribution in the later laminate, and no longer shifts through the transport in the system.

In einer bevorzugten Ausführung wird dem getränkten Fasermaterial in der Presse ein Längs- oder Querprofil aufgeprägt, insbesondere ein sich in Längs- oder Querrichtung wiederholendes Rippen- oder Wellenprofil. So kann beispielsweise ein wellenförmiges Laminat kontinuierlich hergestellt werden. Durch den getakteten Prozess ist das möglich. Die Wellenberge verlaufen dabei entweder in Querrichtung oder in Längsrichtung. Die Wellen können dabei eine abgerundete oder eine kantige Form aufweisen. In a preferred embodiment, the impregnated fiber material in the press is impressed with a longitudinal or transverse profile, in particular a rib or wavy profile which repeats in the longitudinal or transverse direction. For example, a wave-shaped laminate can be produced continuously. This is possible with the clocked process. The wave crests extend either in the transverse direction or in the longitudinal direction. The waves can have a rounded or an edged shape.

Eine besonders hohe Produktivität bei geringen Herstellkosten ist erzielbar, wenn das Fasermaterial in Längsrichtung überwiegend, insbesondere ausschließlich, aus einzelnen, unverbundenen Rovings besteht. Wenn für das zu produzierende Laminat vor allem Wert auf eine Zugfestigkeit in Längsrichtung gelegt wird, kann es ausreichend sein, ausschließlich Fasermaterial in Längsrichtung einzubringen. A particularly high productivity with low production costs can be achieved if the fiber material consists predominantly in the longitudinal direction, in particular exclusively, of individual, unconnected rovings. If the laminate to be produced is above all concerned with a tensile strength in the longitudinal direction, it may be sufficient to exclusively introduce fiber material in the longitudinal direction.

Um eine größere Variantenvielfalt bei der Herstellung von Laminat zu ermöglichen, können zusätzlich zu den Rovings auch noch Gewebe- oder Gelege- oder Vlieslagen als Fasermaterial in Längsrichtung eingebracht werden. Diese zusätzlichen Lagen werden in jedem Fall auch vor dem Tränkbad eingebracht. Bevorzugt werden sie auf der Oberseite und/oder auf der Unterseite des Lagenstapels aus Rovings eingebracht. In order to allow a greater variety of variants in the production of laminate, can In addition to the rovings, fabric or scrim or nonwoven layers may also be introduced as a fiber material in the longitudinal direction. These additional layers are always introduced before the impregnation bath. Preferably, they are introduced on the upper side and / or on the underside of the layer stack of rovings.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn vor der Zuführung zum Tränkbad auf und/oder zwischen die Lagen aus Fasermaterial in Längsrichtung zusätzlich Fasermaterial in Querrichtung eingezogen wird, welches vor dem Weitertransport des Fasermaterials zum Tränkbad abgeschnitten wird. Durch das Einbringen von Fasermaterial in Querrichtung, kann Laminat hergestellt werden, das auch in Querrichtung eine erhöhte Zugfestigkeit aufweist. Das Fasermaterial in Querrichtung kann beispielsweise mit einem Greifer, der in Querrichtung linear verfahren wird, eingezogen werden oder mit einer entsprechenden Reihe von nebeneinander angeordneten Greifern. Nach dem Einziehen einer Lage wird das Fasermaterial in Querrichtung abgeschnitten. Der Einziehvorgang in Querrichtung erfolgt bevorzugt parallel während des Pressvorganges, das heißt dann, wenn der Transportvorgang unterbrochen ist. Die Taktung ist insbesondere so abgestimmt, dass eine hohe Produktivität erreicht wird. Furthermore, it is advantageous if in addition to the feed to the impregnating bath on and / or between the layers of fiber material in the longitudinal direction additionally fiber material is drawn in the transverse direction, which is cut off before the further transport of the fiber material to the impregnating bath. By introducing fiber material in the transverse direction, laminate can be produced which also has an increased tensile strength in the transverse direction. The fiber material in the transverse direction can be pulled in, for example, with a gripper, which is moved linearly in the transverse direction, or with a corresponding row of juxtaposed grippers. After drawing in a layer, the fiber material is cut off transversely. The pulling-in process in the transverse direction preferably takes place in parallel during the pressing process, that is to say when the transport process is interrupted. The timing is especially tuned to achieve high productivity.

Bevorzugt besteht das Fasermaterial in Querrichtung überwiegend, insbesondere ausschließlich aus einzelnen, unverbundenen Rovings, die aus einem weiteren Spulengatter eingezogen werden. So kann die erhöhte Festigkeit des Laminats in Querrichtung erzeugt werden, ohne dass deshalb auf teurere Halbzeuge als Ausgangsmaterial zurückgegriffen werden, welche bereits entsprechend mit Fasern in Längs- und Querrichtung vorkonfektioniert sind.Preferably, the fiber material in the transverse direction consists predominantly, in particular exclusively of individual, unconnected rovings, which are drawn from a further creel. Thus, the increased strength of the laminate can be produced in the transverse direction, without therefore resorting to more expensive semi-finished products as a starting material, which are already pre-fabricated accordingly with fibers in the longitudinal and transverse directions.

Um eine gute Faserstruktur im Laminat erzeugen zu können, wird bevorzugt in mehreren Ebenen, die jeweils durch mindestens eine Lage von Fasermaterial in Längsrichtung voneinander getrennt sind, Fasermaterial in Querrichtung eingezogen wird. Das heißt es kann nicht nur auf der Ober- oder der Unterseite des Lagenstapels Fasermaterial in Querrichtung eingezogen werden, sondern auch zwischen zwei Lagen aus Fasermaterial in Längsrichtung. Somit ist Laminat mit einem flexiblen Aufbau der Faserstruktur je nach Anforderung herstellbar. Das Einziehen mehrerer Lagen von Fasermaterial in Querrichtung kann mit einem Greifer oder einer Reihe von nebeneinander angeordneten Greifern nacheinander erfolgen, wenn diese höhenverstellbar sind. In order to be able to produce a good fiber structure in the laminate, it is preferred to feed fiber material in the transverse direction in a plurality of planes which are separated from each other by at least one layer of fiber material in the longitudinal direction. That is, it can be fed not only on the top or the bottom of the ply stack fiber material in the transverse direction, but also between two layers of fiber material in the longitudinal direction. Thus, laminate with a flexible structure of the fiber structure can be produced as required. The drawing in of several layers of fiber material in the transverse direction can take place successively with a gripper or a series of juxtaposed grippers, if these are adjustable in height.

Um eine hohe Produktivität auch bei Einbringen von Fasermaterial in Querrichtung zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn das Fasermaterial in Querrichtung in mehreren Ebenen gleichzeitig auf und/oder zwischen die Lagen aus Fasermaterial in Längsrichtung eingezogen wird. Dazu können zum Beispiel mehrere Greifer die auf unterschiedlicher Höhe positioniert sind und die in Querrichtung verfahrbar sind, verwendet werden. In order to achieve a high productivity even when introducing fiber material in the transverse direction, it is advantageous if the fiber material is drawn in the transverse direction in several planes simultaneously on and / or between the layers of fiber material in the longitudinal direction. For this purpose, for example, a plurality of grippers which are positioned at different heights and which are movable in the transverse direction can be used.

Nach der Presse, die das Laminat presst, können noch weitere Aggregate folgen. So kann eine zusätzliche Heizeinrichtung, zum Beispiel ein Heizstrahler vorhanden sein, der das gepresste Laminat so erwärmt, dass es weiter aushärtet. Im Falle von Thermoplast als Matrixmaterial kann auch eine Kühlvorrichtung vorhanden sein, die das konsolidierte Material weiter abkühlt. After the press that presses the laminate, other aggregates can follow. Thus, an additional heating device, for example a radiant heater may be present, which heats the pressed laminate so that it hardens further. In the case of thermoplastic as the matrix material, there may also be a cooling device which further cools the consolidated material.

Das Aushärten oder Konsolidieren kann allerdings auch im Wesentlichen in der Presse erfolgen. So kann die Pressform beispielsweise mit einer Heiz- oder Kühleinrichtung ausgestattet sein. Nach dem Aushärten oder Konsolidieren des Matrixmaterials kann eine Schneideinheit folgen, die das strangförmige Laminat auf die gewünschte Länge zuschneidet. Falls kein starkes Rippen- oder Wellenprofil eingeprägt wurde, kann auch eine Aufwickelvorrichtung folgen, die das strangförmige Laminat zu größeren Rollen aufwickelt. Hardening or consolidation, however, can also be done essentially in the press. For example, the mold can be equipped with a heating or cooling device. After curing or consolidation of the matrix material, a cutting unit may follow which will cut the rope-shaped laminate to the desired length. If a strong rib or wave profile has not been impressed, a winding device can also follow, which winds the strand-shaped laminate into larger rolls.

Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Einzelnen: By way of embodiments, further advantageous embodiments of the invention will be explained with reference to the drawings. The features mentioned can not only be implemented advantageously in the illustrated combination, but also individually combined with each other. The figures show in detail:

1 Seitenansicht einer Anlage zur Durchführung einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens 1 Side view of a plant for carrying out a variant of the method according to the invention

2 Seitenansicht einer weiteren Anlage zur Durchführung einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Einbringen von Fasermaterial in Querrichtung 2 Side view of another system for carrying out a variant of the method according to the invention with introduction of fiber material in the transverse direction

3 Draufsicht der weiteren Anlage 3 Top view of the further plant

4 Seitenansicht noch einer weiteren Anlage zur Durchführung einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens 4 Side view of yet another system for carrying out a variant of the method according to the invention

Nachfolgend werden die Figuren detaillierter beschrieben. In 1 sind für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Aggregate beispielhaft dargestellt. Aus dem Spulengatter 1 werden zahlreiche Rovings von den Rovingspulen 10 abgewickelt. Das Fasermaterial in Längsrichtung besteht bei dem hier beschriebenen Beispiel ausschließlich aus Rovings. Dargestellt sind in diesem Beispiel zudem vier Lagen 11 aus Fasermaterial in Längsrichtung. Es können selbstverständlich auch mehr oder weniger Lagen gebildet werden. Jede Lage kann aus einer Vielzahl von Rovings nebeneinander und zum Teil auch übereinander bestehen. In der Materialaufbereitung 2 können die Rovings gespreizt werden, so dass sie eine gewünschte Verteilung in Querrichtung aufweisen. Auch eine weitere Behandlung, wie etwa eine Bebinderung ist denkbar. Dann wird das eingezogene Fasermaterial 12 zusammengeführt und dem Tränkbad 3 zugeführt. Dort wird es mit Matrixmaterial imprägniert. Das Matrixmaterial ist beispielsweise ein duromeres Harz, mit dem das Tränkbad gefüllt wird. Das getränkte Fasermaterial 13 wird dann zur Presse 4 geführt. Die Presse wird nun geschlossen, das Laminat gepresst und nach einer gewissen Presszeit wird die Presse wieder geöffnet. Während dieses Pressvorgangs wird der Transport des Fasermaterials angehalten. Nach dem Öffnen wird das gepresste Laminat 14 weitertransportiert und wieder neues getränktes Fasermaterial 13 der Presse 4 zugeführt. Dadurch entsteht die Taktung des kontinuierlichen Herstellverfahrens. Nicht dargestellt sind eventuell vorhandene weitere Aggregate, wie Heizstrahler zum weiteren Aushärten, Schneideinheiten oder Aufwickelvorrichtungen. The figures are described in more detail below. In 1 Aggregates used for the process of the invention are exemplified. From the creel 1 are numerous rovings from the roving coils 10 settled. The fiber material in the longitudinal direction consists in the example described here exclusively of rovings. Also shown are four layers in this example 11 made of fiber material in the longitudinal direction. Of course, more or fewer layers can be formed. Every situation can be one Variety of rovings next to each other and partly over each other. In material processing 2 For example, the rovings can be spread so that they have a desired transverse distribution. Another treatment, such as a Bebinderung is conceivable. Then the retracted fiber material 12 merged and the drinking bath 3 fed. There it is impregnated with matrix material. The matrix material is, for example, a thermosetting resin with which the impregnating bath is filled. The impregnated fiber material 13 then becomes the press 4 guided. The press is now closed, the laminate pressed and after a certain pressing time, the press is opened again. During this pressing process, the transport of the fiber material is stopped. After opening, the pressed laminate becomes 14 transported further and again new soaked fiber material 13 the press 4 fed. This creates the timing of the continuous manufacturing process. Not shown are any other existing aggregates, such as radiant heaters for further curing, cutting units or winders.

Um ein Verkleben des noch nicht ausgehärteten Matrixmaterials mit den Oberflächen der Pressform zu vermeiden, können eine oder mehrere Trennfolien 30 auf der Oberseite und der Unterseite des getränkten Fasermaterials 13 mitgeführt werden. Sie können von einer geeigneten Abrolleinrichtung kontinuierlich zugeführt werden und nach der Presse 4 wieder abgezogen werden. Die Presse 4 kann beheizte Pressformen haben, um damit beim Pressen ein Aushärten des Harzmaterials zu bewirken. Bei Einsatz von Thermoplast als Matrixmaterial kann optional vor der Presse 4 eine Aufheizeinrichtung vorhanden sein und die Presse 4 kann eine Kühlvorrichtung aufweisen, so dass das Konsolidieren unterstützt wird. In order to avoid sticking of the uncured matrix material to the surfaces of the mold, one or more release liners may be used 30 on the top and bottom of the impregnated fiber material 13 be carried along. They can be fed continuously by a suitable unwinding device and after the press 4 be deducted again. The press 4 may have heated dies to effect curing of the resin material during pressing. When using thermoplastic as a matrix material may optionally be in front of the press 4 a heating device will be present and the press 4 may have a cooling device, so that the consolidation is supported.

Der Transport des Fasermaterials durch die Anlage erfolgt durch eine geeignete Transportvorrichtung. Beispielsweise kann vor dem Tränkbad 3 und nach der Presse 4 jeweils ein Zugwerk eingesetzt werden. The transport of the fiber material through the system is carried out by a suitable transport device. For example, before the drinking bath 3 and after the press 4 each a train are used.

2 zeigt beispielhaft eine Anlage mit der zusätzlich Fasermaterial in Querrichtung eingezogen werden kann. Dargestellt sind Greifer 5, die in Querrichtung verfahrbar sind und so Fasermaterial in Querrichtung zwischen die Lagen 11 einziehen können. Die Greifer 5 können auch aus einer Reihe von nebeneinander angeordneten Greifern bestehen. Gezeigt sind beispielhaft drei Ebenen, auf denen Fasermaterial in Querrichtung eingezogen werden kann. Jeweils angeordnet zwischen zwei Lagen 11 aus Fasermaterial in Längsrichtung. Werden die mehreren Lagen von Fasermaterial in Querrichtung auf den verschiedenen Ebenen gleichzeitig eingezogen, so ist eine hohe Ablegerate bezüglich dieser Lagen möglich. Der Transportvorgang muss nur kurz angehalten werden. Nach dem Einbringen des Fasermaterials in Querrichtung ist eine Fixierstation 6 vorgesehen, die zum Beispiel Bindermaterial aufbringt und/oder aktiviert, um die Lagen aus Fasermaterial vor dem Imprägnieren im Tränkbad 3 zu fixieren. 2 shows an example of a plant with the additional fiber material can be fed in the transverse direction. Shown are grapples 5 which are transversely movable and so fiber material in the transverse direction between the layers 11 can move in. The grippers 5 may also consist of a series of juxtaposed grippers. Shown are exemplary three levels on which fiber material can be fed in the transverse direction. Each arranged between two layers 11 made of fiber material in the longitudinal direction. If the multiple layers of fiber material are drawn in at the same time on the different planes at the same time, a high rate of deposition with respect to these layers is possible. The transport process must be stopped only briefly. After the introduction of the fiber material in the transverse direction is a fuser 6 provided, for example, applying binder material and / or activated to the layers of fiber material before impregnation in the impregnating bath 3 to fix.

Die weiteren Verfahrensschritte und Anlagen-Aggregate sind so, wie bei 1 beschrieben, ausgeführt. The further process steps and plant aggregates are as in 1 described, executed.

In 3 ist die Draufsicht der in 2 gezeigten Anlage dargestellt. Gezeigt ist eine Variante, bei der das Fasermaterial in Querrichtung ebenfalls ausschließlich aus Rovings besteht. Es ist aber genauso möglich zusätzlich zu den Rovings oder als Alternative zu den Rovings Fasermaterial in Querrichtung als Gewebe, Gelege oder Vlieslagen einzuziehen. In 3 is the top view of in 2 shown system shown. Shown is a variant in which the fiber material in the transverse direction also consists exclusively of rovings. However, it is equally possible in addition to the rovings or as an alternative to the rovings to collect fiber material in the transverse direction as tissue, scrim or nonwoven layers.

Auch das Fasermaterial in Querrichtung kann in einer Materialaufbereitung 2a zum Beispiel gespreizt werden. Ebenso kann hier Bindermaterial aufgebracht werden, welches später in der Fixierstation 6 aktiviert wird. Die Greifer 5 ziehen das Fasermaterial in Querrichtung 21 ein, indem sie es an der Materialaufbereitung 2a abholen und quer durch die Anlage ziehen. Dazu ist eine Zugeinheit 8 vorgesehen. Bevorzugt erfolgt das in einer einfachen Linearbewegung der Greifer 5. Nach dem Einziehen wird das Fasermaterial in Querrichtung 21 durch die Schneideinheit 7 abgetrennt. Dann kann das gesamte Fasermaterial in Transportrichtung der Gesamtanlage weitertransportiert werden. Diese Transportrichtung ist als Pfeil dargestellt. Als Option ist hier eine Transportvorrichtung 9 zwischen Tränkbad 3 und Presse 4 dargestellt. Die Trennfolien 30, die optional verwendet werden können, sind in dieser Darstellung nicht gezeigt. Also, the fiber material in the transverse direction can be in a material processing 2a for example, be spread. Likewise, here binder material can be applied, which later in the fuser 6 is activated. The grippers 5 pull the fiber material in the transverse direction 21 by putting it to the material processing 2a pick up and pull across the plant. This is a train unit 8th intended. This is preferably done in a simple linear movement of the gripper 5 , After drawing, the fiber material becomes transversal 21 through the cutting unit 7 separated. Then, the entire fiber material can be transported in the transport direction of the entire system. This transport direction is shown as an arrow. As an option, here is a transport device 9 between drinking bath 3 and press 4 shown. The release films 30 , which may optionally be used, are not shown in this illustration.

Die in 4 gezeigte Variante enthält zusätzlich zum Spulengatter 1, aus dem Rovings abgezogen werden, noch mehrere Rollen 15 mit Gewebe oder Gelege oder Vlies oder Kombinationen daraus, von denen weiteres Fasermaterial in Längsrichtung abgezogen wird. Im dargestellten Beispiel werden diese weiteren Lagen auf der Oberseite und auf der Unterseite eingebracht. Sie können aber auch so abgewickelt werden, dass sie zwischen die Lagen aus Rovings eingezogen werden. Zusammen mit den Rovings stellen sie das Fasermaterial in Längsrichtung 11 dar. In the 4 variant shown in addition to the creel 1 from which rovings are deducted, even more roles 15 with fabric or scrim or non-woven fabric or combinations thereof, from which further fiber material is drawn off in the longitudinal direction. In the example shown, these additional layers are introduced on the top and on the bottom. But they can also be handled so that they are fed between the layers of rovings. Together with the rovings, they set the fiber material lengthwise 11 represents.

Auch hier ist wiederum als Beispiel eine Variante mit der Möglichkeit, Fasermaterial in Querrichtung einzuziehen, gezeigt. Gegebenenfalls kann auch das Fasermaterial in Querrichtung ganz oder teilweise aus Gewebe, Gelege oder Vlieslagen bestehen. Wie zuvor beschrieben, werden die weiteren Verfahrensschritte ausgeführt. Again, as an example, a variant with the ability to feed fiber material in the transverse direction, shown. Optionally, the fiber material in the transverse direction may consist wholly or partly of fabric, scrim or nonwoven layers. As described above, the further method steps are carried out.

Generell ist auch eine andere Kombination der hier beschriebenen, einzelnen Merkmale für die erfindungsgemäße Ausführung des Verfahrens möglich. In general, another combination of the individual features described here for the execution of the method according to the invention is possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Spulengatter für Rovings in Längsrichtung Creel for rovings in longitudinal direction
1a1a
Spulengatter für Rovings in Querrichtung Creel for rovings in transverse direction
22
Materialaufbereitung für Fasermaterial in Längsrichtung Material preparation for fiber material in the longitudinal direction
2a2a
Materialaufbereitung für Fasermaterial in Querrichtung Material preparation for fiber material in the transverse direction
33
Tränkbad impregnating bath
44
Presse Press
55
Greifer grab
66
Fixierstation fuser
77
Schneideinheit cutting unit
88th
Zugeinheit tractor
99
Transportvorrichtung transport device
1010
Rovingspule roving
1111
Lage aus Fasermaterial in Längsrichtung Layer of fiber material in the longitudinal direction
1212
eingezogenes Fasermaterial vor Tränkbad pulled-in fiber material before impregnation bath
1313
getränktes Fasermaterial impregnated fiber material
1414
gepresstes Laminat pressed laminate
1515
Rollen mit Gewebe, Gelege oder Vlies Rolls with fabric, scrim or fleece
2020
Rovingspule für Querrichtung Roving coil for transverse direction
2121
Fasermaterial in Querrichtung Fiber material in the transverse direction
3030
Trennfolie release film
→→
Längsrichtung = Transportrichtung durch die AnlageLongitudinal direction = transport direction through the system

Claims (10)

Verfahren zur kontinuierlich-getakteten Herstellung von Laminaten aus faserverstärktem Kunststoff (14), wobei a) endloses Fasermaterial in Längsrichtung (11), die der Transportrichtung durch die Gesamtanlage entspricht, in mehreren Lagen (11) übereinander eingezogen wird, b) das eingezogene Fasermaterial (12) mit Matrixmaterial in einem Tränkbad (3) getränkt wird, c) das getränkte Fasermaterial (13) in einer Presse (4) gepresst wird und ausgehärtet oder konsolidiert wird, ohne dass das Fasermaterial in Längsrichtung vorher abgeschnitten wird, und wobei das Fasermaterial in Längsrichtung (11) eine Vielzahl einzelner, unverbundener Rovings aufweist, die aus einem Spulengatter (1) eingezogen werden und wobei alle Lagen des Fasermaterials (12), die für die Herstellung des Laminates verwendet werden, gemeinsam dem Tränkbad (3) zugeführt werden.Process for the continuous-clocked production of laminates of fiber-reinforced plastic ( 14 ), wherein a) endless fiber material in the longitudinal direction ( 11 ), which corresponds to the transport direction through the entire system, in several layers ( 11 ) is pulled over one another, b) the drawn fiber material ( 12 ) with matrix material in an impregnating bath ( 3 ), c) the impregnated fiber material ( 13 ) in a press ( 4 ) and is cured or consolidated without longitudinal cutting of the fiber material, and wherein the fiber material is longitudinally stretched ( 11 ) has a plurality of individual, unconnected rovings consisting of a creel ( 1 ) and wherein all layers of the fiber material ( 12 ), which are used for the production of the laminate, together the impregnating bath ( 3 ). Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial in Längsrichtung (11) gespreizt wird. A method according to claim 1, characterized in that the fiber material in the longitudinal direction ( 11 ) is spread. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial (12) vor der Zuführung zum Tränkbad in einer Fixiereinheit (6) fixiert wird. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the fiber material ( 12 ) before being added to the impregnating bath in a fixing unit ( 6 ) is fixed. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass dem getränkten Fasermaterial (13) in der Presse (4) ein Längs- oder Querprofil aufgeprägt wird, insbesondere ein sich in Längs- oder Querrichtung wiederholendes Rippen- oder Wellenprofil. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the impregnated fiber material ( 13 ) in the press ( 4 ) a longitudinal or transverse profile is impressed, in particular a repetitive in the longitudinal or transverse direction rib or wave profile. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial in Längsrichtung (11) überwiegend, insbesondere ausschließlich, aus einzelnen, unverbundenen Rovings besteht. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber material in the longitudinal direction ( 11 ) consists predominantly, in particular exclusively, of individual, unconnected rovings. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial in Längsrichtung (11) zusätzlich zu den Rovings noch Gewebe- oder Gelege- oder Vlieslagen aufweist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber material in the longitudinal direction ( 11 ) in addition to the rovings still tissue or Gelege- or nonwoven layers. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass vor der Zuführung zum Tränkbad (3) auf und/oder zwischen die Lagen (11) aus Fasermaterial in Längsrichtung zusätzlich Fasermaterial in Querrichtung (21) eingezogen wird, welches vor dem Weitertransport des Fasermaterials zum Tränkbad (3) abgeschnitten wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that before being fed to the impregnating bath ( 3 ) on and / or between the layers ( 11 ) of fiber material in the longitudinal direction additionally fiber material in the transverse direction ( 21 ), which before the further transport of the fiber material to the impregnating bath ( 3 ) is cut off. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial in Querrichtung (21) überwiegend, insbesondere ausschließlich aus einzelnen, unverbundenen Rovings besteht, die aus einem weiteren Spulengatter (1a) eingezogen werden.A method according to claim 7, characterized in that the fiber material in the transverse direction ( 21 ) consists predominantly, in particular exclusively of individual, unconnected rovings consisting of a further creel ( 1a ). Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren Ebenen, die jeweils durch mindestens eine Lage von Fasermaterial in Längsrichtung (11) voneinander getrennt sind, Fasermaterial in Querrichtung (21) eingezogen wird. A method according to claim 7 or 8, characterized in that in several planes, each by at least one layer of fiber material in the longitudinal direction ( 11 ) are separated from each other, fiber material in the transverse direction ( 21 ) is fed. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial in Querrichtung (21) in mehreren Ebenen gleichzeitig auf und/oder zwischen die Lagen aus Fasermaterial in Längsrichtung (11) eingezogen wird. Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the fiber material in the transverse direction ( 21 ) in several planes simultaneously on and / or between the layers of fiber material in the longitudinal direction ( 11 ) is fed.
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