Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102016216831B3 - Method and arrangement for producing a fiber composite component - Google Patents

Method and arrangement for producing a fiber composite component Download PDF

Info

Publication number
DE102016216831B3
DE102016216831B3 DE102016216831.2A DE102016216831A DE102016216831B3 DE 102016216831 B3 DE102016216831 B3 DE 102016216831B3 DE 102016216831 A DE102016216831 A DE 102016216831A DE 102016216831 B3 DE102016216831 B3 DE 102016216831B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
matrix material
magnetic field
ferrofluidic
ferrofluid
component cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102016216831.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Benjamin Gajewski
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.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Airbus Defence and Space GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Defence and Space GmbH filed Critical Airbus Defence and Space GmbH
Priority to DE102016216831.2A priority Critical patent/DE102016216831B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102016216831B3 publication Critical patent/DE102016216831B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/546Measures for feeding or distributing the matrix material in the reinforcing structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/88Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und eine Anordnung zum Herstellen eines Faserverbundbauteils (10). Das Verfahren umfasst die Schritte: Einleiten (S101) eines ferrofluidischen Matrixmaterials (151) in eine Bauteilkavität (12) mit einem Fasermaterial (14) und Anlegen (S102) eines magnetischen Felds (20) an die Bauteilkavität (12).The present invention provides a method and apparatus for making a fiber composite component (10). The method comprises the steps of introducing (S101) a ferrofluidic matrix material (151) into a component cavity (12) with a fiber material (14) and applying (S102) a magnetic field (20) to the component cavity (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Herstellen eines Faserverbundbauteils. Unter einem Faserverbundbauteil ist insbesondere ein Bauteil zu verstehen, welches einen Faserverbundwerkstoff aufweist oder aus einem Faserverbundwerkstoff besteht.The present invention relates to a method and an arrangement for producing a fiber composite component. A fiber composite component is to be understood in particular as a component which has a fiber composite material or consists of a fiber composite material.

Ein vorteilhaftes grundlegendes Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils ist ein sogenanntes Infiltrations- oder Infusionsverfahren, welches auch als Harzinfusionsverfahren bezeichnet wird. Bei einem solchen Verfahren wird üblicherweise ein Fasermaterial, beispielsweise ein Faserhalbzeug, in einer Bauteilkavität angeordnet, welche als Negativform dient. Eine Kunststoff-Folie kann über den Rand der Bauteilkavität gelegt werden und zum hermetischen Versiegeln der Bauteilkavität verwendet werden. Innerhalb der Bauteilkavität kann sodann ein Vakuum etabliert werden. In einem ersten Bereich der Bauteilkavität wird eine Harzzufuhr angeordnet, mittels welcher ein Harz als ein Matrixmaterial in die Bauteilkavität eingeleitet wird. An einer, üblicherweise möglichst weit weg von der Harzzufuhr angeordneten, Absaugung wird durch permanentes Absaugen das Vakuum erzeugt und aufrecht erhalten und so eine Strömung des Harzes in der Bauteilkavität erzeugt oder verstärkt. Herausforderungen stellen sich bei diesem Verfahren durch das mitunter schwer vorhersagbare Fließverhalten des Harzes an Bauteilkanten, Wölbungen, Ecken und dergleichen.An advantageous basic method for producing a fiber composite component is a so-called infiltration or infusion method, which is also referred to as a resin infusion method. In such a method, usually a fiber material, for example a semi-finished fiber product, is arranged in a component cavity, which serves as a negative mold. A plastic film can be placed over the edge of the component cavity and used to hermetically seal the component cavity. Within the component cavity, a vacuum can then be established. In a first region of the component cavity, a resin supply is arranged, by means of which a resin is introduced as a matrix material in the Bauteilkavität. At a suction usually arranged as far away as possible from the resin supply, the vacuum is generated and maintained by permanent suction, thus creating or increasing a flow of the resin in the component cavity. Challenges arise in this process by the sometimes difficult predictable flow behavior of the resin on component edges, vaults, corners and the like.

Beispielsweise kann es zu einem lokalen Vorauseilen des Matrixmaterials in bestimmten Bereichen kommen, welches auch als Race-Tracking bezeichnet wird. Dabei kann es dazu kommen, dass das Matrixmaterial in weiten Bereichen an dem Fasermaterial vorbei fließt. Race-Tracking kann beispielsweise auftreten, wenn sich zwischen der Harzzufuhr, welche auch als Zuführung oder als Anguss bezeichnet wird, und der Absaugung lokale Bereiche befinden, die dem Matrixmaterial beim Durchfließen einen deutlich geringeren Widerstand bieten als umliegende Bereiche. Je nach der Anordnung von Anguss und Absaugung kann es auch außerhalb des Fasermaterials zu Race-Tracking kommen. Race-Tracking kann dazu führen, dass Trockenstellen innerhalb des Faserverbundbauteils entstehen.For example, there may be a local advance of the matrix material in certain areas, which is also referred to as race tracking. It can happen that the matrix material flows over the fiber material in a wide range. Race tracking can occur, for example, when there are local areas between the resin feed, which is also referred to as feed or as a sprue, and the suction, which offer the matrix material a much lower resistance to flowing through than the surrounding areas. Depending on the arrangement of sprue and suction, race tracking may also occur outside of the fiber material. Race tracking can lead to dry spots within the fiber composite component.

Des Weiteren kann es zu einer unzureichend kontrollierten Fortbewegung des Matrixmaterials außerhalb des Fasermaterials, welches auch als Faservorformling oder als Preform bezeichnet wird, insbesondere an den seitlichen Rändern der Bauteilkavität kommen.Furthermore, an insufficiently controlled movement of the matrix material outside the fiber material, which is also referred to as a fiber preform or as a preform, can occur, in particular at the lateral edges of the component cavity.

In der DE 10 2013 012 005 A1 ist ein Verfahren beschrieben, gemäß welchem ein Hilfsmaterial in eine Bauteilkavität mit einem Faservorformling eingebracht wird, wobei das Hilfsmaterial den Fließweg des Matrixmaterials während des Infusionsvorgangs beeinflussen soll.In the DE 10 2013 012 005 A1 a method is described according to which an auxiliary material is introduced into a component cavity with a fiber preform, wherein the auxiliary material is intended to influence the flow path of the matrix material during the infusion process.

Die DE 10 2005 030 613 A1 beschreibt eine magnetorheologische Formulierung, die mindestens ein Basisöl, mindestens ein magnetisierbares Teilchen, ein Dispergiermittel und ein Thixottropiermittel enthält.The DE 10 2005 030 613 A1 describes a magnetorheological formulation containing at least one base oil, at least one magnetizable particle, a dispersant and a thixotropic agent.

In der US 2010/0 092 419 A1 sind magnetische Fluide und Verwendungen für derartige magnetische Fluide beschrieben.In the US 2010/0 092 419 A1 There are described magnetic fluids and uses for such magnetic fluids.

Die US 2016/0 230 894 A1 beschreibt Verfahren und Vorrichtungen unter Verwendung von magnetischen Fluiden für Dichtungen.The US 2016/0 230 894 A1 describes methods and devices using magnetic fluids for seals.

US 2012/0 321 835 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer kernstabilisierten Struktur mit einem bienenwabenförmigen Kern. US 2012/0 321 835 A1 describes a method for producing a core stabilized structure with a honeycomb core.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, und eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6.The present invention provides a method with the features of claim 1, and an arrangement with the features of claim 6.

Bereitgestellt wird ein Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils, mit den Schritten: Einleiten eines ferrofluidischen Matrixmaterials in eine Bauteilkavität mit einem Fasermaterial; und Anlegen eines magnetischen Felds an die Bauteilkavität. Das Einleiten des ferrofluidischen Matrixmaterials kann vor, nach, und/oder während des Anlegens des magnetischen Felds an die Bauteilkavität erfolgen.Provided is a method for producing a fiber composite component, comprising the steps of: introducing a ferrofluidic matrix material into a component cavity with a fiber material; and applying a magnetic field to the component cavity. The introduction of the ferrofluidic matrix material can take place before, after, and / or during the application of the magnetic field to the component cavity.

Unter einem ferrofluidischen Matrixmaterial ist insbesondere ein Stoff zu verstehen, welcher gleichzeitig als Matrixmaterial verwendbar ist, also z. B. aushärtbar ist, und gleichzeitig ferrofluidische Eigenschaften aufweist, d. h. gleichzeitig auch als Ferrofluid klassifizierbar ist. Wann immer im Folgenden auf ein Ferrofluid Bezug genommen wird, kann dies, sofern nicht explizit etwas anderes beschrieben ist, gemäß Varianten auch als Bezug auf ein ferrofluidisches Matrixmaterial verstanden werden.A ferrofluidic matrix material is to be understood as meaning, in particular, a substance which can be used at the same time as a matrix material, ie, for example. B. curable, and at the same ferrofluidische properties, d. H. can also be classified as ferrofluid at the same time. Whenever reference is made to a ferrofluid in the following, unless explicitly stated otherwise, according to variants, this can also be understood as referring to a ferrofluidic matrix material.

Als Bauteilkavität wird insbesondere derjenige Raum bezeichnet, in welchem sich das Fasermaterial befindet und mit Matrixmaterial versetzt werden soll.The term "component cavity" refers in particular to that space in which the fiber material is located and is to be mixed with matrix material.

Weiterhin wird eine Anordnung zum Herstellen eines Faserverbundbauteils bereitgestellt, mit: einer Bauteilkavität mit einem Fasermaterial; einer Einleitungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, ein ferrofluidisches Matrixmaterial in die Bauteilkavität einzuleiten; und eine Magnetfeldeinrichtung, welche dazu ausgelegt oder eingerichtet ist, ein magnetisches Feld an die Bauteilkavität anzulegen, insbesondere ein magnetisches Feld im Bereich des eingeleiteten ferrofluidischen Matrixmaterials zu erzeugen.Furthermore, an arrangement for producing a fiber composite component is provided, comprising: a component cavity with a fiber material; an introducing device adapted to introduce a ferrofluidic matrix material into the component cavity; and a magnetic field device configured or adapted to apply a magnetic field to the device cavity, in particular to generate a magnetic field in the region of the introduced ferrofluidic matrix material.

Die Einleitungseinrichtung kann zwei voneinander räumlich separate Einleitungselemente aufweisen, von denen ein erstes Einleitungselement zum Einleiten des ferrofluidischen Matrixmaterials ausgelegt ist und ein zweites Einleitungselement zum Einleiten des nicht-ferrofluidischen Matrixmaterials. Alternativ kann die Einleitungseinrichtung zwei voneinander separate Einleitungselemente aufweisen, von denen ein erstes Einleitungselement zum Einleiten des ferrofluidischen Matrixmaterials ausgelegt ist und ein zweites Einleitungselement zum Einleiten des Ferrofluids, welches nicht als Matrixmaterial verwendbar ist, ausgelegt ist.The introduction device may have two spatially separate introduction elements, of which a first introduction element is designed for introducing the ferrofluidic matrix material and a second introduction element for introducing the non-ferrofluidic matrix material. Alternatively, the introduction device may comprise two separate introduction elements, of which a first introduction element is designed for introducing the ferrofluidic matrix material, and a second introduction element is designed for introducing the ferrofluid, which is not usable as matrix material.

Als ein Ferrofluid wird eine Flüssigkeit bezeichnet, die auf ein magnetisches Feld reagiert. Ein Ferrofluid kann beispielsweise aus einem Trägerfluid und darin dispers verteilten ferromagnetischen und/oder ferrimagnetischen Partikeln bestehen. Vorteilhaft sind die Partikel sogenannte Schwebeartikel und sind langfristig gleichmäßig im Fluid verteilt. Bevorzugt sind die Partikel kolloidal suspendiert. Bei dem Ferrofluid handelt es sich außerdem bevorzugt um eine Dispersion.A ferrofluid is a liquid that reacts to a magnetic field. A ferrofluid may consist, for example, of a carrier fluid and ferromagnetic and / or ferrimagnetic particles dispersed therein. Advantageously, the particles are so-called floating articles and are evenly distributed over the long term in the fluid. Preferably, the particles are colloidally suspended. The ferrofluid is also preferably a dispersion.

Diese Partikel sind vorteilhaft so klein, dass sie in der Flüssigkeit nicht absinken, verklumpen oder sich bei Einwirkung magnetischer Kräfte gegenseitig anziehen. Die Größe der Partikel in dem Ferrofluid beträgt bevorzugt zwischen einem und zehn Nanometern, insbesondere zwischen fünf und zehn Nanometern. Das Ferrofluid kann ein superparamagnetisches Verhalten aufweisen. Superparamagnetisch ist ein Stoff, wenn er die magnetische Eigenschaft hat, auch bei Temperaturen unterhalb der Curie-Temperatur keine bleibende Magnetisierung zu halten, wenn ein zuvor angelegtes Magnetfeld abgeschaltet wurde.These particles are advantageously so small that they do not sink in the liquid, clump together or attract each other under the action of magnetic forces. The size of the particles in the ferrofluid is preferably between one and ten nanometers, in particular between five and ten nanometers. The ferrofluid may have a superparamagnetic behavior. Superparamagnetic is a substance, if it has the magnetic property, even at temperatures below the Curie temperature no permanent magnetization to hold when a previously applied magnetic field has been turned off.

Ferrofluide verfestigen sich unter magnetischem Einfluss nicht und unterscheiden sich darin beispielsweise von magnetorheologischen Flüssigkeiten, welche unter einem magnetischen Einfluss ihre Viskosität verändern.Ferrofluids do not solidify under magnetic influence and differ, for example, from magnetorheological fluids which change their viscosity under a magnetic influence.

Somit kann durch erfindungsgemäße Verwendung eines Ferrofluids beim Herstellen eines Faserverbundbauteils, kombiniert mit einem geeigneten, in einer gewünschten Form und in einer gewünschten Feldstärke ausgebildeten Magnetfeld, für eine Vielzahl von verschieden geformten Faserverbundbauteilen jeweils ein gewünschtes Fließprofil für das Matrixmaterial innerhalb der Bauteilkavität erzeugt werden, insbesondere, falls zum Herstellen des Faserverbundbauteils ein Infusionsverfahren, bevorzugt ein Vakuum-Infusionsverfahren, verwendet wird.Thus, by using a ferrofluid according to the invention in producing a fiber composite component, combined with a suitable magnetic field formed in a desired shape and in a desired field strength, in each case a desired flow profile for the matrix material within the component cavity can be produced, in particular for a multiplicity of differently shaped fiber composite components if an infusion method, preferably a vacuum infusion method, is used for producing the fiber composite component.

Bevorzugt wird das Einleiten des Ferrofluids zeitlich dem Einleiten des Matrixmaterials vorangestellt, wobei sich die beiden Verfahrensschritte auch ganz oder teilweise überlappen können. Insbesondere können global oder lokal die Fließeigenschaften des Ferrofluids, insbesondere Bewegungsrichtungen und/oder Bewegungsgeschwindigkeiten, durch Anlegen des magnetischen Felds gezielt verändert werden.The introduction of the ferrofluid is preferably preceded in time by the introduction of the matrix material, with the two method steps also being able to overlap completely or partially. In particular, globally or locally, the flow properties of the ferrofluid, in particular directions of movement and / or movement speeds, can be specifically changed by applying the magnetic field.

Insbesondere kann ein magnetisches Feld im Bereich einer Fließfront des Ferrofluids angelegt werden. Das Ferrofluid kann von diesem magnetischen Feld abgestoßen oder angezogen werden, wodurch die Fließgeschwindigkeit des Ferrofluids entsprechend verringert oder erhöht werden kann, und/oder die Bewegungsrichtung des Ferrofluids verändert werden kann.In particular, a magnetic field can be applied in the region of a flow front of the ferrofluid. The ferrofluid can be repelled or attracted by this magnetic field, whereby the flow speed of the ferrofluid can be correspondingly reduced or increased, and / or the direction of movement of the ferrofluid can be changed.

Durch Anlegen des magnetischen Felds im Bereich der Fließfront des Ferrofluids, welcher hier als erster Bereich bezeichnet wird, sind auch Bewegungseigenschaften eines nachfolgenden Fluids veränderbar, welches nicht, oder noch nicht, oder noch nicht erheblich, durch das magnetische Feld beeinflusst wird, d. h. welches sich in einem zweiten Bereich befindet, in welchem kein oder kein erhebliches magnetisches Feld wirkt. Das nachfolgende Fluid kann mit dem Ferrofluid in dem ersten Bereich insbesondere in Kontakt stehen; es kann sich auch um das Ferrofluid selbst handeln, welches sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Bereich vorhanden sein kann.By applying the magnetic field in the region of the flow front of the ferrofluid, which is referred to here as the first region, also movement properties of a subsequent fluid are changeable, which is not, or not yet, or not significantly affected by the magnetic field, d. H. which is located in a second area in which no or no significant magnetic field acts. The subsequent fluid may be in contact with the ferrofluid in the first region in particular; it may also be the ferrofluid itself, which may be present in both the first and second regions.

So kann etwa beim Fortschreiten des Ferrofluids, auf welches das magnetische Feld wirkt, innerhalb der Bauteilkavität das nachfolgende Fluid, etwa ein Matrixmaterial und/oder mehr des Ferrofluids, in dem zweiten Bereich nachgezogen werden oder gebremst werden. Solche Effekte können bei gleichen oder ähnlichen Fluiden z. B. auf Kohäsion und bei unterschiedlichen Phasen z. B. auf Adhäsion beruhen.For example, as the ferrofluid propagates, on which the magnetic field acts, the subsequent fluid, such as a matrix material and / or more of the ferrofluid, within the device cavity may be drawn or braked in the second region. Such effects may occur with the same or similar fluids z. B. on cohesion and at different phases z. B. based on adhesion.

Wird das ferrofluidische Matrixmaterial statt eines getrennten Einleitens eines Ferrofluids und eines Matrixmaterials eingeleitet, kann vorteilhaft eine einzige Einleitungseinrichtung verwendet werden. Weiterhin verringert sich die Anzahl der nötigen Ausgangsstoffe, wodurch weitere wirtschaftliche und technische Vorteile erzielt werden können. Des Weiteren kann das ferrofluidische Matrixmaterial in der Bauteilkavität auch nach Fertigstellung des Faserverbundbauteils verbleiben, ohne dass sich dadurch grundlegend andere mechanische und/oder physikalische relevante Eigenschaften des Faserverbundbauteils ergeben, z. B. ein Temperaturausdehnungskoeffizient, eine Elastizität und dergleichen.When the ferrofluidic matrix material is introduced instead of separately introducing a ferrofluid and a matrix material, it is advantageous to use a single initiator. Furthermore, the number of required starting materials is reduced, whereby further economic and technical advantages can be achieved. Furthermore, the ferrofluidic matrix material can remain in the component cavity even after completion of the fiber composite component, without fundamentally resulting in any other mechanical and / or physical relevant properties of the fiber composite component, for example. As a coefficient of thermal expansion, elasticity and the like.

Weiterhin ist bei dieser Variante das Fließverfahren des Matrixmaterials in der gesamten Bauteilkavität während des Herstellungsverfahrens besonders präzise steuerbar, indem ein zeitlich und/oder räumlich auf das jeweilige Faserverbundbauteil hin optimiertes magnetisches Feld an die Bauteilkavität angelegt wird, um entsprechend zeitlich und/oder räumlich die Bewegungseigenschaften, insbesondere Bewegungsgeschwindigkeiten und/oder Bewegungsrichtungen, des ferrofluidischen Matrixmaterials zu beeinflussen.Furthermore, in this variant, the flow method of the matrix material in the entire Component cavity during the manufacturing process particularly precisely controllable by a temporally and / or spatially applied to the respective fiber composite component out magnetic field is applied to the Bauteilkavität to correspondingly temporally and / or spatially the movement properties, in particular movement speeds and / or directions of movement of the ferrofluidic matrix material influence.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Further advantages will become apparent from the subclaims and from the description with reference to the figures.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Anlegen des magnetischen Felds derart, insbesondere zu einem solchen Zeitpunkt und/oder mit einer solchen Dauer und/oder mit einem derart räumlich ausgebildeten magnetischen Feld, dass eine Bewegungseigenschaft, insbesondere eine Bewegungsrichtung und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit, des ferrofluidischen Matrixmaterials, in zumindest einem Bereich der Bauteilkavität gesteuert, insbesondere verändert, erhöht oder verringert wird.According to a preferred development, the application of the magnetic field takes place in such a way, in particular at such a time and / or with such a duration and / or with such a spatially formed magnetic field, that a movement property, in particular a movement direction and / or a movement speed, of the ferrofluidic Matrix material controlled in at least one region of the Bauteilkavität, in particular changed, increased or decreased.

Bei dem zumindest einen Bereich kann es sich insbesondere um einen Bereich der Bauteilkavität handeln, welcher näher an einer Absaugeeinrichtung an der Bauteilkavität angeordnet ist als an einer Einleitungseinrichtung zum Einleiten des ferrofluidischen Matrixmaterials in die Bauteilkavität. Insbesondere kann der zumindest eine Bereich in unmittelbarer Nähe der Absaugeeinrichtung, das heißt der Absaugung, angeordnet sein. Dadurch kann verhindert, oder die Wahrscheinlichkeit dafür vermindert werden, dass das ferrofluidische Matrixmaterial in die Absaugeeinrichtung eindringt, was ein mitunter sehr aufwendiges Entfernen von zumindest teilweise ausgehärtetem Matrixmaterial aus der Absaugeeinrichtung nach Fertigstellung des Faserverbundbauteils nötig machen kann.The at least one region may in particular be a region of the component cavity which is arranged closer to a suction device on the component cavity than to an introduction device for introducing the ferrofluidic matrix material into the component cavity. In particular, the at least one region can be arranged in the immediate vicinity of the suction device, that is to say the suction device. This can prevent or reduce the likelihood that the ferrofluidic matrix material penetrates into the suction device, which may necessitate a sometimes very complicated removal of at least partially cured matrix material from the suction device after completion of the fiber composite component.

Der zumindest eine Bereich, oder einer von mehreren solchen Bereichen, kann auch in der Nähe eines Dichtungselements vorgesehen sein, um zu verhindern oder die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass das ferrofluidische Matrixmaterial in das Dichtungselement eindringt.The at least one region, or one of a plurality of such regions, may also be provided in the vicinity of a sealing element in order to prevent or reduce the likelihood that the ferrofluidic matrix material will penetrate into the sealing element.

Beispielsweise kann für einen ersten Zeitraum eine Menge des ferrofluidischen Matrixmaterials mit Hilfe des Magnetfelds in der Nähe der Absaugeeinrichtung stark verlangsamt oder sogar aufgehalten werden, während Luft und/oder andere Gase aus der Bauteilkavität mittels der Absaugeeinrichtung entfernt werden oder entfernbar sind. Zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitraum, beispielsweise nachdem das ferrofluidische Matrixmaterial das Fasermaterial vollständig infiltriert hat und/oder aus diesem austritt, kann das Magnetfeld, welches das ferrofluidische Matrixmaterial in dem zumindest einen Bereich in Position hält, zumindest kurzfristig aufgehoben werden. Dadurch kann erreicht werden, dass das ferrofluidische Matrixmaterial in dem Bereich sich wieder, oder wieder schneller, bewegt und noch vorhandene Undichtigkeiten vor der Absaugeeinrichtung schließt.For example, for a first time period, an amount of the ferrofluidic matrix material may be greatly slowed or even stopped by the magnetic field near the aspirator, while air and / or other gases are removed from the component cavity via the aspirator or are removable. At a second time after the first period, for example after the ferrofluidic matrix material has completely infiltrated and / or exits the fibrous material, the magnetic field holding the ferrofluidic matrix material in the at least one region may be at least temporarily removed. It can thereby be achieved that the ferrofluidic matrix material in the region moves again, or again faster, and closes any remaining leaks in front of the suction device.

Alternativ oder zusätzlich kann, beispielsweise im Eingangsbereich der Absaugeeinrichtung, ein zweites magnetisches Feld aktiviert, d. h. angelegt werden, um mit dem ferrofluidischen Matrixmaterial die Absaugeeinrichtung zu verschließen. Auf diese Weise kann ein Eindringen von Matrixmaterial oder von ferrofluidischem Matrixmaterial in die Absaugeeinrichtung vermieden werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn das Ferrofluid zusätzlich zu einem nicht-ferrofluidischen Matrixmaterial verwendet wird.Alternatively or additionally, for example, in the entrance area of the suction device, a second magnetic field activated, d. H. can be applied to close with the ferrofluidic matrix material, the suction device. In this way, penetration of matrix material or of ferrofluidic matrix material into the suction device can be avoided. This is particularly advantageous when the ferrofluid is used in addition to a non-ferrofluidic matrix material.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird das ferrofluidische Matrixmaterial zumindest in einen Bereich zwischen dem Fasermaterial und einer seitlichen Begrenzung der Bauteilkavität eingeleitet. Auf diese Weise kann insbesondere ein Race-Tracking verringert oder vermieden werden.According to a further preferred development, the ferrofluidic matrix material is introduced at least into a region between the fiber material and a lateral boundary of the component cavity. In this way, in particular a race tracking can be reduced or avoided.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung kann das Einleiten des Ferrofluids vor einem hermetischen Abdichten der Bauteilkavität erfolgen. Ein solches hermetisches Abdichten kann insbesondere einem Ausbilden eines Vakuums in der Bauteilkavität vorangehen.According to yet another preferred development, the introduction of the ferrofluid can be carried out before a hermetic sealing of the component cavity. Such hermetic sealing may in particular precede the formation of a vacuum in the component cavity.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung kann zusätzlich zu dem ferrofluidischen Matrixmaterial auch nicht-ferrofluidisches Matrixmaterial in die Bauteilkavität eingeleitet werden.According to a further preferred development, non-ferrofluidic matrix material can also be introduced into the component cavity in addition to the ferrofluidic matrix material.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in teilweise schematisierter DarstellungThe invention is explained below with reference to embodiments in the drawing. In a partially schematic representation

1a) ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Faserverbundbauteils gemäß einem Beispiel; 1a) a schematic flowchart for explaining a method for producing a fiber composite component according to an example;

1b) schematisch eine Anordnung zum Herstellen eines Faserverbundbauteils gemäß einem weiteren Beispiel; 1b) schematically an arrangement for producing a fiber composite component according to another example;

2a) ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Faserverbundbauteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2a) a schematic flowchart for explaining a method for producing a fiber composite component according to an embodiment of the present invention;

2b) schematisch eine Anordnung zum Herstellen eines Faserverbundbauteils gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 B) schematically an arrangement for producing a fiber composite component according to a another embodiment of the present invention;

3a) ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Faserverbundbauteils gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3a) a schematic flowchart for explaining a method for producing a fiber composite component according to yet another embodiment of the present invention;

3b) schematisch eine Anordnung zum Herstellen eines Faserverbundbauteils gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3b) schematically an arrangement for producing a fiber composite component according to yet another embodiment of the present invention;

4a) ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Faserverbundbauteils gemäß noch einem weiteren Beispiel; und 4a) a schematic flowchart for explaining a method for producing a fiber composite component according to yet another example; and

4b) schematisch eine Anordnung zum Herstellen eines Faserverbundbauteils gemäß noch einem weiteren Beispiel. 4b) schematically an arrangement for producing a fiber composite component according to yet another example.

In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden. Sofern nichts Anderes explizit beschrieben ist, wird durch die Nummerierungen, auch von Verfahrensschritten, nicht notwendigerweise eine Reihenfolge impliziert, auch wenn die Verfahrensschritte vorteilhaft in einer Reihenfolge entsprechend ihrer Nummerierung durchgeführt werden können. Insbesondere können auch mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden.In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - have been given the same reference numerals. Unless otherwise explicitly described, numbering, including procedural steps, does not necessarily imply an order, even though the method steps may advantageously be performed in an order according to their numbering. In particular, several method steps can be carried out simultaneously.

1a) zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Faserverbundbauteils 10 gemäß einem Beispiel. Das Verfahren gemäß 1a) ist insbesondere mittels einer in 1b) schematisch dargestellten Anordnung 1 zum Herstellen eines Faserverbundbauteil 10 gemäß einem weiteren Beispiel ausführbar. 1a) shows a schematic flow diagram for explaining a method for producing a fiber composite component 10 according to an example. The method according to 1a) is in particular by means of a in 1b) schematically illustrated arrangement 1 for producing a fiber composite component 10 executable according to another example.

In einem Schritt S01 wird ein Ferrofluid 51 in eine Bauteilkavität 12 mit einem Fasermaterial 14 eingeleitet. In einem Schritt S02 wird ein magnetisches Feld 20 an die Bauteilkavität 12 angelegt, beispielsweise mittels einer Magnetfeldeinrichtung 22. Insbesondere kann das magnetische Feld 20 an das Ferrofluid 51 innerhalb der Bauteilkavität 12 angelegt werden, insbesondere an eine Fließfront des Ferrofluids 51 innerhalb der Bauteilkavität 12.In a step S01, a ferrofluid becomes 51 in a component cavity 12 with a fiber material 14 initiated. In a step S02 becomes a magnetic field 20 to the component cavity 12 created, for example by means of a magnetic field device 22 , In particular, the magnetic field 20 to the ferrofluid 51 within the component cavity 12 be applied, in particular to a flow front of the ferrofluid 51 within the component cavity 12 ,

In einem Schritt S03 wird ein Matrixmaterial 52 die Bauteilkavität 12 eingeleitet, welches bevorzugt kein Ferrofluid ist, d. h. keine ferrofluidischen Eigenschaften aufweist. Das Einleiten S01 des Ferrofluids 51 und/oder das Einleiten S03 des Matrixmaterials 52 kann beispielsweise durch eine Einleitungseinrichtung 32 der Anordnung 1 erfolgen.In a step S03 becomes a matrix material 52 the component cavity 12 which is preferably not a ferrofluid, ie has no ferrofluidic properties. Introducing S01 of the ferrofluid 51 and / or the introduction S03 of the matrix material 52 For example, by an initiator 32 the arrangement 1 respectively.

Die Magnetfeldeinrichtung 22 kann zum Erzeugen des Magnetfelds 20 insbesondere eine Spule und eine Wechselstromquelle aufweisen, wobei die Spule durch die Wechselstromquelle mit einem Wechselstrom beaufschlagbar ist. Mit einem magnetischen Kern, beispielsweise einem Eisenstab, der – ganz oder teilweise – in der Spule angeordnet ist, kann das Magnetfeld verstärkt und/oder in vorteilhafte Formen gebracht werden. Ein Magnetfeld 20 mit gewünschten geometrischen Anordnungen der Feldlinien des Magnetfelds 20 ist beispielsweise auch durch eine Anordnung von mit verschiedenen elektrischen Gleich- und/oder Wechselströmen beaufschlagbaren elektrischen Leitungen um die Bauteilkavität 12 herum erzeugbar.The magnetic field device 22 can for generating the magnetic field 20 In particular, have a coil and an AC power source, wherein the coil is acted upon by the AC power source with an AC. With a magnetic core, for example an iron rod, which is arranged - completely or partially - in the coil, the magnetic field can be amplified and / or brought into advantageous forms. A magnetic field 20 with desired geometric arrangements of the field lines of the magnetic field 20 is, for example, by an arrangement of acted upon by different electrical DC and / or alternating currents electrical lines to the Bauteilkavität 12 can be generated around.

2a) zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Faserverbundbauteils 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren gemäß 2a) ist insbesondere mittels einer in 2b) schematisch dargestellten Anordnung 101 zum Herstellen eines Faserverbundbauteils 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführbar. 2a) shows a schematic flow diagram for explaining a method for producing a fiber composite component 10 according to an embodiment of the present invention. The method according to 2a) is in particular by means of a in 2 B) schematically illustrated arrangement 101 for producing a fiber composite component 10 according to another embodiment of the present invention feasible.

In einem Schritt S101 wird ein ferrofluidisches Matrixmaterial 151 in eine Bauteilkavität 12 mit einem Fasermaterial 14 eingeleitet. Als das ferrofluidische Matrixmaterial 151 kann beispielsweise ein Polymer, insbesondere ein Duromer, ein Elastomer und/oder ein Thermoplast, mit darin suspendierten ferromagnetischen und/oder ferrimagnetischen Partikeln verwendet werden. Die Größe der Partikel kann beispielsweise zwischen 5 und 10 Nanometern betragen.In a step S101, a ferrofluidic matrix material is formed 151 in a component cavity 12 with a fiber material 14 initiated. As the ferrofluidic matrix material 151 For example, a polymer, in particular a duromer, an elastomer and / or a thermoplastic, with ferromagnetic and / or ferrimagnetic particles suspended therein can be used. The size of the particles can be for example between 5 and 10 nanometers.

Vorteilhaft wird dazu ein Matrixmaterial vor Infiltrationsbeginn, d. h. vor Einleiten S101 des ferrofluidischen Matrixmaterials 151, mit den ferromagnetischen und/oder ferrimagnetischen Partikeln versetzt, bevorzugt vor einem vorangehenden Entgasungsvorgang des Matrixmaterials. Dadurch können etwaige technisch aufwändige Vorkehrungen zum Handhaben der Partikel zeitlich und/oder räumlich getrennt von den Vorkehrungen zum Einleiten S101 des ferrofluidischen Matrixmaterials 151 getroffen werden.For this purpose, a matrix material is advantageous before the start of infiltration, ie before introduction S101 of the ferrofluidic matrix material 151 , admixed with the ferromagnetic and / or ferrimagnetic particles, preferably before a preceding degassing operation of the matrix material. As a result, any technically complicated arrangements for handling the particles can be temporally and / or spatially separated from the provisions for introducing S101 of the ferrofluidic matrix material 151 to be hit.

In einem Schritt S102 wird ein magnetisches Feld 20 an die Bauteilkavität 12 angelegt, insbesondere an das ferrofluidische Matrixmaterial 151 angelegt, beispielsweise mittels einer Magnetfeldeinrichtung 22, etwa wie sie in Bezug auf 1b) beschrieben wurde.In a step S102, a magnetic field becomes 20 to the component cavity 12 applied, in particular to the ferrofluidic matrix material 151 created, for example by means of a magnetic field device 22 about how they relate to 1b) has been described.

Das Einleiten S101 kann bei der Anordnung 101 gemäß 2b) beispielsweise durch eine Einleitungseinrichtung 132 der Anordnung 101 erfolgen. Die Einleitungseinrichtung 132 weist einen ersten Behälter 136 auf, in welchem das ferrofluidische Matrixmaterial 151 vor dem Einleiten in die Bauteilkavität aufbewahrt wird. Zwischen dem ersten Behälter 136 und der Bauteilkavität 12 kann ein Druckgefälle ausgebildet sein, beispielsweise ein Druckgefälle von 1 bar.The initiation S101 may be in the arrangement 101 according to 2 B) for example, by an initiator 132 the arrangement 101 respectively. The initiator 132 has a first container 136 in which the ferrofluidic matrix material 151 is stored prior to introduction into the Bauteilkavität. Between the first container 136 and the component cavity 12 may be formed a pressure gradient, for example, a pressure drop of 1 bar.

Das Verfahren gemäß 2a) kann als ein Vakuum-Infusionsverfahren ausgebildet sein. Bei der Anordnung 101 gemäß 2b) kann hierzu eine Absaugeeinrichtung 134 an der Bauteilkavität 12 angeordnet sein, welche zum Absaugen insbesondere von Luft aus der Bauteilkavität 12 als auch zum Ausbilden des Druckgefälles zwischen dem ersten Behälter 136 und der Bauteilkavität 12 ausgelegt oder eingerichtet ist.The method according to 2a) can be designed as a vacuum infusion method. In the arrangement 101 according to 2 B) can this purpose a suction device 134 at the component cavity 12 be arranged, which for sucking in particular of air from the Bauteilkavität 12 as well as for forming the pressure gradient between the first container 136 and the component cavity 12 designed or set up.

Die Absaugeeinrichtung 134 kann insbesondere möglichst weit entfernt von der Einleitungseinrichtung 132 an der Bauteilkavität 12 angeordnet sein. Bevorzugt wird das magnetische Feld 20 derart an die Bauteilkavität 12 angelegt S102, bzw. ist die Magnetfeldeinrichtung 22 derart ausgebildet, die Magnetfeldlinien des magnetischen Felds 20 derart zu erzeugen, dass diese insbesondere in der Nähe der Absaugeeinrichtung 134 in der Bauteilkavität 12 angeordnet sind.The suction device 134 In particular, it can be as far away as possible from the introduction device 132 at the component cavity 12 be arranged. The magnetic field is preferred 20 so to the Bauteilkavität 12 created S102, or is the magnetic field device 22 thus formed, the magnetic field lines of the magnetic field 20 to produce such that these in particular in the vicinity of the suction device 134 in the component cavity 12 are arranged.

Bevorzugt wird das magnetische Feld 20 derart angelegt, bzw. ist die Magnetfeldeinrichtung 22 derart ausgelegt oder eingerichtet, dass eine Fortbewegung des ferrofluidischen Matrixmaterials 151 zumindest in einem Bereich der Bauteilkavität 12 gesteuert wird. Dieser Bereich kann variabel sein und beispielsweise stets um eine Fließfront des ferrofluidischen Matrixmaterials 151 angeordnet sein.The magnetic field is preferred 20 so created, or is the magnetic field device 22 designed or arranged such that a movement of the ferrofluidic matrix material 151 at least in one area of the component cavity 12 is controlled. This area can be variable and, for example, always around a flow front of the ferrofluidic matrix material 151 be arranged.

Alternativ oder zusätzlich kann dieser Bereich ein Bereich sein, welcher näher an der Absaugeeinrichtung 134 als an der Einleitungseinrichtung 132 angeordnet ist. Somit kann, wie im Voranstehenden bereits beschrieben, verhindert werden, oder die Wahrscheinlichkeit dafür verringert werden, dass das ferrofluidische Matrixmaterial 151 verfrüht die Absaugeeinrichtung 134 erreicht und beispielsweise in die Absaugeeinrichtung 134 eindringen kann, bevor die gesamte Restluft aus der Bauteilkavität 12 durch die Absaugeeinrichtung 134 abgesaugt und/oder das gesamte Fasermaterial 14 mit dem ferrofluidischen Matrixmaterial 151 infiltriert wurde.Alternatively or additionally, this area may be an area which is closer to the suction device 134 as at the initiator 132 is arranged. Thus, as already described above, it can be prevented or reduced the likelihood that the ferrofluidic matrix material 151 premature the suction device 134 achieved and, for example, in the suction device 134 can penetrate before all the residual air from the Bauteilkavität 12 through the suction device 134 sucked off and / or the entire fiber material 14 with the ferrofluidic matrix material 151 was infiltrated.

Auch andere der im Voranstehenden oder im Nachfolgenden beschriebenen vorteilhaften Ausbildungen des magnetischen Felds 20 durch die Magnetfeldeinrichtung 22 in dem Schritt S102 können bei den Ausführungsformen gemäß 2a) und/oder 2b) realisiert werden.Also, other advantageous embodiments of the magnetic field described in the foregoing or hereinafter 20 through the magnetic field device 22 in the step S102, in the embodiments according to FIG 2a) and or 2 B) will be realized.

Als Restluft wird eine Luftmenge bezeichnet, welche in der Bauteilkavität 12 aufgrund der Tatsache, dass diese Luft mit Hilfe einer Absaugeeinrichtung 134 wie zum Beispiel einer Vakuumeinheit wie etwa einer Vakuumpumpe, nicht abgesaugt werden kann, verbleibt. Üblicherweise wird angenommen, dass die Restluft in Form von vielen kleinen Luftpaketen im Fasermaterial 14, zum Beispiel zwischen einzelnen Rovings und/oder Filamenten, verteilt und dort so stabil vorhanden ist, dass sie sich allein mit Hilfe der Absaugeeinrichtung 134 nicht absaugen lässt. Eine mögliche Lösung besteht darin, während des Infiltrationsvorgangs die vorhandene Restluft mit Hilfe des Matrixmaterials 151 aus dem Fasermaterial 14 heraus zu schieben.As residual air, an amount of air is referred to, which in the Bauteilkavität 12 due to the fact that this air with the help of a suction device 134 such as a vacuum unit such as a vacuum pump, can not be sucked off. Usually it is assumed that the residual air in the form of many small air packets in the fiber material 14 , For example, between individual rovings and / or filaments, distributed and there is so stable that they are alone with the help of the suction device 134 can not be aspirated. One possible solution is, during the infiltration process, the residual air with the help of the matrix material 151 from the fiber material 14 to slide out.

3a) zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Faserverbundbauteils 10 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren gemäß 3a) ist beispielsweise mittels einer in 3b) dargestellten Anordnung 201 zum Herstellen eines Faserverbundbauteils 10 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführbar. 3a) shows a schematic flow diagram for explaining a method for producing a fiber composite component 10 according to yet another embodiment of the present invention. The method according to 3a) is for example by means of a in 3b) illustrated arrangement 201 for producing a fiber composite component 10 according to yet another embodiment of the present invention feasible.

In einem Schritt S201 wird ein Ferrofluid 251 in eine Bauteilkavität 12 mit einem Fasermaterial 14 eingeleitet. Das Ferrofluid 251 ist vor dem Einleiten S201 in die Bauteilkavität 12 in einem ersten Behälter 236 einer Einleitungseinrichtung 232 der Anordnung 201 angeordnet.In a step S201, a ferrofluid becomes 251 in a component cavity 12 with a fiber material 14 initiated. The ferrofluid 251 is prior to introducing S201 into the component cavity 12 in a first container 236 an initiator 232 the arrangement 201 arranged.

In einem Schritt S203 wird ein Matrixmaterial 252 in die Bauteilkavität 12 eingeleitet. Das Matrixmaterial 252 ist vor dem Einleiten S203 in die Bauteilkavität 12 in einem zweiten Behälter 238 der Einleitungseinrichtung 232 angeordnet.In a step S203, a matrix material becomes 252 into the component cavity 12 initiated. The matrix material 252 is prior to introducing S203 into the component cavity 12 in a second container 238 the initiator 232 arranged.

Das Ferrofluid 251 besteht aus demselben Matrixmaterial, z. B. Harz, wie das Matrixmaterial 252, wobei zum Ausbilden des Ferrofluids 251 in diesem Matrixmaterial ferromagnetische und/oder ferrimagnetische Partikel suspendiert sind, beispielsweise solche Partikel wie im Voranstehenden beschrieben. Mit anderen Worten ist das Ferrofluid 251 ein ferrofluidisches Matrixmaterial, etwa wie im Voranstehenden in Bezug auf 2a) und 2b) beschrieben.The ferrofluid 251 consists of the same matrix material, eg. As resin, such as the matrix material 252 wherein, to form the ferrofluid 251 in this matrix material ferromagnetic and / or ferrimagnetic particles are suspended, for example, such particles as described above. In other words, this is ferrofluid 251 a ferrofluidic matrix material, approximately as described above 2a) and 2 B) described.

Zwischen der Bauteilkavität 12 und dem ersten Behälter 236 und/oder dem zweiten Behälter 238 kann, wiederum durch eine Absaugeeinrichtung 134 der Anordnung 201, welche wie die Absaugeeinrichtung 134 der Anordnung 101 ausgebildet sein kann, ein jeweiliger Druckunterschied zwischen dem ersten und/oder dem zweiten Behälter 236, 238 und der Bauteilkavität 12 erzeugt werden. Auf diese Weise können, beispielsweise durch Ausbilden von verschiedenen Druckunterschieden, die Fließgeschwindigkeiten des Ferrofluids 251 (d. h. des ferrofluidischen Matrixmaterials) und des Matrixmaterials 252 ohne ferro- und ferrimagnetische Eigenschaften unterschiedlich eingeleitet werden, auch ohne dass ein magnetisches Feld 20 angelegt wird. Die Wirkung der Druckunterschiede kann durch Anlegen des magnetischen Felds 20, etwa durch magnetisches Anziehen des Ferrofluids 251, verstärkt werden.Between the component cavity 12 and the first container 236 and / or the second container 238 can, again through a suction device 134 the arrangement 201 which like the suction device 134 the arrangement 101 may be formed, a respective pressure difference between the first and / or the second container 236 . 238 and the component cavity 12 be generated. In this way, for example by forming different pressure differences, the flow rates of the ferrofluid 251 (ie, the ferrofluidic matrix material) and the matrix material 252 without ferromagnetic and ferrimagnetic properties be initiated differently, even without a magnetic field 20 is created. The effect of pressure differences can be achieved by applying the magnetic field 20 , for example by magnetic attraction of the ferrofluid 251 to be strengthened.

Das magnetische Feld 20 kann durch eine Magnetfeldeinrichtung 22 der Anordnung 201 erzeugt werden, beispielsweise wie im Voranstehenden beschrieben. Auch weil das Ferrofluid 251 und das Matrixmaterial 252 im Wesentlichen dieselben Aushärtungseigenschaften aufweisen, da das Ferrofluid als ferrofluidisches Matrixmaterial realisiert ist, können bei der Ausführungsform gemäß 3a) und/oder der Ausführungsform gemäß 3b) sowohl das Ferrofluid 251 als auch das Matrixmaterial 252 nach Fertigstellung des Faserverbundbauteils 10 in der Bauteilkavität 12 verbleiben.The magnetic field 20 can by a magnetic field device 22 the arrangement 201 generated as described above. Also because the ferrofluid 251 and the matrix material 252 have substantially the same curing properties, since the ferrofluid is realized as ferrofluidic matrix material, in the embodiment according to 3a) and / or the embodiment according to 3b) both the ferrofluid 251 as well as the matrix material 252 after completion of the fiber composite component 10 in the component cavity 12 remain.

In dem Verfahren gemäß 3a) kann ein Anlegen S202 des magnetischen Felds 20 an die Bauteilkavität 12 insbesondere erfolgen wie im Vorangehenden in Bezug auf die Schritte S02, S102 beschrieben.In the method according to 3a) may be application S202 of the magnetic field 20 to the component cavity 12 in particular, as described above with respect to steps S02, S102.

4a) zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Faserverbundbauteils 10 gemäß einem weiteren Beispiel, das nicht erfindungsgemäß ist. 4b) zeigt schematisch eine Anordnung 301 zum Herstellen eines Faserverbundbauteils 10 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform. Das Verfahren gemäß 4a) ist insbesondere mittels der Anordnung 301 gemäß 4b) durchführbar. 4a) shows a schematic flow diagram for explaining a method for producing a fiber composite component 10 according to another example, which is not according to the invention. 4b) schematically shows an arrangement 301 for producing a fiber composite component 10 according to yet another embodiment. The method according to 4a) is in particular by means of the arrangement 301 according to 4b) feasible.

In einem Schritt S301 wird ein Ferrofluid 351 in eine Bauteilkavität 12 mit einem Fasermaterial 14 eingeleitet. Vor dem Einleiten S301 ist das Ferrofluid 351 in einem ersten Behälter 336 einer Einleitungseinrichtung 332 der Anordnung 301 angeordnet. In einem Schritt S303 wird ein Matrixmaterial 352 in die Bauteilkavität 12 eingeleitet. Vor dem Einleiten S303 ist das Matrixmaterial 352 vorzugsweise in einem zweiten Behälter 338 der Einleitungseinrichtung 332 angeordnet.In a step S301, a ferrofluid becomes 351 in a component cavity 12 with a fiber material 14 initiated. Before initiating S301 is the ferrofluid 351 in a first container 336 an initiator 332 the arrangement 301 arranged. In a step S303, a matrix material becomes 352 into the component cavity 12 initiated. Before initiating S303 is the matrix material 352 preferably in a second container 338 the initiator 332 arranged.

Bei dem Verfahren gemäß 4a) und/oder bei der Anordnung 301 ist das Ferrofluid 351 vorzugsweise nicht als Matrixmaterial verwendbar, das heißt, das Ferrofluid 351 kann beispielsweise insbesondere keine Aushärteeigenschaften aufweisen.In the method according to 4a) and / or in the arrangement 301 is the ferrofluid 351 preferably not usable as matrix material, that is, the ferrofluid 351 For example, it may in particular have no curing properties.

In einem Schritt S302 wird ein magnetisches Feld 20 an die Bauteilkavität 12 angelegt, beispielsweise mittels einer Magnetfeldeinrichtung 22 der Anordnung 301, welche ebenso ausgebildet sein kann, wie im Voranstehenden bezüglich der 1b), der 2b) und/oder der 3b) beschrieben.In a step S302, a magnetic field 20 to the component cavity 12 created, for example by means of a magnetic field device 22 the arrangement 301 , which may be formed as well as in the foregoing with respect to 1b) , of the 2 B) and / or the 3b) described.

Das Ausbilden des Ferrofluids 351 und des Matrixmaterials 352 aus unterschiedlichen Stoffen ermöglicht es beispielsweise, das Ferrofluid 351 lediglich aufgrund seiner magnetischen Eigenschaften auszuwählen und nicht etwa – zumindest auch – aufgrund seiner mechanischen und/oder physikalischen Eigenschaften bei einem Verbleib in der Bauteilkavität 12. Dadurch unterliegt die Auswahl eines geeigneten Ferrofluids 351 geringeren Beschränkungen.Forming the ferrofluid 351 and the matrix material 352 made of different materials allows, for example, the ferrofluid 351 to select only on the basis of its magnetic properties and not about - at least - due to its mechanical and / or physical properties in a fate in the Bauteilkavität 12 , As a result, the selection of a suitable ferrofluid is subject 351 lower restrictions.

Das Ferrofluid 351 kann bei den Beispielen gemäß 4a) und/oder 4b) insbesondere vor dem Fertigstellen des Faserverbundbauteils 10 aus der Bauteilkavität 12 entfernt werden, beispielsweise mittels einer Absaugeeinrichtung 134 der Anordnung 301 aus der Bauteilkavität 12 abgesaugt werden. Die Absaugeeinrichtung 134 kann insbesondere derart ausgebildet oder eingerichtet sein, wie im Voranstehenden bezüglich der 1b), der 2b) und/oder der 3b) beschrieben.The ferrofluid 351 can in the examples according to 4a) and or 4b) in particular before finishing the fiber composite component 10 from the component cavity 12 be removed, for example by means of a suction device 134 the arrangement 301 from the component cavity 12 be sucked off. The suction device 134 may in particular be designed or set up as in the preceding with respect to 1b) , of the 2 B) and / or the 3b) described.

Das Verfahren gemäß 4a) umfasst die weiteren Schritte: Abschalten S304 des magnetischen Felds 20; und Ausleiten S305, insbesondere Absaugen, des Ferrofluids 351 aus der Bauteilkavität. Bevorzugt wird das Ferrofluid 351 derart ausgewählt und/oder erzeugt, dass es möglichst rückstandslos durch das Fasermaterial 14 geführt und/oder durch das anschließend eingebrachte Matrixmaterial 352 möglichst gut herausgeschoben und/oder herausgespült werden kann. Hierbei können unter anderem eine Polarität und eine Kohäsion des Ferrofluids 351 eine wichtige Rolle spielen.The method according to 4a) includes the further steps: turning off S304 of the magnetic field 20 ; and discharging S305, particularly suction, of the ferrofluid 351 from the component cavity. The ferrofluid is preferred 351 selected and / or generated such that it is as far as possible without residue by the fiber material 14 guided and / or by the subsequently introduced matrix material 352 pushed out as well as possible and / or can be flushed out. Among other things, this may include polarity and cohesion of the ferrofluid 351 play an important role.

Die Schritte S301, S302, S303, S304, S305 können beispielsweise in dieser Reihenfolge durchgeführt werden. Es soll verstanden werden, dass je nach dem speziellen Anwendungsfall auch vorgesehen sein kann, dass ein magnetisches Feld 20 mehrmals angelegt S302 und/oder wieder ausgeschaltet S304 wird. Dabei kann jeweils das gleiche magnetische Feld 20, das heißt mit identischen magnetischen Feldlinien, angelegt werden oder es können mindestens zwei verschiedene magnetische Felder 20, das heißt mit sich voneinander unterscheidenden magnetischen Feldlinien, angelegt S302 werden.For example, steps S301, S302, S303, S304, S305 may be performed in this order. It should be understood that, depending on the particular application, it may also be provided that a magnetic field 20 S302 is created several times and / or S304 is switched off again. In each case, the same magnetic field 20 , that is to say with identical magnetic field lines, or at least two different magnetic fields can be applied 20 , that is, with magnetic field lines different from each other, are applied S302.

Das Anlegen S302 zumindest eines magnetischen Felds 20 kann vor dem Einleiten S301 des Ferrofluids 351, nach dem Einleiten S301 des Ferrofluids 351 oder während des Einleitens S301 des Ferrofluids 351 in die Bauteilkavität 12 erfolgen. Möglich ist auch, dass vor dem Einleiten S301 ein erstes magnetisches Feld angelegt wird und während des Einleitens S310 ein zweites magnetisches Feld angelegt wird, dass das vor dem Einleiten S301 angelegte magnetische Feld 20 während des Einleitens S301 ausgeschaltet wird, dass während dem Einleiten S301 zuerst ein erstes magnetisches Feld 20 und dann ein zweites magnetisches Feld 20 angelegt wird und dergleichen Varianten mehr.The application S302 of at least one magnetic field 20 may be prior to introducing S301 of the ferrofluid 351 after initiating S301 of the ferrofluid 351 or during initiation S301 of the ferrofluid 351 into the component cavity 12 respectively. It is also possible that a first magnetic field is applied before the initiation S301, and a second magnetic field is applied during the initiation S310, that the magnetic field applied before the initiation S301 20 is turned off during initiation S301, that during the initiation S301 first a first magnetic field 20 and then a second magnetic field 20 is created and the same variants more.

Welche Reihenfolge und/oder jeweilige Wiederholungen der Verfahrensschritte S301 bis S305 vorteilhaft ist, hängt auch von der jeweiligen geometrischen Form und den physikalischen und chemischen Eigenschaften des gewählten Ferrofluids 351 und des Matrixmaterials 352 ab. Das Abschalten S04 des magnetischen Felds 20 kann insbesondere zu einem Zeitpunkt erfolgen, an welchen das Matrixmaterial 352 das Fasermaterial 14 vollständig infiltriert hat und/oder aus diesem bereits wieder austritt. Durch das Ausschalten S304 des Magnetfelds 20 kann erzielt werden, dass das Ferrofluid, welche beispielsweise durch das magnetische Feld bis dahin in Position festgehalten wurde, sich bewegen kann und etwaige noch vorhandene Undichtigkeiten vor der Absaugung verschließen kann.Which order and / or respective repetitions of the method steps S301 to S305 is advantageous also depends on the respective geometric shape and the physical and chemical properties of the selected ferrofluid 351 and the matrix material 352 from. The switching off S04 of the magnetic field 20 may in particular take place at a time at which the matrix material 352 the fiber material 14 has completely infiltrated and / or exits from it again. By turning off S304 of the magnetic field 20 can be achieved that the ferrofluid, which was previously held in position, for example by the magnetic field, can move and close any remaining leaks before the suction.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways.

Beispielsweise können die in Bezug auf 4a) beschriebenen Verfahrensschritte des Abschaltens S304 des Magnetfelds 20 und des Ausleitens S305 des Ferrofluids und/oder entsprechend des ferrofluidischen Matrixmaterials, gemeinsam, oder getrennt voneinander, auch bei den Verfahren gemäß 1a), 2a) und/oder 3a) eingesetzt werden.For example, in relation to 4a) described process steps of switching off S304 of the magnetic field 20 and deriving S305 of the ferrofluid and / or according to the ferrofluidic matrix material, together, or separately, also in the methods according to 1a) . 2a) and or 3a) be used.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen kann es, zum Beispiel bei der Herstellung von Sandwichstrukturen, vorteilhaft sein, dass zunächst eine Decklage des Bauteils 10, zum Beispiel eine untere Lage, durch das Matrixmaterial, sei es ein ferrofluidisch oder nicht-ferrofluidisch, infiltriert wird, bevor sich die Fließfront des Matrixmaterials innerhalb einer anderen Decklage, zum Beispiel einer oberen Decklage, schließt.In all the embodiments described, it may be advantageous, for example in the production of sandwich structures, that initially a cover layer of the component 10 For example, a bottom layer is infiltrated by the matrix material, be it a ferrofluid or non-ferrofluidic, before the flow front of the matrix material closes within another cover layer, such as an upper cover layer.

Dies kann etwa dann vorteilhaft sein, wenn auf der Oberseite des herzustellenden Faserverbundbauteils 10 eine semipermeable Membran vorgesehen ist. Mit Hilfe der im Voranstehenden beschriebenen möglichen Anwendungen des Ferrofluids oder des ferrofluidischen Matrixmaterials kann die Fortbewegung des Matrixmaterials oder des ferrofluidischen Matrixmaterials in entsprechenden Bereichen, beispielsweise in der oberen Decklage, verzögert werden. Auf diese Weise können auch technisch teilweise sehr herausfordernde Infiltrationen von Sandwichstrukturen gut realisiert werden.This can be advantageous, for example, if on top of the fiber composite component to be produced 10 a semipermeable membrane is provided. By means of the possible applications of the ferrofluid or the ferrofluidic matrix material described above, the propagation of the matrix material or of the ferrofluidic matrix material can be delayed in corresponding regions, for example in the upper cover layer. In this way, even technically very challenging infiltration of sandwich structures can be realized well.

Claims (6)

Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils (10), mit den Schritten: Einleiten (S101) eines ferrofluidischen Matrixmaterials (151) in eine Bauteilkavität (12) mit einem Fasermaterial (14) und und Anlegen (S102) eines magnetischen Felds (20) an die Bauteilkavität (12).Method for producing a fiber composite component ( 10 ), comprising the steps of: introducing (S101) a ferrofluidic matrix material ( 151 ) in a Bauteilkavität ( 12 ) with a fiber material ( 14 ) and and applying (S102) a magnetic field ( 20 ) to the component cavity ( 12 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass außer dem ferrofluidischen Matrixmaterial (151) außerdem auch ein nicht-ferrofluidisches Matrixmaterial in die Bauteilkavität (12) eingeleitet wird.A method according to claim 1, characterized in that except the ferrofluidic matrix material ( 151 ) also a non-ferrofluidic matrix material in the Bauteilkavität ( 12 ) is initiated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen (S102) des magnetischen Felds (20) derart erfolgt, dass eine Bewegungsrichtung und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit des ferrofluidischen Matrixmaterials (151) in zumindest einem Bereich der Bauteilkavität (12) gesteuert wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the application (S102) of the magnetic field ( 20 ) such that a direction of movement and / or a movement speed of the ferrofluidic matrix material ( 151 ) in at least one region of the component cavity ( 12 ) is controlled. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Bereich, in dem durch das Anlegen (S102) des magnetischen Felds (20) die Bewegungsrichtung und/oder die Bewegungsgeschwindigkeit des ferrofluidischen Matrixmaterials (151) gesteuert wird, näher an einer Absaugeeinrichtung (134) an der Bauteilkavität (12) angeordnet ist als an einer Einleitungseinrichtung (132) zum Einleiten (S101) des ferrofluidischen Matrixmaterials (151) in die Bauteilkavität (12).A method according to claim 3, characterized in that the at least one region in which by the application (S102) of the magnetic field ( 20 ) the direction of movement and / or the speed of movement of the ferrofluidic matrix material ( 151 ), closer to a suction device ( 134 ) at the component cavity ( 12 ) is arranged as at an initiator ( 132 ) for introducing (S101) the ferrofluidic matrix material ( 151 ) in the component cavity ( 12 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das ferrofluidische Matrixmaterial (151) in zumindest einen Bereich zwischen dem Fasermaterial (14) und einer seitlichen Begrenzung der Bauteilkavität (12) eingeleitet wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ferrofluidic matrix material ( 151 ) in at least one region between the fiber material ( 14 ) and a lateral boundary of the component cavity ( 12 ) is initiated. Anordnung (1; 101; 201; 301) zum Herstellen eines Faserverbundbauteils (10), mit: einer Bauteilkavität (12) mit einem Fasermaterial (14); einer Einleitungseinrichtung (32; 132; 232; 332), welche dazu ausgelegt ist, ein ferrofluidisches Matrixmaterial (151) in die Bauteilkavität (12) einzuleiten; und einer Magnetfeldeinrichtung (22), welche dazu ausgelegt ist, ein magnetisches Feld (20) an die Bauteilkavität (12) anzulegen.Arrangement ( 1 ; 101 ; 201 ; 301 ) for producing a fiber composite component ( 10 ), comprising: a component cavity ( 12 ) with a fiber material ( 14 ); an initiator ( 32 ; 132 ; 232 ; 332 ), which is designed to be a ferrofluidic matrix material ( 151 ) in the component cavity ( 12 ) to initiate; and a magnetic field device ( 22 ), which is adapted to a magnetic field ( 20 ) to the component cavity ( 12 ).
DE102016216831.2A 2016-09-06 2016-09-06 Method and arrangement for producing a fiber composite component Active DE102016216831B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016216831.2A DE102016216831B3 (en) 2016-09-06 2016-09-06 Method and arrangement for producing a fiber composite component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016216831.2A DE102016216831B3 (en) 2016-09-06 2016-09-06 Method and arrangement for producing a fiber composite component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016216831B3 true DE102016216831B3 (en) 2018-02-22

Family

ID=61082670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016216831.2A Active DE102016216831B3 (en) 2016-09-06 2016-09-06 Method and arrangement for producing a fiber composite component

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016216831B3 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005030613A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Basf Ag Magnetorheological fluid
US20100092419A1 (en) * 2006-11-07 2010-04-15 Carlos Guerrero-Sanchez Magnetic fluids and their use
US20120321835A1 (en) * 2010-02-05 2012-12-20 Bell Helicopter Textron Inc. Method of Making Core-Stiffened Structure
DE102013012005A1 (en) * 2013-07-18 2015-01-22 Technische Universität München Method for producing a component from a fiber composite material
US20160230894A1 (en) * 2015-02-06 2016-08-11 White River Innovation Inc. Methods and devices for magnetic fluid seals

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005030613A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Basf Ag Magnetorheological fluid
US20100092419A1 (en) * 2006-11-07 2010-04-15 Carlos Guerrero-Sanchez Magnetic fluids and their use
US20120321835A1 (en) * 2010-02-05 2012-12-20 Bell Helicopter Textron Inc. Method of Making Core-Stiffened Structure
DE102013012005A1 (en) * 2013-07-18 2015-01-22 Technische Universität München Method for producing a component from a fiber composite material
US20160230894A1 (en) * 2015-02-06 2016-08-11 White River Innovation Inc. Methods and devices for magnetic fluid seals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0000687A1 (en) Process for the preparation of a microporous membrane to be used in filtration plants
EP3539755A2 (en) Method and apparatus for thermally joining thermoplastic fibre composite components, and cover for a suitable pressurisation device
DE102006040049A1 (en) Method and apparatus for preforming carbon fiber semi-finished products for the manufacture of fiber composite components
DE102013105075A1 (en) Resin moldings and process for its production
DE102016216831B3 (en) Method and arrangement for producing a fiber composite component
DE102015114179A1 (en) Method for producing a fiber-reinforced component with defined fiber orientation
DE2617767C3 (en) Method and device for the uniform coating of bodies
DE102016015765A1 (en) Method and arrangement for producing a fiber composite component
DE102014206904A1 (en) Method and device for producing a fiber-reinforced molded component
DE102016216830A1 (en) Method and arrangement for producing a fiber composite component
DE102014115218B3 (en) Method for forming a closed frame-shaped spacer for an insulating glass pane
EP2163384A2 (en) Plate separation with magnetic fields
DE102008018948A1 (en) Method for forming a magnet in a rotor
DE102013009773B4 (en) Device and method for increasing the binding efficiency of binding capable target structures
DE102019210177B4 (en) Process for the production of an oppositely magnetized magnetic structure
WO1999033072A1 (en) Magnetic liquid and method and device for the production thereof
DE19651002A1 (en) Superconductive device fabrication e.g. for flywheel energy storage device
DE102018202145A1 (en) Tool device for the production of plastic components with electrically conductive additives and method for producing such plastic components by means of this tool device
DE102013222553B4 (en) Process for the preparation of electroactive polymer actuators
DE102015016959A1 (en) Method for producing a component and motor vehicle with such a component
DE102015220186A1 (en) Device for infiltration and spreading of fiber rovings
DE102014213395A1 (en) Method and device for producing a brake pad, brake pad
DE102016111218A1 (en) Device for mixing and applying reactive plastics
DE102008045759A1 (en) Method and device for sorting particles according to their magnetizability
DE102011018675A1 (en) Device for active manipulation of floating electrically conductive substance e.g. liquid metal melt in high-frequency alternating electromagnetic field, has primary winding and secondary winding that are separated at specified angle

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R130 Divisional application to

Ref document number: 102016015765

Country of ref document: DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final