Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Bauma terial, welches zumindest ein Kunststoffmaterial aufweist. Die Erfindung betrifft ebenso ein Bauteil hierzu.

Aufgrund der gewichtsspezifischen Festigkeit und Steifigkeit von Faserverbundbau teilen, die aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt werden, sind derartige Bau teile aus der Luft- und Raumfahrt sowie aus vielen weiteren Anwendungsgebieten, wie beispielsweise dem Automobilbereich, heutzutage kaum mehr wegzudenken. Bei der Herstellung eines Faserverbundbauteils wird dabei ein das Fasermaterial einbet tendes Matrixmaterial meist unter Temperatur- und Druckbeaufschlagung ausgehär tet und bildet so nach dem Aushärten eine integrale Einheit mit dem Fasermaterial. Die Verstärkungsfasern des Fasermaterials werden hierdurch in ihre vorgegebene Richtung gezwungen und können die auftretenden Lasten in die vor-gegebene Rich tung abtragen.

Faserverbundwerkstoffe, aus denen derartige Faserverbundbauteile hergestellt wer den, weisen in der Regel zwei Hauptbestandteile auf, nämlich zum einen ein Faser material und zum anderen ein Matrixmaterial. Hierneben können noch weitere sekun däre Bestandteile verwendet werden, wie beispielsweise Bindermaterialien oder zu sätzliche Funktionselemente, die in das Bauteil integriert werden sollen. Werden für die Herstellung trockene Fasermaterialien bereitgestellt, so wird während des Her stellungsprozesses das Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffes in das Faser material durch einen Infusionsprozess infundiert, durch den das trockene Fasermate rial mit dem Matrixmaterial imprägniert wird. Dies geschieht in der Regel aufgrund ei ner Druckdifferenz zwischen dem Matrixmaterial und dem Fasermaterial, indem bei- spielsweise das Fasermaterial mittels einer Vakuumpumpe evakuiert wird. Im Gegen satz hierzu sind auch Faserverbundwerkstoffe bekannt, bei denen das Fasermaterial mit dem Matrixmaterial bereits vorimprägniert ist (sogenannte Prepregs).

Vor dem Aushärten des Matrixmaterials wird das Fasermaterial in der Regel in ein Formwerkzeug eingebracht, das mit seiner formgebenden Werkzeugoberfläche die spätere Bauteilform nachbildet. Dabei können sowohl trockene als auch vorimpräg nierte Fasermaterialien in das Formwerkzeug abgelegt bzw. eingebracht werden.

Faserverbundbauteile weisen bei der Fierstellung einige Nachteile gegenüber isotro pen Werkstoffen auf, da die Bauteilform eines Faserverbundbauteils in der Regel durch entsprechende Formwerkzeuge gebildet werden muss, welche eine Art Nega tivabdruck des späteren Bauteils darstellt. Daher werden nicht selten komplexe Fa serverbundbauteile aus verschiedenen Bauelementen, die entweder aus Faserver bundwerkstoffen hergestellt wurden oder aus isotropen Werkstoffen zusammenge setzt werden, miteinander verklebt, um die komplexe Geometrie hersteilen zu kön nen.

Oftmals werden solche Faserverbundbauteile auch durch Lackierungen und Be schichtungen veredelt, so dass derartige Werkstoffe, die auf ein solches fertig herge stelltes Faserverbundbauteil appliziert werden, prozesssicher aufgebracht und auf der Oberfläche eines solchen Faserverbundbauteils sicher halten müssen. Dabei be steht grundsätzlich das Bedürfnis, dass derartige Beschichtungen auch unter gege benen Stressbedingungen sicher an der Oberfläche des Faserverbundbauteils haf ten.

Aus der nachveröffentlichten DE 10 2018 111 306.4 ist ein Verfahren zum Applizie ren eines Werkstoffes auf eine Oberfläche eines Faserverbundbauteils bekannt, wo bei vor dem Applizieren des Werkstoffes eine Monofilamentgewebe mit Matrixmate rial auf der Bauteiloberfläche angeordnet und in einem gemeinsamen Prozessschritt mit dem Matrixmaterial des Faserverbundbauteils ausgehärtet wird. Nach dem Aus härten wird das Monofilamentgewebe von dem Bauteil abgeschält und anschließend der Werkstoff appliziert. Durch das Aushärten der Matrixmaterialien entsteht im Grenzbereich zwischen dem Bauteil und dem Monofilamentgewebe eine feste Ver bindung, wobei durch das Abreißen des Monofilamentgewebes das Matrixmaterial im Grenzbereich kohäsiv gebrochen wird.

Aus der US 2013/0280488 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbund bauteils bekannt, wobei zur Vorbereitung einer Fügeoberfläche eine Verbindungs lage (engl.: „bond ply“) und eine Abreißlage (engl.: „peel ply“) auf das Faserverbund bauteil aufgelegt wird. Nach dem Aushärten werden die Verbindungslage und die Ab reißlage von dem Bauteil entfernt, wodurch die Fügeoberfläche des Bauteils für ei nen weiteren Applikationsschritt aktiviert wird.

Die Verwendung von Abreißgewebe als Methode zur Oberflächenaktivierung birgt je doch einen grundlegenden Widerspruch, welche in den gestellten Anforderungen liegt. Einerseits soll durch das Abreißen des Gewebes eine saubere, aktivierte Ober fläche erzeugt werden. Andererseits soll das Gewebe ohne hohen Kraftaufwand hän- disch abgezogen werden können, wobei das Bauteil dabei nicht beschädigt werden darf.

Es hat sich des Weiteren gezeigt, dass Epoxidharze, welche während der Aushär tung mit thermoplastischen Materialien der Abreißgewebe in Kontakt waren, nach Entfernen des Thermoplastmaterials schlecht benetzbar und schlecht klebbar sind. Aufgrund neuer Erkenntnisse ist davon auszugehen, dass eine Interaktion zwischen den Molekülen des organischen Thermoplasten und den Monomeren des in der Aus härtung befindlichen Epoxidharzes für die schlechte Benetzbarkeit bzw. Klebbarkeit ursächlich ist.

Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Abreißgewebe besteht darin, dass die Bauteile oftmals längere Zeit gelagert oder transportiert (z.B. aus Übersee) werden, bevor der weitere Prozessschritt erfolgt. Da das üblicherweise angewendete Abreißgewebe keine Diffusionssperre darstellt, kann Feuchtigkeit durch das Abreißgewebe hindurch in die Bauteile diffundieren, sodass sie zum Zeitpunkt der Verarbeitung einen unzu lässig hohen Feuchtegehalt aufweisen. Daher ist häufig eine Rücktrocknung der Bauteile vor der Applikation weiterer Werkstoffe notwendig. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Her stellung eines Bauteils, insbesondere eines Faserverbundbauteils, anzugeben, mit dem sich eine verbesserte Oberflächenaktivierung für die Applikation weiterer Werk stoffe erzielen lässt.

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 , dem Bauteil gemäß An spruch 14 sowie der Abreißfolie gemäß Anspruch 15 erfindungsgemäß gelöst. Vor teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den entsprechenden Ansprü chen.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Bauteilmaterial, welches zumindest ein Kunststoffmaterial aufweist, beansprucht, wo bei zunächst ein Bauteilsubstrat bereitgestellt wird, aus dem das Bauteil hergestellt werden soll. Das Bauteilsubstrat kann dabei beispielsweise aus dem Kunststoffmate rial bestehen, ohne weitere Fasermaterialien zu beinhalten. Das Bauteilsubstrat kann aber auch das Fasermaterial eines Faserverbundwerkstoffes aufweisen, ohne jedoch zum Zeitpunkt der Bereitstellung auch das notwendige Matrixmaterial zu beinhalten. Dies wird erst zu einem späteren Zeitpunkt in das Fasermaterial des Bauteilsubstra tes infundiert. Das Bauteilsubstrat kann aber auch das Fasermaterial und das das Fasermaterial einbettende Matrixmaterial beinhalten.

Des Weiteren wird mindestens eine Abreißfolie bereitgestellt, die zumindest auf einer Applikationsseite eine metallische oder keramische Oberfläche aufweist. Nach der Bereitstellung des Bauteilsubstrates sowie der mindestens einen Abreißfolie wird die Abreißfolie mit der metallischen oder keramischen Applikationsseite auf das Bau teilsubstrat in zumindest einem Applikationsabschnitt appliziert, um die Oberfläche des Bauteilsubstrates im Applikationsabschnitt während Lagerung und Transport vor Kontaminationen und dem Eindringen von Feuchtigkeit zu schützen und für spätere Verarbeitungsprozesse vorzubereiten und vor allem zu aktivieren. Anschließend wird das in dem Bauteilsubstrat enthaltene Kunststoffmaterial gegen die in dem Applikationsabschnitt applizierte Abreißfolie, genauer gegen die metalli sche oder keramische Oberfläche der Applikationsseite der Abreißfolie, konsolidiert, um die Abreißfolie mit dem konsolidierten Kunststoffmaterial in dem Applikationsab schnitt kohäsiv und/oder adhäsiv zu verbinden. Unter dem Konsolidieren des Kunst stoffmaterials wird dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, dass das Kunststoffmaterial zumindest teilweise ausgehärtet wird. Denkbar ist aber auch, dass das Kunststoffmaterial vollständig ausgehärtet wird, d. h. die Polymerisationspro zesse des Kunststoffmaterials sind dabei weitestgehend abgeschlossen. Hierunter wird auch verstanden, dass ein Kunststoffmaterial ohne eine chemische Reaktion zu durchlaufen erstarrt, wenn es bspw. zuvor verflüssigt wurde.

Schließlich wird erfindungsgemäß die Abreißfolie nun von dem Bauteilsubstrat nach dem Konsolidierungsschritt abgeschält bzw. entfernt (beispielsweise in Form eines Abreißens), sodass die dadurch gebildete Oberfläche des Bauteilsubstrates für wei tere Applikationsschritt entsprechend vorbereitet und aktiviert ist.

Der Abschälprozess kann manuell oder maschinell erfolgen, wobei bei einem ma schinellen Abschälen die Schälkraft gemessen werden kann, was eine erweiterte Qualitätskontrolle und Prozessüberwachung ermöglicht.

Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung eines Abreißgewebes mit einer metalli schen oder keramischen Applikationsoberfläche (bspw. eine insbesondere handels übliche Metallfolie) zur Aktivierung von Oberflächen eines Kunststoffbauteils, insbe sondere eines Faserverbundbauteils, eine sehr gute Oberflächenqualität erzeugt, ohne die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile bei der Verwendung von herkömmlichem Abreißgewebe. Auch die Einhaltung gleichbleibender Materialeigen schaften und einer gleichbleibenden Sauberkeit ist hierdurch deutlich besser zu errei chen als mit herkömmlichem Abreißgewebe ohne metallische oder keramische Appli kationsoberflächen.

Der Erfinder hat des Weiteren erkannt, dass sich insbesondere handelsübliche Me tallfolien in einem gattungsgemäßen Herstellungsverfahren für Kunststoffbauteile als Abreißgewebe verwenden lassen. Es wurde dabei insbesondere überraschender weise festgestellt, dass sich derartige dünne Metallfolien auch nach dem kohäsiven und/oder adhäsiven Verbinden mit dem Kunststoffmaterial mit einer Abzugskraft ab schälen lassen, die weder die Metallfolie noch das Bauteil beschädigt.

Die Abreißfolie kann dabei insbesondere aus Aluminium, rostfreiem Stahl, Kupfer, Ni ckel, Titan oder anderen Legierungen bestehen oder aufweisen. Bei einer Abreißfo lie, insbesondere Metallfolie, die Aluminium aufweist oder daraus gebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn diese eine Dicke von 50 bis 350 pm hat. Bei Stahl ist es vorteilhaft, wenn die Abreißfolie eine Dicke von 20 bis 200 pm hat. Die Abreißfolie ist insbeson dere auf der Applikationsseite frei von adhäsionshemmenden Rückständen, welche nach dem Abschälen auf der Bauteiloberfläche Zurückbleiben könnten und damit den späteren Applikationsprozess stören würden. Bei der Abreißfolie handelt es sich ins besondere nicht um ein Gewebe oder textilartiges Gebilde.

Die Abreißfolie kann vorzugsweise auf einer Seite oder beidseitig eine Metalloxid schicht (z.B. Aluminiumoxid oder Chromoxid) aufweisen. Die Abreißfolie kann auf ei ner Seite oder beidseitig eine Oberflächenveredelung aufweisen, beispielsweise Ät zen, Strahlen, Anodisieren, Passivieren, etc (insbesondere auf der Applikationsseite).

Im kostengünstigsten Fall handelt es sich bei der Abreißfolie um eine handelsübliche Metallfolie als Rollenware, die unkonfektioniert bereitgestellt wird. Es werden die ent sprechend benötigten Abschnitte abgelängt, zugeschnitten und auf das Bauteil appli ziert.

Die Abreißfolie kann vorzugsweise auf einer Seite oder beidseitig eine Schutzfolie bzw. einem Schutzpapier aufweisen, wodurch die Sauberkeit der Applikationsoberflä che gewährleistet wird. Eine unbeabsichtigte Kontamination der Oberfläche während Transport, Lagerung und Verarbeitung kann durch den Schutz vermieden werden. Direkt vor der Applikation wird der Schutz entfernt. Bei dem Kunststoffmaterial kann es sich beispielsweise um Werkstoffe auf Epoxidba sis (Epoxidharz), um Duromere (z.B. Polyether, Epoxidharze, Vinylester, ungesättigte Polyester, Phenolharze, etc.), Thermoplaste und/oder Elastomere handeln.

Wie bereits angesprochen, kann es sich bei der Abreißfolie um eine reine Metallfolie oder Keramikfolie handeln, die bspw. in einem metallischen oder keramischen Walzprozess hergestellt ist oder wird. Das Trägermaterial der Abreißfolie sowie die Applikationsseite werden dabei gemeinsam aus dem metallischen oder keramischen Material gebildet. Die Metallfolie besteht demnach vorwiegend aus einem Metall werkstoff, die Keramikfolie besteht demnach vorwiegend aus einem Keramikwerk stoff.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Abreißfolie an der Applikationsseite aber auch mit einer metallischen oder keramischen Beschichtung versehen sein. Das Trä germaterial der Abreißfolie ist in diesem Ausführungsbeispiel gerade kein Metallwerk stoff oder Keramikwerkstoff, sondern ein hiervon verschiedener Werkstoff, bspw. ein Kunststoffmaterial (Das Trägermaterial ist dabei eine Kunststofffolie). Durch einen Beschichtungsprozess wird dabei das Trägermaterial der Abreißfolie an der Applika tionsseite mit einem metallischen oder keramischen Werkstoff beschichtet, so dass eine metallische oder keramische Oberfläche ausgebildet wird.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass als Bauteilmaterial ein Faserver bundwerkstoff verwendet wird, der ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial ein bettendes Matrixmaterial als Kunststoffmaterial aufweist, um ein Faserverbundbauteil herzustellen. Bei dem Bauteilsubstrat kann es sich dabei um eine Faserpreform aus Fasermaterial handeln, wobei die Abreißfolie auf eine Faserpreform aus trockenen Fasermaterialien oder vorimprägnierten Fasermaterialien appliziert wird. Bei der Ver wendung von trockenen Fasermaterialien werden anschließend in einem Zwischen schritt die trockenen Fasermaterialien mit Matrixmaterial infundiert. Dabei kontaktiert das Matrixmaterial die applizierte Abreißfolie.

Zum Konsolidieren wird über dem Bauteilsubstrat nach Applizieren der Metallfolie ein Vakuumaufbau erstellt, um das Bauteilsubstrat zu evakuieren und gegebenenfalls das Matrixharz zu Infundieren. Das Bauteilsubstrat wird dann unter dem Vakuumauf bau durch Temperierung und gegebenenfalls Druckbeaufschlagung ausgehärtet.

Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung einer Abreißfolie, bspw. einer Metallfolie als Abreißgewebe unter einem Vakuumaufbau zur Herstellung eines Faserverbund bauteils zu den gewünschten verbesserten Ergebnissen führt.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Applikationsabschnitt nach dem Abschälen der Metallfolie wenigstens ein Werkstoff appliziert wird. Ein solcher Werkstoff kann dabei vorzugsweise ein Klebstoff sein, wobei im Applikationsab schnitt nach dem Applizieren des Klebstoffes mindestens ein weiteres Bauteil mittels des Klebstoffes angeklebt wird. Durch das Abschälen der Abreißfolie wird somit die Bauteiloberfläche aktiviert und für die darauf auszuführende Fügeoperation vorbe handelt. Der Fügepartner kann ein Lack oder eine Beschichtung sein. Der Auftrag des zu applizierenden Werkstoffes (beispielsweise Klebstoff, Lack, Beschichtung) sollte zeitnah nach dem Abschälen erfolgen, da eine zeitliche Abnahme der Oberflä chenreaktivität stattfindet.

Der zu fügende Werkstoff kann jedoch auch ein Faserverbundmaterial sein, wobei keine gesonderte Klebschicht aufgetragen wird. Vielmehr wird die adhäsive Verbin dung zu der durch das Abschälen der Abreißfolie aktivierten Bauteiloberfläche durch das Matrixmaterial des Verbundmaterials hergestellt. Dazu wird das Faserverbund material als unausgehärtetes Prepreg auf die vorbehandelte Oberfläche aufgebracht oder als trockenes Fasermaterial appliziert und anschließend mit Matrixmaterial in fundiert. Während der Konsolidierung des Matrixmaterials wird die adhäsive Verbin dung durch das härtende Matrixmaterial hergestellt.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass in wenigstens einem Bereich des Applikationsabschnittes zwischen dem Substrat und der Abreißfolie ein Trenn material eingebracht wird, um in diesem Bereich ein Verbinden der Abreißfolie mit dem Substrat zu verhindern. Bei diesem Bereich kann es sich beispielsweise um ei nen Randbereich der Abreißfolie handeln, sodass die Abreißfolie nach der Konsoli dierung des Kunststoffmaterials in diesem Bereich besonders leicht abzulösen ist. So entsteht eine Lasche, mit deren Hilfe die Abreißfolie von dem Bauteilsubstrat abge schält werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Abreißfolie bereitgestellt wird, die mindestens eine linienförmige Sollbruchstelle hat, oder dass in der Abreiß folie mindestens eine linienförmige Sollbruchstelle erzeugt wird, sodass eine Mehr zahl von Segmenten erzeugt werden, wobei die Abreißfolie segmentweise unter Durchtrennung der linienförmigen Sollbruchstelle von dem Bauteilsubstrat abgeschält wird. Durch das Vorhandensein einer derartigen Sollbruchstelle wird erreicht, dass die Abreißfolie in einem Stück auf das Bauteilsubstrat appliziert und dann streifen weise abgeschält werden kann. Eine mögliche Herstellungsweise ist das Einwalzen von Kerben in gleichmäßig über die Folienbreite verteilten Abständen, welche eine Materialschwächung der Abreißfolie darstellen und so den Verlauf des Risses beim streifenförmigen Abschälen vorgegeben. Dabei kann an einem Ende eines jeden Segmentes ein Trennmaterial zwischen Abreißfolie und Substrat eingebracht wer den, um eine Abziehlasche für jedes Segment zu bilden.

Gemäß einer Ausführungsform ist es aber auch denkbar, dass eine Abreißfolie be reitgestellt wird, die eine Mehrzahl von einzelnen Segmenten hat, die mittels eines gemeinsamen Trägermaterials an einer dem Bauteilsubstrat abgewandten Rückseite der Segmente miteinander verbunden sind, oder dass eine Mehrzahl von einzelnen Segmenten mit einem gemeinsamen Trägermaterial an einer dem Bauteilsubstrat abgewandten Rückseite miteinander verbunden werden, wobei die Segmente unter Durchtrennung des Trägermaterials zwischen zwei Segmenten von dem Bauteilsub strat abgeschält werden. In dieser Ausführungsform besteht die Abreißfolie aus ein zelnen Segmenten, die separat und getrennt voneinander vorliegen, wobei die Seg mente mittels eines gemeinsamen Trägermaterials miteinander verbunden sind.

Auch hier wird erreicht, dass die Abreißfolie in einem Stück auf das Bauteilsubstrat appliziert werden kann, wobei dann ein streifenförmiges Abschälen der einzelnen Segmente (segmentweises Abschälen) möglich wird. Die einzelnen und getrennt vor liegenden Segmente können bündig aneinander liegen oder aber überlappend ange ordnet sein. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Abreißfolie bereitgestellt wird, die an einer dem Bauteilsubstrat abgewandten Rückseite eine Verstärkungs schicht hat, oder dass auf eine dem Bauteilsubstrat abgewandten Rückseite der Ab reißfolie eine Verstärkungsschicht aufgebracht wird. In einer besonderen Ausfüh rungsform hierzu kann vorgesehen sein, dass die Verstärkungsschicht ein flächiges Verstärkungstextil ist. Die Verstärkungsschicht weist dabei ein Material auf, das von dem Material der Abreißfolie verschieden ist. Denkbar ist aber auch, dass die Abreiß folie gänzlich ohne Verstärkungsschicht bereitgestellt wird.

Die Abreißfolie kann dabei ein in einem Walzprozess hergestelltes Flächengebilde sein, das mit der Verstärkungsschicht kontaktiert ist. Denkbar ist jedoch auch, dass das Metall in einem chemischen, elektrochemischen oder physikalischen Abschei dungsprozess als Metallschicht bzw. Metalloxidschicht auf die Verstärkungsschicht aufgebracht wird. Ist die Verstärkungsschicht eine Kunststofffolie, so kann diese ein- oder beidseitig metallisiert sein, d.h. es ist eine dünne, durchgehende Metallbe schichtung bzw. Metalloxidbeschichtung durch einen Abscheidungsprozess aufge bracht.

Ist die Metallschicht durch einen Abscheidungsprozess hergestellt, so ist die Verbin dung zwischen Verstärkungsschicht und Metallisierung derart ausgeführt, dass sich der Aufbau rückstandsfrei von der Bauteiloberfläche abschälen lässt. Es verbleiben also nach dem Schälprozess keine metallischen Partikel auf der Bauteiloberfläche zurück.

Die Verstärkungsschicht bzw. das flächige Verstärkungstextil kontaktiert dabei die Abreißfolie. Das flächige Verstärkungstextil kann beispielsweise ein Gewebe, Ge strick oder ein Vlies sein. Die Verstärkungsschicht bzw. das flächige Verstär kungstextil kann lose aufgelegt sein und während des späteren Verarbeitungsprozes ses z.B. durch eine Tränkung mit Matrixmaterial mit der Abreißfolie verbunden wer den. Die Verstärkungsschicht bzw. das flächige Verstärkungstextil kann jedoch auch bereits zum Zeitpunkt der Bereitstellung der Abreißfolie fest mit dieser verbunden sein. Die Verstärkungsschicht bzw. das flächige Verstärkungstextil kann auf der Rückseite der Abreißfolie aufgeklebt sein, bei diese Verbindung ausreichend flexibel ist, um die Abreißfolie auch auf eine komplexe Oberflächengeometrie drapieren zu können. Nach der Aushärtung des Kunststoffmaterials gegen die Abreißfolie kann diese gemeinsam mit der Verstärkungsschicht bzw. dem flächigen Verstärkungstextil vom Bauteilsubstrat abgeschält werden. Die Verstärkungsschicht bzw. das flächige Verstärkungstextil gibt der Abreißfolie dabei eine erhöhte Festigkeit und verhindert das Einreißen der Abreißfolie, wobei gleichzeitig die Flexibilität der Abreißfolie erhal ten bleibt, sodass diese einfach abgeschält werden kann. Die Verstärkungsschicht kann dabei beispielsweise aus einer Kunststoffschicht oder Kunststofffolie aus einem Duromer, Thermoplast oder Elastomer gebildet sein.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Abreißfolie bereitgestellt wird, die an die dem Bauteilsubstrat zugewandten Applikationsseite eine funktionale Beschichtung aufweist, oder dass auf die dem Bauteilsubstrat zugewandten Applika tionsseite der Abreißfolie eine funktionale Beschichtung aufgebracht wird. In einer besonderen Ausführungsform hierzu kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung nach dem Abschälen der Abreißfolie zumindest teilweise auf dem Bauteilsubstrat verbleibt und weitere Funktionen übernimmt.

Bei der Beschichtung kann es sich dabei beispielsweise um eine haftvermittelnde Substanz handeln, welche beim Abschälen der Abreißfolie einen Bruchverlauf im Kunststoffmaterial, beispielsweise im Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffes, hervorruft. Es kann sich jedoch auch um eine Beschichtung handeln, welche ganz o- der teilweise auf dem Bauteilsubstrat und dem späteren Bauteil verbleibt, d. h. die Beschichtung kann beim Abschälen in sich kohäsiv brechen oder aber sich vollstän dig von der Abreißfolie ablösen. Die Beschichtung kann farblich so gestaltet sein, dass sie sich von der Farbe des Bauteilsubstrates bzw. späteren Bauteils abhebt. Dies ist vorteilhaft für folgende Fügeoperationen, um die Fügezone zu identifizieren. Gleichzeitig kann der auf dem Bauteilsubstrat verbleibende Beschichtungsstoff be sondere Funktionen übernehmen. So kann die Beschichtung durch eine stoffliche Fleterogenität rissstoppende Eigenschaften in einer darauf ausgeführten Klebung hervorrufen. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Abreißfolie bereitgestellt wird, die eine Strukturierung, insbesondere eine Mikrostrukturierung, aufweist, oder dass eine solche Strukturierung, insbesondere eine Mikrostrukturierung, erzeugt wird. Die Strukturierung kann dabei insbesondere derart vorgesehen oder wird derart herge stellt, dass nach dem Abschälen der Abreißfolie eine strukturierte Oberfläche auf dem Bauteilsubstrat erzeugt wird. Die Strukturierung kann dabei an der dem Bau teilsubstrat zugewandten Applikationsseite vorgesehen sein oder erzeugt werden.

Die Abreißfolie kann dabei eine Mikrostrukturierung derart aufweisen, dass es mit dem Kunststoffmaterial eine Art Formschluss (Mikroformschluss) ergibt, der beim Ab schälen einen kohäsiven Bruchanteil an der Oberfläche des Kunststoffmaterials er zeugt.

Eine solche Strukturierung kann dabei so ausgebildet sein oder werden, dass Un ebenheiten und/oder komplexe Geometrien (mehrfach gekrümmt) der Oberfläche des Bauteilsubstrates mit der Abreißfolie flächig abgedeckt werden können. Die Strukturierung bildet dabei ein Materialreservoir, mit deren Hilfe die Abreißfolie in be stimmten Maße gestreckt werden kann. So können Unebenheiten ausgeglichen wer den, da sich die Abreißfolie auch in Vertiefungen oder über Erhebungen plan able- gen lässt. Das Materialreservoir dient somit dazu, zusätzliches Folienmaterial zum Ausgleich von Unebenheiten im Applikationsabschnitt des Bauteilsubstrates bereitzu stellen. Die Strukturierung erfolgt dabei vorzugsweise in Richtung der dem Bau teilsubstrat abgewandten Seite der Abreißfolie.

Vorteilhafterweise kann die Abreißfolie ein oder mehrere Löcher bzw. Perforationen aufweisen, welche dem Austreten von überschüssigem Kunststoffmaterial, insbeson dere Matrixmaterial in einem Infusionsprozess, dienen. Idealerweise sind die Öffnun gen bzw. Löcher so klein, dass durchgetretenes Kunststoffmaterial beim Abschälen der Metallfolie kohäsiv bricht. Ein Abdruck des über die Metallfolie befindlichen Mate rials ist im Bereich der Löcher unerwünscht, da sonst eine Oberfläche entsteht, die unregelmäßige Bereiche aufweist, welche für einen Klebeprozess gegebenenfalls nicht gut geeignet sind. Nach dem Abschälen kann die Bauteiloberfläche im Bereich der Löcher Erhebungen aufweisen, deren Höhe von dem Lochdurchmesser und dem speziellen Aufbau der Folie abhängig ist. Über die Ausführung der Folie kann entsprechend der Anforde rung des folgenden Fügeprozesses die Höhe der Erhebungen sowie die Anzahl und Verteilung der Erhöhungen eingestellt werden. Bei einer Beschichtung oder Lackie rung des Bauteils kann eine niedrige Höhe der Erhebungen wünschenswert sein, was insbesondere durch einen geringen Lochdurchmesser erzielt wird. Im Falle ei nes folgenden Fügeprozesses mit einem weiteren Bauteil können jedoch größere Er höhungen, für strukturelle Klebungen typischerweise im Bereich zwischen 100 pm und 300 pm, wünschenswert sein. Diese Erhebungen können als Abstandshalter zwischen den beiden Bauteilen dienen, sodass der zwischen den Bauteilen aufgetra gene Klebstoff eine festgelegte und genau definierte Klebschichtdicke aufweist. Bei einem Fügeprozess unter Druck verhindern die Erhebungen insbesondere, dass zu viel des aufgetragenenen Klebstoffs aus der Fügezone herausgepresst wird und die erforderliche Klebschichtdicke unterschritten wird. Vielmehr kann das zweite Bauteil an das erste Bauteil angepresst werden, bis dieses die harzreichen Erhebungen des ersten Bauteils kontaktiert. So ist eine Klebschichtdicke mit der Höhe der Erhebun gen sichergestellt.

Vorteilhafterweise kann zum einfachen Abschälen der Abreißfolie vom Bauteilsub strat die Abreißfolie an mindestens einem Randbereich U-förmig umgefaltet werden. Der obere Teil des umgefalteten Bereiches kontaktiert somit nicht das Kunststoffma terial und kann im Anschluss an die Konsolidierung als Abziehlasche genutzt wer den. Auch können im Randbereich spezielle Elemente auf der Oberseite der Abreiß folie aufgebracht werden, um den Anfang des Schälvorgangs zu ermöglichen.

Vorteilhafterweise führt das Abschälen der Abreißfolie zu einem adhäsiven Bruch zwischen Abreißfolie und Kunststoffmaterial oder aber zu einem oberflächennahen kohäsiven Bruch. In beiden Fällen ist eine gute Klebbarkeit der Oberfläche gewähr leistet. Die Abreißfolie kann in einem Randabschnitt eingeschnitten werden, dass sich die Metallfolie streifenweise vom Bauteil abschälen lässt, was den Kraftaufwand redu ziert.

Es können mehrere Abschnitte einer Abreißfolie nebeneinander appliziert werden, wobei sich die Abschnitte überlappen können.

Die Abreißfolie kann großflächig auf das Bauteilsubstrat aufgebracht werden oder aber nur in besonderen Bereichen, in denen später eine Fügeoperation mit entspre chenden Werkstoffen durchgeführt werden soll. Wird die Abreißfolie nur in besonde ren begrenzten Applikationsabschnitten appliziert, so können die restlichen Bereiche des Bauteilsubstrates mit trockenem oder vorimprägniertem Abreißgewebe appliziert werden. Dabei wird das Abreißgewebe in dem Applikationsabschnitt der Abreißfolie ausgespart oder aber das Abreißgewebe wird über die Abreißfolie angeordnet. So kann auch eine feste Verbindung zwischen Abreißgewebe und der Rückseite der Ab reißfolie erzeugt werden, wodurch beim späteren Abschälen des Abreißgewebes die Abreißfolie gleichzeitig mit abgeschält werden kann.

Bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen mittels eines Formwerkzeuges kann die Metallfolie an einer formgebenden Werkzeugoberfläche des Formwerkzeuges an geordnet sein. Denkbar ist aber auch, dass die Metallfolie an einer offenen Seite des Bauteilsubstrates, welche nicht dem Formwerkzeug zugewandt ist, appliziert wird.

Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit dem Bauteil gemäß Anspruch 14 erfindungs gemäß gelöst, wobei das Bauteil ein Kunststoffmaterial aufweist und gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um ein Faserverbundbauteil handeln, welches aus einem Faserver bundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial hergestellt ist. Dabei kann das Kunststoffmaterial auf der Folie iden tisch mit dem Matrixmaterial des zu konsolidierenden Bauteils sein, oder aber in der chemischen Formulierung davon abweichen Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit der Abreißfolie gemäß Anspruch 15 zur Ver wendung in dem vorstehend beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß gelöst, wo bei die Abreißfolie an einer dem Bauteilsubstrat zugewandten Applikationsseite eine Schicht aus insbesondere unausgehärtetem Kunststoffmaterial hat. Mit dieser Schicht aus Kunststoffmaterial wird die Abreißfolie dann auf den Applikationsab schnitt des Bauteilsubstrates appliziert und das Kunststoffmaterial konsolidiert, so- dass die Abreißfolie über das Kunststoffmaterial mit dem Kunststoffmaterial des Bau teilsubstrates verbunden wird. Die Abreißfolie kann dabei eine Metallfolie oder Keramikfolie sein. Denkbar ist aber auch, dass die Abreißfolie ein folienartiges Trägermaterial hat, das an der Applikati onsseite mit einer metallischen oder keramischen Beschichtung versehen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Metallfolie finden sich in dem entsprechenden Un- teranspruch.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1a-c schematische Darstellung des Verfahrensablaufes;

Figur 2 schematische Darstellung einer Ausführungsform;

Figur 3 schematische Darstellung eines Querschnitts einer Metallfolie in einer besonderen Ausführungsform;

Figur 4 schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine segmentierte Metall folie.

In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen handelt es sich bei der Abreißfolie um eine reine Metallfolie. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich jedoch auch mit anderen Folien durchführen.

In den Figuren 1a bis 1c wird schematisch der Verfahrensablauf der vorliegenden Er findung gezeigt. Figur 1a zeigt dabei ein Bauteilsubstrat 10, welches im Ausführungs beispiel der gezeigten Figur 1a beispielsweise ein Faserverbundbauteil sein kann, welches noch nicht vollständig konsolidiert ist. Demzufolge kann es sich bei dem Bauteilsubstrat 10 um eine Faserpreform handeln, die entweder aus trockenem Fa sermaterial oder aus vorimprägnierten Fasermaterial gebildet ist.

Auf das bereitgestellte Bauteilsubstrat 10 wurde eine Metallfolie 20 innerhalb eines Applikationsabschnittes 12 des Bauteilsubstrates 10 appliziert, um die Oberfläche des Applikationsabschnittes 12 für eine spätere Fügeoperation vorzubereiten.

Auf der Metallfolie 20 ist des Weiteren ein Verstärkungstextil 30 angeordnet, welches den biegeschlaffen Charakter der Metallfolie 20 nicht stört und beim Abreißen bzw. Abschälen der Metallfolie 20 diese hinsichtlich ihrer Reißfestigkeit unterstützen soll.

Nachdem nun die Metallfolie 20 zusammen mit dem Verstärkungstextil 30 auf den Applikationsabschnitt 12 des Bauteilsubstrates 10 appliziert wurde, wird das in dem Bauteilsubstrat 10 enthaltene Kunststoffmaterial 14 konsolidiert bzw. ausgehärtet. Wurde das Bauteilsubstrat 10 in Form von trockenen Fasermaterialien bereitgestellt, so kann in einem nicht dargestellten Infusionsprozess das Kunststoffmaterial 14 in Form eines Matrixmaterials in das Bauteilsubstrat 10 infundiert werden, wobei wäh rend der Infusion die Applikationsseite 22 der Metallfolie 20 benetzt und kontaktiert. Bei vorimprägnierten Fasermaterialien würde die Metallfolie 20 mit ihrer Applikations seite 22 direkt auf das bereits in dem Fasermaterial enthaltenden Kunststoffmaterial 14 aufgelegt und damit kontaktiert werden.

Nach dem Konsolidieren des Kunststoffmaterials 14, was ein zumindest teilweises Aushärten des Kunststoffmaterials 14 oder ein vollständiges Aushärten des Kunst stoffmaterials 14 bedeuten kann, wird die Metallfolie 20, wie in Figur 1 b gezeigt, von dem Applikationsabschnitt 12 des Bauteilsubstrates 10 abgeschält. Die Molek+Ie des Kunststoffmaterials 14, beispielsweise ein Epoxidharz, kontaktieren ein Metall bzw. ein Metalloxid, was für seine vergleichsweise hohe Oberflächenenergie bekannt ist. Dabei wird vermutet, dass sich in diesem Fall die reaktiven Gruppen des Kunststoff materials in Richtung der Metallfolie ausrichten und durch die Konsolidierung in die ser Orientierung verbleiben. Wird im Anschluss die Metallfolie 20 abgeschält und ent fernt, so wird die adhäsive Bindung zwischen dem Kunststoffmaterial 14 und der Me tallfolie 20 aufgebrochen. Die so generierte Oberfläche weist reaktive Gruppen auf, welche in Richtung der Oberfläche ausgerichtet sind und für die Ausbildung neuer adhäsive Bindungen, z.B. mit einem aufgetragenen Klebstoff oder Lack, zur Verfü gung stehen.

Wird dabei eine relativ glatte Metallfolie 20 (beispielsweise unterstützt durch eine Oxidschicht) verwendet, so ist die Bindung zwischen dem Kunststoffmaterial 14 und der Metallfolie 20 derart schwach ausgebildet, dass die Metallfolie 20 unter geringem Kraftaufwand abgezogen werden kann. Es hat sich dabei gezeigt, dass auch dann noch die adhäsiv gebrochene Oberfläche des Bauteilsubstrates 10 reaktiv ist, eine hohe Oberflächenenergie aufweist und gut benetzbar ist.

Ist die Bindung zwischen dem Kunststoffmaterial 14 und der Metallfolie stark, so ist ein höherer Kraftaufwand beim Abschälen erforderlich. Dies kann letzten Endes zu einer teilweise oder sogar vollständig kohäsiv gebrochenen Oberfläche des konsoli- dierten Kunststoffmaterials 14 führen, die ebenfalls sehr gut für nachträgliche Kle beroperationen geeignet ist, da der kohäsive Bruch zu freien radikalen an der Ober fläche führt. Eine solche höhere Bindung zwischen dem Kunststoffmaterial 14 und der Metallfolie 20 kann beispielsweise durch eine Mikrostrukturierung der Metallfolie 20 (Ausbildung von Mikroformschluss) oder durch eine Oberflächenaktivierung der Metalloberfläche erzielt werden.

Nach dem Abschälen der Metallfolie 20 von dem Bauteilsubstrat 10 kann nun, wie in Figur 1c gezeigt ist, auf die so aktivierte Oberfläche des Applikationsabschnittes 12 ein weiteres Bauteil 40 mittels einer Klebschicht 41 aufgeklebt werden. Für den Fall, dass ein unkonsolidiertes Faserverbundbauteil angeklebt wird und während des Kle beprozesses konsolidiert wird, kann der Klebstoff 41 auch Matrixmaterial des Faser verbundbauteils sein.

Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei denen in der Metallfolie 20 Öffnungen 24 vorgesehen sind, sodass überschüssiges Kunststoffmaterial (gekennzeichnet durch die Pfeile) durch die Öffnungen 24 abgeführt werden kann. Das überschüssige Kunststoffmaterial kann beispielsweise über ein über der gelochten Metallfolie aufge brachtes Gewebe aufgenommen werden

Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung einer Ausführungsform einer Metall folie 20, die an ihrer unteren Applikationsseite 22 eine Schutzfolie 28 zum Schutz vor Kontaminationen hat. An der gegenüberliegenden Seite ist das Verstärkungstextil 30 vorgesehen, wobei auf dem Verstärkungstextil 30 ein Schutzpapier 32 angeordnet ist. In dieser Konstellation kann die Metallfolie 20 als Rollenware auf einer Walze bzw. Kern aufgerollt sein.

Des Weiteren weist die Metallfolie 20 eine Mehrzahl von Sollbruchstellen 26 in Form von eingewalzten Kerben auf, die dazu dienen, eine gewollte und vorgegebene Ma terialschwächung in diesem Bereichen zu bilden. Flierdurch wird die gesamte Metall folie in eine Vielzahl von Metallfoliensegmenten 20a - 20d unterteilt, wodurch die Metallfolie in einem Stück auf das Bauteilsubstrat appliziert werden kann, jedoch segmentweise davon abgeschält werden kann. Dies ist schematischen beispielhaft in der Figur 4 gezeigt. In einem Bereich befindet sich dabei eine Trennfolie 34, die ein Verbinden der Metallfolie 20 mit dem Kunst stoffmaterial des Bauteilsubstrates 10 verhindern soll, sodass für jedes Segment ein- zeln eine Abziehlasche 36 gebildet werden kann. Hierdurch lässt sich jedes Segment nacheinander von dem Bauteilsubstrat 10 abschälen, wobei die Metallfolie 20 an den vorgegebenen Sollbruchstellen 26 reißt.

Bezugszeichenliste

10 Bauteilsubstrat

12 Applikationsabschnitt 14 Kunststoffmaterial

20 Metallfolie

20a-d Metallfoliensegmente

22 Applikationsseite der Metallfolie

24 Öffnungen in der Metallfolie 26 Sollbruchstelle 28 Schutzfolie 30 Verstärkungstextil 32 Schutzpapier 34 T rennfolie für Abzugslasche 36 Abzugslasche