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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A PLASTICS COMPONENT, AND PLASTICS COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/162125
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for producing a plastics component (1) has the method steps: producing a component blank (2) from a foamed plastic, extruding an endless filament, which forms an extrudate (3), onto the component blank (2), applying the extrudate (3), which is at a temperature of at least 85 degrees Celsius, to the component blank (2), whereby a part of the foamed plastic and/or a surface of the component blank (2) are/is melted, whereby the extrudate (3) is connected to the component blank (2). A plastics component (1) can be obtained by means of the method.

Inventors:
VÖLKLE, Dietmar (Kastanienweg 59, Biberach, 88400, DE)
UTIKAL, Sven (Freybergstr. 11, Burgrieden, 88483, DE)
Application Number:
EP2019/053285
Publication Date:
August 29, 2019
Filing Date:
February 11, 2019
Export Citation:
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Assignee:
DIEHL AVIATION LAUPHEIM GMBH (Am Flugplatz, Laupheim, 88471, DE)
International Classes:
B29C48/05; B29C48/00; B29C48/08; B29C48/155; B29C65/00; B29C65/50; B29C65/52
Foreign References:
US20060222842A12006-10-05
US20110215501A12011-09-08
EP2670576A22013-12-11
DE102015012121A12017-03-23
DE10062998A12002-07-04
US8389425B22013-03-05
Attorney, Agent or Firm:
DIEHL PATENTABTEILUNG (Stephanstraße 49, Nürnberg, 90478, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils (1 ), mit den

Verfahrensschritten:

- Herstellung eines Bauteilrohlings (2) aus einem Schaumkunststoff,

- Extrudieren eines Endlosfilaments, das ein Extrudat (3) bildet, auf den Bauteilrohling

(2),

- Aufbringen des Extrudats (3) auf den Bauteilrohling (2) mit einer Extrudattemperatur, die größer als die Erweichungstemperatur des Schaumkunststoffes ist, wodurch ein Teil des Schaumkunststoffes und/oder eine Oberfläche des Bauteilrohlings (2)

aufgeschmolzen wird, wodurch das Extrudat (3) mit dem Bauteilrohling (2) verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat (3) dadurch auf den Bauteilrohling (2) aufgebracht wird, dass es in den Bauteilrohling (2) einsinken gelassen wird und/der eingepresst wird und/oder auf den Bauteilrohling (2) aufgepresst wird.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilrohling (2) aus einem Partikelschaum als Schaumkunststoff hergestellt wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Extrudat (3) das Endlosfilament aus einem Commingled-Yarn extrudiert wird.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat (3) vor und/oder während dem Aufbringen mit einer Wärmequelle erhitzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Extrudieren des Endlosfilaments der Bauteilrohling (2) abgekühlt wird.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosfilament entlang eines vorgeplanten Pfades auf den Bauteilrohling (2) extrudiert wird. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat (3) mittels eines Roboters positioniert wird.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilrohling (2) mindestens zweiteilig ausgebildet ist, wobei das Extrudat (3) mindestens zwei Teile des Bauteilrohlings (2) verbindet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat (3) zwischen den Teilen des Bauteilrohlings (2) angeordnet wird. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem

Extrudat (3) eine Stoßstelle zwischen mindestens zwei Teilen des Bauteilrohlings (2) versiegelt wird.

12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Oberfläche des Bauteilrohlings (2) eine Einkerbung eingebracht wird, wobei das

Extrudat (3) in und/oder auf die Einkerbung extrudiert wird.

13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Oberfläche des Bauteilrohlings (2) eine Decklage aufgebracht wird.

14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat (3) werkzeuglos in den Bauteilrohling (2) eingebracht wird.

15. Kunststoffbauteil (1 ) erhältlich durch das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche.

16. Kunststoffbauteil (1 ) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bauteilrohlinge (2) durch das Extrudat (3) verbunden sind, indem das Extrudat (3) mit beiden Bauteilrohlingen (2) verbunden ist.

Description:
Diehl Aviation Laupheim GmbH, 88471 Laupheim

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils und Kunststoffbauteil

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils. Ferner betrifft die Erfindung ein Kunststoffbauteil, herstellbar insbesondere mit dem Verfahren.

Viele Bauteile werden heutzutage als Schaumbauteile, insbesondere

Partikelschaumteile, hergestellt. Solche Bauteile halten nur begrenzt mechanischen Lasten Stand und neigen zur dauerhaften Verformung.

Die Druckschrift DE 10 06 29 98 A1 beschreibt einen Kunststoffprofilstab mit einem Schaumkern und einer Außenhaut, wobei eine Verstärkung in der Außenhaut verläuft und die Verstärkung einen Strang mit hoher Festigkeit bildet.

Aus der US 8,389,425 B2 ist eine verklebte Matte bekannt, die ein Spiralgewebe enthält, das an einen Träger gebunden ist. Das Spiralgewebe umfasst durchgängige Spiral- Fasern, von denen mindestens einige expandierte polymere Mikrokugeln enthalten. Der Träger umfasst ein poröses Material. Verfahren zur Herstellung das Spiralgewebes und des Trägers und Verfahren zum Verbinden des Spiralgewebes und des Trägers sind offenbart.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils und ein Kunststoffbauteil bereitzustellen, welches mechanischen Lasten standhalten kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch das Kunststoffbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils vorgeschlagen. Das Kunststoffbauteil ist insbesondere ein faserverstärktes Kunststoffbauteil, im Speziellen ein endlosfaserverstärktes Kunststoffbauteil. Bei dem Kunststoffbauteil handelt es sich beispielsweise um ein Verbundbauteil. Das Kunststoffbauteil kann eine ebene Platte bilden oder einen Formkörper. Das Kunststoffbauteil kann erhöhte mechanische Lasten tragen und ist insbesondere verformungs- und/oder verbiegungsstabil.

Erfindungsgemäß wird ein Bauteilrohling aus einem Schaumkunststoff hergestellt. Insbesondere umfasst der Schaumkunststoff Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol, Polybutylenterepthalat, Polyethylenterephthalat, Polycarbonate oder einem Biopolymer. Der Schaumkunststoff kann beispielsweise durch Schaumextrusion erzeugt werden. Ferner kann es vorgesehen sein, dass der Schaumkunststoff aus einem

Kunststoffgranulat erzeugt wird und beispielsweise physikalisch oder mechanisch geschäumt wird. Insbesondere wird der Schaumkunststoff in einer Form, beispielsweise einer Negativform, hergestellt. Der Bauteilrohling ist nach dem Abkühlen insbesondere formstabil. Ferner kann der Schaumkunststoff Schaumstoffpartikel umfassen und/oder aus Schaumpartikel hergestellt sein.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein Endlosfilament extrudiert. Das extrudierte Endlosfilament bildet ein Extrudat. Das Extrudat umfasst insbesondere eine

Kunststoffmatrix und die Verstärkungsfaser, wobei die Verstärkungsfaser vorzugsweise vollständig in der Kunststoffmatrix eingebettet ist. Das Endlosfilament kann eine Endlosfaser umfassen und im Speziellen ein Endlosfaserbündel aufweisen.

Beispielsweise umfasst das Faserbündel, welches das Endlosfilament bildet, mehr als drei Einzelfasern und im Speziellen mehr als fünf Einzelfasern. Das Endlosfilament und/oder Extrudat weist vorzugsweise eine Länge von mehr als einem Meter und im Speziellen von mehr als zehn Metern auf. Insbesondere wird das Extrudat aus dem Endlosfilament in einem kontinuierlichen Extrudierprozess gebildet. Das Bilden des Extrudats erfolgt vorzugsweise unter Zuhilfenahme einer Extrusionsdüse. Das Extrudat bildet insbesondere ein Endlosextrudat. Das Endlosfilament wird auf den Bauteilrohling extrudiert. Beispielsweise wird dazu die Extrusionsdüse über den Bauteilrohling geführt, alternativ kann der Bauteilrohling an der Extrusionsdüse vorbei geführt werden. Bei dem Extrudieren des Endlosfilaments auf den Bauteilrohling wird das Extrudat auf den Bauteilrohling abgelegt.

Das Extrudat kann insbesondere wabenförmig, netzförmig und/oder anderweitig zweidimensional oder dreidimensional ausgebildet sein und/oder abgelegt werden. Das Extrudat weist beim Extrudieren auf den Bauteilrohling eine Extrudattemperatur auf, die größer als die Erweichungstemperatur des Schaumkunststoffes ist. Vorzugsweise ist die Extrudattemperatur größer als 85 Grad Celsius und insbesondere größer als 150 Grad Celsius.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Extrudat mit der Extrudattemperatur, die größer als die Erweichungstemperatur des Schaumkunststoffes ist und vorzugsweise größer als 85 bzw. 150 Grad Celsius beträgt, mit dem Bauteilrohling verbunden, insbesondere in den Bauteilrohling einsinken gelassen und/oder eingepresst und/oder aufgepresst. Das Extrudat mit der Filamenttemperatur kontaktiert eine Oberfläche des Bauteilrohlings. Dabei wird ein Teil des Schaumkunststoffes und/oder die Oberfläche des Bauteilrohlings aufgeschmolzen, wodurch das Extrudat mit dem Bauteilrohling bzw. dessen Oberfläche verbunden wird. Insbesondere kollabiert ein Teil des

Schaumkunststoffes, sodass sich eine Kerbe bildet und/oder das Extrudat in die

Oberfläche und/oder den Bauteilrohling einsinkt. Vorzugsweise wird das Einsinken durch das Beaufschlagen des Extrudat mit einer Kraft oder einem Druck beschleunigt und/oder unterstützt. Nach dem Einsinken und/oder Einpressen ist das Extrudat stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem Bauteilrohling angeordnet. Der

Bauteilrohling bildet zusammen mit dem eingesunkenen und/oder eingepressten Extrudat insbesondere das Kunststoffbauteil. Das Extrudat kann vorzugsweise vollständig in den Bauteilrohling einsinken und/oder eingepresst werden, alternativ schließt das Extrudat formschlüssig mit einer Oberfläche des Bauteilrohlings ab oder das Extrudat steht teilweise aus dem Bauteilrohling heraus.

Es ist eine Überlegung der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, bei welchem mechanische Kennwerte des Kunststoffbauteils an Stellen, wo es nötig ist, lokal signifikant erhöht werden. Ferner ist es eine Überlegung, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem nur zur Herstellung des Rohlings ein Werkzeug nötig ist, beispielsweise eine Form, wobei zum Verstärken mit dem Filament keine weitere Form nötig ist. Das Verfahren ermöglicht es auch, erhöhte geometrische Freiheit bei der Herstellung des Kunststoffbauteils zu ermöglichen, beispielsweise sind Hinterschnitte möglich, die bei nicht-generativen Verfahren nicht möglich wären. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schritte des Extrudierens der Endlosfilamente auf den Bauteilrohling und das Einpressen und/oder Einsinken des Extrudats mehrmals, insbesondere nacheinander, erfolgen und/oder durchgeführt werden, sodass ein mehrmaliges Aufbringen der Verstärkung möglich ist.

Der Schaumkunststoff ist insbesondere als ein Partikelschaum ausgebildet.

Beispielsweise ist der Partikelschaum aus EPS, EPE oder EPP gebildet. Der

Partikelschaum umfasst dabei vorzugsweise Schaumperlen aus einem thermoplastischen Kunststoff. Der Partikelschaum weist vorzugsweise eine Dichte zwischen 15 und 80 Kilogramm pro Kubikmeter auf. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, ein Kunststoffbauteil bereitzustellen, welches besonders leicht ist, sich jedoch durch eine hohe mechanische Stabilität auszeichnet.

Optional ist, dass das Endlosfilament als ein Commingled-Yarn ausgebildet ist und/oder dass das Extrudat aus dem Commingled-Yarn extrudiert wird und/oder besteht. Der Commingled-Yarn wird von einem Faserbündel gebildet, wobei das Faserbündel eine Verstärkungsfaser aufweist. Die Verstärkungsfaser ist insbesondere eine Faser aus einem Duroplasten oder als eine Kohlenstofffaser oder Siliziumfaser ausgebildet. Die Verstärkungsfaser kann auch als ein Thermoplast mit einem höheren Schmelzpunkt als umhüllende Fasern ausgebildet sein. Die Verstärkungsfaser wird von einer Mehrzahl an weiteren, insbesondere thermoplastischen, Fasern umhüllt. Insbesondere liegen die thermoplastischen Fasern und die Verstärkungsfaser nebeneinander. Beispielsweise wird zur Bildung des Extrudats das Commingled-Yarn zuerst aufgeschmolzen, wobei durch das Aufschmelzen beispielsweise eine stäbchenförmige und/oder schnurförmige Zwischenstruktur entsteht. Die stäbchenförmige und/oder schnurförmige

Zwischenstruktur wird dann erneut aufgeschmolzen und zu dem Extrudat gespritzt und/oder extrudiert und im Speziellen als Extrudat praktifiziert ausgetragen werden. Die in dem Commingled-Yarn verwendeten Fasern und/oder Komponenten weisen ähnliche mechanische Eigenschaften, beispielsweise Festigkeit, Elastizität und/oder Steifigkeit auf. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils mit verbesserten mechanischen Festigkeitseigenschaften bereitzustellen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Extrudat vor und/oder während des Aufbringens, insbesondere während des Einsinkens und/oder während des Einpressens und/oder während des Aufpressens mit einer Wärmequelle erhitzt wird. Beispielsweise wird dazu das Extrudat punktuell, lokal oder global erwärmt und/oder erhitzt. Alternativ und/oder ergänzend kann die Oberfläche des Bauteilrohlings erwärmt werden. Als Wärmequelle kann beispielsweise eine Heißluftquelle, beispielsweise ein Fön, dienen. Alternativ wird die Wärmequelle von einer Strahlungsquelle zur Abstrahlung von Infrarot- und/oder Wärmestrahlung gebildet. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, das Extrudat und/oder die Oberfläche so weit aufzuheizen, dass das Einsinken und/oder das Einpressen in den Bauteilrohling möglichst effizient, schnell und gut gelingt.

Insbesondere kann der Prozess des Einsinkens und/oder das Verfahren in einer temperierten Prozesskammer erfolgen. Insbesondere ist es vorgesehen, dass vor dem Extrudieren des Endlosfilaments auf den Bauteilrohling, der Bauteilrohling ausgekühlt und/oder abkühlen gelassen wird.

Beispielsweise ist der Bauteilrohling einer thermischen Behandlung oder einem thermischen Herstellungsverfahren entsprungen.

Besonders bevorzugt ist es, dass das Extrudat positionsgenau, lagegenau und/oder auf einen vorbestimmten Ort extrudiert oder abgelegt wird. Beispielsweise wird,

insbesondere mit einem Bahnplanungsmodul, ein Pfad bestimmt, entlang dessen das Endlosfilament auf den Bauteilrohling extrudiert wird. Insbesondre erfolgt die

Bahnplanung in einem Weltkoordinatensystem, alternativ erfolgt die Bahnplanung in einem Objektkoordinatensystem, beispielsweise dem des Bauteilrohlings. Vorzugsweise wird das Endlosfilament basierend auf CAD-Daten auf den Bauteilrohling extrudiert.

Das Endlosfilament wird im Speziellen in einem zweidimensionalen oder

dreidimensionalen Muster auf den Bauteilrohling extrudiert und/oder das Extrudat wird gemäß dem Muster abgelegt. Beispielsweise wird das Endlosfilament helixförmig, polygonförmig und/oder entlang einer Stoßstelle oder Naht auf den Bauteilrohling extrudiert. Im Speziellen kann der Pfad entlang dessen das Endlosfilament extrudiert wird ein geschlossener Pfad oder ein offener Pfad sein. Insbesondere wird das

Endlosfilament so auf den Bauteilrohling extrudiert, dass die mechanischen

Eigenschaften, beispielsweise Steifigkeit oder Biegefestigkeit, dem späteren Einsatz des Kunststoffbauteils Sorge tragen. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die

Extrudattemperatur so gewählt wird, dass das Extrudat bis in eine gewünschte Tiefe in den Bauteilrohling einsinkt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Extrudat mittels eines Roboters positioniert wird. Dabei kann beispielsweise eine Düse zum Extrudieren des

Endlosfilaments über den Bauteilrohling bewegt werden. Ferner kann das Endlosfilament auf einen Endeffektor oder Roboterarm extrudiert werden, wobei der Endeffektor oder Roboterarm das Extrudat auf den Bauteilrohling ablegt.

Besonders bevorzugt ist es, dass der Bauteilrohling mindestens zweiteilig ausgebildet ist. Dabei wird der Bauteilrohling beispielsweise aus zwei Bauteilrohlingsteilen gebildet. Beispielsweise bilden die Bauteilrohlingsteile Schalenhälften, welche zu einer Schalung zusammengesetzt werden können. Ferner können die Bauteilrohlingsteile als Platten ausgebildet sein, wobei das Kunststoffbauteil dann beispielsweise einen Plattenverbund bildet. Die Bauteilrohlingsteile sind dabei als Schaumstoffteile ausgebildet. Vorzugsweise verbindet das Endlosfilament mindestens zwei Teile des Bauteilrohlings und/oder mindestens zwei Bauteilrohlingsteile. Beispielsweise wird dazu das

Endlosfilament zwischen die beiden Bauteilrohlingsteile extrudiert, und anschließend die Bauteilrohlingsteile zusammengedrückt und/oder zusammengeführt, sodass das Extrudat in beide einsinkt. Das Extrudat kann abschnittsweise zwischen den

Bauteilrohlingsteilen angeordnet sein, alternativ ist das Extrudat in einem gesamten Kontaktbereich der Bauteilrohlingsteile angeordnet. Das Extrudat ist dabei in die mindestens zwei Teile und/oder beide Bauteilrohlingsteile eingesunken und verbindet insbesondere diese insbesondere stoffschlüssig miteinander. Das Extrudat zwischen den Bauteilrohlingsteilen bildet im Speziellen eine Naht.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das Extrudat klammerförmig ausgebildet ist, wobei das Extrudat klammerförmig mindestens zwei Teile des

Bauteilrohlings verbindet. Beispielsweise bildet das Extrudat eine Klammer mit einem Zentralstück und zwei Schenkel, wobei die Schenkel zwei Bauteilrohlingsteile

kraftschlüssig verbinden. Die Schenkel sinken vorzugsweise jeweils in eine der

Oberflächen der Bauteilrohlinge ein, die einem Kontaktbereich der Bauteilrohlinge abgewandt sind.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Extrudat, das die beiden Teile des

Bauteilrohlings miteinander verbindet, die Stoßstelle zwischen den beiden Teilen versiegelt. Insbesondere zieht sich dabei das Extrudat über die gesamte Stoßstelle des Bauteilrohlings. Im Speziellen verschließt das Extrudat die Stoßstelle in einer

Umlaufrichtung. Dabei kann das Extrudat die Stoßstelle gegen Staub, Schmutz und/oder Feuchtigkeit verschließen, wobei das Extrudat insbesondere selbst wasserabweisend und/oder medienabweisend ausgebildet ist.

Beispielsweise bilden die Bauteilrohlingsteile zwei Hälften und/oder Schalen eines Kanals und/oder einer Leitung, im Speziellen eines Lüftungskanals, wobei das Extrudat an den Stoßstellen die Hälften und/oder Schalen verbindet und ferner ein Eindringen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit in oder aus dem Kanal verhindert. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils bereitzustellen, bei welchem die Verstärkungsstruktur, hier das Extrudat, neben der Verbesserung der mechanischen Stabilität auch einen weiteren Effekt, beispielsweise den des Abdichtens, erfüllt.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass in die Oberfläche des Bauteilrohlings eine Einkerbung eingebracht wird. Beispielsweise wird die Einkerbung thermisch oder mit einem Schneidewerkzeug eingebracht. Insbesondere kann es auch vorgesehen sein, dass die Einkerbung mittels eines Lasers in die Oberfläche des Bauteilrohlings eingebracht wird. Die Einkerbung weist dabei eine Tiefe auf, wobei die Tiefe

vorzugsweise kleiner oder gleich dem Durchmesser des Extrudat ist. Die Breite und/oder der Durchmesser der Einkerbung ist vorzugsweise kleiner oder gleich dem Durchmesser des Extrudats. Das Endlosfilament wird in und/oder auf die Einkerbung extrudiert.

Insbesondere wird nach dem Extrudieren des Endlosfilaments in und/oder auf die Einkerbung das Extrudat in die Einkerbung eingepresst und/oder in die Einkerbung einsinken gelassen und/oder auf die Einkerbung aufgepresst.

Optional ist es vorgesehen, dass der Bauteilrohling auf einer Oberfläche eine Decklage aufweist. Die Decklage ist insbesondere unmittelbar mit dem Schaumkunststoff des Bauteilrohlings verbunden. Die Decklage wird beispielsweise auf den Bauteilrohling aufgespritzt, aufgetragen oder aufgegossen. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass der Bauteilrohling auf die Decklage aufgebracht wird. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Decklage und der Bauteilrohling miteinander verklebt sind. Die Decklage ist dabei vorzugsweise aus einem Duroplasten gebildet. Das Endlosfilament kann auf die Decklage extrudiert werden, wobei das Extrudat beispielsweise durch die Decklage in den Schaumkunststoff des Bauteilrohlings einsinkt. Vorzugsweise ist die Decklage mindestens abschnittsweise perforiert und/oder weist eine Einkerbung auf, wobei in der Einkerbung der Schaumkunststoff freiliegt, wobei das Endlosfilament in die Einkerbung oder den perforierten Abschnitt extrudiert wird und dort in den Schaumkunststoff einsinken kann.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Kunststoffbauteil, wobei das

Kunststoffbauteil aus dem Verfahren wie vorher beschrieben erhältlich ist. Das

Kunststoffbauteil bildet vorzugsweise ein faserverstärktes Kunststoffbauteil.

Beispielsweise ist das Kunststoffbauteil eine ebene Platte. Die ebene Platte kann aus zwei Teilplatten bestehen. Die zwei Teilplatten können dabei beispielsweise die zwei Teile des Bauteilrohlings oder die Bauteilrohlingsteile bilden. Das Extrudat ist zwischen die zwei Platten aufgebracht, wobei das noch heiße Extrudat teilweise in die Platten eingesunken ist und nach dem Abkühlen die beiden Teilplatten zu der Platte verbindet.

Besonders bevorzugt ist es, dass das Kunststoffbauteil ein Formteil bildet. Dabei ist beispielsweise der Bauteilrohling mittels einer Form, beispielsweise einer Negativform, gebildet. Das Extrudat als Versteifung ist entsprechend der Anwendung des

Formbauteils angeordnet. Das Extrudat ist im Formbauteil und insbesondere im Bauteilrohling entsprechend der Form des Formbauteils und/oder beliebig drei- oder zweidimensional angeordnet und/oder eingebettet.

Optional ist es vorgesehen, dass das Kunststoffbauteil aus zwei oder mehr

Bauteilrohlingen oder Bauteilrohlingsteilen besteht, wobei das Extrudat die zwei

Bauteilrohlinge miteinander verbindet, indem es mit jedem der Bauteilrohlinge, insbesondere unmittelbar mit dem jeweiligen Schaumkunststoff verbunden wird. Das Extrudat ist insbesondere in die zwei Bauteilrohlinge teilweise eingesunken und/oder eingepresst und/oder aufgepresst. Das Endlosfilament verbindet die zwei Bauteilrohlinge vorzugsweise stoffschlüssig.

Weitere Vorteile und/oder Wirkungen ergeben sich aus den beigefügten Figuren und deren Beschreibung. Dabei zeigen:

Figuren 1 a und 1 b ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils;

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines als Formbauteils ausgebildeten Kunststoffbauteils; Figur 3 ein Kunststoffbauteil aus zwei Halbschalen;

Figur 4 weiteres Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils aus zwei Halbschalen;

Figur 5 ein Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils mit einer Decklage;

Figur 6 ein Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils mit zwei Decklagen;

Figur 7 ein Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils mit versiegelten Stoßstellen.

Figur 1 a zeigt ein Kunststoffbauteil 1 während des Verfahrens zum Herstellen des Kunststoffbauteils 1. Das Kunststoffbauteil 1 weist einen Bauteilrohling 2 aus einem Schaumkunststoff auf. Insbesondere ist der Bauteilrohling 2 aus einem Partikelschaum aufgebaut. Beispielsweise aus expandiertem Polyethylen, expandiertem Polypropylen oder expandiertem Polystyrol. Der Bauteilrohling 2 wird in einer Form geschäumt. Nach dem Schäumen des Bauteilrohlings 2 in der Form wird dieser erkalten gelassen und nach dem Erkalten entnommen. Ferner kann es vorgesehen sein, dass der

Bauteilrohling 2 nach dem Erkalten noch nachbearbeitet wird, beispielsweise geschliffen oder mit einer Decklage versehen wird. Insbesondere kann der Bauteilrohling 2 auch als ein Sandwich-Material mit einem Kern aus Schaumkunststoff ausgebildet sein. Auf den erkalteten Bauteilrohling wird aus einem Endlosfilament ein Extrudat 3 extrudiert. Das Extrudat 3 wird mit einer Extrudattemperatur auf die Oberfläche des Bauteilrohlings extrudiert. Die Extrudattemperatur ist dabei größer als die

Erweichungstemperatur des Partikelschaums und/oder des Schaumkunststoffs. Das Extrudat 3 wird lokal in den Bauteilrohling 2 eingebracht. Das Extrudat 3 mit der Extrudattemperatur schmilzt die Oberfläche des Bauteilrohlings 2 und/oder den

Schaumkunststoff auf. Dadurch kollabiert der Schaumkunststoff in diesem Bereich, sodass das Extrudat 3 einsinkt in den Schaumkunststoff und in den Bauteilrohling 2. Das Einsinken kann durch Ausnutzen der Gravitationskraft geschehen, alternativ und/oder ergänzend wird das Extrudat 3 mit einer Eindrückkraft 4 in den Bauteilrohling 2 eingedrückt.

Das Endlosfilament bildet insbesondere ein Commingled-Yarn, wobei das Commingled- Yarn ein Faserbündel darstellt. Das Faserbündel des Commingled-Yarn umfasst eine Glasfaser oder C-Faser als Verstärkungsfaser und zusätzlich thermoplastische Fasern, wobei die Verstärkungsfaser mit dem Thermoplasten beschichtet ist. Das Commingled- Yarn ist in einem Pultrusionsverfahren mit anschließendem Extrudierverfahren zu dem Endlosfilament 3 extrudiert worden.

Figur 1 b zeigt ein fertiges Kunststoffbauteil 1 , hergestellt mit dem Verfahren. Das Extrudat 3 ist dabei bündig zur Oberfläche des Bauteilrohlings 2 eingesunken und/oder eingedrückt. Das Extrudat 3 ist stoffschlüssig und/oder teilweise form- und/oder kraftschlüssig mit dem Bauteilrohling 2 verbunden. Das Extrudat 3 bildet eine

mechanische Verstärkung für das Kunststoffbauteil 1 und/oder für den Bauteilrohling 2. Das Extrudat 3 realisiert höhere mechanische Kennwerte, beispielsweise Steifigkeit und Biegefestigkeit, des Kunststoffbauteils 1. Ferner ist nur ein Werkzeug zur Herstellung des Bauteilrohlings 2 nötig, zum Aufbringen und Einbringen des Extrudats 3 ist kein spezielles Werkzeug nötig.

Figur 2 zeigt ein Kunststoffbauteil 1 , welches als ein Formbauteil ausgebildet ist. Das Kunststoffbauteil 1 bildet in diesem Beispiel eine Halbschale eines Luftauslasskanals. Das Kunststoffbauteil 1 weist eine dreidimensionale Form auf und ist in eine

Längsrichtung L erstreckt. Das Kunststoffbauteil 1 würde ohne eine Verstärkung zum Verbiegen, Abknicken und/oder Brechen in Längsrichtung L neigen. Um dies zu verhindern, weist das Kunststoffbauteil 1 das Endlosfilament 3 als eine Verstärkung auf. Das Extrudat 3 ist dabei in Längsrichtung L aufgebracht. Ferner kann es auch möglich sein, dass das Extrudat 3 in einer beliebigen zweidimensionalen oder dreidimensionalen Erstreckung und/oder Form in das Kunststoffbauteil 1 integriert ist. Nachdem das Kunststoffbauteil 1 in diesem Ausführungsbeispiel hauptsächlich zum Abknicken in Längsrichtung neigt, ist die Erstreckung des Endlosfilaments in diesem

Ausführungsbeispiel in Längsrichtung.

Figur 3 zeigt ein Kunststoffbauteil 1 , welches von zwei Halbschalen 5a und 5b gebildet wird. Die Halbschalen 5a und 5b bilden insbesondere den Bauteilrohling 2. Die zwei Halbschalen 5a und 5b sind mittels des Extrudat 3 stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden. Das Extrudat 3 ist hier klammerartig ausgebildet und klammert die beiden Halbschalen 5a und 5b zusammen. Das Extrudat 3 ist dabei sowohl in die Halbschale 5a als auch in die Halbschale 5b eingesunken und/oder eingedrückt. Zur Herstellung werden die beiden Halbschalen 5a und 5b, welche auch als

Bauteilrohlingsteile aufgefasst werden können, zusammengebracht und anschließend mit dem Extrudat 3 verbunden, wobei das Extrudat 3 auf beide Halbschalen 5a und 5b extrudiert wird.

Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kunststoffbauteils 1. Das

Kunststoffbauteil 1 ist wie in Figur 3 aus zwei Halbschalen 5a und 5b gebildet. Die Halbschalen 5a und 5b können wieder als Bauteilrohlingsteile aufgefasst werden. Die Halbschalen 5a und 5b werden aus dem Schaumkunststoff hergestellt, beispielsweise in einer Form geschäumt. Nach dem Erkalten werden die Halbschalen 5a und 5b aus der Form genommen und zusammengebracht, wobei an den Nahtstellen und/oder

Fügestellen zwischen den Halbschalen 5a und 5b das Endlosfilament extrudiert wird, sodass die Stoßstellen zwischen den Halbschalen 5a und 5b durch das Extrudat 3 verschlossen werden. Ferner sinkt das Extrudat 3 teilweise in die beiden Halbschalen 5a und 5b ein, wobei die beiden Halbschalen 5a und 5b so an den Stoßstellen mittels des Extrudats 3 verbunden werden. Das Extrudat 3 versiegelt dabei die Stoßstelle zwischen den Halbschalen 5a und 5b.

Figur 5 zeigt ein Kunststoffbauteil 1 in einem Ausführungsbeispiel mit einer Decklage 6. Die Decklage 6 ist auf einer Oberfläche des Bauteilrohlings 2 und/oder des

Kunststoffbauteils 1 angeordnet. Die Decklage 6 ist aus einem Duroplasten gebildet. Die Decklage 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel nur auf einer Seite angeordnet. Das Extrudat ist in den Bauteilrohling 2, insbesondere den Schaumkern bzw. den

Schaumkunststoff, eingedrungen. Das Einsinken und/oder Eindrücken des Extrudats 3 in den Bauteilrohling 2 bei der Herstellung des Kunststoffbauteils 1 wird durch die Decklage 6 gestoppt. Nachdem die Decklage 6 eine Erweichungstemperatur größer als die Extrudattemperatur aufweist, kann das Extrudat 3 dies nicht aufschmelzen und bleibt so positioniert. Nach dem Abkühlen des Extrudats 3 ist das Extrudat 3 mit dem

Bauteilrohling 2, insbesondere mit dem Schaumkunststoff, verbunden.

Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Kunststoffbauteils 1 , wobei das

Kunststoffbauteil 1 in diesem Ausführungsbeispiel zwei Decklagen 6 aufweist. Die

Decklagen 6 sind dabei auf unterschiedlichen, gegenüberliegenden Seiten des

Bauteilrohlings 2 angeordnet. Um das Extrudat 3 in den Bauteilrohling 2 einsinken lassen zu können, wird die Decklage 6 auf einer Seite eingekerbt. Das Einkerben kann mechanisch, beispielsweise mit einer Säge, erfolgen, ferner kann die Einkerbung mittels eines Lasers eingebracht werden. Das Endlosfilament wird in die Einkerbung extrudiert.

Somit kommt das Extrudat 3 mit dem Schaumkunststoff des Bauteilrohlings 2 in Kontakt, kann diesen aufschmelzen und in den Schaumkunststoff beziehungsweise den

Bauteilrohling 2 einsinken. Die Extrudattemperatur des Extrudat 3 wird dabei so gewählt, dass das Extrudat 3 bündig mit der Decklage 6 abschließt.

Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Bauteilrohlinge 2 mittels des Extrudat 3 zu einem gemeinsamen Kunststoffbauteil 1 zusammengefügt werden. Dabei werden die Bauteilrohlinge 2 so angeordnet, dass zwischen die Bauteilrohlinge 2 das Endlosfilament extrudiert werden kann. Das heiße Extrudat 3 sinkt dabei in beide Bauteilrohlinge 2 ein und verbindet sich mit diesen jeweils stoffschlüssig. Das Extrudat 3 hält dann die beiden Bauteilrohlinge 2 in dem Kunststoffbauteil 1 zusammen.

Bezugszeichenliste

1 Kunststoffbauteil 2 Bauteilrohling

3 Extrudat

4 Eindrückkraft

5a, 5b Halbschale 6 Decklage