DE102016208232A1

DE102016208232A1 - Method and device for producing a semifinished product

Info

Publication number: DE102016208232A1
Application number: DE102016208232.9A
Authority: DE
Inventors: Paulin Fideu; Hauke Seegel; Claus Fastert; Philipp Abel; Andreas Schnabel
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2017-11-16

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs, das zur Weiterverarbeitung zu einem Bauteil aus einem faserverstärkten Verbundmaterial geeignet ist, wird eine Halbzeugform (16) bereitgestellt. Eine erste Faserlage (22), die eine Mehrzahl von in eine erste Richtung orientierten Verstärkungsfasern (14) umfasst, wird auf einer Formgebungsoberfläche (18) der Halbzeugform (16) angeordnet. Die Verstärkungsfasern (14) der ersten Faserlage (22) werden in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform (16) befestigt. Eine zweite Faserlage (24), die eine Mehrzahl von in eine von der ersten Richtung verschiedene zweite Richtung orientierten Verstärkungsfasern (14) umfasst, wird auf der ersten Faserlage (22) angeordnet. Die Verstärkungsfasern (14) der zweiten Faserlage (24) werden in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform (16) befestigt. Die erste und die zweite Faserlage (22, 24) werden miteinander verbunden. Die miteinander verbundenen Faserlagen (22, 24) werden von der Formgebungsoberfläche (18) der Halbzeugform (16) gelöst.In a method for producing a semifinished product which is suitable for further processing into a component made of a fiber-reinforced composite material, a semifinished product mold (16) is provided. A first fiber layer (22) comprising a plurality of first direction oriented reinforcing fibers (14) is disposed on a forming surface (18) of the semi-finished mold (16). The reinforcing fibers (14) of the first fiber layer (22) are fixed in position relative to the semifinished mold (16). A second fiber layer (24) comprising a plurality of reinforcing fibers (14) oriented in a second direction different from the first direction is disposed on the first fiber layer (22). The reinforcing fibers (14) of the second fiber layer (24) are fixed in position relative to the semi-finished mold (16). The first and second fiber layers (22, 24) are joined together. The interconnected fiber layers (22, 24) are released from the forming surface (18) of the semi-finished mold (16).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Halbzeugs, das zur Weiterverarbeitung zu einem Bauteil, insbesondere einem Flugzeugstrukturbauteil, aus einem faserverstärkten Verbundmaterial geeignet ist.The invention relates to a method and a device for producing a semifinished product which is suitable for further processing into a component, in particular an aircraft structural component, from a fiber-reinforced composite material.

Im Flugzeugbau gibt es Bestrebungen, zunehmend Bauteile einzusetzen, die vollständig oder teilweise aus faserverstärkten Verbundmaterialien, beispielsweise glasfaser- oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen bestehen. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2007 062 111 A1 eine aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehende Querträgerstruktur, die der Abstützung der einzelnen Paneele eines Flugzeugfußbodensystems zur Trennung einer Passagierkabine von einem unterhalb der Passagierkabine angeordneten Frachtraum dient. Ferner ist es beispielsweise aus der DE 10 2004 001 078 B4 bzw. der CN 100418850 bekannt, Flugzeugrumpfsegmente mit einer Haut sowie Verstärkungselementen (z. B. Spante, Stringer) aus faserverstärkten Verbundmaterialien zu versehen.In aircraft, there are efforts to increasingly use components that consist entirely or partially of fiber-reinforced composite materials, such as glass fiber or carbon fiber reinforced plastics. For example, this describes DE 10 2007 062 111 A1 a carbon fiber reinforced plastic cross member structure which serves to support the individual panels of an aircraft floor system for separating a passenger cabin from a cargo compartment located below the passenger cabin. Furthermore, it is for example from the DE 10 2004 001 078 B4 or the CN 100418850 It is known to provide fuselage segments with a skin as well as reinforcing elements (eg bulkheads, stringers) of fiber-reinforced composite materials.

Flugzeugstrukturbauteile aus faserverstärkten Verbundmaterialien können nach einem Vakuuminfusionsverfahren oder einem vakuumunterstützten Resin Transfer Moulding-(RTM)Verfahren hergestellt werden, bei denen ein in Form von Einzelfasern, Faser-Prewovens oder Faser-Prepregs vorliegendes Halbzeug in oder auf einer Form angeordnet wird und das Halbzeug anschließend mittels einer Vakuumfolie gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichtet wird. Anschließend wird ein aushärtbares Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel ein Epoxidharzmaterial, durch Infusionsschläuche, die mit abgedichtet durch die Vakuumfolie hindurchgeführten Anschlüssen verbunden werden, in das Halbzeug eingespritzt. Das in das Halbzeug eingespritzte aushärtbare Kunststoffmaterial wird schließlich unter erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur ausgehärtet, so dass die Verstärkungsfasern fixiert werden und ein wie gewünscht geformtes Bauteil aus einem Verbundmaterial erhalten wird, das in eine aus dem ausgehärteten Kunststoffmaterial bestehende Matrix eingebettete Verstärkungsfasern enthält. Hierzu kann der die Form, das Halbzeug und die Vakuumfolie umfassende Aufbau in einen Autoklaven eingebracht werden.Aircraft structural members made from fiber reinforced composite materials may be made by a vacuum infusion process or a vacuum assisted resin transfer molding (RTM) process in which a semi-finished product in the form of monofilament, fiber prepovens, or fiber prepregs is placed in or on a mold, and the semifinished product thereafter is sealed by means of a vacuum film against the ambient atmosphere. Subsequently, a thermosetting plastic material, such as an epoxy resin material, is injected into the semifinished product through infusion tubes which are connected with ports passed sealed through the vacuum foil. The curable plastic material injected into the semifinished product is finally cured under elevated pressure and / or elevated temperature so that the reinforcing fibers are fixed and a desired molded component is obtained from a composite material containing reinforcing fibers embedded in a matrix of the cured plastic material. For this purpose, the structure comprising the mold, the semifinished product and the vacuum film can be introduced into an autoclave.

Ferner sind aus dem Stand der Technik planare Faser-Multiaxialgelege, sogenannte Non-Crimp-Fabrics (NCFs), bekannt, die mehrere übereinander angeordnete Faserlagen mit in jeweils unterschiedlichen Richtungen orientierten Fasern umfassen. Die Faserlagen sind in einer zu den jeweiligen Faserlagenebenen senkrechten Richtung miteinander vernäht.Furthermore, from the prior art planar fiber Multiaxialgelege, so-called non-crimping fabrics (NCFs), known which comprise a plurality of superimposed fiber layers with oriented in different directions fibers. The fiber layers are sewn together in a direction perpendicular to the respective fiber layer planes direction.

Die Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die es ermöglichen, ein Halbzeug, das zur Weiterverarbeitung zu einem Bauteil, insbesondere einem Flugzeugstrukturbauteil, aus einem faserverstärkten Verbundmaterial geeignet ist, auf einfache und kostengünstige Art und Weise und mit geringem Materialverlust herzustellen.The invention is directed to the object of providing a method and a device which make it possible, a semifinished product, which is suitable for further processing into a component, in particular an aircraft structural component, of a fiber-reinforced composite material, in a simple and inexpensive manner and with low Produce material loss.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and an apparatus having the features of claim 9.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs wird eine Halbzeugform bereitgestellt. Das mittels des Verfahrens herzustellende Halbzeug ist zur Weiterverarbeitung zu einem Bauteil aus einem faserverstärkten Verbundmaterial geeignet und enthält Verstärkungsfasern, wie zum Beispiel Kohlenstofffasern. Die in dem Halbzeug enthaltenen Verstärkungsfasern können, je nach Bedarf, als Trockenfasern ausgeführt oder mit einer Oberflächenschicht aus einem thermoplastischen oder einem aushärtbaren Kunststoffmaterial versehen sein. Bei dem aus dem Halbzeug herzustellenden Bauteil kann es sich um ein Flugzeugbauteil, insbesondere ein Flugzeugstrukturbauteil handeln. Das Design der Halbzeugform ist vorzugsweise an ein gewünschtes Design des mittels der Halbzeugform herzustellenden Halbzeugs angepasst.In a method for producing a semifinished product, a semi-finished product is provided. The semifinished product to be produced by the method is suitable for further processing into a component of a fiber-reinforced composite material and contains reinforcing fibers, such as carbon fibers. The reinforcing fibers contained in the semifinished product can, if necessary, be made as dry fibers or provided with a surface layer of a thermoplastic or a curable synthetic material. The component to be produced from the semifinished product may be an aircraft component, in particular an aircraft structural component. The design of the semifinished product shape is preferably adapted to a desired design of the semifinished product to be produced by means of the semifinished product.

Eine erste Faserlage, die eine Mehrzahl von in eine erste Richtung orientierten Verstärkungsfasern umfasst, wird auf einer Formgebungsoberfläche der Halbzeugform angeordnet. Beispielsweise können die die erste Faserlage bildenden Verstärkungsfasern von entsprechenden Endlosfaserrollen abgewickelt und mittels eines Roboterarms oder einer anderen geeigneten Vorrichtung parallel zueinander auf die Formgebungsoberfläche der Halbzeugform gelegt werden. Falls gewünscht, kann in die erste Faserlage auch ein Schussfaden eingearbeitet werden, der im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Orientierungsrichtung der Verstärkungsfasern orientiert sein kann. Hierzu kann ein geeignetes Schussfadenzufuhrsystem eingesetzt werden, das sich im Wesentlichen parallel zu der ersten Orientierungsrichtung der Verstärkungsfasern über die Formgebungsoberfläche der Halbzeugform bewegen kann.A first fiber layer comprising a plurality of reinforcing fibers oriented in a first direction is disposed on a forming surface of the semifinished mold. For example, the reinforcing fibers constituting the first fiber layer may be unwound from respective endless fiber rolls and laid on the forming surface of the semifinished product mold by means of a robot arm or other suitable device parallel to each other. If desired, a weft thread can also be incorporated into the first fiber layer, which can be oriented substantially perpendicular to the first orientation direction of the reinforcing fibers. For this purpose, a suitable weft feed system can be used which can move over the shaping surface of the semifinished product substantially parallel to the first orientation direction of the reinforcing fibers.

Die Verstärkungsfasern der ersten Faserlage werden in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform befestigt. Insbesondere werden die Verstärkungsfasern der ersten Faserlage derart in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform fixiert, dass sichergestellt ist, dass die Verstärkungsfasern nicht von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform herunterrutschen.The reinforcing fibers of the first fiber layer are fixed in position relative to the semifinished mold. In particular, the reinforcing fibers of the first fiber layer are fixed in position relative to the semifinished form so as to ensure that the reinforcing fibers do not slip off the forming surface of the semifinished product.

Auf der ersten Faserlage wird eine zweite Faserlage angeordnet, die eine Mehrzahl von in eine von der ersten Richtung verschiedene zweite Richtung orientierten Verstärkungsfasern umfasst. Beispielsweise können Längsachsen der Verstärkungsfasern der zweiten Faserlage in einem Winkel von ca. 10 bis 170° relativ zu Längsachsen der Verstärkungsfasern der ersten Faserlage orientiert sein. Die die zweite Faserlage bildenden Verstärkungsfasern können aus dem gleichen Material bestehen wie die die erste Faserlage bildenden Verstärkungsfasern. Alternativ dazu können zur Bildung der ersten und der zweiten Faserlage jedoch auch Verstärkungsfasern aus verschiedenen Materialien verwendet werden. Ähnlich wie die Verstärkungsfasern der ersten Faserlage, können auch die Verstärkungsfasern der zweiten Faserlage von Endlosfaserrollen abgewickelt und mittels eines Roboterarms oder einer anderen geeigneten Vorrichtung parallel zueinander auf die zweite Faserlage gelegt werden. On the first fiber layer a second fiber layer is arranged which comprises a plurality of reinforcing fibers oriented in a second direction different from the first direction. For example, longitudinal axes of the reinforcing fibers of the second fiber layer may be oriented at an angle of about 10 to 170 degrees relative to longitudinal axes of the reinforcing fibers of the first fiber layer. The reinforcing fibers constituting the second fiber layer may be made of the same material as the reinforcing fibers constituting the first fiber layer. Alternatively, however, reinforcing fibers of various materials may be used to form the first and second fiber layers. Similar to the reinforcing fibers of the first fiber layer, the reinforcing fibers of the second fiber layer can also be unwound from endless fiber rolls and placed on the second fiber layer parallel to each other by means of a robotic arm or other suitable device.

Wenn die die erste und die zweite Faserlage bildenden Verstärkungsfasern aus dem gleichen Material bestehen, können die zur Bildung der ersten Faserlage vorgesehenen Verstärkungsfasern von den gleichen Endlosfaserrollen abgewickelt werden wie die die zweite Faserlage bildenden Verstärkungsfasern. Die erste und die zweite Faserlage können dann durch miteinander verbundene Verstärkungsfasern gebildet werden. Falls gewünscht, können die zur Bildung der zweiten Faserlage vorgesehenen Verstärkungsfasern jedoch auch von den Verstärkungsfasern der ersten Faserlage getrennt oder Endlosfaserrollen entnommen werden, die separat von den Endlosfaserrollen mit den Verstärkungsfasern für die erste Faserlage ausgebildet sind. Ferner kann auch in die zweite Faserlage ein Schussfaden eingearbeitet werden, der im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Orientierungsrichtung der Verstärkungsfasern orientiert sein kann. Hierzu kann ein geeignetes Schussfadenzufuhrsystem eingesetzt werden, das sich im Wesentlichen parallel zu der zweiten Orientierungsrichtung der Verstärkungsfasern über die Formgebungsoberfläche der Halbzeugform bewegen kann.When the reinforcing fibers constituting the first and second fiber layers are made of the same material, the reinforcing fibers for forming the first fiber layer can be unwound from the same endless fiber rollers as the reinforcing fibers constituting the second fiber layer. The first and second fiber layers may then be formed by interconnected reinforcing fibers. However, if desired, the reinforcing fibers intended to form the second fiber layer may also be separated from the reinforcing fibers of the first fiber layer or endless fiber rolls formed separately from the endless fiber rolls with the reinforcing fibers for the first fiber layer. Furthermore, a weft thread can also be incorporated into the second fiber layer, which can be oriented substantially perpendicular to the second orientation direction of the reinforcing fibers. For this purpose, a suitable weft feed system can be used which can move over the shaping surface of the semifinished product substantially parallel to the second orientation direction of the reinforcing fibers.

Auch die Verstärkungsfasern der zweiten Faserlage werden in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform befestigt. Ähnlich wie die Verstärkungsfasern der ersten Faserlage, können auch die Verstärkungsfasern der zweiten Faserlage derart in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform fixiert werden, dass sichergestellt ist, dass die Verstärkungsfasern nicht von der unter der zweiten Faserlage auf die Formgebungsoberfläche der Halbzeugform aufgebrachten ersten Faserlage herunterrutschen.The reinforcing fibers of the second fiber layer are also fixed in their position relative to the semifinished product. Similar to the reinforcing fibers of the first fiber layer, the reinforcing fibers of the second fiber layer may also be fixed in position relative to the semifinished form so as to ensure that the reinforcing fibers do not slip off the first fiber layer under the second fiber layer applied to the forming surface of the semifinished product.

Je nach Bedarf, können zur Herstellung des Halbzeugs mehrere erste und zweite Faserlagen im Wechsel übereinander auf der Halbzeugform positioniert werden. Ferner können in das Halbzeug weitere Faserlagen mit Verstärkungsfasern eingebracht werden, die in eine von der ersten und der zweiten Richtung verschiedene weitere Richtung orientiert sind. Die Anzahl der Faserlagen, die Orientierung der Verstärkungsfasern in den einzelnen Faserlagen und/oder die Stapelfolge der Faserlagen kann/können dabei in Abhängigkeit der gewünschten Form und der gewünschten Eigenschaften des Halbzeugs variiert werden.Depending on requirements, a plurality of first and second fiber layers can be alternately positioned one above the other on the semifinished product to produce the semifinished product. Furthermore, further fiber layers with reinforcing fibers can be introduced into the semifinished product, which are oriented in a different direction from the first and the second direction. The number of fiber layers, the orientation of the reinforcing fibers in the individual fiber layers and / or the stacking sequence of the fiber layers can be varied depending on the desired shape and the desired properties of the semifinished product.

Ferner umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs einen Schritt zur Verbindung der ersten und der zweiten Faserlage. Im Zuge dieses Verbindungsschritts werden die Verstärkungsfasern der auf der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform übereinandergestapelten Faserlagen insbesondere derart aneinander fixiert, dass eine Ablösung der Einzellagen des Faserlagenstapels voneinander bei der weiteren Verarbeitung des Halbzeugs sicher unterbunden wird.Furthermore, the method for producing a semifinished product comprises a step for connecting the first and the second fiber layer. In the course of this connecting step, the reinforcing fibers of the fiber layers stacked on the shaping surface of the semifinished product are in particular fixed to one another in such a way that detachment of the individual layers of the fiber layer stack from each other during the further processing of the semifinished product is reliably prevented.

Schließlich werden die miteinander verbundenen Faserlagen von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform gelöst. Das Halbzeug kann dann beispielsweise durch Injizieren eines aushärtbaren Kunststoffmaterials und anschließendes Aushärten des Kunststoffmaterials zu einem aus einem faserverstärkten Verbundmaterial bestehenden Bauteil weiterverarbeitet werden.Finally, the interconnected fiber layers are released from the forming surface of the semifinished product. The semifinished product can then be further processed for example by injecting a curable plastic material and then curing the plastic material to a component consisting of a fiber-reinforced composite material.

Mittels des hier beschriebenen Verfahrens kann ein Halbzeug, das zur Weiterverarbeitung zu einem Bauteil aus einem faserverstärkten Verbundmaterial geeignet ist, auf einfache, rasche und kostengünstige Art und Weise hergestellt werden. Ferner kann durch eine entsprechende Gestaltung der Halbzeugform ein nahezu beliebig geformtes, großflächiges Halbzeuge hergestellt werden, dass zur anschließenden Weiterverarbeitung zu einem großflächigen, gekrümmten Bauteil, beispielsweise einem Flugzeugstrukturbauteil, geeignet ist. Schließlich ermöglicht das Verfahren eine endkonturnahe Fertigung des Halbzeugs, wodurch geringe Materialverluste bei der Herstellung des Halbzeugs realisiert werden können.By means of the method described here, a semifinished product which is suitable for further processing into a component of a fiber-reinforced composite material can be produced in a simple, rapid and cost-effective manner. Furthermore, by means of a corresponding design of the semifinished mold, it is possible to produce an almost arbitrarily shaped, large-area semifinished product which is suitable for subsequent further processing into a large-area, curved component, for example an aircraft structural component. Finally, the method makes it possible to produce the semifinished product close to the final contour, as a result of which low material losses can be realized during the production of the semifinished product.

Die Formgebungsoberfläche der Halbzeugform kann zumindest abschnittsweise eine konvexe Krümmung aufweisen. Unter Verwendung einer derartigen Halbzeugform kann ein Halbzeug hergestellt werden, das besonders gut zur Weiterverarbeitung zu einem großflächigen Flugzeugstrukturbauteil geeignet ist.The shaping surface of the semifinished product can have a convex curvature at least in sections. By using such a semi-finished product, a semi-finished product can be produced which is particularly well suited for further processing into a large-surface aircraft structural component.

Die Verstärkungsfasern der ersten Faserlage können durch eine Mehrzahl von Befestigungsnadeln, die sich von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstrecken, in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform befestigt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können auch die Verstärkungsfasern der zweiten Faserlage durch eine Mehrzahl von Befestigungsnadeln, die sich von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstrecken, in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform befestigt werden. Die Befestigungsnadeln können gleichmäßig oder ungleichmäßig über die Formgebungsoberfläche der Halbzeugform verteilt sein und so weit von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform vorstehen, das mittels der Befestigungsnadeln die Verstärkungsfasern einer gewünschten Anzahl von Faserlagen in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform fixiert werden können. Vorzugsweise werden die gleichen Befestigungsnadeln zur Befestigung der Verstärkungsfasern der ersten Faserlage und der zweiten Faserlage sowie etwaiger weiterer Faserlagen in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform verwendet. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, zur Befestigung der Verstärkungsfasern lediglich einzelner Faserlagen vorgesehene Befestigungsnadeln vorzusehen, beispielsweise dann, wenn sich die Faserlagen über verschiedene Bereiche der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstrecken.The reinforcing fibers of the first fiber layer may be fixed in position relative to the semifinished mold by a plurality of fixing needles extending from the forming surface of the semi-finished mold. Additionally or alternatively, the reinforcing fibers of the second fiber ply may also be secured in position relative to the semifinished mold by a plurality of attachment needles extending from the forming surface of the semifinished mold. The fixing needles may be uniformly or non-uniformly distributed over the forming surface of the semifinished product and project so far from the forming surface of the semifinished product that by means of the attachment needles the reinforcing fibers of a desired number of fiber layers can be fixed in position relative to the semifinished product. Preferably, the same attachment needles are used to secure the reinforcing fibers of the first fiber layer and the second fiber layer and any other fiber layers in position relative to the semifinished mold. Alternatively, however, it is also conceivable to provide fastening pins provided for fastening the reinforcing fibers to only individual fiber layers, for example, when the fiber layers extend over different regions of the shaping surface of the semifinished product mold.

Die Verstärkungsfasern der ersten Faserlage können um die sich von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstreckenden Befestigungsnadeln geschlungen oder gewickelt werden, um die Verstärkungsfasern der ersten Faserlage, wie gewünscht, in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform zu fixieren. Zusätzlich oder alternativ dazu können auch die Verstärkungsfasern der zweiten Faserlage um die sich von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstreckenden Befestigungsnadeln geschlungen oder gewickelt werden, um die Verstärkungsfasern der zweiten Faserlage, wie gewünscht, in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform zu fixieren. Dies ermöglicht eine rasche und einfache, dennoch aber zuverlässige Fixierung der Verstärkungsfasern der ersten und/oder der zweiten Faserlage in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform.The reinforcing fibers of the first fiber layer may be wound or wound around the attachment pins extending from the forming surface of the semifinished product to fix the reinforcing fibers of the first fiber layer in position relative to the semifinished product, as desired. Additionally or alternatively, the reinforcing fibers of the second fiber layer may also be looped or wound around the attachment pins extending from the forming surface of the semifinished product to fix the reinforcing fibers of the second fiber layer in position relative to the semifinished form, as desired. This allows a rapid and simple, yet reliable fixation of the reinforcing fibers of the first and / or the second fiber layer in their position relative to the semifinished product.

Beispielsweise können von einer Endlosfaserrolle abgewickelte Verstärkungsfasern so auf die Formgebungsoberfläche der Halbzeugform gelegt werden, dass die Verstärkungsfasern zur Bildung der ersten Faserlage in die erste Richtung orientiert sind. Anschließend können die Verstärkungsfasern um mindestens eine beispielsweise im Bereich eines Rands der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform vorgesehene Befestigungsnadel geschlungen oder gewickelt werden, um eine die Verstärkungsfasern an der Befestigungsnadel fixierende Verstärkungsfaserschlaufe zu bilden. Schließlich können die Verstärkungsfasern in einem nächsten Schritt zur Bildung der zweiten Faserlage so auf die Formgebungsoberfläche der Halbzeugform gelegt werden, dass die Verstärkungsfasern in die zweite Richtung orientiert sind.For example, reinforcing fibers unwound from an endless fiber roll may be laid on the forming surface of the semifinished product such that the reinforcing fibers are oriented in the first direction to form the first fiber layer. Subsequently, the reinforcing fibers may be wound or wound around at least one fastening needle provided, for example, in the region of an edge of the shaping surface of the semifinished product, in order to form a reinforcing fiber loop which fixes the reinforcing fibers to the fastening needle. Finally, in a next step for forming the second fiber layer, the reinforcing fibers may be laid on the shaping surface of the semifinished product such that the reinforcing fibers are oriented in the second direction.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Verstärkungsfasern der ersten Faserlage durch eine Mehrzahl von Randbefestigungsnadeln, die sich in einem Randbereich der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstrecken, sowie mindestens eine zentrale Befestigungsnadel, die sich von einem zentralen Bereich der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstreckt, in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform befestigt. Alternativ oder zusätzlich dazu können auch die Verstärkungsfasern der zweiten Faserlage durch eine Mehrzahl von Randbefestigungsnadeln, die sich in einem Randbereich der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstrecken, sowie mindestens eine zentrale Befestigungsnadel, die sich von einem zentralen Bereich der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstreckt, in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform befestigt werden.In a preferred embodiment of the method, the reinforcing fibers of the first fiber layer are formed by a plurality of edge attachment needles extending in an edge region of the forming surface of the semifinished product form the forming surface of the semifinished product, and at least one central attachment needle extending from a central region of the forming surface of the semifinished product extending from the forming surface of the semi-finished mold, fixed in position relative to the semifinished mold. Alternatively or additionally, the reinforcing fibers of the second fiber layer may also be formed by a plurality of edge attachment needles extending in an edge region of the forming surface of the semifinished product from the forming surface of the semifinished product, and at least one central attachment needle extending from a central region of the forming surface of the semifinished product the forming surface of the semi-finished mold extends, are fixed in position relative to the semi-finished mold.

Die Randbefestigungsnadeln können dann in vorteilhafter Weise, beispielsweise wie oben beschrieben, von den Verstärkungsfasern umwickelt oder umschlungen werden, um Verstärkungsfaserschlaufen um die Randbefestigungsnadeln zu legen und die Verstärkungsfasern dadurch grundsätzlich in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform zu fixieren. Die mindestens eine zentrale Befestigungsnadel kann dagegen verhindern, dass die Verstärkungsfasern, insbesondere dann, wenn die Formgebungsoberfläche der Halbzeugform zumindest abschnittsweise konvex gekrümmt ist, von dem zentralen Bereich der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform herunterrutschen. Die mindestens eine zentrale Befestigungsnadel kann ebenfalls von den Verstärkungsfasern umwickelt oder umschlungen werden. Alternativ dazu können die Verstärkungsfasern jedoch auch nur an der zentralen Befestigungsnadel vorbeigeführt werden. Eine besonders sichere Fixierung der Verstärkungsfasern in dem zentralen Bereich der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform ist dann möglich, wenn mehrere, beispielsweise in einer Reihe hintereinander angeordnete zentrale Befestigungsnadeln vorhanden sind.The edge attachment needles may then advantageously be wrapped or looped around by the reinforcing fibers, for example as described above, to lay reinforcing fiber loops around the edge attachment needles and thereby basically fix the reinforcing fibers in position relative to the semifinished form. On the other hand, the at least one central fastening needle can prevent the reinforcing fibers from slipping off the central region of the shaping surface of the semifinished product mold, in particular when the shaping surface of the semifinished product mold is convexly curved, at least in sections. The at least one central fastening needle can likewise be wrapped or looped around by the reinforcing fibers. Alternatively, however, the reinforcing fibers can also be passed only on the central attachment needle. A particularly secure fixing of the reinforcing fibers in the central region of the shaping surface of the semifinished product shape is possible if a plurality of, for example, in a row successively arranged central fastening needles are present.

Zumindest ein Teil der Randbefestigungsnadeln weist vorzugsweise eine gekrümmte Spitze auf. Die im Bereich der Spitze der Randbefestigungsnadeln vorgesehene Krümmung ist vorzugsweise einer Zugbelastungsrichtung der Randbefestigungsnadeln durch mittels der Randbefestigungsnadeln in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform befestigte Verstärkungsfasern entgegengerichtet. Durch eine derartige Ausgestaltung der Randbefestigungsnadeln kann sicher verhindert werden, dass sich um die Randbefestigungsnadeln geschlungene Verstärkungsfasern in unerwünschter Weise aus ihrer Position lösen.At least a part of the edge attachment needles preferably has a curved tip. The curvature provided in the region of the tip of the edge-fixing needles is preferably directed counter to a tensile loading direction of the edge-fixing needles by reinforcing fibers fastened in position relative to the semifinished product by means of the edge-fixing needles. By such a configuration of the edge attachment needles can be reliably prevented that looped around the edge attachment needles Unwilling reinforcing fibers undesirably from their position.

Zumindest ein Teil der Befestigungsnadeln, insbesondere zumindest ein Teil der Randbefestigungsnadeln, kann vor dem Lösen der miteinander verbundenen Faserlagen von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform von der Halbzeugform gelöst werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann zumindest ein Teil der Befestigungsnadeln, insbesondere zumindest ein Teil der Randbefestigungsnadeln, vor dem Lösen der miteinander verbundenen Faserlagen von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform derart in die Halbzeugform versenkt werden, dass die Befestigungsnadeln nicht länger von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform vorstehen. Von der Halbzeugform lösbare oder in die Halbzeugform versenkbare Befestigungsnadeln erleichtern das Lösen des fertigen Halbzeugs von der Halbzeugform. Insbesondere kann dann darauf verzichtet werden, Verstärkungsfaserschlaufen, die um die lösbaren oder versenkbaren Befestigungsnadeln gelegt sind, aufzuschneiden, um das Halbzeug von der Halbzeugform lösen zu können. Vielmehr kann das Abschneiden etwaiger Verstärkungsfaserschlaufen auf materialverlustarme Weise im Zuge des Endzuschnitts des aus dem Halbzeug gefertigten Bauteils erledigt werden. Dadurch kann ein separater Arbeitsschritt eingespart werden.At least part of the fastening needles, in particular at least part of the edge fastening needles, can be detached from the semifinished mold prior to releasing the interconnected fiber layers from the shaping surface of the semifinished mold. Alternatively or additionally, at least a portion of the fastening needles, in particular at least a portion of the edge fastening needles, may be sunk into the semifinished mold prior to releasing the interconnected fiber layers from the forming surface of the semifinished mold such that the fastening needles no longer project from the forming surface of the semifinished mold. From the semi-finished mold releasable or retractable into the semifinished form fixing needles facilitate the release of the finished semi-finished product from the semi-finished mold. In particular, it is then possible to dispense with reinforcing fiber loops, which are placed around the detachable or retractable attachment needles, in order to be able to release the semifinished product from the semifinished form. Rather, the cutting of any reinforcing fiber loops can be done in a low-material loss manner in the course of the final blank of the manufactured from the semi-finished component. As a result, a separate step can be saved.

Die erste und die zweite Faserlage können mittels eines Binders miteinander verbunden werden. Der Binder kann beispielsweise in Form einer Oberflächenschicht auf die Verstärkungsfasern der ersten und der zweiten Faserlage aufgebracht sein und ein aushärtbares Polymermaterial enthalten. Alternativ dazu kann der Binder auch während oder nach der Anordnung der Verstärkungsfasern der ersten und der zweiten Faserlage auf der Halbzeugform auf die Verstärkungsfasern aufgebracht werden. Beispielsweise ist es denkbar, den Binder auf die Verstärkungsfasern der ersten und der zweiten Faserlage aufzusprühen. Falls erforderlich, können die Faserlagen zur Aktivierung des Binders einer erhöhten Temperatur und/oder einem erhöhten Druck ausgesetzt werden.The first and the second fiber layer can be connected to one another by means of a binder. The binder may, for example, be applied in the form of a surface layer on the reinforcing fibers of the first and the second fiber layer and contain a curable polymer material. Alternatively, the binder can also be applied to the reinforcing fibers during or after the arrangement of the reinforcing fibers of the first and second fiber layers on the semi-finished mold. For example, it is conceivable to spray the binder onto the reinforcing fibers of the first and second fiber layers. If necessary, the fiber layers may be exposed to an increased temperature and / or pressure to activate the binder.

Alternativ oder zusätzlich dazu können die erste und die zweite Faserlage jedoch auch durch Vernähen miteinander verbunden werden. Auf den Einsatz eines zusätzlichen Binders kann dann verzichtet werden. Das Vernähen der Faserlagen, d. h. der Verstärkungsfasern der Faserlagen kann beispielsweise mittels einer Nähnadel erfolgen, die durch übereinander angeordnete Faserlagen hindurchgeführt wird, um die Faserlagen in einer zu den Faserlagen im Wesentlichen senkrechten Richtung zu verbinden. Dies erfordert einen Zugang der Nähnadel zu sowohl einer der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform zugewandten Oberfläche des Faserlagenstapels als auch einer von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform abgewandten Oberfläche des Faserlagenstapels. Um dies zu gewährleisten, können in der Halbzeugform einzelne Nähnadelkanäle oder Nähnadelzugangsbereiche ausgebildet sein, die einen Zugang der Nähnadel zu der der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform zugewandten Oberfläche des Faserlagenstapels ermöglichen. Falls gewünscht, kann auch eine Mehrzahl von Nähnadel eingesetzt werden, um die Faserlagen des Halbzeugs in einer zu den Faserlagen im Wesentlichen senkrechten Richtung zu verbinden.Alternatively or additionally, however, the first and second fiber layers can also be joined together by sewing. The use of an additional binder can then be dispensed with. Sewing the fiber layers, d. H. The reinforcing fibers of the fiber layers can be made, for example, by means of a sewing needle, which is passed through fiber layers arranged one above the other in order to connect the fiber layers in a direction substantially perpendicular to the fiber layers. This requires access of the sewing needle to both a surface of the fiber layer stack facing the shaping surface of the semifinished product form and a surface of the fiber layer stack remote from the shaping surface of the semifinished product form. In order to ensure this, individual sewing needle channels or sewing needle access regions may be formed in the semifinished product, which allow access of the sewing needle to the surface of the fiber layer stack facing the shaping surface of the semifinished product. If desired, a plurality of sewing needles can also be used to join the fiber layers of the semifinished product in a direction substantially perpendicular to the fiber layers.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Halbzeugform mehrteilig ausgebildet und wird durch Zusammensetzen einer Mehrzahl von Teilabschnitten in die gewünschte Form gebracht. Dadurch wird es ermöglicht, verschieden geformte Halbzeuge herzustellen, ohne für jedes Halbzeug eine separate Halbzeugform herstellen zu müssen. Beispielsweise kann die Halbzeugform einen Rahmenabschnitt, der einen äußeren Rand der Halbzeugform definiert, sowie einen zentral in einer gewünschten Position relativ zu dem Rahmenabschnitt angeordneten Stützabschnitt umfassen. Der Stützabschnitt kann dann beispielsweise in verschiedenen Höhen relativ zu dem Rahmenabschnitt positioniert werden, um auf einfache Art und Weise verschiedene Krümmungen der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform zu realisieren. Eine Halbzeugform, die einen Rahmenabschnitt und einen Stützabschnitt umfasst, gewährt auch Zugang zu großen Bereichen der der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform zugewandten Oberfläche des Faserlagenstapels und erleichtert somit das Vernähen der Faserlagen des Faserlagenstapels.In a preferred embodiment of the method, the semifinished product is designed in several parts and is brought into the desired shape by assembling a plurality of subsections. This makes it possible to produce different shaped semi-finished products without having to produce a separate semifinished product for each semi-finished product. By way of example, the semifinished mold can comprise a frame section which defines an outer edge of the semifinished product mold and a support section which is arranged centrally in a desired position relative to the frame section. The support portion may then be positioned at different heights relative to the frame portion, for example, to easily realize different curvatures of the forming surface of the semifinished mold. A semifinished mold comprising a frame portion and a support portion also provides access to large areas of the surface of the fiber ply stack facing the forming surface of the semifinished product, thus facilitating the stitching of the fiber layers of the fiber ply stack.

Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Halbzeugs, das zur Weiterverarbeitung zu einem Bauteil aus einem faserverstärkten Verbundmaterial geeignet ist, umfasst eine Anordnungseinrichtung zum Anordnen einer ersten Faserlage, die eine Mehrzahl von in eine erste Richtung orientierten Verstärkungsfasern umfasst, auf einer Formgebungsoberfläche der Halbzeugform und zum Anordnen einer zweiten Faserlage, die eine Mehrzahl von in eine von der ersten Richtung verschiedene zweite Richtung orientierten Verstärkungsfasern umfasst, auf der ersten Faserlage. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Verstärkungsfasern der ersten und der zweiten Faserlage in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform sowie eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der ersten und der zweiten Faserlage. Schließlich ist eine Löseeinrichtung zum Lösen der miteinander verbundenen Faserlagen von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform vorgesehen.An apparatus for producing a semifinished product, which is suitable for further processing into a component of a fiber-reinforced composite material, comprises an arranging device for arranging a first fiber layer, which comprises a plurality of reinforcing fibers oriented in a first direction, on a shaping surface of the semifinished product and for arranging a second fiber layer comprising a plurality of reinforcing fibers oriented in a second direction different from the first direction, on the first fiber layer. Furthermore, the device comprises a fastening device for fastening the reinforcing fibers of the first and the second fiber layer in their position relative to the semifinished product mold and a connecting device for connecting the first and the second fiber layer. Finally, a release device for releasing the interconnected fiber layers from the shaping surface of the semi-finished mold is provided.

Die Formgebungsoberfläche der Halbzeugform weist vorzugsweise zumindest abschnittsweise eine konvexe Krümmung auf. The shaping surface of the semifinished product preferably has at least sections a convex curvature.

Die Befestigungseinrichtung kann eine Mehrzahl von Befestigungsnadeln umfassen, die sich von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstrecken.The attachment means may comprise a plurality of attachment needles extending from the forming surface of the semifinished product.

Die Anordnungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Verstärkungsfasern der ersten und/oder der zweiten Faserlage um die sich von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstreckenden Befestigungsnadeln zu schlingen.The positioning device may be configured to loop the reinforcing fibers of the first and / or the second fiber layer around the fastening needles extending from the shaping surface of the semifinished product mold.

Die Befestigungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Randbefestigungsnadeln, die sich in einem Randbereich der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstrecken, sowie mindestens eine zentrale Befestigungsnadel, die sich von einem zentralen Bereich der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform erstreckt. Zumindest ein Teil der Randbefestigungsnadeln weist vorzugsweise eine Spitze mit einer Krümmung auf, die einer Zugbelastungsrichtung der Randbefestigungsnadeln durch mittels der Randbefestigungsnadeln in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform befestigte Verstärkungsfasern entgegengerichtet ist.The attachment means preferably comprises a plurality of edge attachment needles extending in an edge region of the forming surface of the semifinished mold from the forming surface of the semifinished mold, and at least one central attachment needle extending from a central region of the forming surface of the semifinished mold from the forming surface of the semifinished mold. At least a portion of the edge attachment needles preferably have a tip with a curvature opposite to a direction of tensile loading of the edge attachment needles by reinforcing fibers secured in position relative to the semifinished form by means of the edge attachment needles.

Zumindest ein Teil der Befestigungsnadeln, insbesondere zumindest ein Teil der Randbefestigungsnadeln, kann von der Halbzeugform lösbar oder derart in die Halbzeugform versenkbar sein, dass die Befestigungsnadeln nicht länger von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform vorstehen.At least a part of the fastening needles, in particular at least a part of the edge fastening needles, can be detachable from the semifinished mold or can be retracted into the semifinished mold in such a way that the fastening needles no longer protrude from the shaping surface of the semifinished mold.

Die Verbindungseinrichtung kann eine Binderzufuhreinrichtung und/oder eine Vernäheinrichtung umfassen. Die Vernäheinrichtung umfasst vorzugsweise eine Nähnadel, die durch die übereinander angeordneten Faserlagen hindurch führbar ist, um die Faserlagen in einer zu den Faserlagen im Wesentlichen senkrechten Richtung zu verbinden.The connecting device may comprise a binder feed device and / or a stitching device. The stitching device preferably comprises a sewing needle, which can be guided through the fiber layers arranged one above another in order to connect the fiber layers in a direction substantially perpendicular to the fiber layers.

Die Halbzeugform kann mehrteilig ausgebildet und durch Zusammensetzen einer Mehrzahl von Teilabschnitten in die gewünschte Form bringbar sein. Insbesondere kann die Halbzeugform einen Rahmenabschnitt, der einen äußeren Rand der Halbzeugform definiert, sowie einen zentral in einer gewünschten Position relativ zu dem Rahmenabschnitt angeordneten Stützabschnitt umfassen.The semi-finished mold can be designed in several parts and can be brought into the desired shape by assembling a plurality of subsections. In particular, the semifinished product mold can comprise a frame section which defines an outer edge of the semifinished product mold and a support section which is arranged centrally in a desired position relative to the frame section.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert, von denenPreferred embodiments of the invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings, of which

1 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Halbzeugs zeigt, das zur Weiterverarbeitung zu einem Bauteil aus einem faserverstärkten Verbundmaterial geeignet ist, und 1 a device for producing a semifinished product, which is suitable for further processing into a component made of a fiber-reinforced composite material, and

2 ein mittels der Vorrichtung gemäß 1 hergestelltes Halbzeug in einer teilweise weggeschnittenen Ansicht zeigt. 2 a means of the device according to 1 produced semi-finished in a partially cutaway view shows.

1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Halbzeugs 12 (siehe 2), das zur Weiterverarbeitung zu einem Bauteil aus einem faserverstärkten Verbundmaterial geeignet ist und Verstärkungsfasern 14, wie zum Beispiel Kohlenstofffasern enthält. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Halbzeugform 16 mit einer Formgebungsoberfläche 18, deren Form und Größe an eine gewünschte Form und Größe des mittels der Vorrichtung 10 herzustellenden Halbzeugs 12 angepasst ist. In der in 1 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 10 weist die Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 eine konvexe Krümmung auf. Die Vorrichtung 10 ist daher besonders gut zur Herstellung gekrümmter großflächiger Halbzeuge 12 zur Weiterverarbeitung zu Flugzeugstrukturbauteilen geeignet. 1 shows a device 10 for the production of a semi-finished product 12 (please refer 2 ) suitable for further processing into a fiber reinforced composite material member and reinforcing fibers 14 , such as carbon fibers. The device 10 includes a semi-finished product 16 with a shaping surface 18 their shape and size to a desired shape and size of the device 10 to be produced semi-finished product 12 is adjusted. In the in 1 shown embodiment of the device 10 has the shaping surface 18 the semifinished product 16 a convex curvature. The device 10 is therefore particularly good for producing curved large-scale semi-finished products 12 suitable for further processing into aircraft structural components.

Die Vorrichtung 10 umfasst eine Anordnungseinrichtung 20 zum Anordnen einer ersten Faserlage 22 auf der Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16. Darüber hinaus ist die Anordnungseinrichtung 20 dazu eingerichtet, eine zweite Faserlage 24 auf der ersten Faserlage 22 anzuordnen. Ferner können mittels der Anordnungseinrichtung 20 eine dritte Faserlage 26, eine vierte Faserlage 28, eine fünfte Faserlage 30 sowie eine beliebige Anzahl weiterer Faserlagen übereinander auf die Halbzeugform 16 aufgebracht werden. In der Darstellung gemäß 2 sind die übereinander angeordneten Faserlagen 22, 24, 26, 28, 30 des Halbzeugs 12 jeweils teilweise weggeschnitten, um den Aufbau des Halbzeugs 12 als Stapel übereinander angeordnete Faserlagen 22, 24, 26, 28, 30 zu verdeutlichen.The device 10 comprises an arrangement device 20 for arranging a first fiber layer 22 on the forming surface 18 the semifinished product 16 , In addition, the arrangement device 20 set up a second fiber layer 24 on the first fiber layer 22 to arrange. Furthermore, by means of the arrangement device 20 a third fiber layer 26 , a fourth fiber layer 28 , a fifth fiber layer 30 and any number of further fiber layers one above the other on the semifinished product 16 be applied. In the illustration according to 2 are the superimposed fiber layers 22 . 24 . 26 . 28 . 30 of the semi-finished product 12 each partially cut away to the structure of the semifinished product 12 as a stack of superposed fiber layers 22 . 24 . 26 . 28 . 30 to clarify.

Die Anordnungseinrichtung 20 umfasst Verstärkungsfaserführungselemente 32, 34 sowie ein Bewegungsführungselement 35. Das Bewegungsführungselement 35 ist in einer Bewegungsrichtung B über die Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 bewegbar und kann in Form eines Schussfadenzufuhrsystems zur Zufuhr eines Schussfadens zu den auf der Halbzeugform zu erzeugenden Faserlagen 22, 24, 26, 28, 30 ausgebildet sein. Alternativ dazu kann das Bewegungsführungselement 35 jedoch auch nur dazu dienen, die Verstärkungsfasern 14 in der Bewegungsrichtung B über die Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 zu ziehen. Mithilfe der Verstärkungsfaserführungselemente 32, 34 und des Bewegungsführungselements 35 können die von Endlosfaserrollen 36 abgewickelten Verstärkungsfasern 14 in einer gewünschten Orientierungsrichtung auf die Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 bzw. auf eine Oberfläche einer bereits bestehenden Faserlage 22, 24, 26, 28, 30 aufgebracht werden.The arrangement device 20 includes reinforcing fiber guiding elements 32 . 34 and a motion guide 35 , The motion guide 35 is in a direction of movement B over the forming surface 18 the semifinished product 16 movable and may be in the form of a weft feed system for feeding a weft thread to the fiber layers to be formed on the semifinished product 22 . 24 . 26 . 28 . 30 be educated. Alternatively, the motion guide element 35 but only serve the reinforcing fibers 14 in the direction of movement B over the forming surface 18 the semifinished product 16 to draw. Using the reinforcing fiber guides 32 . 34 and the motion guide element 35 can those of endless fiber rolls 36 unwound reinforcing fibers 14 in a desired Orientation direction on the shaping surface 18 the semifinished product 16 or on a surface of an already existing fiber layer 22 . 24 . 26 . 28 . 30 be applied.

Insbesondere kann mittels der Anordnungseinrichtung 20 die erste Faserlage 22 auf der Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 angeordnet werden, die in eine erste Richtung A1 orientierte Verstärkungsfasern 14 umfasst. Auf der ersten Faserlage 22 kann dann mittels der Anordnungseinrichtung 20 dann die zweite Faserlage 24 angeordnet werden, die in eine von der ersten Richtung A1 verschiedene zweite Richtung A2 orientierte Verstärkungsfasern 14 umfasst. In der in 2 gezeigten Ausführungsform eines Halbzeugs 12 sind Längsachsen der Verstärkungsfasern 14 der zweiten Faserlage 24 beispielsweise in einem Winkel von ca. 45° relativ zu Längsachsen der Verstärkungsfasern 14 der ersten Faserlage 22 orientiert.In particular, by means of the arrangement device 20 the first fiber layer 22 on the forming surface 18 the semifinished product 16 are arranged, in a first direction A1 oriented reinforcing fibers 14 includes. On the first fiber layer 22 can then by means of the arrangement device 20 then the second fiber layer 24 arranged in an oriented in a different direction from the first direction A1 second direction A2 reinforcing fibers 14 includes. In the in 2 shown embodiment of a semi-finished product 12 are longitudinal axes of the reinforcing fibers 14 the second fiber layer 24 for example, at an angle of about 45 ° relative to the longitudinal axes of the reinforcing fibers 14 the first fiber layer 22 oriented.

Auf der zweiten Faserlage 24 können dann mittels der Anordnungseinrichtung 20 nacheinander die dritte, die vierte und die fünfte Faserlage 26, 28, 30 sowie eventuelle weitere Faserlagen angeordnet werden, die, wie gewünscht orientierte Verstärkungsfasern 14 umfassen können. In dem Halbzeug 12 gemäß 2 sind die Verstärkungsfasern 14 der dritten Faserlage 26 in eine Richtung A3 orientiert, die Orientierungsrichtung der Verstärkungsfasern 14 in der vierten Faserlage 28 entspricht der Orientierungsrichtung A2 der Verstärkungsfasern 14 in der zweiten Faserlage 24 und die Verstärkungsfasern 14 in der fünften Faserlage 30 sind in eine Richtung A4 orientiert. Die Anzahl der Faserlagen 22, 24, 26, 28, 30, die Orientierung der Verstärkungsfasern 14 in den einzelnen Faserlagen 22, 24, 26, 28, 30 und/oder die Stapelfolge der Faserlagen 22, 24, 26, 28, 30 kann/können dabei in Abhängigkeit der gewünschten Form und der gewünschten Eigenschaften des Halbzeugs 12 bzw. das aus dem Halbzeug 12 zu fertigenden Bauteils variiert werden.On the second fiber layer 24 can then by means of the arrangement device 20 successively the third, the fourth and the fifth fiber layer 26 . 28 . 30 and any further fiber layers are arranged, the, as desired oriented reinforcing fibers 14 may include. In the semifinished product 12 according to 2 are the reinforcing fibers 14 the third fiber layer 26 oriented in a direction A3, the direction of orientation of the reinforcing fibers 14 in the fourth fiber layer 28 corresponds to the orientation direction A2 of the reinforcing fibers 14 in the second fiber layer 24 and the reinforcing fibers 14 in the fifth fiber layer 30 are oriented in one direction A4. The number of fiber layers 22 . 24 . 26 . 28 . 30 , the orientation of the reinforcing fibers 14 in the individual fiber layers 22 . 24 . 26 . 28 . 30 and / or the stacking sequence of the fiber layers 22 . 24 . 26 . 28 . 30 can / can thereby depending on the desired shape and the desired properties of the semifinished product 12 or that from the semifinished product 12 be varied to be manufactured component.

Die Vorrichtung 10 umfasst ferner eine Befestigungseinrichtung 38, die dazu dient, die Verstärkungsfasern 14 der ersten und der zweiten Faserlage 22, 24 sowie der weiteren Faserlagen 26, 28, 30 in ihrer Position relativ zu der Halbzeugform 16 zu befestigen. Die Befestigungseinrichtung 38 umfasst eine Mehrzahl von Befestigungsnadeln 40, 42, die sich von der Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 erstrecken. Insbesondere umfasst die Befestigungseinrichtung 38 eine Mehrzahl von Randbefestigungsnadeln 40, die in einem Randbereich der Formgebungsoberfläche 16, d. h. entlang von einander gegenüberliegenden Rändern der Formgebungsoberfläche 18 in gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind. Ferner umfasst die Befestigungseinrichtung 38 eine Mehrzahl von zentralen Befestigungsnadeln 42, die sich in der beispielhaften Anordnung gemäß 1 in drei im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Reihen von der Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 erstrecken. Die Randbefestigungsnadeln 40 weisen jeweils eine, bezogen auf Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16, nach außen gekrümmte Spitze 44 auf.The device 10 further comprises a fastening device 38 that serves the reinforcing fibers 14 the first and second fiber layers 22 . 24 and the other fiber layers 26 . 28 . 30 in their position relative to the semifinished product 16 to fix. The fastening device 38 includes a plurality of fixing needles 40 . 42 extending from the forming surface 18 the semifinished product 16 extend. In particular, the fastening device comprises 38 a plurality of edge attachment needles 40 located in an edge region of the shaping surface 16 that is, along opposite edges of the forming surface 18 are arranged at regular or irregular intervals from each other. Furthermore, the fastening device comprises 38 a plurality of central fixing needles 42 , which in the exemplary arrangement according to 1 in three substantially parallel rows of the forming surface 18 the semifinished product 16 extend. The edge fixing needles 40 each have one, based on molding surface 18 the semifinished product 16 , outwardly curved tip 44 on.

Wie aus 1 ersichtlich wird, werden im Betrieb der Vorrichtung 10 die Verstärkungsfasern 14 der ersten Faserlage 22 durch die Anordnungseinrichtung 20 in der Bewegungsrichtung B, die der Orientierungsrichtung A1 der Verstärkungsfasern 14 in der ersten Faserlage 22 entspricht, auf die Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 aufgebracht. Dabei werden die Verstärkungsfasern 14 zwischen den in Reihen hintereinander angeordneten zentralen Befestigungsnadeln 42 der Befestigungseinrichtung 38 hindurchgeführt, so dass die zentralen Befestigungsnadeln 42 verhindern, dass die Verstärkungsfasern 14 von der konvex gekrümmten Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 rutschen.How out 1 will become apparent during operation of the device 10 the reinforcing fibers 14 the first fiber layer 22 by the arranging means 20 in the direction of movement B, that of the orientation direction A1 of the reinforcing fibers 14 in the first fiber layer 22 corresponds to the forming surface 18 the semifinished product 16 applied. This will be the reinforcing fibers 14 between the rows of central fixing needles arranged in series 42 the fastening device 38 passed through, leaving the central attachment needles 42 prevent the reinforcing fibers 14 from the convexly curved shaping surface 18 the semifinished product 16 slip.

Nach Fertigstellung der ersten Faserlage 22 werden die Verstärkungsfasern 14 um die Randbefestigungsnadeln 40 der Befestigungseinrichtung 38 geschlungen, die sich im Bereich des in 1 rechten Rands der Formgebungsoberfläche 18 von der Formgebungsoberfläche 18 erstrecken. Dabei entstehen um die Randbefestigungsnadeln 40 gelegte Verstärkungsfaserschlaufen S, die die Verstärkungsfasern 14 an den Randbefestigungsnadeln 40 fixieren. Die im Bereich der Spitze 44 der Randbefestigungsnadeln 40 vorgesehene Krümmung ist dabei einer Zugbelastungsrichtung der Randbefestigungsnadeln 40 durch die um die Randbefestigungsnadeln 40 geschlungenen Verstärkungsfasern 14 entgegengerichtet. Dadurch kann sicher verhindert werden, dass sich die um die Randbefestigungsnadeln 40 geschlungenen Verstärkungsfasern 14 in unerwünschter Weise aus ihrer Position lösen.After completion of the first fiber layer 22 become the reinforcing fibers 14 around the rim attachment pins 40 the fastening device 38 wrapped in the area of the in 1 right edge of the forming surface 18 from the forming surface 18 extend. The result is the edge attachment needles 40 laid reinforcing fiber loops S containing the reinforcing fibers 14 on the edge fixing needles 40 fix. The in the area of the top 44 the edge fixing needles 40 provided curvature is a tensile load direction of the edge attachment needles 40 by the around the edge fixing needles 40 looped reinforcing fibers 14 opposite direction. This can be safely prevented that the around the edge attachment needles 40 looped reinforcing fibers 14 undesirably disengage from their position.

Anschließend werden die Verstärkungsfasern 14 zur Ausbildung der zweiten Faserlage 24 in einer Bewegungsrichtung B über die Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 geführt, die der Orientierungsrichtung A2 der Verstärkungsfasern 14 in der zweiten Faserlage 24 entspricht, und nach Fertigstellung der zweiten Faserlage 24 um entsprechende Randbefestigungsnadeln 40 geschlungen. Diese Vorgänge werden zur Herstellung der weiteren Faserlagen 26, 28, 30 wiederholt.Subsequently, the reinforcing fibers 14 for forming the second fiber layer 24 in a direction of movement B over the forming surface 18 the semifinished product 16 guided, the orientation direction A2 of the reinforcing fibers 14 in the second fiber layer 24 corresponds, and after completion of the second fiber layer 24 around corresponding edge fixing needles 40 looped. These processes are used to produce the further fiber layers 26 . 28 . 30 repeated.

Nachdem die gewünschte Anzahl Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30, wie oben beschrieben, auf die Halbzeugform 16 aufgebracht worden ist, werden die Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30 mittels einer Verbindungseinrichtung 45 miteinander verbunden. Beispielsweise können die Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30 durch einen Binder, der beispielsweise aus einem aushärtbaren Polymermaterial bestehen kann, miteinander verbunden werden. Der Binder kann den Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30 mittels einer in 1 lediglich schematisch veranschaulichten Binderzufuhreinrichtung 46. Die Binderzufuhreinrichtung 46 kann beispielsweise in Form einer Sprühvorrichtung ausgebildet sein, die es ermöglicht, den Binder entweder während der Herstellung der Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30 oder nach der Fertigstellung der Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30 auf die Verstärkungsfasern 14 der Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30 aufzusprühen.After the desired number of fiber layers 20 . 24 . 26 . 28 . 30 , as described above, on the semifinished product 16 has been applied, the fiber layers 20 . 24 . 26 . 28 . 30 by means of a connection device 45 connected with each other. For example, the fiber layers 20 . 24 . 26 . 28 . 30 by a binder, which may for example consist of a curable polymer material, are joined together. The binder can be the fiber layers 20 . 24 . 26 . 28 . 30 by means of an in 1 merely schematically illustrated binder feeder 46 , The binder feeder 46 For example, it may be in the form of a spraying device that allows the binder to be either during the manufacture of the fiber layers 20 . 24 . 26 . 28 . 30 or after completion of the fiber layers 20 . 24 . 26 . 28 . 30 on the reinforcing fibers 14 the fiber layers 20 . 24 . 26 . 28 . 30 spray.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Vorrichtung 10 mit einer Vernäheinrichtung 48 zum Vernähen der Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30 in einer zu den Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30 im Wesentlichen senkrechten Richtung versehen sein. Die Vernäheinrichtung 48 umfasst eine Nähnadel 50, die durch die übereinander angeordneten Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30 hindurchgeführt wird, um die Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30 in der zu den Faserlagen 20, 24, 26, 28, 30 im Wesentlichen senkrechten Richtung miteinander zu verbinden. Dies erfordert einen Zugang der Nähnadel 50 zu sowohl einer der Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 zugewandten Oberfläche des Faserlagenstapels als auch einer von der Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 abgewandten Oberfläche des Faserlagenstapels.Additionally or alternatively, the device may 10 with a sewing device 48 for sewing the fiber layers 20 . 24 . 26 . 28 . 30 in one to the fiber layers 20 . 24 . 26 . 28 . 30 be provided substantially vertical direction. The sewing machine 48 includes a sewing needle 50 passing through the fiber layers arranged one above the other 20 . 24 . 26 . 28 . 30 is passed to the fiber layers 20 . 24 . 26 . 28 . 30 in the to the fiber layers 20 . 24 . 26 . 28 . 30 connect substantially perpendicular direction with each other. This requires access of the sewing needle 50 to both of the forming surface 18 the semifinished product 16 facing surface of the fiber ply stack as well as one of the forming surface 18 the semifinished product 16 remote surface of the fiber layer stack.

Die Vorrichtung 10 ist mit einer Halbzeugform 16 ausgestattet, die mehrteilig ausgebildet und durch Zusammensetzen einer Mehrzahl von Teilabschnitten 52, 54 in die gewünschte Form bringbar ist. Dadurch wird es ermöglicht, mittels der Vorrichtung 10 verschieden geformte Halbzeuge 12 herzustellen, ohne für jedes Halbzeug 12 eine separate Halbzeugform 16 bereithalten zu müssen. Insbesondere umfasst die Halbzeugform 16 einen Rahmenabschnitt 52, der einen äußeren Rand der Halbzeugform 16 definiert, sowie einen zentral in einer gewünschten Position relativ zu dem Rahmenabschnitt 52 angeordneten Stützabschnitt 54. Der Stützabschnitt 54 kann in verschiedenen Höhen relativ zu dem Rahmenabschnitt 52 positioniert werden, um so verschiedene Krümmungen der Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 zu realisieren. Die in 1 veranschaulichte Halbzeugform 16, die einen Rahmenabschnitt 52 und einen Stützabschnitt 54 umfasst, gewährt auch Zugang zu großen Bereichen der der Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 zugewandten Oberfläche des Faserlagenstapels und erleichtert somit das Vernähen der Faserlagen 22, 24, 26, 28, 30 des Faserlagenstapels mittels der Vernäheinrichtung 48.The device 10 is with a semifinished product 16 equipped, which is formed in several parts and by assembling a plurality of sections 52 . 54 can be brought into the desired shape. This makes it possible, by means of the device 10 differently shaped semi-finished products 12 produce, without for each semi-finished product 12 a separate semifinished form 16 to have to be ready. In particular, the semi-finished product comprises 16 a frame section 52 , the one outer edge of the semifinished product 16 defined as well as centrally in a desired position relative to the frame portion 52 arranged support section 54 , The support section 54 can be at different heights relative to the frame section 52 be positioned so as to have different curvatures of the forming surface 18 the semifinished product 16 to realize. In the 1 illustrated semifinished product 16 holding a frame section 52 and a support section 54 also provides access to large areas of the molding surface 18 the semifinished product 16 facing surface of the fiber layer stack and thus facilitates the sewing of the fiber layers 22 . 24 . 26 . 28 . 30 of the fiber layer stack by means of the sewing device 48 ,

Nach dem Verbinden der Faserlagen 22, 24, 26, 28, 30 des das Halbzeug 12 bildenden Faserlagenstapels werden die miteinander verbundenen Faserlagen 22, 24, 26, 28, 30 mittels einer in 1 lediglich schematisch veranschaulichten Löseeinrichtung 56 von der Formgebungsoberfläche 18 der Halbzeugform 16 gelöst. Die Löseeinrichtung 56 kann beispielsweise eine Hebevorrichtung zum Anheben des Halbzeugs 12 von der Halbzeugform 16 umfassen. Um diesen Lösevorgang zu erleichtern, sind zumindest ein Teil der Befestigungsnadeln 40, 42 der Befestigungseinrichtung 38, insbesondere die Randbefestigungsnadeln 40, von der Halbzeugform 16 lösbar oder derart in die Halbzeugform 16 versenkbar, dass die Befestigungsnadeln 40, 42 nicht länger von der Formgebungsoberfläche der Halbzeugform vorstehen. Dadurch kann dann darauf verzichtet werden, die Verstärkungsfaserschlaufen S, die um die lösbaren oder versenkbaren Randbefestigungsnadeln 40 gelegt sind, aufzuschneiden, um das Halbzeug 12 von der Halbzeugform 16 lösen zu können. Vielmehr kann das Abschneiden der Verstärkungsfaserschlaufen S auf materialverlustarme Weise im Zuge des Endzuschnitts des aus dem Halbzeug 12 gefertigten Bauteils erledigt werden.After joining the fiber layers 22 . 24 . 26 . 28 . 30 of the semifinished product 12 forming fiber layer stack are the interconnected fiber layers 22 . 24 . 26 . 28 . 30 by means of an in 1 only schematically illustrated release device 56 from the forming surface 18 the semifinished product 16 solved. The release device 56 For example, a lifting device for lifting the semifinished product 12 from the semifinished product 16 include. To facilitate this dissolution process, at least part of the attachment needles 40 . 42 the fastening device 38 , in particular the edge attachment needles 40 , from the semifinished product 16 detachable or so in the semifinished product 16 retractable, that the fixing pins 40 . 42 no longer protrude from the shaping surface of the semifinished product. As a result, it is then possible to dispense with the reinforcing fiber loops S which surround the detachable or retractable edge fastening needles 40 are laid, cut open to the semifinished product 12 from the semifinished product 16 to be able to solve. Rather, the cutting of the reinforcing fiber loops S in a low-material loss manner in the course of the final blank of the semi-finished 12 done finished component.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007062111 A1 [0002]
DE 102004001078 B4 [0002]
CN 100418850 [0002]

Claims

Method for producing a semifinished product ( 12 ), which is suitable for further processing into a component made of a fiber-reinforced composite material, comprising the steps of: - providing a semifinished product mold ( 16 ), - arranging a first fiber layer ( 22 ) comprising a plurality of first-direction oriented reinforcing fibers ( 14 ), on a forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) and attaching the reinforcing fibers ( 14 ) of the first fiber layer ( 22 ) in their position relative to the semifinished product ( 16 ), - arranging a second fiber layer ( 24 ) having a plurality of reinforcing fibers oriented in a second direction different from the first direction (FIG. 14 ) comprises on the first fiber layer ( 22 ) and attaching the reinforcing fibers ( 14 ) of the second fiber layer ( 24 ) in their position relative to the semifinished product ( 16 ), - connecting the first and the second fiber layer ( 22 . 24 ), and - releasing the interconnected fiber layers ( 22 . 24 ) from the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ).

Method according to claim 1, wherein the shaping surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) has a convex curvature at least in sections.

A method according to claim 1 or 2, wherein the reinforcing fibers ( 14 ) of the first and / or the second fiber layer ( 22 . 24 ) by a plurality of fastening needles ( 40 . 42 ) extending from the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) in their position relative to the semifinished product ( 16 ) are attached.

Method according to claim 3, wherein the reinforcing fibers ( 14 ) of the first and / or the second fiber layer ( 22 . 24 ) around the molding surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) extending fastening needles ( 40 . 42 ).

A method according to claim 3 or 4, wherein the reinforcing fibers ( 14 ) of the first and / or the second fiber layer ( 22 . 24 ) by a plurality of edge attachment needles ( 40 ) located in an edge region of the shaping surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) from the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ), as well as at least one central fastening needle ( 42 ) extending from a central area of the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) from the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) in their position relative to the semifinished product ( 16 ), wherein at least a part of the edge attachment needles ( 40 ) preferably a tip ( 44 ) having a curvature corresponding to a tensile loading direction (Z) of the edge-fixing needles ( 40 ) by means of the edge attachment needles ( 40 ) in their position relative to the semifinished product ( 16 ) attached reinforcing fibers ( 14 ) is directed opposite.

Method according to one of claims 3 to 5, wherein at least a part of the fastening needles ( 40 . 42 ), in particular at least part of the edge attachment needles ( 40 ), before loosening the interconnected fiber layers ( 22 . 24 ) from the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) of the semifinished product ( 16 ) or in the semifinished form ( 16 ), that the fixing pins ( 40 . 42 ) no longer from the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) protrude.

Method according to one of claims 1 to 6, wherein the first and the second fiber layer ( 22 . 24 ) are connected to one another by means of a binder and / or by sewing, wherein the sewing of the fiber layers ( 22 . 24 ) preferably by means of a sewing needle ( 50 ) carried out by the superimposed fiber layers ( 22 . 24 ) is passed through to the fiber layers ( 22 . 24 ) in one of the fiber layers ( 22 . 24 ) in a substantially vertical direction.

Method according to one of claims 1 to 8, wherein the semifinished product ( 16 ) is formed in several parts and by assembling a plurality of subsections ( 52 . 54 ) is brought into the desired shape, wherein the semi-finished product ( 16 ), in particular a frame section ( 52 ), an outer edge of the semi-finished product ( 16 ) and centrally in a desired position relative to the frame portion (FIG. 52 ) arranged supporting section ( 54 ).

Apparatus for producing a semifinished product ( 12 ), which is suitable for further processing into a component made of a fiber-reinforced composite material, comprising: - a semi-finished product ( 16 ), - an arrangement device ( 20 ) for arranging a first fiber layer ( 22 ) comprising a plurality of first-direction oriented reinforcing fibers ( 14 ), on a forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) and for arranging a second fiber layer ( 24 ) having a plurality of reinforcing fibers oriented in a second direction different from the first direction (FIG. 14 ), on the first fiber layer ( 22 ), - a fastening device ( 38 ) for fixing the reinforcing fibers ( 14 ) of the first and second fiber layers ( 22 . 24 ) in their position relative to the semifinished product ( 16 ) A connection device ( 45 ) for joining the first and second fiber layers ( 42 . 24 ), and - a release device ( 56 ) for releasing the interconnected fiber layers ( 22 . 24 ) from the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ).

Apparatus according to claim 9, wherein the shaping surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) at least partially has a convex curvature and / or wherein the fastening device ( 38 ) a plurality of fixing needles ( 40 . 42 ) extending from the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ).

Apparatus according to claim 10, wherein the arrangement means ( 20 ) is adapted to the reinforcing fibers ( 14 ) of the first and / or the second fiber layer ( 22 . 24 ) around the molding surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) extending fastening needles ( 40 . 42 ) to loop.

Device according to claim 10 or 11, wherein the fastening device ( 38 ) a plurality of edge attachment needles ( 40 ) located in an edge region of the shaping surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) from the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ), as well as at least one central fastening needle ( 42 ) extending from a central area of the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) from the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ), wherein at least a part of the edge attachment needles ( 40 ) preferably a tip ( 44 ) having a curvature corresponding to a tensile loading direction (Z) of the edge-fixing needles ( 40 ) by means of the edge attachment needles ( 40 ) in their position relative to the semifinished product ( 16 ) attached reinforcing fibers ( 14 ) is directed opposite.

Device according to one of claims 10 to 12, wherein at least a part of the fastening needles ( 40 . 42 ), in particular at least part of the edge attachment needles ( 40 ), of the semifinished product ( 16 ) detachable or in the semifinished form ( 16 ) is retractable, that the fixing pins ( 40 . 42 ) no longer from the forming surface ( 18 ) of the semi-finished product ( 16 ) protrude.

Device according to one of claims 9 to 13, wherein the connecting device ( 45 ) a binder feeder ( 46 ) and / or a sewing device ( 48 ), wherein the sewing device ( 48 ) preferably a sewing needle ( 50 ) formed by the fiber layers ( 22 . 24 ) is passable to the fiber layers ( 22 . 24 ) in one of the fiber layers ( 22 . 24 ) in a substantially vertical direction.

Device according to one of claims 9 to 14, wherein the semifinished product ( 16 ) formed in several parts and by assembling a plurality of subsections ( 52 . 54 ) can be brought into the desired shape, wherein the semi-finished product ( 16 ), in particular a frame section ( 52 ), an outer edge of the semi-finished product ( 16 ) and centrally in a desired position relative to the frame portion (FIG. 52 ) arranged supporting section ( 54 ).