DE3913400A1 - Verfahren zur herstellung von formteilen aus glasfaserverstaerktem kunststoff (gfk), insbesondere fuer aufbauten von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Formteile aus GFK von größeren Abmessungen, wie dies z. B. bei Aufbauten von Kfz der Fall ist, werden üblicherweise in mehreren Stufen hergestellt. Zunächst wird eine Trägerschale im Faserspritz- oder Handlaminierverfahren produziert. An die Trägerschale wird eine Schicht aus z. B. Polyurethanschaum aufgeklebt, wodurch keine absolut formschlüssige Verbindung entsteht. Wenn an die innenseitige Oberfläche besondere An­ sprüche gestellt wird, muß eine weitere Schale erstellt und mit der Polyurethanschicht wiederum verklebt werden. Neben dem Aufwand bei der Herstellung ist bei einem derartig herge­ stellten Formteil nachteilig, daß die erzielbare Oberflächen­ güte von geringer Qualität ist. Zur Erzielung einer hohen Oberflächengüte ist dann ein weiterer Herstellungsschritt erforderlich, in dem eine dünne Folie als Außenhaut aufge­ bracht wird. Sollen zusätzliche Bauteile an dem Formteil befestigt werden, müssen Befestigungselemente mühsam zusätz­ lich an die Trägerschale anlaminiert werden. Neben dem hohen Herstellungsaufwand ist auch die kraftschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Schichten problematisch.

Bei diesen Faserspritz- oder Handlaminierverfahren kommt es sowohl durch die feine Zerstäubung des Harzes beim Spritzen, als auch durch die ungehinderte Ausdünstung der im Harz ent­ haltenen Lösungsmittel beim Trocknen zu einer erheblichen Belastung der Umwelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vor­ zuschlagen, mit dem Formteile aus GFK von guter Stabilität (Festigkeit/Steifigkeit), Wärme- und Schallisolierung und hoher Oberflächenqualität mit geringem Aufwand herzustellen sind. Diese Formteile sollen die Umwelt sowohl bei der Her­ stellung, als auch im Einsatz gering belasten.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.

Durch das Öffnen der Lüftungsschlitze nach dem Einfüllen des Harzgemisches wird eine optimale chemische Reaktion zwischen den einzelnen Komponenten sichergestellt, wodurch der gesamte Raum zwischen den beiden Formhälften vollständig ausgefüllt wird. Es bildet sich ein solches Materialgefüge aus, daß in den außenliegenden Randbereichen eine feinporige, harte Schicht entsteht, während zur Mitte hin das Gefüge grobporiger wird.

Die Glasrovings sind mit thermoplastischen Fäden durchzogen und können zusammen mit den thermoplastischen Halbzeugen durch Infrarotheizung verformt werden. Durch die Erwärmung wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Glasroving und thermopla­ stischem Halbzeug geschaffen.

Der erwünschte Querschnittsaufbau im Hinblick auf die Anfor­ derungen an die Härte und Zähigkeit der Formteile kann durch quantitative Steuerung des Anteils von Harzgemisch und Glas­ roving (variiert in Faserrichtung mit Raumgewicht) in weiten Bereichen verändert werden.

Durch das mit dem Glasroving verbundene Halbzeug z. B. der Folie, die nach dem Gießen die Außenhaut bildet, lassen sich attraktive Oberflächen erzeugen.

Aufgrund der Ausdehnungsfähigkeit der Formmasse durch die chemische Reaktion muß in der Form kein Fremddruck aufgebaut werden, um das Harzgemisch über den gesamten Innenraum zu verteilen und ein vollständiges Ausfüllen der Form zu errei­ chen. Der Innendruck aufgrund der chemischen Reaktion hält sich in geringen Grenzen. Da außerdem eine Beheizung der Form nur auf 40°C erforderlich ist, sind die Anforderungen an das Material aus dem die Formen hergestellt werden müssen, eben­ falls gering. Es kann zur Herstellung der Formhälften pro­ blemlos GFK mit entsprechenden Versteifungen verwendet wer­ den.

Die Folie als Außenhaut bewirkt gleichzeitig, daß die im Harzgemisch enthaltenen flüchtigen Lösungsmittel nur sehr begrenzt (z. B. an den ungeschützten Kanten) in die Umwelt entweichen können.

Bei dem Gießvorgang können die Lösungsmittel nur entweichen, so lange die Lüftungsschlitze und die Einfüllöffnungen geöff­ net sind.

Durch die in den Ansprüchen 2 und 3 angegebenen Verfahrens­ schritte lassen sich Wandstärken zwischen 4 und 50 mm mit unterschiedlichster Stabilität problemlos realisieren. Als Stützmaterial kann neben dem im Anspruch 3 genannten Metallgeflecht auch Kunststoffgeflecht, extrudierte Kunst­ stoffteile, Luftpolsterfolie oder Metallteile verwendet wer­ den.

Durch die Verfahrensschritte nach den Ansprüchen 4 und 5 wird die Herstellung auch im Hinblick auf die weitere Verarbeitung vereinfacht.

Mit dem beanspruchten Verfahren lassen sich nicht nur Auf­ bauten für Kfz herstellen, sondern es eignet sich für alle Formteile aus GFK, wo es insbesondere auf hohe Stabilität und/oder Wärme- und/oder Schallisolierung ankommt. Derartige Formteile sind z. B. Lärmschutzabdeckungen für Maschinen aller Art, im Freizeitbereich z. B. Surfboardfinnen oder Gehäuse, die besondere Sicherheitsvorschriften erfüllen müssen z. B. Fahrerkabinen von Hochkränen.

Die Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer geschlos­ senen Form mit einem eingelegten Glasroving. Es ist die Lage der Einfüllöffnungen (9) und der Lüftungsschlitze (8) zu erkennen.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein fertiges Formteil mit zwei Glasrovings (5/6) und einem dazwischen angeordneten Stützmaterial (7). Der Dichteaufbau des Kunststoffgefüges ist durch die unterschiedliche Körnungsgröße und -dichte veran­ schaulicht. Um ein gutes Anliegen der Glasrovings an den Formhälften sicherzustellen, können Distanzhalter (10) zwi­ schen den Glasrovings (5/6) und dem Stützmaterial (7) vorge­ sehen sein.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus glasfaser­ verstärktem Kunststoff (GFK), insbesondere für Aufbauten von Kraftfahrzeugen, die mit Hilfe von zwei dicht mit­ einander verbindbaren und beheizbaren Formhälften herge­ stellt werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• a) In eine Formhälfte (1) wird mindestens eine Matte aus Glasgewebe (5/6) (Glasroving) eingelegt, die auf der (den) zur Oberfläche des fertigen Formteils weisende(n) Seite(n) mit einem thermoplastischen Halbzeug (3/4) (z. B. Folie) verbunden ist.
• b) Die andere Formhälfte (2) wird aufgesetzt und dicht mit der einen Formhälfte (1) verbunden.
• c) In die Form wird ein Harzgemisch aus ungesättigten, vorbeschleunigten Polyestern oder Phinylestern eingefüllt.
• d) Während des Füllvorgangs wird das Harzgemisch mit Treibmitteln und Isozyanaten versetzt.
• e) An der Oberkante der Formhälften (1/2) angeordnete Lüftungsschlitze (8) werden geöffnet.
• f) Beim Austreten eines Schaumgemisches an den Lüf­ tungsschlitzen (8) bzw. an den Einfüllöffnungen werden beide geschlossen.
• g) Nach einer vorbestimmten Aushärtungszeit werden die Formhälften (1/2) von einander getrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Matten aus Glasgewebe (5/6) eingelegt werden, wobei jede Matte nur an der nach außen zeigenden Seite mit einem thermoplastischen Halb­ zeug verbunden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Matten aus Glasgewebe (5/6) ein Stützmaterial (7) z. B. ein Metall­ geflecht angeordnet wird.

4. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Gießen Verankerungs- bzw. Befestigungselemente in die Matten eingesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Gießen Leitungska­ näle o. ä. eingelegt werden.