本發(fā)明涉及用于在使用可持續(xù)（nachhaltig）獲得的原料的情況下制造纖維復(fù)合模制部件的方法以及纖維復(fù)合模制部件，所述纖維復(fù)合模制部件含有由可再生的（nachwachsenden）原材料制成的基體材料。

背景技術(shù)：

纖維復(fù)合模制部件由現(xiàn)有技術(shù)在不同的實(shí)施方式中已知。由于在小的自重的情況下的纖維復(fù)合模制部件的高的機(jī)械穩(wěn)定性、其強(qiáng)度以及剛性，所以纖維復(fù)合模制部件反復(fù)地用在機(jī)動(dòng)車制造以及飛機(jī)制造中。通常纖維復(fù)合模制部件由纖維材料制成，所述纖維材料用基體材料、通常是合成的聚合物來浸漬、變形并且隨后硬化。通常的常規(guī)使用的基體材料或樹脂由于其合成的本質(zhì)（natur）而難以能夠在生物學(xué)方面進(jìn)行分解，這使得纖維復(fù)合模制部件以及生產(chǎn)廢料的回收利用變得困難，并且其應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)方面下是成問題的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，由現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)是說明用于制造纖維復(fù)合模制部件的方法，該方法在使用可再生的原材料的情況下能夠容易地實(shí)現(xiàn)（umsetzbar）并且在應(yīng)用方面是可靠的。此外，本發(fā)明的任務(wù)是提供可持續(xù)制造的對(duì)環(huán)境友好的纖維復(fù)合模制部件并且也說明針對(duì)膠質(zhì)的應(yīng)用。

該任務(wù)在用于制造纖維復(fù)合模制部件的方法中按本發(fā)明通過步驟i)將含膠質(zhì)的基體材料施加到纖維材料上，ii)使設(shè)有基體材料的纖維材料變形，以及iii)使設(shè)有基體材料的纖維材料硬化得到解決。在此尤其對(duì)于本發(fā)明來說重要的是使用含膠質(zhì)的基體材料。所述含膠質(zhì)的基體材料含有膠質(zhì)并且在這種情況下尤其是感光膠質(zhì)（fotografischegelatine）作為關(guān)于所述基體材料的總重量的主要組成部分。此外能夠使用另外的可硬化的基體材料，或者必要時(shí)也能夠加入添加劑、如硬化劑或者還有軟化劑或類似物，其使得所述含膠質(zhì)的基體材料的處理變得容易。膠質(zhì)、以及尤其感光膠質(zhì)特別優(yōu)選地用作唯一的基體材料。膠質(zhì)是水解的骨膠原，由不同的蛋白質(zhì)鏈構(gòu)成并且在屠宰動(dòng)物時(shí)出現(xiàn)。動(dòng)物的屠宰主要用于食品產(chǎn)生（肉獲得）并且不用于獲取副產(chǎn)品、例如動(dòng)物的脂肪、肉骨粉或者還有膠質(zhì)。因此，膠質(zhì)被視作可再生的原材料，在皮膚學(xué)（dermatologisch）方面能夠很好地相容，沒有過敏原和有害物質(zhì)并且還具有保護(hù)性的特性，從而使從事于所述方法的人員的負(fù)擔(dān)最小化。由此，按本發(fā)明的方法從毒理學(xué)的視角來看是應(yīng)用友好的并且不令人擔(dān)心的。膠質(zhì)能夠在生物學(xué)方面很好地分解，從而回收利用或者廢物處理不成問題。累積的生產(chǎn)廢料能夠在沒有消耗的凈化（aufreinigung）的情況下非常簡(jiǎn)單地進(jìn)行廢物處理。然而此外膠質(zhì)還具有其它專門對(duì)于所述方法有利的特性。由此表明的是，含膠質(zhì)的基體材料在大約60℃的相對(duì)低的溫度時(shí)熔化。由此在短的工序運(yùn)行時(shí)間（prozesslaufzeiten）內(nèi)快速地并且以小的消耗實(shí)現(xiàn)所述基體材料不僅在所使用的模具中而且在所述纖維材料中的良好的分布，這在小的技術(shù)消耗下提高了所制造的纖維復(fù)合模制部件的均勻性。通過最后的硬化步驟，所述纖維復(fù)合模制部件獲得其最終的形狀。在此也表現(xiàn)出使用含膠質(zhì)的基體材料的另一優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槟蹋╯etting）或硬化相對(duì)于常規(guī)的基體材料只需要非常短的反應(yīng)時(shí)間。同樣因?yàn)橛捎趯?duì)于膠質(zhì)來說的低的原材料價(jià)格，通過按本發(fā)明的方法能夠以簡(jiǎn)單的類型和方式在沒有高的技術(shù)消耗的情況下成本適宜地制造纖維復(fù)合模制部件。

從屬權(quán)利要求含有本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案以及設(shè)計(jì)方案。

根據(jù)加工方法，所述含膠質(zhì)的基體材料能夠以不同形式使用。所述膠質(zhì)的優(yōu)選形式是粉末形式、作為溶液、作為分散體（dispersion，有時(shí)稱為乳液）或者作為薄膜的膠質(zhì)。所述膠質(zhì)的在此所述的形式能夠非常好地以所希望的量施加到所述纖維材料上。以薄膜形式的含膠質(zhì)的基體材料是特別優(yōu)選的。由此強(qiáng)烈簡(jiǎn)化了按本發(fā)明的方法。所述薄膜在施加到所述纖維材料上之前已經(jīng)能夠裁剪出（zugeschnitten）一定形狀和大小，其是干燥的并且由此能夠很好地儲(chǔ)藏。也能夠容易地實(shí)現(xiàn)在變形之前制造由含膠質(zhì)的薄膜與纖維材料層構(gòu)成的層復(fù)合物。省去了液態(tài)的基體材料如例如在樹脂噴射或樹脂滲透時(shí)的消耗的轉(zhuǎn)化（umsetzung）。由此能夠較簡(jiǎn)單地執(zhí)行準(zhǔn)備性的工序步驟。使用含膠質(zhì)的薄膜由此實(shí)現(xiàn)了在短的工序時(shí)間下制造具有始終良好品質(zhì)的纖維復(fù)合模制部件。可能的添加的基體材料或附加物能夠特別好地集成到含膠質(zhì)的薄膜中或者在所述薄膜的表面上沉淀。此外，通過提供以薄膜形式的基體材料確保了在擠壓過程中的均勻的分布。

特別有利地，通過纖維材料層與含膠質(zhì)的層的交替的相疊覆層實(shí)施所述含膠質(zhì)的基體材料到所述纖維材料上的施加。在此有利地通過含膠質(zhì)的層或薄膜形成位于外面的層。由此獲得由纖維材料層和基體材料層構(gòu)成的層堆疊，所述層堆疊能夠非常好地儲(chǔ)藏。通過纖維材料層的預(yù)定向能夠進(jìn)一步縮短工序時(shí)間。由此也使得在最終造型之前的纖維定向的質(zhì)量控制變得容易，從而使材料次品最小化。

原則上造型工序不受限制并且包括常規(guī)的擠壓過程，如其例如在濕壓方法或預(yù)浸漬方法（prepregverfahren）中所應(yīng)用的那樣。特別簡(jiǎn)單地通過深沖實(shí)施變形。在此能夠使用常規(guī)的鋁壓模，從而技術(shù)方面的消耗是小的。

含膠質(zhì)的薄膜作為基體材料的應(yīng)用與在用于造型的深沖方法中的轉(zhuǎn)化的組合是有利的，因?yàn)橛纱四軌蛟谶B續(xù)的工序中制造所述纖維復(fù)合模制部件。不需要工具更換。此外省去了例如用于樹脂噴射或手動(dòng)層壓（handlamination）的噴入過程。完全干燥地實(shí)施所述工序，這此外使清潔消耗最小化。由此如前面所述的層堆疊能夠在所設(shè)置的工具中進(jìn)行變形和硬化。不需要單獨(dú)地輸入基體材料和纖維材料。由此，所述方法最多兩級(jí)（放入層堆疊并且使所述層堆疊變形連同硬化），這降低了制造成本。

通過以下方法改善了含膠質(zhì)的基體材料的均勻分布，即所述基體材料在變形之前熔化。在30和80℃之間的溫度時(shí)、尤其在50℃和70℃之間的溫度時(shí)根據(jù)膠質(zhì)的增添物（例如軟化劑或硬化劑）的類型和量以及水含量來進(jìn)行所述熔化。在經(jīng)熔化的狀態(tài)下，所述基體材料能夠非常好地滲透所述纖維材料，這增強(qiáng)了纖維復(fù)合。

有利地在直到300℃的溫度時(shí)實(shí)施硬化。由此，所述纖維復(fù)合模制部件獲得其最終形狀。在硬化期間，所述膠質(zhì)例如能夠與可選添入的硬化劑反應(yīng)。為了降低工序成本，硬化尤其在150℃和280℃之間并且進(jìn)一步有利地在大約200℃的溫度時(shí)實(shí)施。在硬化之前優(yōu)選實(shí)施干燥步驟，在其中首先將結(jié)合水（gebundenenwassers）的主要份額在100到150℃時(shí)從基體中除去。優(yōu)選在200℃執(zhí)行后續(xù)的硬化步驟，因?yàn)闊o(wú)水的膠質(zhì)的熱分解在大約210℃開始（在350到400℃完全分解）。在干燥和硬化之間能夠短暫地采用（angewendet）直到300℃的溫度，以便加速干燥和硬化。

按本發(fā)明的方法尤其適合于制造碳纖維復(fù)合模制部件（cfk模制部件），其中，作為膠質(zhì)尤其使用感光膠質(zhì)。

同樣按本發(fā)明也描述了纖維復(fù)合模制部件。所述纖維復(fù)合模制部件尤其構(gòu)造為深沖纖維復(fù)合模制部件并且包括纖維材料和基體材料。在此，纖維材料理解成唯一的纖維材料但或者理解成由不同的纖維材料構(gòu)成的混合物。作為基體材料使用含膠質(zhì)的基體材料。其理解為含有膠質(zhì)作為關(guān)于基體材料的總重量的主要組成部分的基體材料。按本發(fā)明使用的膠質(zhì)能夠從不同動(dòng)物類型的骨骼中或者從結(jié)締組織中獲得、尤其從豬或?；蜻€有禽類或魚類的皮膚或骨骼中獲得。能夠存在其它常規(guī)的基體材料。然而其含量?jī)?yōu)選盡可能小。此外，所述基體材料能夠含有添加劑，所述添加劑使得所述基體材料例如穩(wěn)定或者使得其硬化容易、例如附加不耐熱的硬化劑。特別優(yōu)選地，作為膠質(zhì)使用感光膠質(zhì)。感光膠質(zhì)對(duì)于多層的覆層的大型工業(yè)制造以及與化學(xué)硬化劑的反應(yīng)而言是已知并且優(yōu)化的。典型的按本發(fā)明使用的感光膠質(zhì)具有大約100000到200000道爾頓的平均分子量、大約260-280g的所謂的勃羅姆值（bloomwert）（膠厚度）、大于5mpas的粘度以及0到大約4000ppm的受控的鈣值。感光膠質(zhì)典型地具有高的透射值（transmissionswerte），由此具有小的固有色彩，這有利于處于使用者的可見范圍內(nèi)的纖維復(fù)合原料（例如可見碳（sichtcarbon））的生產(chǎn)。感光膠質(zhì)例如能夠附加地與所謂的膠原蛋白肽（kollagenpeptiden）組合。這是具有大約1500到5000道爾頓的較小的分子量的水解的膠質(zhì)。通過加入這種短鏈的蛋白質(zhì)改善了所述基體材料到所述纖維材料中的滲透。

通過作為所述基體材料的主要組成部分的膠質(zhì)與纖維材料的組合獲得了對(duì)環(huán)境友好的能夠回收利用的并且在生物學(xué)方面能夠非常良好地分解的纖維復(fù)合模制部件，所述纖維復(fù)合模制部件在使用中是安全的并且在毒理學(xué)方面是不令人擔(dān)心的并且此外由于對(duì)于膠質(zhì)的小的原材料價(jià)格而成本適宜。此外通過使用可再生的原材料膠質(zhì)，所述纖維復(fù)合模制部件在制造中是可持續(xù)的，并且由此具有高的市場(chǎng)接受度。

指出的是，前面所描述的方法適合于制造按本發(fā)明的纖維復(fù)合模制部件。

按本發(fā)明的纖維復(fù)合模制部件的有利的改進(jìn)方案提出，所述基體材料由膠質(zhì)制成。這意味著存在膠質(zhì)作為唯一的基體材料，然而能夠含有平常的添加劑。由此使得所述纖維復(fù)合模制部件的生物學(xué)的可分解性以及回收利用能力最大化。

作為優(yōu)選的纖維材料使用碳纖維材料，因?yàn)槠浞浅：玫乇凰龊z質(zhì)的基體材料所潤(rùn)濕，并且由此獲得具有突出的機(jī)械性能的纖維復(fù)合模制部件。

所述纖維復(fù)合模制部件尤其用在機(jī)動(dòng)車制造中，并且為此構(gòu)造為機(jī)動(dòng)車結(jié)構(gòu)部件。按本發(fā)明的纖維復(fù)合模制部件的其它應(yīng)用例如發(fā)生在飛機(jī)制造以及軌道車輛制造中。

此外，按本發(fā)明也說明了將膠質(zhì)作為用于制造纖維復(fù)合模制部件的基體材料的應(yīng)用。

附圖說明

本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)、特征以及優(yōu)點(diǎn)從下面的描述以及附圖中獲得。其中：

圖1示出按本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式的方法的示意圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)地解釋本發(fā)明。在圖1中僅僅示出了按本發(fā)明的用于制造纖維復(fù)合模制部件的方法的在此令人感興趣的方面，所有其余元素（elemente）由于清晰緣故被省去。

詳細(xì)地，圖1示意性地示出了穿過深沖工具10的剖面，該深沖工具在所述實(shí)施方式中用于制造纖維復(fù)合模制部件。該深沖工具10包括兩個(gè)側(cè)工具2以及沖模3，所述兩個(gè)側(cè)工具將層堆疊1保持在所述兩個(gè)側(cè)工具之間，所述沖模在沿著箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí)將壓力施加到所述層堆疊1上。由此將所述層堆疊1壓到在所述側(cè)工具2之間的變形區(qū)域6內(nèi)。由此所述層堆疊1被變形并且改變成所希望的最終形狀。

所述層堆疊1在該實(shí)施方式中由七層含膠質(zhì)的基體材料4以及六層纖維材料5構(gòu)成，所述基體材料和纖維材料交替相疊堆疊布置。在此，所述含膠質(zhì)的基體材料4的層形成了外部的包圍層。所述含膠質(zhì)的基體材料有利地以薄膜的形式構(gòu)造。

所述深沖工具10是能夠加熱的。由此能夠?qū)⑺鰧佣询B1在所述沖模3降低之前加熱到如下溫度上，在所述溫度中所述含膠質(zhì)的基體材料熔化。經(jīng)熔化的基體材料4此后滲入到纖維材料層5中并且浸透所述纖維材料層。通過由所述沖模3將壓力施加到所述層堆疊1上，實(shí)現(xiàn)在構(gòu)造以所希望的形式的均勻的纖維復(fù)合模制部件的情況下的變形。

通過重新或進(jìn)一步提高所述工具的溫度，使得所述含膠質(zhì)的基體材料硬化，由此所述纖維復(fù)合模制部件獲得了其最終的持久的形狀。

本發(fā)明的前面的描述僅僅用于解釋性的目的并且不用于限制本發(fā)明的目的。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)不同的變化和改型，而不離開本發(fā)明的及其等效方案的范圍。

附圖標(biāo)記列表

1層堆疊

2側(cè)工具

3沖模

4所述含膠質(zhì)的基體材料的層

5所述纖維材料的層

6變形區(qū)域

10深沖工具。