DE102016106830B3

DE102016106830B3 - Auflage zum Abdecken einer aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht, Systemanordnung mit einer derartigen Auflage sowie Verfahren unter Verwendung einer derartigen Auflage

Info

Publication number: DE102016106830B3
Application number: DE102016106830.6A
Authority: DE
Inventors: Roman Kleinpeter
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2017-09-14
Anticipated expiration: 2036-04-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Auflage (2) zum Abdecken einer aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht (4) auf einem Formbauteil (6), aufweisend eine Folie (8) mit einer Oberseite (10), die eine maximale Längserstreckung L und eine sich dazu quer erstreckende Quererstreckung Q aufweist, wobei die Längserstreckung L und die Quererstreckung Q jeweils mindestens das Tausendfache einer Foliendicke F betragen, wobei mindestens ein vorbestimmter Bereich (18) der Oberseite (10) der Folie (8) mit einer Verstärkungsmaterialschicht (20) bedeckt ist, die sich bei Erreichen einer vorbestimmten Dehnung derart selbstständig chemisch verändert, dass die Verstärkungsmaterialschicht (20) von einem ersten Zustand, in dem die Verstärkungsmaterialschicht (20) eine erste mechanische Steifigkeit aufweist, in einen zweiten Zustand, in dem die Verstärkungsmaterialschicht (20) eine gegenüber der ersten mechanischen Steifigkeit erhöhte, zweite mechanische Steifigkeit aufweist, überführt wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteil unter Verwendung der Auflage (2).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Auflage zum Abdecken einer aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht auf einem Formbauteil.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aufgrund ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten haben Faserverbundbauteile in den letzten Jahren an Interesse gewonnen. Als besonders vorteilhaft haben sich dabei die vielfältige Gestaltungsmöglichkeit von Faserverbundbauteilen und ihre oftmals geringen Fertigungskosten herausgestellt. Für die Herstellung eines Faserverbundbauteils wird eine aushärtbare Faserverbundmaterialschicht auf ein formgebendes Formwerkzeug aufgelegt. Die aushärtbare Faserverbundmaterialschicht weist ein sogenanntes Matrixmaterial auf, in das Fasern, insbesondere Kohlenstofffasern, Glasfasern und/oder Aramidfasern, eingebracht sind. Das Matrixmaterial ist vorzugsweise eine Mischung aus einem Harz und einem Härter. Das Matrixmaterial kann außerdem einen Beschleuniger aufweisen, der zur Beschleunigung einer Aushärtung des Matrixmaterials dient. Als Harz kann beispielsweise ein Epoxidharz und ein Vinylesterharz Anwendung finden. Als Härter kommen beispielsweise Peroxide, wie beispielsweise Methylethylketonperoxid (MEKP), Acetylacetonperoxid (AAP) und/oder Cyclohexanonperoxid (CHP) zum Einsatz. Derartige Faserverbundmaterialien sind unter Zufuhr von Wärmeenergie aushärtbar. So kann eine entsprechende Faserverbundmaterialschicht durch Wärmezufuhr ausgehärtet werden. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, eine Faserverbundmaterialschicht mittels Heißpresstechnik und/oder mittels einer Autoklavtechnik auszuhärten.
Ist die Faserverbundmaterialschicht auf das formgebende Formbauteil aufgelegt, so erhält die Faserverbundmaterialschicht ihre gewünschte Form. Um gegebenenfalls überschüssige Harzmengen und/oder Lufteinschlüsse aus der Faserverbundmaterialschicht abzusaugen, ist es oftmals vorgesehen, die Faserverbundmaterialschicht, die auf dem Formwerkzeug aufliegt, mit einer Folie, die auch als Vakuumfolie bezeichnet wird, abzudecken. Dabei wird die Folie derart über die Faserverbundmaterialschicht gelegt, dass die Faserverbundmaterialschicht zwischen dem Formbauteil und der Folie angeordnet ist. Die Folie wird vorzugsweise dichtend mit dem Formbauteil verbunden, so dass aus dem sich daraus ergebenden Zwischenraum Luft und/oder Fluid, insbesondere überschüssiges Harz, abgesaugt werden kann.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, eine Kunststofffolie und/oder eine Metallfolie als eine entsprechende Vakuumfolie zu verwenden. Derartige Folien weisen oftmals eine sehr geringe Materialstärke, beispielsweise im Bereich zwischen 10 µm und 60 µm, auf. Aufgrund ihrer geringen Materialstärke kann sich eine derartige Folie besonders gut an die von dem Formbauteil abgewandte Seite der Faserverbundmaterialschicht anschmiegen.
In der DE 10 2005 011 977 A1 wird die Verwendung von thermoplastischen Elastomeren mit einer Materialstärke zwischen 0,5 mm und 3 mm als gasunduchlässige Membran im Unterschied zu den herkömmlichen dünnen Vakuumfolien beschrieben.
In der Praxis kann es vorkommen, dass das Formbauteil eine formgebende Oberflächenstruktur aufweist, die zu einer komplexen Formgestaltung eines herzustellenden Faserverbundbauteils korrespondiert. So kann die formgebende Oberflächenstruktur des Formbauteils durch hervorragende und/oder hervorspringende Elemente und/oder Flansche gekennzeichnet sein. Insbesondere an den Übergangsstellen von derartigen Elementen bzw. Flanschen zu der übrigen, formgebenden Oberfläche des Formbauteils können Bereiche mit besonders geringen Radien entstehen. Wird auf ein derartiges Formbauteil eine aushärtbare Faserverbundmaterialschicht gelegt, so kann es vorkommen, dass die Faserverbundmaterialschicht an den zuvor genannten Stellen geknickt und/oder stark gebogen werden muss, um ein besonders gutes Anschmiegen der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht an die formgebende Oberfläche des Formbauteils zu erreichen. Es kann deshalb vorgesehen sein, dass die aushärtbare Faserverbundmaterialschicht verformbar ausgebildet ist, insbesondere indem sie ein zähflüssiges Harz aufweist. Um daraufhin eine Folie auf die genannte Faserverbundmaterialschicht aufzulegen, ist es oftmals vorgesehen, dass die Folie an den zuvor genannten Stellen schlaufenartig überlappend auf der Faserverbundmaterialschicht platziert wird. Denn bei einem Absaugen von Luft und/oder Fluid aus dem Zwischenraum zwischen der Folie und dem Formbauteil kann es zu einer translatorischen Verschiebung der Folie kommen. Um zu verhindern, dass die Folie einer zu hohen Zugspannung in dem Bereich, der über den genannten Stellen angeordnet ist, ausgesetzt ist, wird die Auflage – wie zuvor erläutert – in dem genannten Bereich schlaufenartig platziert. Dies verhindert eine zu hohe Zugspannung auf die Folie, da sie durch ein Entschlaufen der Zugspannung nachgeben kann. Nachteilig hat sich bei dieser Art der schlaufenförmigen Aufbringung der Folie auf die aushärtbare Faserverbundmaterialschicht herausgestellt, dass die Folie im Bereich der schlaufenförmigen Form keine konturfreie Oberfläche bildet. Nach der Aushärtung der Faserverbundmaterialschicht kann es deshalb vorkommen, dass das Faserverbundbauteil in dem Bereich, in dem die Auflage schlaufenförmig ausgestaltet ist, eine unebene und/oder konturbehaftete Oberfläche aufweist, was zu verhindern ist. Denn derartige unebene und/oder konturbehaftete Oberflächenbereiche des Faserverbundbauteils rufen oftmals Nachbearbeitungsschritte, wie beispielsweise ein Schleifen und/oder Polieren, hervor.
Aus der DE 10 2006 007 429 A1 ist es bekannt, großformatige Strukturbauteile mit einer als Vakuumsack ausgebildeten Vakuumfolie abzudecken.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Auflage zum Abdecken einer aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht auf einem Formbauteil bereitzustellen, mittels der ein Faserverbundbauteil aus einer aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht auf einem Formbauteil herstellbar ist, wobei das Faserverbundbauteil an der Oberflächenseite besonders glatt ausgebildet ist, die zuvor in Kontakt mit der Auflage beim Abdecken der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht war.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die genannte Aufgabe gelöst durch eine Auflage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen. Es wird eine Auflage zum Abdecken einer aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht auf einem Formbauteil vorgeschlagen, wobei die Auflage eine Folie mit einer Oberseite aufweist, die eine maximale Längserstreckung und eine sich dazu quer erstreckende Quererstreckung aufweist, wobei die Längserstreckung und die Quererstreckung jeweils mindestens das Tausendfache einer Foliendicke betragen, und wobei mindestens ein vorbestimmter Bereich der Oberseite der Folie mit einer Verstärkungsmaterialschicht bedeckt ist, die sich bei Erreichen einer vorbestimmten Dehnung derart selbstständig chemisch verändert, dass die Verstärkungsmaterialschicht von einem ersten Zustand, in dem die Verstärkungsmaterialschicht eine erste mechanische Steifigkeit aufweist, in einen zweiten Zustand, in dem die Verstärkungsmaterialschicht eine gegenüber der ersten mechanischen Steifigkeit erhöhte, zweite mechanische Steifigkeit aufweist, überführt wird.
Die Auflage dient also zum Abdecken einer aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht. Eine derartige aushärtbare Faserverbundmaterialschicht kann dazu vorher auf ein Formbauteil platziert sein, wobei das Formbauteil zur Formgebung der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht ausgebildet ist. So kann eine Seite des Formbauteils eine gewünschte Oberflächenstruktur aufweisen, die der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht aufgeprägt wird, wenn diese auf die genannte Seite des Formbauteils platziert wird. Daraufhin kann die Auflage auf einer von dem Formbauteil abgewandten Seite der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht platziert werden. Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Auflage zumindest im Wesentlichen fluiddicht mit dem Formbauteil verbunden wird, so dass die aushärtbare Faserverbundmaterialschicht zwischen dem Formbauteil und der Auflage eingeschlossen ist. Zum fluiddichten Verbinden der Auflage mit dem Formbauteil kann die Auflage durch einen Kleber und/oder eine Klebeschicht mit dem Formbauteil verbunden werden. Alternativ oder ergänzend kann die Auflage mit einem umlaufenden Endabschnitt an das Formbauteil gepresst und/oder gedrückt werden. Hierzu kann eine entsprechende Klemmvorrichtung vorgesehen sein, die vorzugsweise dem Formbauteil zugeordnet ist.
Die Auflage weist eine Folie auf. Die Folie kann beispielsweise eine Kunststofffolie oder eine Metallfolie sein. So kann die Folie beispielsweise eine Polyurethanfolie oder eine Teflon-Folie sein. Außerdem kann es vorgesehen sein, dass die Folie als eine Aluminiumfolie ausgebildet ist. Die Folie weist vorzugsweise eine Materialstärke von 5 µm bis 200 µm, besonders bevorzugt zwischen 10 µm und 60 µm, auf.
Die Folie weist eine Oberseite auf. Vorzugsweise ist die Folie bzw. die Oberseite großflächig ausgebildet. So weist die Oberseite der Folie eine Längserstreckung und eine sich dazu quer erstreckende Quererstreckung auf, die jeweils deutlich größer sind als die Materialstärke der Folie. Die Materialstärke der Folie wird auch als Foliendicke bezeichnet. Dabei betragen die Längserstreckung und die Quererstreckung jeweils mindestens das Tausendfache der Foliendicke. Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass ein Verhältnis zwischen der maximalen Längserstreckung der Oberseite der Folie und einer sich dazu quer erstreckenden Quererstreckung der Oberseite einen Wert zwischen 0,3 und 3 bilden. Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass die Folie vorzugsweise nicht als ein bandförmiger Körper ausgebildet ist.
Die Folie weist insbesondere aufgrund ihrer geringen Materialstärke eine endliche Zugfestigkeit, insbesondere in Längsrichtung und/oder Querrichtung, auf. Wird die Folie als solches ohne schlaufenförmige Überlappungsbereiche auf die aushärtbare Faserverbundmaterialschicht gelegt und erfolgt daraufhin ein Absaugen von Luft und/oder Fluid aus einem Bereich zwischen der Folie und dem Formbauteil, auf dem die aushärtbare Faserverbundmaterialschicht platziert ist, so kann es an den eingangs genannten Stellen, die zu Knickbereichen der Faserverbundmaterialschicht korrespondieren, zu einer besonders hohen Zugbelastung kommen. Um zu verhindern, dass die Folie in dem zu der Knickstelle der Faserverbundmaterialschicht gegenüberliegenden Bereich einer Zugbelastung ausgesetzt ist, die zum Erreichen der Zugfestigkeit und/oder zu einer Überschreitung der Zugfestigkeit der Folie führen könnte, ist es vorgesehen, dass zumindest ein vorbestimmter Bereich der Oberseite der Folie mit einer Verstärkungsmaterialschicht bedeckt ist.
Die Verstärkungsmaterialschicht dient zur Entlastung vorbestimmter Bereiche der Folie, so dass in dem vorbestimmten Bereich der Folie, der mit der Verstärkungsmaterialschicht versehen ist, höheren Zugspannungen ausgesetzt sein kann, da die auf die Folie wirkende Zugspannung anteilig auch auf die Verstärkungsmaterialschicht übertragen wird, so dass auch diese zur Aufnahme entsprechender Zugkräfte dient. Vorzugsweise ist die Verstärkungsmaterialschicht stoffschlüssig mit dem vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie verbunden. Dazu kann die Verstärkungsmaterialschicht selbstklebend auf dem vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie aufgebracht sein. Alternativ oder ergänzend kann Klebstoff verwendet werden, um die Verstärkungsmaterialschicht stoffschlüssig auf dem vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie zu befestigen, so dass eine entsprechende stoffschlüssige Verbindung zwischen der Verstärkungsmaterialschicht und dem vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie entsteht. Durch diese stoffschlüssige Verbindung können Zugspannungen bzw. Zugkräfte, die auf die Folie in dem vorbestimmten Bereich der Folie wirken, auch anteilig von der Verstärkungsmaterialschicht aufgenommen werden bzw. weitergeleitet werden.
Vorzugsweise sind die Folie und die Verstärkungsmaterialschicht jeweils dehnbar, insbesondere elastisch dehnbar, ausgebildet. Wirkt auf die Folie nun eine Zugspannung, vorzugsweise in ihrer Längserstreckung und/oder in ihrer Quererstreckung, führt dies zu einer entsprechenden Dehnung der Folie und somit auch zu einer entsprechenden Dehnung der Verstärkungsmaterialschicht. Besonders hohe Zugspannungen wirken in Bereichen, bei denen die Auflage in Kontakt mit einer Knickstelle der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht kommt. Bei der Verwendung der Auflage sollte deshalb darauf geachtet werden, dass der vorbestimmte Bereich der Oberseite der Folie mit der Verstärkungsmaterialschicht derart angeordnet ist, dass der vorbestimmte Bereich der Oberseite der Folie gegenüberliegend zu der genannten Knickstelle der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht angeordnet ist. Denn sodann können die erhöhten Zugspannungen sowohl von der Folie als auch von der Verstärkungsmaterialschicht aufgenommen und/oder weitergeleitet werden. Dabei kann es vorkommen, dass die Zugspannungen besonders hoch sind, so dass eine vorbestimmte Dehnung der Verstärkungsmaterialschicht hervorgerufen wird, wobei sich die Verstärkungsmaterialschicht bei Erreichen der vorbestimmten Dehnung derart selbstständig chemisch verändert, dass die Verstärkungsmaterialschicht von einem ersten Zustand, in dem die Verstärkungsmaterialschicht eine erste mechanische Steifigkeit aufweist, in einen zweiten Zustand, in dem die Verstärkungsmaterialschicht eine gegenüber der ersten mechanischen Steifigkeit erhöhte, zweite mechanischen Steifigkeit aufweist, überführt wird. Mit der ersten bzw. zweiten mechanischen Steifigkeit ist jeweils vorzugsweise eine mechanische Dehnsteifigkeit der Verstärkungsmaterialschicht gemeint.
Beim Auflegen der Auflage auf die aushärtbare Faserverbundmaterialschicht weist die Verstärkungsmaterialschicht zunächst den ersten Zustand auf, so dass die Verstärkungsmaterialschicht die erste mechanische Steifigkeit aufweist. Diese erste mechanische Steifigkeit ist kleiner als die zweite mechanische Steifigkeit. Somit ist die Verstärkungsmaterialschicht in dem ersten Zustand leichter biegbar und/oder dehnbar. Dies erlaubt es, die Auflage besonders vorteilhaft zur möglichst vollständigen Anlage auf die aushärtbare Faserverbundmaterialschicht zu bringen. Wird daraufhin die Luft und/oder das Fluid aus dem Zwischenraum der Auflage und dem Formbauteil abgesaugt, wirkt auf die Auflage eine Zugspannung. Dabei kann es vorkommen, dass auf den vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie und der auf diesen Bereich aufgebrachten Verstärkungsmaterialschicht eine besonders hohe Zugspannung wirkt. Durch die erhöhte Zugspannung wird das Ziel verfolgt, dass die Folie auch in diesem Bereich tatsächlich zur vollständigen Anlage an die Knickstelle der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht kommt. Sollte die Zugspannung derart hoch sein, dass die Verstärkungsmaterialschicht bis zu der vorbestimmten Dehnung gedehnt wird, erfolgt ein selbstständiger, chemischer Zustandsübergang von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand. Daraufhin weist die Verstärkungsmaterialschicht die erhöhte, zweite mechanische Steifigkeit auf. Durch die erhöhte, zweite mechanische Steifigkeit der Verstärkungsmaterialschicht wird einer weiteren Dehnung der Verstärkungsmaterialschicht und somit auch des vorbestimmten Bereichs der Folie entgegengewirkt. Dies bietet den Vorteil, dass der vorbestimmte Bereich Folie sowie die Verstärkungsmaterialschicht bei einer weiteren Erhöhung der auf die Folie wirkenden Zugspannung zu einer verhältnismäßig kleineren weiteren Dehnung führt. Mit anderen Worten kann mit dem Zustandsübergang erreicht werden, dass die Folie bei einer weiter steigenden Zugspannung einem geringeren Dehnungszuwachs ausgesetzt ist, was dazu führt, dass ein Reißen der Folie in dem vorbestimmten Bereich effektiv verhindert werden kann. Indem die Verstärkungsmaterialschicht bereichsweise mit der Oberseite der Folie verbunden ist, können entsprechende Zugkräfte flächig an angrenzende Bereiche der Folie übertragen werden, so dass auch die an den vorbestimmten Bereich angrenzenden Abschnitte der Folie keiner zu starken Zugbelastung ausgesetzt sind. Somit verhindert die Verstärkungsmaterialschicht effektiv ein Reißen der Folie. Mit anderen Worten bietet die Auflage den Vorteil, dass Luft und/oder Fluid aus einem Zwischenraum zwischen der Auflage und dem Formbauteil abgesaugt werden kann, ohne dass ein Zerreißen der Folie zu befürchten wäre Indem die Verstärkungsmaterialschicht nur auf dem mindestens einen vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie aufgebracht ist, ist die Auflage besonders gut handhabbar. Denn vorzugsweise sind die übrigen Bereiche der Oberseite der Folie nicht mit einer Verstärkungsmaterialschicht bedeckt. Diese übrigen Bereiche können deshalb besonders einfach in unmittelbaren Kontakt zu der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht gebracht werden. Insbesondere sollte bei der Verwendung der Auflage zum Abdecken der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht darauf geachtet werden, dass der mindestens eine vorbestimmte Bereich der Oberseite der Folie an der gewünschten Stelle, insbesondere an einer Knickstelle, der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht angeordnet wird. Außerdem bietet die Aufbringung einer Verstärkungsmaterialschicht ausschließlich auf den mindestens einen vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie den Vorteil, dass die Auflage ein besonders geringes Gewicht aufweist und/oder nur besonders wenig Verstärkungsmaterial für die mindestens eine Verstärkungsmaterialschicht vorgesehen werden muss. Somit kann die Auflage außerdem besonders preisgünstig hergestellt werden.
Ein Verstärkungsmaterial für die Verstärkungsmaterialschicht ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. So ist beispielsweise aus dem Dokument DE 2 415 304 ein Material bekannt, das als druckempfindlicher Klebstoff bezeichnet wird. Hierbei findet ebenfalls ein Zustandsübergang statt, wenn ein vorbestimmter Druck auf den entsprechenden Stoff wirkt. Ein entsprechender Zustandsübergang kann in analoger Weise erfolgen, wenn das Verstärkungsmaterial gedehnt wird. Das Verstärkungsmaterial für die Verstärkungsmaterialschicht kann auch als selbstverschweißendes Material bezeichnet sein und/oder entsprechende Eigenschaften aufweisen. Das Verstärkungsmaterial für die Verstärkungsmaterialschicht kann beispielsweise auf Basis eines Polyisobutylen und/oder auf Basis eines Ethylen-Propylen-Kautschuks hergestellt sein.
Für eine vorteilhafte Ausgestaltung der Auflage ist es vorgesehen, dass das Verstärkungsmaterial für die Verstärkungsmaterialschicht eine Mischung von einem Klebstoffmaterial und einem Katalysatormaterial aufweist. Das Katalysatormaterial ist dabei derart gewählt und/oder ausgebildet, um bei einem direkten Kontakt mit dem Klebstoffmaterial eine chemische Reaktion hervorzurufen, die eine Zustandsänderung des Klebstoffmaterials bzw. des Verstärkungsmaterials hervorruft. Entsprechend finden eine Zustandsänderung der Verstärkungsmaterialschicht statt, wenn das Katalysatormaterial und das Klebstoffmaterial in direkten Kontakt miteinander kommen. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass eine Vielzahl von Kapseln, insbesondere kugelförmigen Kapseln, in das Klebstoffmaterial eingemischt sind. Jede der Kapseln kann eine Schutzhülle aufweisen, wobei Katalysatormaterial von jeder Schutzhülle umschlossen ist, so dass die Schutzhülle zunächst einen direkten Kontakt zwischen dem Katalysatormaterial und dem Klebstoffmaterial verhindert. Jede der Schutzhülle ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie Katalysatormaterial dicht, insbesondere fluiddicht, abschließen kann. Die Schutzhülle ist jedoch aufbrechbar, wenn eine Zugspannung auf sie wirkt, die zu der vorbestimmten Dehnung der Verstärkungsmaterialschicht korrespondiert. Wirkt also die vorbestimmte Dehnung auf die Verstärkungsmaterialschicht, so ist es bevorzugt vorgesehen, dass sodann ein Aufbrechen der Schutzhülle erfolgt. Sodann kommt das Katalysatormaterial und das Klebstoffmaterial in direkten Kontakt, was den zuvor genannten Zustandsübergang hervorruft. Das Klebstoffmaterial kann beispielsweise Silikonklebstoff, insbesondere additionsvernetzender Silikonklebstoff, oder Acrylatklebstoff, insbesondere polymerisationshärtender Acrylatklebstoff, sein.
Für eine vorteilhafte Ausgestaltung der Auflage ist es vorgesehen, dass das Verstärkungsmaterial auf einen Träger aufgetragen ist, um damit die Verstärkungsmaterialschicht zu bilden. Der Träger kann beispielsweise eine perforierte Folie, insbesondere perforierte Kunststofffolie, und/oder ein Gewebe, insbesondere ein Kunststoffgewebe oder ein Stoffgewebe, sein.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Auflage zeichnet sich dadurch aus, dass eine Fläche der Oberseite der Folie zu maximal 30% von der mindestens einen Verstärkungsmaterialschicht bedeckt ist. Sind mehrere Verstärkungsmaterialschichten vorgesehen, so weisen diese insgesamt eine Fläche auf, die vorzugsweise maximal 30% der Fläche der Oberseite der Folie entspricht. Damit wird verhindert, dass ein Großteil der Fläche der Oberseite der Folie mit der mindestens einen Verstärkungsmaterialschicht bedeckt ist. Vielmehr ist die Bedeckung der Fläche der Oberseite mit der mindestens einen Verstärkungsmaterialschicht auf einen kleinen Teil der Fläche der Oberseite der Folie begrenzt, was den Vorteil bietet, dass die übrige Fläche der Oberseite der Folie frei von der mindestens einen Verstärkungsmaterialschicht ausgebildet sein kann. Diese verstärkungsmaterialfreien Bereiche der Fläche der Oberseite der Folie sind besonders einfach an die Außenkontur der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht anschmiegbar.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Auflage zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens zwei vorbestimmte Bereiche der Oberseite der Folie mit jeweils einer Verstärkungsmaterialschicht bedeckt sind. Die vorbestimmten Bereiche sind vorzugsweise jeweils getrennt voneinander ausgebildet. Weist die aushärtbare Faserverbundmaterialschicht nach dem Auflegen auf das Formbauteil beispielsweise zwei Knickstellen auf, so können entsprechend vorzugsweise zwei vorbestimmte Bereiche der Oberseite der Folie vorgesehen sein, die mit jeweils einer Verstärkungsmaterialschicht bedeckt sind. Dabei kann eine Knickstelle für eine Knickstelle als solches oder für einen anderen Bereich der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht stehen, in der besonders große Oberflächengradienten auftreten und/oder vorhersehbar sind. Die Materialstärke der Verstärkungsmaterialschicht kann dabei an einen kleinsten Biegeradius der jeweiligen Knickstelle angepasst sein. Die Anordnung der vorbestimmten Bereiche korrespondiert dabei vorzugsweise zu der Anordnung der Knickstellen. Dies verhindert, dass die gegebenenfalls durch höhere Zugspannungen beanspruchten Bereiche der Folie zur Rissbildung neigen. Vielmehr werden diese höher beanspruchten Bereiche durch die jeweilige Verstärkungsmaterialschicht geschützt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Auflage zeichnet sich dadurch aus, dass die Folie eine vorbestimmte Zugfestigkeit in Querrichtung und/oder Längsrichtung aufweist, wobei jede der mindestens einen Verstärkungsmaterialschicht derart ausgebildet ist, dass die vorbestimmte Dehnung der jeweiligen Verstärkungsmaterialschicht erreicht ist, wenn auf die jeweilige Verstärkungsmaterialschicht eine Zugspannung wirkt, die zwischen 50% und 200% der vorbestimmten Zugfestigkeit ist. Mit einer Zugfestigkeit ist die mechanische Zugfestigkeit gemeint. Mit einer Zugspannung ist die mechanische Zugspannung gemeint. Je nach Wahl des Materials für die Folie und/oder je nach Wahl der Materialstärke der Folie kann die Folie eine entsprechend vorbestimmte Zugfestigkeit in Querrichtung und/oder Längsrichtung aufweisen. Mit der vorbestimmten Zugfestigkeit der Folie ist vorzugsweise eine mittlere Zugfestigkeit der Folie in Querrichtung und/oder Längsrichtung gemeint. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mit der vorbestimmten Zugfestigkeit der Folie die Zugfestigkeit der Folie in dem Bereich gemeint ist, der zu dem vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie korrespondiert, der mit einer Verstärkungsmaterialschicht bedeckt ist. Sind mehrere vorbestimmte Bereiche der Oberseite der Folie vorgesehen, die jeweils mit einer Materialverstärkungsschicht zu bedecken sind, so kann die vorbestimmte Zugfestigkeit jeweils einzeln für die jeweiligen Bereiche vorbestimmt sein. Unter der vorbestimmten Zugfestigkeit der Folie kann alternativ die maximale mechanische Zugspannung zu verstehen sein, die die Folie aushält, bevor sie reißt und/oder bricht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Auflage zeichnet sich dadurch aus, dass die vorbestimmte Dehnung einer jeweiligen Verstärkungsmaterialschicht erreicht ist, wenn auf die jeweilige Verstärkungsmaterialschicht eine Zugspannung wirkt, die zwischen 60% und 95% der vorbestimmten Zugfestigkeit der Folie in Querrichtung und/oder Längsrichtung ist. In diesem Fall wird eine Rissbildung der Folie in dem Bereich effektiv verhindert, der zu dem vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie korrespondiert, der mit der jeweiligen Verstärkungsmaterialschicht bedeckt ist. Denn die Zustandsüberführung der jeweiligen Verstärkungsmaterialschicht kann bereits erfolgen, wenn die Zugspannung 60% der vorbestimmten Zugfestigkeit der Folie entspricht. Sodann weist die jeweilige Verstärkungsmaterialschicht die höhere, zweite mechanische Steifigkeit auf, was zu einem kleineren Anstieg der Dehnung der jeweiligen Verstärkungsmaterialschicht bei einem weiteren Anstieg der Zugspannung führt. Entsprechend fällt auch die Dehnung der Folie kleiner aus. Somit kann effektiv verhindert werden, dass es zu einer Rissbildung in der Folie kommt, wenn erhöhte Zugspannungen auf die Folie, insbesondere in dem Bereich, der zu dem vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie mit der Verstärkungsmaterialschicht korrespondiert, auftreten. Sollte die Zustandsüberführung der jeweiligen Verstärkungsmaterialschicht erst bei einem höheren Prozentbereich, also beispielsweise bei 95%, der vorbestimmten Zugfestigkeit der Folie erfolgen, so kann die zweite mechanische Steifigkeit der Verstärkungsmaterialschicht derart gewählt sein, dass es zumindest im Wesentlichen zu keiner oder nur zu einer sehr geringen weiteren Dehnung kommt, wenn die Zugspannung der Folie ansteigt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Auflage zeichnet sich dadurch aus, dass die vorbestimmte Dehnung der jeweiligen Verstärkungsmaterialschicht erreicht ist, wenn auf die jeweilige Verstärkungsmaterialschicht eine Zugspannung wirkt, die zwischen 100% und 150% der vorbestimmten Zugfestigkeit der Folie in Querrichtung und/oder Längsrichtung ist. In diesem Fall wird eine Rissbildung der Folie zwar toleriert, jedoch ist die Verstärkungsmaterialschicht weiterhin mit dem vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie verbunden, so dass die sich ebenfalls ausdehnende Verstärkungsmaterialschicht verhindert, dass es zu einem Riss in der Auflage kommt. Vielmehr kann die jeweilige Verstärkungsmaterialschicht derart ausgebildet sein, dass es bei dieser auch dann nicht zu einer Rissbildung kommt, wenn die Zugspannung beispielsweise zwischen 100% und 150% der vorbestimmten Zugfestigkeit der Folie ist. Die Verstärkungsmaterialschicht gewährleistet also, dass die Auflage auch bei erhöhten Zugspannungen verschlossen und/oder rissfrei bleibt. Sofern eine Rissbildung, und zwar nur in der Folie in dem vorbestimmten Bereich toleriert wird, bietet dies den Vorteil, dass es zu einer lokalen Vergrößerung der Oberfläche der Auflage kommen kann, so dass sich die Auflage beispielsweise besonders vorteilhaft an eine Knickstelle der aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht anschmiegen kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Auflage zeichnet sich dadurch aus, dass eine umlaufende Klebeschicht auf einem äußeren Rand der Oberseite der Folie oder auf einem äußeren Rand einer zu der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite der Folie aufgebracht ist. Die Klebeschicht kann zum stoffschlüssigen Befestigen der Auflage an oder auf dem Formbauteil dienen. Dies erfolgt vorzugsweise, nachdem die aushärtbare Faserverbundmaterialschicht auf das Formbauteil aufgelegt wurde, so dass die aushärtbare Faserverbundmaterialschicht nach dem stoffschlüssigen Befestigen der Auflage an oder auf dem Formbauteil von der Auflage und dem Formbauteil eingeschlossen ist. Indem die Klebeschicht bereits an dem äußeren Rand der Oberseite bzw. Unterseite der Folie aufgebracht ist, ist die Auflage besonders einfach verwendbar und/oder handhabbar, um dem gewünschten Zweck zu dienen. Weiterhin kann die Auflage und/oder das Formbauteil einen Anschluss aufweisen, der zum Absaugen von Luft und/oder Fluid aus dem genannten Innenraum ausgebildet ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Auflage zeichnet sich dadurch aus, dass die Folie als eine Kunststofffolie oder als eine Metallfolie ausgebildet ist. Derartige Folien weisen oftmals eine sehr geringe Materialstärke, beispielsweise im Bereich zwischen 10 µm und 60 µm, auf. Aufgrund ihrer geringen Materialstärke kann sich eine derartige Folie besonders gut an die von dem Formbauteil abgewandte Seite der Faserverbundmaterialschicht anschmiegen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe durch eine Systemanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Vorgeschlagen wird eine Systemanordnung, die ein Formbauteil mit einer vorbestimmten Oberfläche aufweist, die eine Negativform oder eine Positivform für ein herzustellendes, faserverstärktes Bauelement bildet. Außerdem sind eine Faserverbundmaterialschicht, die auf der vorbestimmten Oberfläche des Formbauteils aufliegt, und eine Auflage vorgesehen, wie sie zuvor beschrieben wurde. Dabei liegt die Auflage derart auf dem Formbauteil und der Faserverbundmaterialschicht auf, dass die Faserverbundmaterialschicht zwischen der Auflage und der vorbestimmten Oberfläche des Formbauteils eingeschlossen ist.
Das faserverstärkte Bauteil kann auch als Faserverbundbauteil bezeichnet sein. Das Formbauteil dient zur Formgebung des herzustellenden Faserverbundbauteils. Die Formgebung erfolgt dabei durch die vorbestimmte Oberfläche des Formbauteils.
Bezüglich der Faserverbundmaterialschicht wird auf die vorangegangenen Erläuterungen, insbesondere bevorzugte Ausgestaltungen und/oder Vorteile der Faserverbundmaterialschicht, in analoger Weise Bezug genommen.
Für die Auflage wird ebenfalls in analoger Weise auf die vorangegangenen Erläuterungen, insbesondere bevorzugte Ausgestaltungen und/oder Vorteile der Auflage, Bezug genommen.
Somit ist die Systemanordnung vorteilhaft dazu ausgestaltet, das Faserverbundbauteil derart herzustellen, dass dieses eine möglichst glatte Oberfläche aufweist, die zuvor mit der Auflage in Kontakt war. Denn die Auflage ist aufgrund der mindestens einen Faserverbundmaterialschicht dazu ausgebildet, dass es bei einer Absaugung von Luft und/oder Fluid aus einem Raum, der von der Auflage und dem Formbauteil eingeschlossen ist, nicht zu einer Rissbildung der Auflage kommt. Dies gewährleistet, dass keine Nebenluft angesaugt wird und/oder dass das Faserverbundmaterial der Faserverbundmaterialschicht nicht durch eine entsprechende Öffnung ungewollt austreten kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Systemanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Auflage mittels einer Klebeschicht, insbesondere der zuvor erläuterten Klebeschicht der Auflage, stoffschlüssig mit dem Formbauteil verbunden ist. Indem die Auflage durch Klebung mit dem Formbauteil verbindbar ist, kann die Systemanordnung besonders einfach und schnell hergestellt werden, um sodann mit der Fertigung des Faserverbundbauteils abzuschließen. Die Klebeschicht ist vorzugsweise in der Art ausgebildet, dass diese nach der Herstellung des Faserverbundbauteils zumindest im Wesentlichen rückstandsfrei von dem Formbauteil entfernbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein Verfahren gelöst mit den folgenden Schritten:

– Bereitstellen eines Formbauteils mit einer vorbestimmten Oberfläche, die eine Negativform oder eine Positivform für ein herzustellendes, faserverstärktes Bauelement bildet,
– Aufbringen einer Faserverbundmaterialschicht auf der vorbestimmten Oberfläche des Formbauteils,
– Auflegen einer Folie auf das Formbauteil und die Faserverbundmaterialschicht, so dass die Faserverbundmaterialschicht zwischen der Auflage und der vorbestimmten Oberfläche des Formbauteils eingeschlossen ist,

Auf die vorangegangenen Erläuterungen, vorteilhaften Merkmale, Vorteile und/oder Effekte im Zusammenhang mit dem System bzw. der Systemanordnung wird in analoger Weise Bezug genommen. In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass die Folie korrespondierend zu der Folie der Auflage und/oder dass jede der Verstärkungsmaterialschicht korrespondierend zu der Verstärkungsmaterialschicht der Auflage ausgebildet sein kann.
Anstatt die Verstärkungsmaterialschicht auf die Oberseite der Folie aufzubringen, kann es in analoger Weise vorgesehen sein, dass die Verstärkungsmaterialschicht auf die gegenüberliegende Unterseite der Folie aufgebracht ist. Entsprechendes gilt, wenn mehrere Verstärkungsmaterialschichten vorgesehen sind. Die Oberseite kann deshalb synonym für die Unterseite der Folie stehen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die mindestens eine Verstärkungsmaterialschicht bereits auf der Folie, also auf der Oberseite und/oder Unterseite der Folie, aufgebracht ist, bevor die Folie auf das Formbauteil und die Faserverbundmaterialschicht aufgelegt wird. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass für jede der Materialverstärkungsschichten ein entsprechender Bereich der Oberseite und/oder Unterseite der Folie vorgesehen ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass jede der mindestens eine Materialverstärkungsschicht auf einen zugehörigen vorbestimmten Bereich der Oberseite bzw. Unterseite der Folie aufgebracht wird, nachdem die Folie auf das Formbauteil und die Faserverbundmaterialschicht aufgelegt ist. Diese Ausgestaltung des Verfahrens ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn das Formbauteil eine Vielzahl von Erhebungen und/oder hervorspringenden Flanschen hat. Denn in diesem Fall kann sich eine Positionierung der Folie als sehr aufwendig erweisen, um die korrespondierenden, vorbestimmten Bereiche mit den Verstärkungsmaterialschichten in Überdeckung mit den entsprechenden Knickstellen der Faserverbundmaterialschicht zu bringen. In der Praxis hat es sich als einfacher erwiesen, die mindestens eine Verstärkungsmaterialschicht erst nachträglich auf solche Bereiche der Oberseite bzw. Unterseite der Folie aufzubringen, die gegenüberliegend zu Knickstellen der Faserverbundmaterialschicht angeordnet sind und somit die vorbestimmten Bereiche bilden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich deshalb dadurch aus, dass die mindestens eine Verstärkungsmaterialschicht aufgebracht wird, nachdem die Folie auf das Formbauteil und die Faserverbundmaterialschicht aufgelegt ist. Die mindestens eine Verstärkungsmaterialschicht kann beispielsweise durch ein Aufsprühen eines korrespondierenden Verstärkungsmaterials erfolgen. Dabei wird das Verstärkungsmaterial auf die vorbestimmten Bereiche der Oberseite bzw. Unterseite der Folie aufgesprüht. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die mindestens eine Verstärkungsmaterialschicht auf den vorbestimmten Bereich der Oberseite bzw. Unterseite der Folie aufgeklebt werden. Die Verstärkungsmaterialschicht kann dazu als eine selbstklebende Schichtfolie ausgebildet sein. Alternativ kann ein Klebstoff verwendet werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass jeder bestimmte Bereich der Oberseite bzw. Unterseite der Folie dadurch bestimmt ist, dass die Krümmung der Folie in einem entsprechenden Bereich mindestens 5 [1/cm], insbesondere mindesten 10 [1/cm], ist. Somit können die bestimmten Bereiche der Oberseite bzw. Unterseite der Folie dadurch bestimmt werden, dass zunächst die Krümmung der Folie erfasst wird. Die Bereiche der Folie mit einer Krümmung von mindestens 5 [1/cm] bilden sodann ausgewählte Bereiche, deren Oberseite bzw. Unterseite der Folie die oder den bestimmten Bereich der Oberseite bzw. Unterseite der Folie repräsentieren. Ist die Krümmung der Folie besonders hoch, so kann es für eine Folie in einem entsprechenden Überlappungsbereich zu einer besonders hohen Zugspannung kommen. Um sodann diese Bereiche vor einer Rissbildung zu schützen, werden die zugehörigen Bereiche der Oberseite bzw. Unterseite mit der Verstärkungsmaterialschicht bedeckt und/oder in eine stoffschlüssige Verbindung dazu gebracht, so dass eine Rissbildung effektiv verhindert werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass jeder bestimmte Bereich der Oberseite bzw. Unterseite der Folie dadurch bestimmt ist, dass die Folie in dem entsprechenden Bereich nur unter Überschreitung der Zugfestigkeit der Folie zu einem Anliegen an die Faserverbundmaterialschicht bringbar ist. Somit kann die mindestens eine Verstärkungsmaterialschicht in den Bereichen der Folie aufgebracht werden, die anderenfalls bei einem Absaugen von Luft und/oder Fluid aus dem Zwischenraum zwischen der Folie und dem Formbauteil zu einer Rissbildung neigen, um ein vollständiges Anliegen der Folie an die Faserverbundmaterialschicht zu erreichen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass jeder der bestimmten Bereiche vorbestimmt ist. Insbesondere bei einer Serienfertigung von Faserverbundbauteilen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die mindestens eine Verstärkungsmaterialschicht zuvor auf die vorbestimmten Bereiche der Oberseite oder Unterseite der Folie aufgebracht sind, um eine entsprechende Auflage vorzukonfektionieren. Aufgrund der Serienfertigung kann eine entsprechende Auflage in einer Mehrzahl hergestellt werden, wobei jede der Auflagen zur Herstellung eines Faserverbundbauteils verwendbar ist. Dies gewährleistet eine besonders hohe Qualität der herzustellenden Faserverbundbauteile.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dieses durch die folgenden, weiteren Schritte aus:

– Absaugen von einem Gas, insbesondere Luft, zwischen der Folie und dem Formbauteil und/oder der Faserverbundmaterialschicht, so dass eine von der Folie und der mindestens einen Faserverbundmaterialschicht gebildeten Auflage unmittelbar aufeinanderliegen,
– Aushärten der Faserverbundmaterialschicht, so dass ein faserverstärktes Bauelement entsteht,
– Entfernen der Auflage, und
– Trennen des faserverstärkten Bauelements von dem Formbauteil.

Durch das Absaugen von Gas, insbesondere Luft, aus einem Zwischenraum zwischen der Folie und dem Formbauteil kann ein entsprechender Zwischenraum evakuiert werden. Damit werden vorzugsweise alle oder ein Großteil möglicher Lufteinschlüsse in der Faserverbundmaterialschicht abgesaugt, so dass das herzustellende faserverstärkte Bauteil keine oder allenfalls sehr wenige Lufteinschlüsse aufweist. Außerdem kommt die Faserverbundmaterialschicht durch das Absaugen des Gases bzw. der Luft zum unmittelbaren Anliegen an das Formbauteil, so dass das Formbauteil eine Negativform oder eine Positivform für die Faserverbundmaterialschicht bildet. Damit prägt das Formbauteil der Faserverbundmaterialschicht eine vorbestimmte Form auf, die auch für das herzustellende, faserverstärkte Bauelement vorgesehen ist.
Die Aushärtung der Faserverbundmaterialschicht kann durch Wärmezufuhr erfolgen. Außerdem kann es vorgesehen sein, dass zur Aushärtung ein Autoklav verwendet wird. Dabei kann die entsprechende Systemanordnung einem vorbestimmten Druck und einer vorbestimmten Wärmezufuhr ausgesetzt sein.
Durch das Entfernen der Abdeckung wird das faserverstärkte Bauteil zugänglich. Es kann danach von dem Formbauteil getrennt werden. Das somit hergestellte Faserverbundbauteil kann sodann für eine weitere Verwendung bereitgestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
1 zeigt ein Beispiel eines Aufbaus zur Herstellung eines Faserverbundbauteils in einer schematischen Querschnittsansicht.
2 zeigt ein Beispiel einer Anordnung eines Folienabschnitts auf einem Faserverbundmaterialschichtabschnitt in einer schematischen Querschnittsansicht.
3 zeigt ein weiteres Beispiel einer Anordnung eines Folienabschnitts auf einem Faserverbundmaterialschichtabschnitt in einer schematischen Querschnittsansicht.
4 zeigt die Auflage in einer exemplarischen Ausgestaltung in einer schematischen Draufsicht.
5 zeigt die Auflage aus der 4 in einer schematischen Querschnittsansicht.
6 zeigt ein weiteres Beispiel eines Aufbaus zur Herstellung eines Faserverbundbauteils in einer schematischen Querschnittsansicht.
7 zeigt ein Beispiel einer Anordnung eines Auflagenabschnitts auf einem Faserverbundmaterialschichtabschnitt in einer schematischen Querschnittsansicht.
8 zeigt ein weiteres Beispiel einer Anordnung eines Auflagenabschnitts auf einem Faserverbundmaterialschichtabschnitt in einer schematischen Querschnittsansicht.
DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Aus der 1 ist ein Aufbau zur Herstellung eines Faserverbundbauteils in einer schematischen Querschnittsansicht wiedergegeben. Zur Formgebung für das herzustellende Faserverbundbauteil ist ein Formbauteil 6 vorgesehen. Das Formbauteil 6 weist eine Oberfläche 22 mit einer vorbestimmten Oberflächenkontur auf, so dass die Oberfläche 22 als eine Positivform oder Negativform für das herzustellende Faserverbundbauteil dient. Die Oberfläche 22 des Formbauteils 6 kann einen oder mehrere hervorragende Abschnitte 24 aufweisen. Diese hervorragenden Abschnitte 24 können jeweils nach Art eines über die übrige Oberfläche 22 hervorragender und/oder hervorspringender Flansch ausgebildet sein. In einem Übergangsbereich 26 von einem hervorragenden Abschnitt 24 zu der übrigen Oberfläche 22 des Formbauteils 6 können besonders starke Krümmungen ausgebildet sein, die beispielsweise jeweils größer als 5 [1/cm] sein können. Diese Krümmungen 26 können durch entsprechend kleine Biegeradien, beispielsweise in einem Bereich zwischen 1 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 2 und 3 mm, charakterisiert sein. Ein hervorragender Abschnitt 24 kann jedoch auch Bereiche 28 aufweisen, die nur eine kleine Krümmung aufweisen.
Zur Herstellung eines Faserverbundbauteils wird eine Faserverbundmaterialschicht 4 auf die Oberfläche 22 des Formbauteils 6 gelegt. Die Faserverbundmaterialschicht 4 weist ein mit Fasern versetztes Harz auf. Die Faserverbundmaterialschicht 4 ist beispielsweise ein sogenanntes Prepreg. Die Faserverbundmaterialschicht kann also als ein Halbzeug ausgebildet sein. Die Faserverbundmaterialschicht ist vorzugsweise durch Wärmezufuhr aushärtbar. Das Harz der Faserverbundmaterialschicht ist vorzugsweise viskos, jedoch meist nicht flüssig. So kann das Harz beispielsweise als ein Epoxidharz oder als Vinylesterharz ausgestaltet sein. Die in das Harz eingebrachten Fasern sind beispielsweise Glasfasern, Kohlenstofffasern und/oder Aramidfasern. Die Faserverbundmaterialschicht 4 ist einzeln handhabbar, so dass die Faserverbundmaterialschicht 4 auf die Oberfläche 22 des Formbauteils 6 gelegt werden kann. Dabei ist es vorgesehen, dass die Faserverbundmaterialschicht 4 möglichst ununterbrochen zum Anliegen an der Oberfläche 22 des Formbauteils 6 kommt, so dass die Oberfläche 22 des Formbauteils 6 die Form bzw. Kontur der aufgelegten Faserverbundmaterialschicht 4 vorgibt. Mit anderen Worten soll die Faserverbundmaterialschicht 4 derart auf das Formbauteil 6 aufgelegt werden, so dass dieses als Negativform oder Positivform für die Faserverbundmaterialschicht 4 wirkt.
Um ein möglichst vollständiges Anlegen und/oder Anschmiegen der Faserverbundmaterialschicht 4 an die Oberfläche 22 des Formbauteils 6 zu erreichen, wird eine Auflage 2 mit einer Folie 8 auf die Faserverbundmaterialschicht 4 und das Formbauteil 6 platziert, so dass die Faserverbundmaterialschicht 4 in einem Innenraum 30 zwischen der Auflage 2 und dem Formbauteil 6 angeordnet ist. Ein umlaufender außenseitiger Endabschnitt 32 der Auflage 2 bzw. der Folie 8 wird fluiddicht mit dem Formbauteil 6 verbunden. Dazu kann der außenseitige Endabschnitt 32 der Auflage 2 bzw. der Folie 8 stoffschlüssig, beispielsweise mittels Klebstoff, mit dem Formbauteil 6 verbunden werden. Daraufhin erfolgt ein Absaugen von Luft und/oder von Fluid, insbesondere von überschüssiges Harz der Faserverbundmaterialschicht 4, aus dem Innenraum 30, so dass die Faserverbundmaterialschicht 4 sich möglichst vollständig und unmittelbar an die Oberfläche 22 des Formbauteils 6 anschmiegt. Die Auflage 2 bzw. die Folie 8 wird durch das Absaugen der Luft bzw. des Fluids aus dem Innenraum 30 an eine von dem Formbauteil 6 abgewandten Außenseite 34 der Faserverbundmaterialschicht 4 angesaugt bzw. angedrückt. Zur Ausführung der zuvor erläuterten Verfahrensschritte kann ein Autoklav verwendet werden. Dazu wird das Formbauteil 6 mit der darauf platzierten Faserverbundmaterialschicht 4 und der darüber angeordneten Auflage 2 bzw. Folie 6 in einen Innenraum des Autoklaven gegeben. Daraufhin erfolgt das Absaugen der Luft bzw. des Fluids aus dem Innenraum 30. Alternativ kann ein Druck kann außen auf die Auflage 2 bzw. die Folie 8 wirken, um ein möglichst vollständiges Anlegen der Faserverbundmaterialschicht 4 an die Oberfläche 22 des Formbauteils 6 zu erreichen. Dabei strömt die Luft aus dem Innenraum. Das Absaugen und das Aufbringen des außenseitigen Drucks können auch kombiniert werden. Um das Ausströmen der Luft und/oder des Fluids zu ermöglichen, kann eine Auslassöffnung in der Auflage 2, insbesondere der zugehörigen Folie 8, und/oder in dem Formbauteil 6 vorgesehen sein. Außerdem kann der Autoklav dazu ausgebildet sein, um Wärmeenergie an die Faserverbundmaterialschicht 4 zu übertragen, so dass diese zu dem herzustellenden Faserverbundbauteil aushärtet.
In der 2 ist ein Ausschnitt einer Faserverbundmaterialschicht 4 sowie ein Ausschnitt einer Folie 8 in einer schematischen Querschnittsansicht gezeigt. Aus der 2 geht hervor, dass es vorkommen kann, dass der Übergangsbereich 26 eines hervorragenden Abschnitts 24 zu der übrigen Oberfläche 22 des Formbauteils 6 derart ausgestaltet sein kann, dass es bei einem Anlegen der Faserverbundmaterialschicht 4 an das Formbauteil 6 zu einer Knickstelle 38 kommt. Die Knickstelle 38 ist durch ihre große Krümmung bzw. durch den kleinen Krümmungsradius charakterisiert. Wird nun Luft und/oder Fluid aus dem Innenraum 30 abgesaugt, können hohe Normalkräfte 40, die durch die Pfeile angedeutet sind, auf die Auflage 2 bzw. Folie 8 in Richtung der Faserverbundmaterialschicht 4, und insbesondere in Richtung der Knickstelle 38, wirken. Sofern ein Autoklav verwendet wird, können die Normalkräfte 40 durch einen äußeren Druck noch verstärkt sein.
Durch die auf die. Folie 8 wirkenden Normalkräfte 40 werden hohe Zugspannungen in der Folie 8 hervorgerufen. Eine entsprechende Zugspannung kann dabei einen Wert annehmen, der größer als eine Zugfestigkeit der Folie 8 ist. In diesem Fall kommt es zu einer Rissbildung der Folie 8, wie es beispielhaft in der 3 gezeigt ist. Die 3 korrespondiert zu der 2, wobei jedoch der Fall dargestellt ist, dass eine Zugspannung auf die Folie 8 wirkt, bei der es zu einer Rissbildung kommt.
Wird das Absaugen der Luft und/oder des Fluids aus dem Innenraum 30 fortgesetzt, so können mehrere Risse 42 in der Folie 8 auftreten. Diese Risse 42 treten zumeist in einem Bereich der Folie 8 auf, der gegenüberliegend zu einer Knickstelle 38 und den dazu angrenzenden Bereich 44 angeordnet ist. In diesem Bereich 44 um die Knickstelle 38 kann sich die Folie 8 nicht an die Außenseite 34 des Faserverbundmaterials 4 anschmiegen, ohne dass es zu der Rissbildung kommt.
Risse 42 in der Folie 8 sind jedoch unerwünscht, denn durch die Risse 42 kann Nebenluft beim Absaugen von Luft und/oder Fluid aus dem Innenraum 30 angesaugt werden. Die Risse 42 können deshalb dafür ursächlich sein, dass es nicht zu einem vollständigen Anliegen der Faserverbundmaterialschicht 4 an die Oberfläche 22 des Formbauteils 6 kommt. Dies hat den Nachteil, dass die Formstruktur der Faserverbundmaterialschicht 4 nicht in allen Bereichen durch die Oberfläche 22 des Formbauteils 6 geprägt werden kann, was nicht erwünscht ist. Vielmehr ist es vorgesehen, dass die Oberfläche 22 des Formbauteils 6 eine Negativform und/oder Positivform für die Faserverbundmaterialschicht 4 bzw. das herzustellende Faserverbundbauteil darstellt.
In der 4 ist die Auflage 2 in einer schematischen Draufsicht dargestellt. Die Auflage 2 weist eine Folie 8 mit einer Oberseite 10 auf. Die Oberseite 10 weist eine maximale Längserstreckung L und eine sich dazu quer erstreckende Quererstreckung Q auf. Dabei betragen die Längserstreckung L und die Quererstreckung Q jeweils mindestens das Tausendfache einer Foliendicke F. In der 5 ist die Auflage 2 in einem schematischen Querschnitt dargestellt. Aus der 5 ist auch die Foliendicke F zu entnehmen. Die Foliendicke F kann beispielsweise zwischen 5 µm und 100 µm sein. Entsprechende Maßangaben ergeben sich daraus für die Längserstreckung L und die Quererstreckung Q. Ein Verhältnis der Längserstreckung L zu der Quererstreckung Q kann in einem Bereich zwischen 1 und 3 oder zwischen 1 und 5 sein. Bei der Folie 8 handelt es sich also vorzugsweise nicht um einen länglichen und zugleich schmalen Streifen. Vielmehr zeichnet sich die Folie 8 durch ihre großflächige Oberseite 10 aus.
Um die im Zusammenhang mit 3 erläuterte Rissbildung zu verhindern, ist es für die Auflage 2 vorgesehen, dass mindestens ein vorbestimmter Bereich 18 der Oberseite 10 der Folie 8 mit einer Verstärkungsmaterialschicht 20 bedeckt ist. Für die Herstellung eines Faserverbundbauteils mittels eines Formbauteils 6 werden oftmals vorkonfektionierte Auflagen 2 verwendet. Durch die bekannte Oberflächenstruktur der Oberfläche 22 sind somit auch die Bereiche 26 mit einer besonders hohen Krümmung bzw. mit besonders kleinen Biegeradien bekannt. Korrespondierend zu diesen Bereichen 26 können die vorbestimmten Bereiche 18 der Oberseite 10 der Folie 8 gewählt sein, um hier jeweils eine Verstärkungsmaterialschicht 20 aufzubringen. Aus der Querschnittsansicht der 5 wird ersichtlich, dass auf den vorbestimmten Bereichen 18 der Oberseite 10 der Folie 8 jeweils eine Verstärkungsmaterialschicht 20 aufgebracht ist. Dazu kann jeden der vorbestimmten Bereiche 18 eine entsprechendes Verstärkungsmaterial aufgeklebt oder aufgesprüht werden. Jede der Verstärkungsmaterialschicht 20 dient zur lokalen Erhöhung der Zugfestigkeit aus dem Verbund der jeweiligen Verstärkungsmaterialschicht 20 und der Folie 8 in dem vorbestimmten Bereich 18. Wird eine derartige Auflage 20 in analoger Weise zu der Darstellung aus der 1 auf die Faserverbundmaterialschicht 4 und das Formbauteil 6 platziert, so ergibt sich daraus ein Aufbau, wie dieser in 6 schematisch dargestellt ist.
Grundsätzlich könnte die mechanische Zugsteifigkeit der Verstärkungsmaterialschicht 20 derart gewählt sein, dass es nicht zu der Rissbildung kommt, wie es im Zusammenhang mit der 3 erläutert wurde. Jedoch wurde in der Praxis festgestellt, dass dies nachteilig sein kann. Denn mit der erhöhten mechanischen Zugfestigkeit der Verstärkungsmaterialschicht 20 verringert sich zugleich auch die Biegbarkeit der Auflage 2, was ein Anschmiegen der Auflage 2 an die Faserverbundmaterialschicht 4 beim Absaugen von Luft und/oder Fluid aus dem Innenraum 30 verhindern und/oder negativ beeinträchtigen kann.
Es ist deshalb vorgesehen, dass jede der Verstärkungsmaterialschichten 20 zunächst eine erste mechanische Steifigkeit aufweist, wenn die Auflage 2 auf die Faserverbundmaterialschicht 4 und das Formbauteil 6 platziert wird. Erfolgt nun ein Absaugen von Luft und/oder Fluid aus dem Innenraum 30, so ist die erste mechanische Steifigkeit derart gewählt, dass sie das Anschmiegen der Auflage 2 an die Faserverbundmaterialschicht 4 zumindest im Wesentlichen nicht nachteilig beeinträchtigt.
Um zu gewährleisten, dass es nicht zu einer Rissbildung in der Folie 8 und/oder in der Verstärkungsmaterialschicht 20 selbst kommt, ist jede der Verstärkungsmaterialschichten 20 derart ausgebildet, dass diese sich bei Erreichen einer vorbestimmten Dehnung derart selbstständig verändert, dass die jeweilige Verstärkungsmaterialschicht von einem ersten Zustand, in dem die jeweilige Verstärkungsmaterialschicht die erste mechanische Steifigkeit aufweist, in einen zweiten Zustand, in dem die jeweilige Verstärkungsmaterialschicht eine gegenüber der ersten mechanischen Steifigkeit erhöhte, zweite mechanische Steifigkeit aufweist, überführt wird.
In der 7 ist in Analogie zu den 2 und 3 ein Ausschnitt der Faserverbundmaterialschicht 4 sowie ein Ausschnitt der Auflage 2 in einer schematischen Querschnittsansicht gezeigt. Der vorbestimmte Bereich 18 der Oberseite 10 der Folie 8 ist dabei mit einer Verstärkungsmaterialschicht 20 bedeckt. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass eine Oberseite 10 der Folie 8 eine der Faserverbundmaterialschicht 4 zugewandte Seite der Folie 8 oder eine von der Faserverbundmaterialschicht abgewandte Seite der Folie 8 sein kann. Die auf den vorbestimmten Bereich 18 der Oberseite 10 der Folie 8 aufgebrachte Verstärkungsmaterialschicht ist dabei gegenüberliegend zu der Knickstelle 38 sowie den dazu angrenzenden Bereichen 44 ausgebildet. Wird nun Luft und/oder Fluid aus dem Innenraum 30 abgesaugt, wirken, wie zuvor erläutert, Normalkräfte 40 auf die Folie 8 bzw. die Auflage 2. Dies ruft eine Zugspannung in der Auflage 2 und somit auch in der Verstärkungsmaterialschicht 20 hervor. Steigt die Zugspannung mit dem fortlaufenden Absaugen von Luft und/oder Fluid aus dem Innenraum 30, kann die Verstärkungsmaterialschicht 20 eine Dehnung ausgesetzt sein, die der vorbestimmten Dehnung für die Verstärkungsmaterialschicht 20 entspricht. Mit dem Erreichen der vorbestimmten Dehnung wird von der Verstärkungsmaterialschicht 20 selbstständig eine chemische Veränderung ausgeführt, so dass ein Zustandsübergang in den zweiten Zustand erfolgt, in dem die Verstärkungsmaterialschicht 20 eine gegenüber der ersten mechanischen Steifigkeit erhöhte, zweite mechanische Steifigkeit aufweist. Die Verstärkungsmaterialschicht 20 weist also die erhöhte, zweite mechanische Steifigkeit nur dann auf, wenn die Auflage 2 einer hohen mechanischen Zugspannung in dem vorbestimmten Bereich der Oberseite der Folie 8 bzw. in der Verstärkungsmaterialschicht 20 ausgesetzt sind, um effektiv einer Rissbildung in der Auflage 2 entgegenzuwirken. Die Rissbildung wird in diesem Fall dadurch verhindert, dass die Verstärkungsmaterialschicht die erhöhte, zweite mechanische Steifigkeit aufweist und somit eine im Verhältnis zu der steigenden Zugspannung geringere Längenausdehnung erfährt.
Um zumindest eine Rissbildung in der Verstärkungsmaterialschicht 20 zu verhindern, kann es vorgesehen sein, dass die vorbestimmte Dehnung der Verstärkungsmaterialschicht 20 erreicht ist, wenn auf die Verstärkungsmaterialschicht 20 eine Zugspannung wirkt, die zwischen 100% und 150% einer Zugfestigkeit der Folie 8 in Querrichtung und/oder Längsrichtung ist. Zwar wird in diesem Fall eine Rissbildung in der Folie 8 toleriert, jedoch verbleibt die Auflage verschlossen, dass die Verstärkungsmaterialschicht ab dem Erreichen der vorbestimmten Dehnung in den zweiten Zustand überführt wird. Somit kann die Luft und/oder das Fluid aus dem Innenraum 30 weiter abgesaugt werden, was ein vollständiges Anschmiegen der Auflage 2 an die Faserverbundmaterialschicht 4, insbesondere auch im Bereich der Knickstelle 38, erlaubt. Außerdem wird angemerkt, dass eine Zugfestigkeit der Verstärkungsmaterialschicht vorzugsweise mindestens das 1,5-fache, vorzugsweise mindestens das Zweifache, einer Zugfestigkeit der Folie entspricht.
In der 8 ist ein zu der 7 korrespondierender Aufbau dargestellt. Hierbei wurde das Absaugen von Luft und/oder Fluid aus dem Innenraum 30 fortgesetzt, so dass es zu dem erläuterten Zustandsübergang der Verstärkungsmaterialschicht 20 gekommen ist. Der Bereich der Verstärkungsmaterialschicht 20, der eine Zustandsüberführung erfahren hat, ist durch die kastenförmige Darstellung der Verstärkungsmaterialschicht 20 angedeutet. In der 8 ist der Fall gezeigt, bei der die Verstärkungsmaterialschicht 20 derart ausgebildet ist, dass die vorbestimmte Dehnung der Verstärkungsmaterialschicht erreicht ist, wenn auf die Verstärkungsmaterialschicht eine Zugspannung wirkt, die zwischen 60% und 95% der Zugfestigkeit der Folie 8 in Querrichtung und/oder Längsrichtung ist. Der Zustandsübergang der Verstärkungsmaterialschicht tritt also bereits ein, bevor auf die Folie 8 eine Zugspannung wirkt, die den Wert der Zugfestigkeit der Folie 8 erreicht. Dies verhindert, dass es zu einer Rissbildung in der Folie 8 kommt. Somit kann die Luft und/oder das Fluid aus dem Innenraum 30 weiter abgesaugt werden, was ein vollständiges Anschmiegen der Auflage 2 an die Faserverbundmaterialschicht 4, insbesondere auch im Bereich der Knickstelle 38, erlaubt.
Das Aufbringen einer Verstärkungsmaterialschicht 20 auf einen vorbestimmten Bereich 18 einer Oberseite 10 der Folie 8 kann dadurch erfolgen, dass die jeweilige Verstärkungsmaterialschicht 20 auf den genannten vorbestimmten Bereich 18 der Oberseite 10 aufgeklebt wird. Dazu kann ein Klebstoff verwendet werden. Alternativ ist es möglich, dass das Verstärkungsmaterial der Verstärkungsmaterialschicht 20 selbstklebend ist und somit beim Aufbringen auf den zugehörigen vorbestimmten Bereich 18 eine stoffschlüssige Verbindung mit der Oberseite 10 der Folie 8 hervorruft. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das für die Verstärkungsmaterialschicht 20 vorgesehene Verstärkungsmaterial auf den zugehörigen, vorbestimmten Bereich 18 der Oberseite 10 der Folie 8 aufgesprüht oder mittels eines Hilfsmittels, wie beispielsweise einem Pinsel oder einer Lackierrolle, aufgebracht wird.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die mindestens eine Materialverstärkungsschicht 20 auf den jeweils zugehörigen, vorbestimmten Bereich 18 der Oberseite 10 der Folie 8 aufgebracht wird, nachdem die Folie auf die Faserverbundmaterialschicht 4 und das Formbauteil 6 gelegt wurde. Denn in diesem Fall kann die Oberseite 10 der Folie analysiert werden und dabei Bereiche mit einer Krümmung von beispielsweise mindestens 5 [1/cm] erfasst werden. Basierend auf diesen Bereichen mit der genannten Krümmung können sodann die vorbestimmten Bereiche der Oberseite 10 bestimmt werden, auf die jeweils eine Verstärkungsmaterialschicht 20 aufzubringen ist. Wurde bei der Analyse beispielsweise ein Bereich der Oberseite 10 mit einer Krümmung von 10 [1/cm] bzw. einem Biegeradius von 0,1 cm erfasst, so kann ein Bereich um diese Krümmungsstelle gewählt werden, der zusammen mit der Krümmungsstelle einen vorbestimmten Bereich 18 der Oberseite 10 der Folie 8 bildet. Da in diesem Bereich die Krümmung besonders hoch ist, wird durch das Aufbringen einer entsprechenden Verstärkungsmaterialschicht 20 bei dem späteren Absaugen von Luft und/oder Fluid aus dem Innenraum 30 effektiv verhindert, dass es zu einer Rissbildung in der Auflage 2 kommt. Das nachträgliche Aufbringen einer Verstärkungsmaterialschicht 20 bietet den Vorteil, dass Faserverbundbauteile auch in Einzelfertigung herstellbar sind, ohne eine Rissbildung in der Auflage 2 zu befürchten. Mit anderen Worten kann nach dem Auflegen der Folie 8 auf die Faserverbundmaterialschicht 4 und das Formbauteil 6 jeder der vorbestimmten Bereiche 18 der Oberseite 10 der Folie 8 dadurch bestimmt werden, dass die Folie 8 in dem jeweiligen entsprechenden Bereich nur unter Überschreitung einer Zugfestigkeit der Folie 8 zu einem Anliegen an die Faserverbundmaterialschicht 4 bringbar ist.
Nachdem die Luft und/oder das Fluid aus dem Innenraum 30 abgesaugt ist, erfolgt ein Aushärten der Faserverbundmaterialschicht, so dass ein faserverstärktes Bauteil entsteht. Das faserverstärkte Bauteil wird auch als Faserverbundbauteil bezeichnet. Anschließend erfolgt die Entfernung der Auflage, so dass das Faserverbundbauteil zugänglich ist. Schließlich wird das Faserverbundbauteil von dem Formbauteil 6 getrennt, so dass das Faserverbundbauteil für eine weitere Verwendung zur Verfügung steht.

Claims

Auflage (2) zum Abdecken einer aushärtbaren Faserverbundmaterialschicht (4) auf einem Formbauteil (6), aufweisend: – eine Folie (8) mit einer Oberseite (10), die eine maximale Längserstreckung L und eine sich dazu quer erstreckende Quererstreckung Q aufweist, wobei die Längserstreckung L und die Quererstreckung Q jeweils mindestens das Tausendfache einer Foliendicke F betragen, wobei mindestens ein vorbestimmter Bereich (18) der Oberseite (10) der Folie (8) mit einer Verstärkungsmaterialschicht (20) bedeckt ist, die sich bei Erreichen einer vorbestimmten Dehnung derart selbstständig chemisch verändert, dass die Verstärkungsmaterialschicht (20) von einem ersten Zustand, in dem die Verstärkungsmaterialschicht (20) eine erste mechanische Steifigkeit aufweist, in einen zweiten Zustand, in dem die Verstärkungsmaterialschicht (20) eine gegenüber der ersten mechanischen Steifigkeit erhöhte, zweite mechanische Steifigkeit aufweist, überführt wird.
Auflage (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fläche der Oberseite (10) der Folie (8) zu maximal 30% von der mindestens einen Verstärkungsmaterialschicht (20) bedeckt ist.
Auflage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei vorbestimmte Bereiche (18) der Oberseite (10) der Folie (8) mit jeweils einer Verstärkungsmaterialschicht (20) bedeckt sind.
Auflage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (8) eine vorbestimmte Zugfestigkeit in Querrichtung oder Längsrichtung aufweist, wobei jede der mindestens einen Verstärkungsmaterialschicht (20) derart ausgebildet ist, dass die vorbestimmte Dehnung der jeweiligen Verstärkungsmaterialschicht (20) erreicht ist, wenn auf die jeweilige Verstärkungsmaterialschicht (20) eine Zugspannung wirkt, die zwischen 50% und 200% der vorbestimmten Zugfestigkeit ist.
Auflage (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugspannung zwischen 60% und 95% der vorbestimmten Zugfestigkeit ist oder dass die Zugspannung zwischen 100% und 150% der vorbestimmten Zugfestigkeit ist.
Auflage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine umlaufende Klebeschicht auf einem äußeren Rand (32) der Oberseite (10) der Folie (8) oder auf einem äußeren Rand einer zu der Oberseite (10) gegenüberliegenden Unterseite der Folie (8) aufgebracht ist.
Auflage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (8) als eine Kunststofffolie oder als eine Metallfolie ausgebildet ist.
Systemanordnung, aufweisend: – ein Formbauteil (6) mit einer vorbestimmten Oberfläche (22), die eine Negativform oder eine Positivform für ein herzustellendes, faserverstärktes Bauelement bildet, – eine Faserverbundmaterialschicht (4), die auf der vorbestimmten Oberfläche (22) des Formbauteils (6) aufliegt, und – eine Auflage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, die derart auf dem Formbauteil (6) und der Faserverbundmaterialschicht (4) aufliegt, dass die Faserverbundmaterialschicht (4) zwischen der Auflage (2) und der vorbestimmten Oberfläche (22) des Formbauteils (6) eingeschlossen ist.
Systemanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (2) mittels einer Klebeschicht, insbesondere der Auflage (2), stoffschlüssig mit dem Formbauteil (6) verbunden ist.
Verfahren, aufweisend die Schritte: – Bereitstellen eines Formbauteils (6) mit einer vorbestimmten Oberfläche (22), die eine Negativform oder eine Positivform für ein herzustellendes, faserverstärktes Bauelement bildet, – Aufbringen einer Faserverbundmaterialschicht (4) auf der vorbestimmten Oberfläche (22) des Formbauteils (6), – Auflegen einer Folie (8) auf das Formbauteil (6) und die Faserverbundmaterialschicht (4), so dass die Faserverbundmaterialschicht (4) zwischen der Auflage (2) und der vorbestimmten Oberfläche (22) des Formbauteils (6) eingeschlossen ist, wobei die Folie (8) eine Oberseite (10) aufweist, die eine maximale Längserstreckung L und eine sich dazu quer erstreckende Quererstreckung Q aufweist, wobei die Längserstreckung L und die Quererstreckung Q jeweils mindestens das Tausendfache einer Foliendicke F beträgt, und wobei mindestens ein bestimmter Bereich (18) der Oberseite (10) der Folie (8) und/oder einer gegenüberliegenden Unterseite der Folie (8) mit einer Verstärkungsmaterialschicht (20) bedeckt ist oder wird, die sich bei Erreichen einer vorbestimmten Dehnung derart selbstständig chemisch verändert, dass die Verstärkungsmaterialschicht (20) von einem ersten Zustand, in dem die Verstärkungsmaterialschicht (20) eine erste mechanische Steifigkeit aufweist, in einen zweiten Zustand, in dem die Verstärkungsmaterialschicht (20) eine gegenüber der ersten mechanischen Steifigkeit erhöhte, zweite Steifigkeit aufweist, überführt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verstärkungsmaterialschicht (20) aufgebracht wird, nachdem die Folie (8) auf das Formbauteil (6) und die Faserverbundmaterialschicht (4) aufgelegt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder bestimmte Bereich (18) der Ober- oder Unterseite (22) der Folie (8) dadurch bestimmt ist, dass die zugehörige Krümmung mindestens 5 [1/cm] ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder bestimmte Bereich (18) der Ober- oder Unterseite der Folie (8) dadurch bestimmt ist, dass die Folie (8) in dem entsprechenden Bereich (18) nur unter Überschreitung der Zugfestigkeit der Folie (8) zu einem Anliegen an die Faserverbundmaterialschicht (4) bringbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der bestimmten Bereiche (18) vorbestimmt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte: d) Absaugen von einem Gas, insbesondere Luft, zwischen der Folie (8) und dem Formbauteil (6) und/oder der Faserverbundmaterialschicht (4), so dass eine von der Folie (8) und der mindestens einen Verstärkungsmaterialschicht (20) gebildete Auflage (2) und die Faserverbundmaterialschicht (4) unmittelbar aufeinanderliegen, e) Aushärten der Faserverbundmaterialschicht (4), so dass ein faserverstärktes Bauelement entsteht, f) Entfernen der Auflage (2), und g) Trennen des faserverstärkten Bauelements von dem Formbauteil (6).