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DE102018128086A1 - Process for thermoplastic pultrusion of a fiber composite and device for thermoplastic pultrusion of a fiber composite - Google Patents

Process for thermoplastic pultrusion of a fiber composite and device for thermoplastic pultrusion of a fiber composite Download PDF

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Publication number
DE102018128086A1
DE102018128086A1 DE102018128086.6A DE102018128086A DE102018128086A1 DE 102018128086 A1 DE102018128086 A1 DE 102018128086A1 DE 102018128086 A DE102018128086 A DE 102018128086A DE 102018128086 A1 DE102018128086 A1 DE 102018128086A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carbon fibers
fiber composite
pultrusion
composite material
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018128086.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Hogger
Sebastian Krull
Joachim Starke
Christoph Jagoda
Oleg Konrad
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102018128086.6A priority Critical patent/DE102018128086A1/en
Publication of DE102018128086A1 publication Critical patent/DE102018128086A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/525—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C70/528—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C2035/0211—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould resistance heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
    • B29K2307/04—Carbon

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs (18) sind die folgenden Schritte vorgesehen: Bereitstellen von Kohlenstofffasern (24), und Erwärmen der Kohlenstofffasern (24), indem ein elektrischer Strom durch die Kohlenstofffasern (24) geleitet wird, wobei die Kohlenstofffasern (24) als elektrische Widerstände verwendet werden, sodass die eingebrachte elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird. Des Weiteren ist eine Vorrichtung (10) zur thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs (18) vorgesehen, der in einer Matrix eingebettete Kohlenstofffasern (24) umfasst. Die Vorrichtung (10) umfasst ein Formwerkzeug (12) zum Formen des Faserverbundwerkstoffs (18), eine Führungsrolle (30) und eine steuerbare Spannungsquelle (32), die dazu ausgebildet ist, eine elektrische Spannung zwischen dem Formwerkzeug (12) und der Führungsrolle (30) anzulegen, sodass ein elektrischer Strom durch die Kohlenstofffasern (24) zur Erwärmung der Kohlenstofffasern (24) fließt.The following steps are provided in a method for thermoplastic pultrusion of a fiber composite material (18): providing carbon fibers (24), and heating the carbon fibers (24) by passing an electric current through the carbon fibers (24), the carbon fibers (24 ) are used as electrical resistors, so that the electrical energy introduced is converted into heat. A device (10) for thermoplastic pultrusion of a fiber composite material (18) is also provided, which comprises carbon fibers (24) embedded in a matrix. The device (10) comprises a molding tool (12) for molding the fiber composite material (18), a guide roller (30) and a controllable voltage source (32), which is designed to apply an electrical voltage between the molding tool (12) and the guide roller ( 30) so that an electric current flows through the carbon fibers (24) to heat the carbon fibers (24).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs.The invention relates to a method for thermoplastic pultrusion of a fiber composite material. The invention further relates to a device for thermoplastic pultrusion of a fiber composite material.

Vorrichtungen zur thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs, der in eine Matrix eingebettete Kohlestofffasern aufweist, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Hierbei wird der Faserverbundwerkstoff üblicherweise in einem formgebenden Werkzeug mittels Wärme und Druck plastisch verformt und über eine nachgeordnete Ziehvorrichtung in seine finale Form gezogen.Devices for thermoplastic pultrusion of a fiber composite material which has carbon fibers embedded in a matrix are known in principle from the prior art. Here, the fiber composite material is usually plastically deformed in a shaping tool by means of heat and pressure and drawn into its final shape by means of a downstream pulling device.

Der Faserverbundwerkstoff oder ein Zwischenprodukt wird hierbei mittels elektromagnetischer Strahlung oder über Heißluft erwärmt, die auf den Faserverbundwerkstoff bzw. das Zwischenprodukt trifft. Allerdings weist diese Methode einen niedrigen Wirkungsgrad auf, wodurch das Erwärmen lange dauert und eine geringe Energieeffizienz aufweist.The fiber composite material or an intermediate product is heated by means of electromagnetic radiation or hot air, which strikes the fiber composite material or the intermediate product. However, this method has a low efficiency, which means that heating takes a long time and is low in energy efficiency.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mittels dem bei der thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs thermische Energie energieeffizient und in kurzer Zeit in den Werkstoff eingebracht werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Vorrichtung bereitzustellen, in der dieses Verfahren zur Anwendung kommt.The object of the invention is to provide a method by means of which thermal energy can be introduced into the material in an energy-efficient manner and in a short time during the thermoplastic pultrusion of a fiber composite material. Another object of the invention is to provide a device in which this method is used.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren zur thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs vorgesehen, der Kohlestofffasern aufweist, mit den folgenden Schritten:

  • - die Kohlenstofffasern werden bereitgestellt, und
  • - ein elektrischer Strom wird durch die Kohlenstofffasern geleitet, wobei die Kohlenstofffasern als elektrische Widerstände verwendet werden, sodass die eingebrachte elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird.
To achieve the object, a method for thermoplastic pultrusion of a fiber composite material which has carbon fibers is provided, with the following steps:
  • - The carbon fibers are provided, and
  • - An electrical current is passed through the carbon fibers, the carbon fibers being used as electrical resistors, so that the electrical energy introduced is converted into heat.

Hierdurch wird thermische Energie über den elektrischen Strom, der durch die Kohlenstofffasern geleitet wird, in dem Werkstoff erzeugt, der zur Erwärmung des Werkstoffs führt. Die elektrische Energie wird demnach durch die Kohlenstofffasern in thermische Energie umgewandelt. Da die Kohlenstofffasern Teil des Faserverbundwerkstoffs sind, wird auf diese Weise die thermische Energie direkt und unmittelbar in den Werkstoff eingebracht. Dadurch weist das Verfahren einen besonders hohen Wirkungsgrad auf und der Werkstoff kann in kurzer Zeit auf die für die Pultrusion erforderliche Temperatur erwärmt werden.As a result, thermal energy is generated in the material via the electrical current that is passed through the carbon fibers, which leads to the heating of the material. The electrical energy is therefore converted into thermal energy by the carbon fibers. Since the carbon fibers are part of the fiber composite material, the thermal energy is introduced directly and directly into the material. As a result, the process is particularly efficient and the material can be heated to the temperature required for pultrusion in a short time.

Im Sinne der Erfindung ist die für die Pultrusion erforderliche Temperatur beispielsweise die Temperatur, bei der der Werkstoff beim Formen in einem formgebenden Werkzeug in definierter Weise einen bestimmten Faserverbundwerkstoff bildet.For the purposes of the invention, the temperature required for pultrusion is, for example, the temperature at which the material forms a specific fiber composite material in a defined manner when molding in a shaping tool.

Vorzugsweise wird der elektrische Strom durch die Kohlenstofffasern in Abhängigkeit der Pultrusionsgeschwindigkeit gesteuert, um einen an die Pultrusionsgeschwindigkeit angepassten Wärmeeintrag in den Werkstoff bereitzustellen. Somit kann gewährleistet werden, dass der Werkstoff unabhängig von der Pultrusionsgeschwindigkeit eine bestimmte Temperatur aufweist, insbesondere die für die Pultrusion erforderliche Temperatur.The electrical current through the carbon fibers is preferably controlled as a function of the pultrusion rate in order to provide a heat input into the material that is adapted to the pultrusion rate. This can ensure that the material has a certain temperature, in particular the temperature required for pultrusion, regardless of the pultrusion speed.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der elektrische Strom durch die Kohlenstofffasern in Abhängigkeit des herzustellenden Faserverbundwerkstoffs gesteuert wird. Das bedeutet, der elektrische Strom wird in Abhängigkeit der Materialeigenschaften des Faserverbundwerkstoffs, wie Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität oder elektrische Leitfähigkeit, gesteuert, um einen auf den Werkstoff abgestimmten Wärmeeintrag bereitzustellen. Insbesondere kann hierbei auch die Form des finalen Produkts berücksichtigt werden, sodass beispielsweise bei komplexen Geometrien, die eine hohe Formveränderung benötigen, ein höherer Stromeintrag erfolgt, um eine höhere thermische Energie einzubringen.It can further be provided that the electrical current through the carbon fibers is controlled as a function of the fiber composite material to be produced. This means that the electrical current is controlled depending on the material properties of the fiber composite material, such as thermal conductivity, heat capacity or electrical conductivity, in order to provide a heat input that is matched to the material. In particular, the shape of the final product can also be taken into account, so that, for example in the case of complex geometries that require a large change in shape, a higher current input takes place in order to introduce a higher thermal energy.

In einer Ausführungsform werden die, insbesondere vorimprägniert bzw. vorgetränkten, Kohlenstofffasern in einem Vorlaufschritt mittels einer separaten Heizung vorgewärmt, insbesondere mittels Strahlung und/oder Lufterwärmung. Auf diese Weise wird ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Kohlenstofffasern und einem die Kohlenstofffasern kontaktierenden elektrischen Kontakt gewährleistet.In one embodiment, the, in particular pre-impregnated or pre-soaked, carbon fibers are preheated in a preliminary step by means of a separate heater, in particular by means of radiation and / or air heating. This ensures good electrical contact between the carbon fibers and an electrical contact that contacts the carbon fibers.

Insbesondere wenn die Kohlenstofffasern vorimprägniert bzw. vorgetränkt sind, kann auf diese Weise das die Kohlenstofffasern umgebene Material, vorzugsweise stellenweise, auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der der elektrische Kontakt, der die Kohlenstofffasern für das Leiten eines elektrischen Stroms durch die Kohlenstofffasern kontaktiert, das die Kohlenstofffasern umgebene Material derart plastisch verformen kann, dass ein direkter Kontakt zwischen dem elektrischen Kontakt und den Kohlenstofffasern herstellbar ist.In particular, if the carbon fibers are pre-impregnated or pre-impregnated, the material surrounding the carbon fibers can be heated, preferably in places, to a temperature at which the electrical contact that contacts the carbon fibers for conducting an electrical current through the carbon fibers, that the material surrounding the carbon fibers can plastically deform such that direct contact between the electrical contact and the carbon fibers can be established.

Bei dem die Kohlenstofffasern umgebenen Material kann es sich um ein Harz handeln, insbesondere ein Reaktionsharz.The material surrounding the carbon fibers can be a resin, in particular a reactive resin.

Grundsätzlich können somit zu Beginn bereits vorimprägnierte bzw. vorgetränkte Kohlenstofffasern bereitgestellt werden, die entsprechend verarbeitet werden.Basically, you can pre-impregnate or pre-soak at the beginning Carbon fibers are provided, which are processed accordingly.

Das Vorwärmen im Vorlaufschritt mittels einer separaten Heizung ist hierbei vorzugsweise auf eine Dauer begrenzt, bis der Wärmeintrag durch den elektrischen Strom, der durch die Kohlenstofffasern geleitet wird, ausreicht, um einen zuverlässigen Kontakt zwischen dem elektrischen Kontakt und den Kohlenstofffasern auch ohne Wärmeeintrag durch die separate Heizung sicherzustellen.The preheating in the preliminary step by means of a separate heater is preferably limited to a period of time until the heat input from the electrical current which is conducted through the carbon fibers is sufficient to ensure reliable contact between the electrical contact and the carbon fibers even without heat input from the separate one Ensure heating.

Es ist von Vorteil, wenn die Kohlenstofffasern in dem hergestellten Faserverbundwerkstoff unidirektional verlaufen, da auf diese Weise bei der Herstellung ein definierter Strom in Pultrusionsrichtung durch den Werkstoff geleitet und somit ein definierter Wärmeeintrag in den Werkstoff gewährleistet werden kann. Zudem weist der so hergestellte Faserverbundwerkstoff aufgrund der unidirektional verlaufenden Kohlenstofffasern entsprechende mechanische Eigenschaften auf.It is advantageous if the carbon fibers run unidirectionally in the fiber composite material produced, since in this way a defined current is passed through the material in the pultrusion direction during manufacture and thus a defined heat input into the material can be guaranteed. In addition, the fiber composite material produced in this way has corresponding mechanical properties due to the unidirectional carbon fibers.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der angelegte elektrische Strom, insbesondere nur, über einen Abschnitt der jeweiligen Kohlenstofffasern fließt. Das bedeutet, die elektrischen Kontakte bzw. Pole sind derart angeordnet, dass der elektrische Strom nur durch einen Abschnitt der Kohlenstofffasern bei der Verarbeitung bzw. der Herstellung des Faserverbundwerkstoffs fließt. Auf diese Weise ist der Wärmeintrag auf den stromdurchflossenen Abschnitt begrenzt, so dass der Werkstoff nur an den Stellen bzw. zu den Zeitpunkten im Verfahren erwärmt wird, an denen es für die Pultrusion erforderlich ist. Somit kann die Energieeffizienz des Verfahrens gesteigert werden.Furthermore, it can be provided that the applied electrical current, in particular only, flows over a section of the respective carbon fibers. This means that the electrical contacts or poles are arranged in such a way that the electrical current only flows through a section of the carbon fibers during the processing or manufacture of the fiber composite material. In this way, the heat input is limited to the section through which current flows, so that the material is only heated at those points or at the times in the process at which it is necessary for pultrusion. The energy efficiency of the process can thus be increased.

In einer Ausführungsform werden die Kohlenstofffasern erwärmt, nachdem die Kohlenstofffasern zusammengeführt worden sind und/oder bevor die zusammengeführten Kohlenstofffasern bzw. der Faserverbundwerkstoff mit den Kohlenstofffasern geformt werden. Hierdurch wird der Wärmeeintrag durch den elektrischen Strom auf die Stelle bzw. den Zeitpunkt im Verfahren begrenzt, an dem eine erhöhte Temperatur des Werkstoffs für die plastische Verformung bei der Pultrusion von Vorteil oder erforderlich ist. Insbesondere nach dem Zusammenführen der Kohlenstofffasern ergeben sich zudem Wechselwirkungseffekte, die die Gesamterwärmung des Werkstoffs verbessern, da sich die Kohlenstofffasern untereinander erwärmen aufgrund der thermischen Abstrahlung.In one embodiment, the carbon fibers are heated after the carbon fibers have been merged and / or before the merged carbon fibers or the fiber composite material are formed with the carbon fibers. As a result, the heat input by the electric current is limited to the point or time in the process at which an elevated temperature of the material is advantageous or necessary for the plastic deformation during pultrusion. In particular, after the carbon fibers have been brought together, there are also interaction effects which improve the overall heating of the material, since the carbon fibers heat up among themselves owing to the thermal radiation.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung der oben genannten Aufgabe auch eine Vorrichtung zur thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs vorgesehen, der in einer Matrix eingebettete Kohlenstofffasern umfasst, insbesondere nach dem zuvor beschriebenen Verfahren. Die Vorrichtung weist ein Formwerkzeug zum Formen des Faserverbundwerkstoffs und eine Führungsrolle auf, die dazu eingerichtet ist, im Betrieb der Vorrichtung an den Kohlenstofffasern in Pultrusionsrichtung abzurollen. Ferner umfasst die Vorrichtung eine steuerbare Spannungsquelle, die dazu ausgebildet ist, eine elektrische Spannung zwischen dem Formwerkzeug und der Führungsrolle anzulegen, sodass ein elektrischer Strom durch die Kohlenstofffasern zur Erwärmung der Kohlenstofffasern fließt. Indem dem Werkstoff thermische Energie über den elektrischen Strom zugeführt wird, der durch die Kohlenstofffasern geleitet wird, ist die Vorrichtung zur thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs besonders energieeffizient. Die Führungsrolle bildet einen elektrischen Kontakt und hat den Vorteil, dass sie an den in die Matrix eingebetteten Kohlenstofffasern abrollen kann. Auf diese Weise wird die Matrix nicht von den Kohlenstofffasern abgestreift, wie dies beispielsweise bei einem starren elektrischen Kontakt der Fall wäre. Das bedeutet, die Kohlenstofffasern bleiben im umgebenen Material eingebettet und der Faserverbundwerkstoff wird in definierter Weise gebildet.According to the invention, a device for thermoplastic pultrusion of a fiber composite material is also provided to achieve the above-mentioned object, which comprises carbon fibers embedded in a matrix, in particular according to the previously described method. The device has a molding tool for molding the fiber composite material and a guide roller which is set up to roll on the carbon fibers in the pultrusion direction during operation of the device. Furthermore, the device comprises a controllable voltage source, which is designed to apply an electrical voltage between the mold and the guide roller, so that an electrical current flows through the carbon fibers to heat the carbon fibers. By supplying the material with thermal energy via the electrical current which is passed through the carbon fibers, the device for thermoplastic pultrusion of a fiber composite material is particularly energy-efficient. The guide roller forms an electrical contact and has the advantage that it can roll on the carbon fibers embedded in the matrix. In this way, the matrix is not stripped from the carbon fibers, as would be the case, for example, with a rigid electrical contact. This means that the carbon fibers remain embedded in the surrounding material and the fiber composite material is formed in a defined way.

Die Führungsrolle kann dazu ausgebildet sein, die Kohlenstofffasern zu führen bzw. zu leiten.The guide roller can be designed to guide or guide the carbon fibers.

In einer alternativen Ausführungsform kann die Führungsrolle keine führenden oder leitenden Eigenschaften haben und lediglich an den Kohlenstofffasern anliegen und abrollen.In an alternative embodiment, the guide roller can have no leading or conductive properties and can only abut and roll off the carbon fibers.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Führungsrolle in Pultrusionsrichtung vor dem Formwerkzeug angeordnet, wobei das Formwerkzeug und die Führungsrolle jeweils einen elektrischen Kontakt bereitstellen, mit denen die steuerbare Spannungsquelle elektrisch verbunden ist, sodass über die elektrischen Kontakte der elektrische Strom durch die Kohlenstofffasern fließt. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass dem Werkstoff über den elektrischen Strom, der durch die Kohlenstofffasern geleitet wird, thermische Energie direkt vor dem Formwerkzeug zugeführt werden kann, so dass der Werkstoff die für die Pultrusion erforderliche Temperatur im Formwerkzeug aufweist.According to one embodiment, the guide roller is arranged in front of the mold in the pultrusion direction, the mold and the guide roller each providing an electrical contact to which the controllable voltage source is electrically connected, so that the electrical current flows through the carbon fibers via the electrical contacts. This device has the advantage that thermal energy can be supplied to the material directly in front of the molding tool via the electrical current that is passed through the carbon fibers, so that the material has the temperature in the molding tool required for pultrusion.

Somit können Wärmeverluste des Werkstoffs auf dem Weg zum Formwerkzeug verringert werden, wodurch die thermoplastische Pultrusion des Faserverbundwerkstoffs besonders energieeffizient erfolgen kann. Ferner kann hierdurch die Pultrusionsgeschwindigkeit gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen zur thermoplastischen Pultrusion, bei denen der Werkstoff erst in dem Formwerkzeug erwärmt wird, erhöht werden, da der Werkstoff bereits auf dem Weg zum Formwerkzeug erwärmt wird.Heat losses of the material on the way to the molding tool can thus be reduced, as a result of which the thermoplastic pultrusion of the fiber composite material can take place in a particularly energy-efficient manner. Furthermore, the pultrusion speed can be increased compared to conventional devices for thermoplastic pultrusion, in which the material is only heated in the mold, since the material is already heated on the way to the mold.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine separat ausgebildete Heizung zum Vorwärmen der, insbesondere vorimprägnierten bzw. vorgetränkten, Kohlenstofffasern vorgesehen sein. Hierdurch kann der Werkstoff auf eine Temperatur gebracht werden, die sicherstellt, dass die Führungsrolle in das die Kohlenstofffasern umgebene Material eindringen und einen direkten Kontakt zu den Kohlenstofffasern herstellen kann. Durch den direkten Kontakt der Führungsrolle mit den Kohlestofffasern wird ein guter elektrischer Kontakt der beiden Bauteile miteinander und damit eine gute elektrische Stromleitung gewährleistet. According to a further embodiment, a separately designed heater can be provided for preheating the, in particular pre-impregnated or pre-soaked, carbon fibers. As a result, the material can be brought to a temperature which ensures that the guide roller can penetrate into the material surrounding the carbon fibers and can make direct contact with the carbon fibers. The direct contact of the guide roller with the carbon fibers ensures good electrical contact between the two components and thus good electrical current conduction.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus der beigefügten Zeichnung. Die einzige Zeichnung zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs.Further advantages and features result from the following description and from the attached drawing. The single drawing shows a schematic representation of a device according to the invention for thermoplastic pultrusion of a fiber composite material.

In der Figur ist eine Vorrichtung 10 mit einem Formwerkzeug 12, einer Ziehvorrichtung 14, und einem Trennwerkzeug 16 gezeigt.In the figure is a device 10th with a mold 12th , a pulling device 14 , and a separating tool 16 shown.

Die Vorrichtung 10 ist eine Pultrusionsanlage, die mittels thermoplastischer Pultrusion einen Faserverbundwerkstoff 18 aus einem Werkstoff 20 bildet, der in Pultrusionsrichtung P durch die Vorrichtung 10 geleitet wird.The device 10th is a pultrusion system that uses thermoplastic pultrusion to create a fiber composite 18th from one material 20th forms in the pultrusion direction P through the device 10th is directed.

Das Formwerkzeug 12 ist ein Walkwerkzeug und dazu eingerichtet den Werkstoff 20 in den Faserverbundwerkstoff 18 zu formen.The mold 12th is a flexing tool and set up the material 20th in the fiber composite material 18th to shape.

In einer alternativen Ausführungsform kann das Formwerkzeug 12 ein beliebiges formgebendes Werkzeug sein, das den Werkstoff 20 in den Faserverbundwerkstoff 18 umformt.In an alternative embodiment, the molding tool 12th any shaping tool, the material 20th in the fiber composite material 18th reshaped.

Die Ziehvorrichtung 14 ist dazu ausgebildet, den Werkstoff 20 in Pultrusionsrichtung P zu ziehen und den Faserverbundwerkstoff 18 in Pultrusionsrichtung P an das Trennwerkzeug 16 weiterzuleiten.The pulling device 14 is trained to use the material 20th in the pultrusion direction P to pull and the fiber composite material 18th in the pultrusion direction P to the cutting tool 16 forward.

Generell wird der Werkstoff 20 durch die Vorrichtung 10 mit einer Pultrusionsgeschwindigkeit gefördert.Generally the material 20th through the device 10th conveyed at a pultrusion rate.

Die Pultrusionsgeschwindigkeit, mittels der der Werkstoff 20 in Pultrusionsrichtung P gefördert wird, ist unter anderem über die Ziehvorrichtung 14 steuerbar.The pultrusion speed, by means of which the material 20th in the pultrusion direction P is promoted, among other things, via the pulling device 14 controllable.

Das Trennwerkzeug 16 ist beispielsweise eine Säge, die dazu eingerichtet ist, Abschnitte des Faserverbundwerkstoffs 18 abzutrennen. Selbstverständlich kann als Trennwerkzeug 16 ein beliebiges zum Durchtrennen des Faserverbundwerkstoffs 18 eingerichtetes Werkzeug vorgesehen sein.The cutting tool 16 is, for example, a saw that is configured to cut sections of the fiber composite material 18th cut off. Of course, can be used as a separating tool 16 any for cutting the fiber composite material 18th set up tool may be provided.

Ferner kann in einer alternativen Ausführungsform die Vorrichtung 10 kein Trennwerkzeug 16 aufweisen. Dies ist insbesondere immer dann der Fall, wenn der Faserverbundwerkstoff 18 in Form eines kontinuierlichen Strangs direkt weiterverarbeitet wird.Furthermore, in an alternative embodiment, the device 10th no cutting tool 16 exhibit. This is always the case in particular if the fiber composite material 18th is processed directly in the form of a continuous strand.

Der Werkstoff 20, der in Pultrusionsrichtung P in das Formwerkzeug 12 geleitet wird, wird durch mehrere Stränge 22 von vorimprägnierten bzw. vorgetränkten Kohlenstofffasern 24 gebildet.The material 20th which is in the pultrusion direction P into the mold 12th is passed through several strands 22 of pre-impregnated or pre-impregnated carbon fibers 24th educated.

In dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Stränge 22 gezeigt, die jeweils über eine Spindel 25 bereitgestellt werden. Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl an Strängen 22 zur Bildung des Faserverbundwerkstoffs 18 verwendet werden, die in einer beliebigen Weise bereitgestellt werden können.In the embodiment shown in the figure there are three strands 22 shown, each via a spindle 25th to be provided. Basically, any number of strands 22 to form the fiber composite material 18th can be used, which can be provided in any manner.

Die Kohlenstofffasern 24 verlaufen in den Strängen 22 unidirektional in Pultrusionsrichtung P.The carbon fibers 24th run in the strands 22 unidirectional in the pultrusion direction P .

Hierbei erstrecken sich die in Pultrusionsrichtung P verlaufenden Kohlenstofffasern 24 kontinuierlich, d.h. im Wesentlichen ununterbrochen.Here, they extend in the pultrusion direction P trending carbon fibers 24th continuously, ie essentially continuously.

Die Kohlenstofffasern 24 sind in einer Umfangsrichtung senkrecht zur Richtung, in der sich die Kohlenstofffasern 24 erstrecken, vollständig von dem entsprechenden Material umgeben, in dem die Kohlenstofffasern 24 getränkt worden sind bzw. mit dem die Kohlenstofffasern 24 vorimprägniert wurden.The carbon fibers 24th are perpendicular to the direction in which the carbon fibers extend in a circumferential direction 24th extend completely surrounded by the appropriate material in which the carbon fibers 24th have been soaked or with which the carbon fibers 24th were pre-impregnated.

Das Material ist beispielsweise ein (thermoplastisches) Harz oder allgemein ein thermoplastischer Kunststoff.The material is, for example, a (thermoplastic) resin or generally a thermoplastic.

In einer alternativen Ausführungsform können die Kohlenstofffasern 24 nicht vollständig vorimprägniert sein und nur abschnittsweise von dem entsprechenden Material umgeben sein.In an alternative embodiment, the carbon fibers 24th not be completely pre-impregnated and only partially surrounded by the appropriate material.

Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung 10 ein Bad mit einem entsprechenden Material zur Imprägnierung bzw. Tränkung der Kohlenstofffasern 24 aufweisen, in das die Kohlenstofffasern 24 auf dem Weg zum Formwerkzeug 12 zunächst eintauchen, wodurch die Kohlenstofffasern 24 mit dem Material ummantelt werden, also getränkt bzw. imprägniert werden.Additionally or alternatively, the device 10th a bath with an appropriate material to impregnate or soak the carbon fibers 24th in which the carbon fibers 24th on the way to the mold 12th first immerse, causing the carbon fibers 24th to be coated with the material, i.e. to be soaked or impregnated.

Auf diese Weise können die Kohlenstofffasern 24 und das Material zum Imprägnieren, das später unter anderem die Matrix des Faserverbundwerkstoffs 18 ausbildet, separat voneinander bereitgestellt werden und erst in der Vorrichtung 10, insbesondere vor dem Formwerkzeug 12, zum Werkstoff 20 zusammengefügt werden.In this way, the carbon fibers 24th and the material for impregnation, which later, among other things, the matrix of the fiber composite material 18th trained, provided separately from each other and only in the device 10th , especially in front of the mold 12th , about the material 20th be put together.

Die Vorrichtung 10 umfasst ein Zusammenführglied 26, das dazu eingerichtet ist, die einzelnen Stränge 22 in einem Werkstoffstrang 28 zu bündeln und relativ zueinander anzuordnen, bevor der Werkstoffstrang 28 in das Formwerkzeug 12 geleitet wird. The device 10th includes a merging member 26 , which is set up for the individual strands 22 in a strand of material 28 to bundle and arrange relative to each other before the strand of material 28 into the mold 12th is directed.

Insbesondere könnte das Bad zwischen dem Zusammenführglied 26 und dem Formwerkzeug 12 vorgesehen sein, sodass der gesamte Werkstoffstrang 28 mit dem Material getränkt bzw. imprägniert wird.In particular, the bath could be between the merging member 26 and the mold 12th be provided so that the entire strand of material 28 is soaked or impregnated with the material.

Teil der Vorrichtung 10 ist ferner eine Führungsrolle 30, die in Pultrusionsrichtung P vor dem Formwerkzeug 12 angeordnet ist.Part of the device 10th is also a leader 30th that are in the pultrusion direction P in front of the mold 12th is arranged.

Die Führungsrolle 30 ist dazu ausgebildet, bei der Pultrusion an dem Werkstoffstrang 28, insbesondere unter Druck, radial anzuliegen und an diesem in Pultrusionsrichtung P abzurollen.The leading role 30th is designed for pultrusion on the strand of material 28 , in particular under pressure, to rest radially and on it in the pultrusion direction P unroll.

Hierzu ist die Führungsrolle 30 in und/oder entgegen der Umfangsrichtung U um eine Achse drehbar gelagert, die insbesondere senkrecht zur Pultrusionsrichtung P angeordnet ist.This is the leading role 30th in and / or against the circumferential direction U rotatably mounted about an axis, in particular perpendicular to the pultrusion direction P is arranged.

Zudem umfasst die Vorrichtung 10 eine Spannungsquelle 32, die über eine Steuereinheit 34 steuerbar ist.The device also includes 10th a voltage source 32 that have a control unit 34 is controllable.

Die Spannungsquelle 32 ist über eine elektrische Leitung 36 mit der Führungsrolle 30 und dem Formwerkzeug 12 verbunden, wobei die Führungsrolle 30 einen ersten elektrischen Kontakt 38 und das Formwerkzeug 12 einen zweiten elektrischen Kontakt 40 bilden, über die mittels der Spannungsquelle 32 eine elektrische Spannung zwischen der Führungsrolle 30 und dem Formwerkzeug 12 angelegt werden kann. Hierüber wird ein elektrischer Strom erzeugt, der durch die Kohlenstofffasern 24 fließt, wie später noch erläutert wird.The voltage source 32 is via an electrical wire 36 with the leadership role 30th and the mold 12th connected, being the leader 30th a first electrical contact 38 and the mold 12th a second electrical contact 40 form, by means of the voltage source 32 an electrical voltage between the guide roller 30th and the mold 12th can be created. This creates an electrical current through the carbon fibers 24th flows, as will be explained later.

Die mittels der Spannungsquelle 32 zwischen der Führungsrolle 30 und dem Formwerkzeug 12 angelegte elektrische Spannung kann eine Wechselspannung oder eine Gleichspannung sein.That by means of the voltage source 32 between the leadership role 30th and the mold 12th applied electrical voltage can be an AC voltage or a DC voltage.

Über die Steuereinheit 34 ist die angelegte elektrische Spannung vorzugsweise in Abhängigkeit von der Pultrusionsgeschwindigkeit und/oder von den Eigenschaften des Faserverbundwerkstoffs 18 bzw. des Werkstoffstrangs 28, also den verwendeten Materialien sowie den vorgesehen Materialeigenschaften des Endprodukts, steuerbar.Via the control unit 34 the applied electrical voltage is preferably dependent on the pultrusion speed and / or on the properties of the fiber composite material 18th or the strand of material 28 , ie the materials used and the intended material properties of the end product, controllable.

Vorzugsweise sind die Bauteile der Vorrichtung 10, insbesondere das Formwerkzeug 12, die Führungsrolle 30 sowie die vor- und nachgelagerten Bauteile, die direkten Kontakt zu den Kohlenstofffasern 24 haben, elektrisch isoliert zur Umgebung gelagert bzw. gestaltet. Dies gewährleistet einen definierten Stromfluss durch die Kohlenstofffasern 24.The components of the device are preferably 10th , especially the mold 12th who have favourited Leadership 30th as well as the upstream and downstream components, the direct contact with the carbon fibers 24th stored or designed electrically isolated from the environment. This ensures a defined current flow through the carbon fibers 24th .

Die Vorrichtung 10 umfasst ferner eine Heizung 42 in Form eines Heizstrahlers, die zwischen dem Zusammenführglied 26 und der Führungsrolle 30 angeordnet ist.The device 10th also includes a heater 42 in the form of a radiant heater between the merging member 26 and the leadership role 30th is arranged.

Die Heizung 42 ist dabei eingerichtet, mittels Wärmestrahlung 44 den Werkstoffstrang 28 in Pultrusionsrichtung P vor der Führungsrolle 30 zu erwärmen.The heating system 42 is set up by means of heat radiation 44 the strand of material 28 in the pultrusion direction P before the leadership role 30th to warm up.

Selbstverständlich kann in einer alternativen Ausführungsform die Heizung 42 im Wesentlichen beliebig gestaltet sein und den Werkstoffstrang 28 auf beliebige Weise erwärmen, beispielsweise mittels Lufterwärmung und/oder elektromagnetischer Strahlung.Of course, in an alternative embodiment, the heater 42 be essentially any design and the material strand 28 heat in any way, for example by means of air heating and / or electromagnetic radiation.

Der Heizung 42 ist hierbei separat vom Formwerkzeug 12 ausgebildet.The heater 42 is separate from the mold 12th educated.

Die Herstellung des Faserverbundwerkstoffs 18 erfolgt mittels des nachfolgend beschriebenen thermischen Pultrusionsverfahrens.The production of the fiber composite material 18th takes place by means of the thermal pultrusion process described below.

In einem ersten Schritt werden die Stränge 22 bereitgestellt und mittels des Zusammenführglieds 26 zum Werkstoffstrang 28 gebündelt. Der Werkstoffstrang 28 wird anschließend durch das Formwerkzeug 12, die Ziehvorrichtung 14 und das Trennwerkzeug 16 geführt bzw. in diese eingespannt.In a first step, the strands 22 provided and by means of the merging member 26 to the strand of material 28 bundled. The strand of material 28 is then through the molding tool 12th who have favourited Pulling Device 14 and the separating tool 16 led or clamped in this.

In einem Vorlaufschritt wird der Werkstoffstrang 28 über die Heizung 42 soweit erwärmt, bis die die Kohlenstofffasern 24 umgebende Matrix derart plastisch verformbar ist, dass die am Werkstoffstrang 28 anliegende Führungsrolle 30 das die Kohlenstofffasern 24 umgebende Material, beispielsweise das Harz, durchdringt und direkt elektrisch leitend an den Kohlenstofffasern 24 anliegt.In a preliminary step, the strand of material 28 about the heater 42 warmed up until the the carbon fibers 24th surrounding matrix is plastically deformable in such a way that that on the material strand 28 adjacent guide role 30th that the carbon fibers 24th surrounding material, such as the resin, penetrates and directly electrically conductive on the carbon fibers 24th is present.

Bei der während der Pultrusion im Formwerkzeug 12 stattfindenden Umformung des Werkstoffs 20 gelangt somit ständig zumindest ein Teil der Kohlenstofffasern 24 in direkten Kontakt mit dem Formwerkzeug 12, sodass während der Pultrusion automatisch ein elektrischer Kontakt zwischen den Kohlenstofffasern 24 und dem Formwerkzeug 12 gebildet wird.During the pultrusion in the mold 12th forming of the material 20th thus at least a portion of the carbon fibers is constantly reaching 24th in direct contact with the mold 12th , so that electrical contact between the carbon fibers automatically occurs during pultrusion 24th and the mold 12th is formed.

Der sich von der Führungsrolle 30 bis in das Formwerkzeug 12 erstreckende Abschnitt 46 des Werkstoffstrangs 28 liegt somit mit seinen Kohlenstofffasern 24 an einem Ende elektrisch leitend an der Führungsrolle 30, die den ersten elektrischen Kontakt 38 bildet, sowie dem in Pultrusionsrichtung P entgegengesetzten Ende am Formwerkzeug 12 an, das den zweiten elektrischen Kontakt 40 bildet.Which differs from the leadership role 30th down to the mold 12th extending section 46 of the strand of material 28 lies with its carbon fibers 24th electrically conductive at one end on the guide roller 30th making the first electrical contact 38 forms, as well as in the pultrusion direction P opposite end on the molding tool 12th the second electrical contact 40 forms.

Mittels der steuerbaren Spannungsquelle 32 wird über den ersten elektrischen Kontakt 38 und den zweiten elektrischen Kontakt 40 eine elektrische Spannung an dem Abschnitt 46 angelegt, die zu einem elektrischen Strom in den Kohlenstofffasern 24 des Abschnitts 46 führt, die einen elektrischen Leiter zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 38 und dem zweiten elektrischen Kontakt 40 bilden.By means of the controllable voltage source 32 is about the first electrical contact 38 and the second electrical contact 40 an electrical voltage at the section 46 created an electrical current in the carbon fibers 24th of the section 46 that leads an electrical conductor between the first electrical contact 38 and the second electrical contact 40 form.

Die Kohlenstofffasern 24 bilden hierbei einen ohmschen Widerstand, indem elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt wird, wodurch die Kohlenstofffasern 24 erwärmt werden.The carbon fibers 24th form an ohmic resistance by converting electrical energy into thermal energy, causing the carbon fibers 24th be heated.

Auf diese Weise wird der Werkstoffstrang 28 unmittelbar vor dem Formwerkzeug 12 über den durch die Kohlenstofffasern 24 im Abschnitt 46 strömenden elektrischen Strom auf die für die Pultrusion erforderliche Temperatur erwärmt.In this way, the strand of material 28 immediately before the mold 12th over that through the carbon fibers 24th in the section 46 flowing electrical current heated to the temperature required for pultrusion.

Mittels der Ziehvorrichtung 14 wird der erwärmte Werkstoffstrang 28 durch das Formwerkzeug 12 gezogen, wobei der Faserverbundwerkstoff 18 durch plastische Verformung des Werkstoffs 20 gebildet wird.By means of the pulling device 14 becomes the heated strand of material 28 through the mold 12th drawn, the fiber composite material 18th through plastic deformation of the material 20th is formed.

Der auf diese Weise gebildete Faserverbundwerkstoff 18 weist im Pultrusionsrichtung P unidirektional verlaufende Kohlenstofffasern 24 auf, die in die Matrix des Faserverbundwerkstoffs 18 eingebettet sind.The fiber composite material formed in this way 18th points in the direction of pultrusion P unidirectional carbon fibers 24th on that in the matrix of the fiber composite 18th are embedded.

Der Faserverbundwerkstoff 18 wird über die Ziehvorrichtung 14 zum Trennwerkzeug 16 gefördert und dort von dem Trennwerkzeug 16 in Abschnitte mit einer festgelegten Länge zerteilt.The fiber composite material 18th is about the puller 14 to the cutting tool 16 promoted and there by the cutting tool 16 divided into sections with a fixed length.

Der Werkstoffstrang 28 wird vorzugsweise nur so lange mittels der separat ausgebildeten Heizung 42 erwärmt, bis die über den elektrischen Strom in den Abschnitt 46 eingebrachte Wärme ausreicht, um den Pultrusionsprozess am Laufen zu halten und einen kontinuierlichen Kontakt zwischen den Kohlenstofffasern 24 und der Führungsrolle 30 zu gewährleisten.The strand of material 28 is preferably only as long by means of the separately formed heater 42 heated up over the electric current in the section 46 The heat introduced is sufficient to keep the pultrusion process running and continuous contact between the carbon fibers 24th and the leadership role 30th to guarantee.

Auf diese Weise kann die für die Pultrusion erforderliche thermische Energie ausschließlich über die mittels der Spannungsquelle 32 bereitgestellte elektrische Energie erzeugt werden.In this way, the thermal energy required for pultrusion can only be provided by means of the voltage source 32 provided electrical energy are generated.

Der Wärmeeintrag in den Werkstoff 20 ist hierbei über die angelegte elektrische Spannung und damit den durch die Kohlenstofffasern 24 fließenden elektrischen Strom steuerbar.The heat input into the material 20th is here about the applied voltage and thus the carbon fibers 24th flowing electrical current controllable.

Vorzugsweise wird die Stromstärke in den Kohlenstofffasern 24 in Abhängigkeit von der Pultrusionsgeschwindigkeit gesteuert, um unabhängig von der Fördergeschwindigkeit des Werkstoffs 20 in Pultrusionsrichtung P die für die Pultrusion erforderliche Temperatur gewährleisten zu können.The current intensity in the carbon fibers is preferred 24th controlled depending on the pultrusion speed to be independent of the conveying speed of the material 20th in the pultrusion direction P to be able to guarantee the temperature required for pultrusion.

Es ist ferner von Vorteil, wenn die an den Kohlenstofffasern 24 angelegte elektrische Spannung unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften des Werkstoffs 20 bzw. des Faserverbundwerkstoffs 18 erfolgt, um eine Erwärmung in definierter Weise sicherstellen zu können. In definierter Weise bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass der Werkstoff 20 bzw. der Faserverbundwerkstoff 18 auf eine Weise erwärmt wird, die den Werkstoff 20 bzw. den Faserverbundwerkstoff 18 nicht beschädigt.It is also advantageous if the on the carbon fibers 24th applied electrical voltage taking into account the material properties of the material 20th or the fiber composite material 18th takes place in order to ensure heating in a defined manner. In a defined way, in this context means in particular that the material 20th or the fiber composite material 18th is heated in a way that the material 20th or the fiber composite material 18th not damaged.

Selbstverständlich kann die zuvor beschriebene Methode, nämlich Wärme mittels eines durch die Kohlenstofffasern 24 geleiteten elektrischen Stroms in den Werkstoff 20 einzubringen, auch in Kombination mit weiteren Heizeinrichtungen zur Erwärmung des Werkstoffs 20 verwendet werden.Of course, the method described above, namely heat by means of a carbon fiber 24th conducted electrical current in the material 20th to be introduced, also in combination with other heating devices for heating the material 20th be used.

In einer alternativen Ausführungsform kann der Vorlaufschritt und damit die Heizung 42 entfallen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Kohlenstofffasern 24 nicht vollständig von einem Tränk- bzw. Imprägniermaterial umgeben sind und/oder eine Erwärmung des Werkstoffstrangs 28 nicht erforderlich ist, um einen elektrisch leitenden Kontakt zwischen den Kohlenstofffasern 24 und der Führungsrolle 30 herzustellen.In an alternative embodiment, the preliminary step and thus the heating 42 omitted. This is particularly the case when the carbon fibers 24th are not completely surrounded by an impregnating or impregnating material and / or heating of the strand of material 28 is not required to make an electrically conductive contact between the carbon fibers 24th and the leadership role 30th to manufacture.

Auf diese Weise kann der Faserverbundwerkstoff 18 mittels thermoplastischer Pultrusion besonders energieeffizient hergestellt werden, da die erforderliche Wärme direkt und unmittelbar über die Kohlenstofffasern 24 in den Werkstoff 20 eingebracht wird.In this way, the fiber composite material 18th can be produced in a particularly energy-efficient manner by means of thermoplastic pultrusion, since the required heat is generated directly and directly via the carbon fibers 24th in the material 20th is introduced.

Ferner kann die Vorrichtung 10 besonders kompakt ausgeführt sein, da eine zusätzliche Heizeinrichtung, die beispielsweise im Formwerkzeug 12 vorgesehen ist, entfallen kann.Furthermore, the device 10th be designed to be particularly compact since an additional heating device, for example in the mold 12th is provided, can be omitted.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Insbesondere können einzelne Merkmale einer Ausführungsform unabhängig von den anderen Merkmalen der entsprechenden Ausführungsform beliebig mit anderen Merkmalen einer weiteren Ausführungsform kombiniert werden.The invention is not restricted to the embodiment shown. In particular, individual features of one embodiment can be combined with other features of a further embodiment as desired, independently of the other features of the corresponding embodiment.

Claims (10)

Verfahren zur thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs (18) mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen von Kohlenstofffasern (24), und - Erwärmen der Kohlenstofffasern (24), indem ein elektrischer Strom durch die Kohlenstofffasern (24) geleitet wird, wobei die Kohlenstofffasern (24) als elektrische Widerstände verwendet werden, sodass die eingebrachte elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird.A method for thermoplastic pultrusion of a fiber composite material (18) with the following steps: - providing carbon fibers (24), and - heating the carbon fibers (24) by passing an electrical current through the carbon fibers (24), the carbon fibers (24) as electrical resistors are used so that the electrical energy introduced is converted into heat. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Strom durch die Kohlenstofffasern (24) in Abhängigkeit der Pultrusionsgeschwindigkeit gesteuert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the electrical current through the carbon fibers (24) is controlled as a function of the pultrusion rate. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Strom durch die Kohlenstofffasern (24) in Abhängigkeit des herzustellenden Faserverbundwerkstoffs (18) gesteuert wird.Procedure according to Claim 1 or 2nd , characterized in that the electrical current through the carbon fibers (24) is controlled as a function of the fiber composite material (18) to be produced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstofffasern (24) in einem Vorlaufschritt mittels einer separaten Heizung (42) vorgewärmt werden, insbesondere mittels Strahlung (44) und/oder Lufterwärmung.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the carbon fibers (24) are preheated in a preliminary step by means of a separate heater (42), in particular by means of radiation (44) and / or air heating. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstofffasern (24) in dem hergestellten Faserverbundwerkstoff (18) unidirektional verlaufen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the carbon fibers (24) run unidirectionally in the fiber composite material (18) produced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der angelegte elektrische Strom über einen Abschnitt (46) der jeweiligen Kohlenstofffasern (24) fließt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the applied electrical current flows over a section (46) of the respective carbon fibers (24). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstofffasern (24) erwärmt werden, nachdem die Kohlenstofffasern (24) zusammengeführt worden sind und/oder bevor die zusammengeführten Kohlenstofffasern (24) geformt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the carbon fibers (24) are heated after the carbon fibers (24) have been merged and / or before the merged carbon fibers (24) are formed. Vorrichtung (10) zur thermoplastischen Pultrusion eines Faserverbundwerkstoffs (18), der in einer Matrix eingebettete Kohlenstofffasern (24) umfasst, insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (10) ein Formwerkzeug (12) zum Formen des Faserverbundwerkstoffs (18) und eine Führungsrolle (30) aufweist, die dazu eingerichtet ist, an den Kohlenstofffasern (24) in Pultrusionsrichtung (P) abzurollen, wobei die Vorrichtung (10) ferner eine steuerbare Spannungsquelle (32) umfasst, die dazu ausgebildet ist, eine elektrische Spannung zwischen dem Formwerkzeug (12) und der Führungsrolle (30) anzulegen, sodass ein elektrischer Strom durch die Kohlenstofffasern (24) zur Erwärmung der Kohlenstofffasern (24) fließt.Device (10) for thermoplastic pultrusion of a fiber composite material (18) which comprises carbon fibers (24) embedded in a matrix, in particular according to a method according to one of the preceding claims, wherein the device (10) is a molding tool (12) for molding the fiber composite material ( 18) and a guide roller (30) which is set up to roll on the carbon fibers (24) in the pultrusion direction (P), the device (10) further comprising a controllable voltage source (32) which is designed to generate an electrical voltage Apply voltage between the mold (12) and the guide roller (30) so that an electric current flows through the carbon fibers (24) to heat the carbon fibers (24). Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pultrusionsrichtung (30) in Pultrusionsrichtung (P) vor dem Formwerkzeug (12) angeordnet ist, wobei das Formwerkzeug (12) und die Pultrusionsrichtung (30) jeweils einen elektrischen Kontakt (38, 40) bereitstellen, mit denen die steuerbare Spannungsquelle (32) elektrisch verbunden ist, sodass über die elektrischen Kontakte (38, 40) der elektrische Strom durch die Kohlenstofffasern (24) fließt.Device after Claim 8 , characterized in that the pultrusion direction (30) is arranged in the pultrusion direction (P) in front of the molding tool (12), the molding tool (12) and the pultrusion direction (30) each providing an electrical contact (38, 40) with which the Controllable voltage source (32) is electrically connected so that the electrical current flows through the carbon fibers (24) via the electrical contacts (38, 40). Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine separat ausgebildete Heizung (42) zum Vorwärmen der Kohlenstofffasern (24) vorgesehen ist.Device after Claim 8 or 9 , characterized in that a separately formed heater (42) is provided for preheating the carbon fibers (24).
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