Glasfaser aus E-Glas sind die am weitesten
verbreiteten Verstärkungswerkstoffe. „ E „ steht für Elektro-Glas, da es
ursprünglich von allem in der Elektroindustrie eingesetzt wurde. E-Glasfasern
sind unbrennbar, hitzefest bis 400° C und beständig gegen die meisten
Chemikalien und Witterungseinflüsse. Die Verstärkungsfasern liegen meist in
Form von Geweben vor. Neben der Verwendung der verschiedenen Gewebelagen,
ist es wichtig, den Belastungen entsprechend auf die Faserrichtung zu
achten. Die größte Festigkeit liegt immer in Faserrichtung. Liegen die Fasern
im rechten Winkel, also senkrecht und waagerecht, wird eine hohe Festigkeit
erreicht. Wird Gewebe z.B. unter einem Winkel von 45° (diagonal) aufgebracht
und auf Zug und Druck belastet, wird keine hohe Festigkeit erreicht. Wird ein
Gewebe aber auf Verdrehung unter 45°eingelegt,
(Torsion ) und belastet, liegen die Fasern in diesem Fall richtig, und erfüllen
ihren Zweck optimal. Unidirektionales Gewebe kann verwendet werden, wenn eine
hohe Biegefestigkeit für eine Vorzugsrichtung gefordert wird. Hier laufen ca.
90% der Fasern in Längsrichtung. Gewebe sind durch die rechtwinklige
Verkreuzung der beiden Fadensysteme ( Kette und Schuss ) gekennzeichnet.
Je nach dem
wie sich die Fäden kreuzen, , wird die Bindung genannt. Einfache Grundbindungen
wie Leinwand und Köper werden am häufigsten verwendet. Die Leinwandbindung ist
die einfachste Gewebebindung mit der engsten Verkreuzung von Kette und Schuss.
Durch die gleichmäßige Verkreuzung beider Fädensysteme entstehen zwei
identische Warenseiten. Leinwandbindung ist für flache Platten oder geringe
Verformungen geeignet, für komplizierte Formteile Köper oder Atlasbindungen.
Leinwandgewebe ist rechtwinklig, Köper diagonal verflochten. Hier laufen die
Fasern über zwei oder mehr kreuzenden Fasern. Deshalb lässt sich Köper besser
um Rundungen ziehen. Aus diesem Grund werden wir zur Rumpfherstellung auch die Köperbindung
verwenden.
Abformung.
Bevor mit der Abformung begonnen werden kann, wird ein
Brettchen in der Größe der späteren Zwischendecköffnung auf das Zwischendeck
geschraubt. Es dient als Anschlag und äußere Begrenzung für das Laminat. Es
wird mit einer Schnellschleifgrundierung gestrichen und anschließend nochmals
geschliffen. Die Ränder werden mit Modelliermasse abgedichtet.
Jetzt folgt eigentlich der schwierigste Teil. Überall dort,
wo später Öffnungen im Bootskörper sind, z.B. für Flutschlitze, Seiten oder
Tiefenruder, müssen diese vorbereitet werden. Das heißt, dass die Größe und
Form des Durchbruchs schon jetzt eingeplant werden muss. Es wäre zu umständlich
und ungenau, später am fertigen Modell zu versuchen hier noch Flutschlitze
auszufeilen. Außerdem könnte es passieren, dass durch spätere Bohrungen das
Laminat durchlässig wird, da durch die Zerstörung der Schutzschicht um das
Laminat Wasser in das Gewebe eindringen kann und so seine Steifigkeit verliert.
Das ganze Urmodell wird entfettet. Als Lösemittel eignen sich verschiedene
Alkohole oder Aceton. Mit einem Filzstift und den passenden Schablonen werden
zunächst alle Durchbrüche oder Vertiefungen auf den Bootskörper aufgemalt.
Danach erhält das ganze Urmuster 2 Überzüge mit R&G
Grundierwachs, welches als Trennmittel dient. Anschließend wird mit einem
weichen Baumwolllappen nachgerieben. Die aufgemalten Markierungen scheinen durch
die Wachsschicht durch. Es ist
darauf zu achten, das der Raum Staubfrei ist, da sich die Oberflächen der
Kunststoffe beim Reiben und Polieren statisch aufladen. Dadurch werden Staubpartikel
aus der Luft verstärkt angezogen, die Unsauberkeiten in der
Deckschicht verursachen können. Besonders im Folientrennmittel während der 20
minütigen Trocknungszeit lagert sich alles ein, was durch die Luft schwebt. Um
dieses zu unterbinden, sollte der Arbeitsraum vorher mit einem Wasserzerstäuber
ausgesprüht werden.
Trennmittel sind
flüssige oder pastöse Produkte, die eine Haftung zwischen zwei Materialien
verhindern. Für die Abformung von Bauteilen aus Kunststoff wird hauptsächlich
Wachs- und Folientrennmittel verwendet. Trennmittel dürfen nur auf sauberen,
also öl und fettfreien Untergründen verwendet werden. Wird z.B. die erste
Wachsschicht auf eine nicht entfettete Stelle aufgetragen, wird sie beim
anschließenden polieren wieder abgerieben. Die Trennmittel haben nur wenige
hundertstel mm Dicke. Auch wenn es auf den Bildern so aussieht, als sei der Überzug
deutlich dicker. Feinste Konturen z.B. die Schweißnähte werden nicht verfälscht.
Sowohl die Form als auch das Wachs sollte auf Raumtemperatur (20°C) erwärmt
sein. Neue Formen sollten ca.5-10 mal eingewachst werden. Dadurch werden die in
Kunststoffoberflächen vorhandenen Mikroporen versiegelt.
Das Urmodell soll zweiteilig abgeformt werden. Das heißt,
zuerst wird die eine , und dann die andere Hälfte abgeformt. In der Regel
sollten keine Hinterschneidungen vorkommen (bei Abformung mit GFK). Eine
Hinterschneidung verhindert später, dass man die Form einfach nach oben abheben
kann. Mein Urmodell hat auch eine Hinterschneidung. Dieses ist mir erst später
bewusst geworden. . Aber auch wenn ich es rechtzeitig gemerkt hätte, wäre mir
keine andere Wahl geblieben es anders zu machen. Ich hätte die Trennebene quer
durch den breitesten Punkt der Satteltanks legen müssen. Damit wäre die ganze
Optik zerstört. Jetzt musste ich versuchen, dass beste daraus zu machen. Von
dem Hauptplan pause ich die Seitenansicht des Bootes
auf eine beschichtete Platte mit einer möglichst glatten Oberfläche.
Die Bootsform wird herausgeschnitten. In diesen Ausschnitt wird das Urmodell bis
zur Hälfte versenkt. Mit Keile wird das Modell fixiert, ausgerichtet und unrückbar
befestigt. Sollte der Spalt zwischen Modell und Platte zu groß sein, so kann
man die Platte an beiden Enden aufsägen und dann an das Modell schieben. Der
noch verbleibende Spalt wird mit Modelliermasse nahtlos geschlossen und mit
einer Spachtel riefenfrei abgezogen. Die Modelliermasse bleibt elastisch, so
dass sich das Trennbrett nach Herstellung der ersten Formhälfte leicht abnehmen
lässt. Nach gründlicher Säuberung erhält das Modell und die Trennbretter
nochmals 2 Überzüge aus Grundierwachs welches anschließend wieder
glattgerieben wird. 2 Überzüge deshalb, weil ich sichergehen wollte, dass alle
Klebestellen (Schweißnähte) am
Modell dicht sind und keine Hinterschneidungen bilden können. Sonst könnte es
passieren, dass beim Aufbringen der Deckharzschicht dieser hinter die
Klebestellen läuft. Beim Trennen der Form würden z.B. die aufgeklebten Schweißnähte
abgerissen.
Als nächstes werden die vorbereiteten Plättchen für die
Durchbrüche mit Sekundenkleber auf die vorgezeichneten Stellen geklebt. Diese
sind 2 mm dick. Werden diese abgeformt, erscheinen diese dann als Vertiefung in
der Negativform. In diese Vertiefungen werden dann 5 mm Füllstücke
eingeklebt, um die dann das Rumpflaminat herumlaminiert wird. Wird die
Bootsform von der Negativform getrennt, werden die Füllstücke herausgedrückt
und man hat saubere Öffnungen durch den Bootskörper.
Aber soweit ist es noch nicht.
Wenn alle Stellen mit Füllstücke versehen sind, wird als
letzte Schicht Folientrennmittel (PVA) mit einem feinporigen Pinsel
auf Modell und Bretter aufgetragen. Nach 20 Minuten, wenn der Film
trocken ist, bildet sich eine hochglänzende Fläche.
In Abständen von ca.10-15 cm werden R&G fix-A- Formverschraubungen,
mit etwas Sekundenkleber auf das Trennbrett geklebt. Die
Formverschraubung ist dreiteilig, bestehend aus dem Gewindestück, Durchgangsstück,
und der Innensechskant- Schraube M6x30. Man hätte zwar jede zweite
Formverschraubung durch einen Passdübel oder Passstift ersetzen können, aber
leider kann man mit diesen die Formhälften nicht zusammenziehen. Es reicht,
wenn man zur besseren Fixierung der beiden Hälften an 3 oder
4 Ecken einen Passstift einlaminiert. Dieser besteht aus 2
Messingbuchsen, und einem herausnehmbaren Stahlstift. Damit kann die Form zunächst
fixiert werden, um anschließend mit den Formverschraubungen die beiden Formhälften
dicht zusammen zu pressen. Mit einem dreiteiligen Passstift hat man später
die Möglichkeit, beide abgeformte Hälften mit den überstehenden Gewebestücken
zum Verbinden mit der anderen Hälfte, in die richtige Position zu schieben.
Das wäre mit dem zweiteiligen Passstift nicht möglich da dieser sich von der
Form abhebt. . Die Öffnungen
der Passstifte und der Formverschraubungen werden vorsorglich mit etwas
Modelliermasse verschlossen, damit sich diese beim Laminieren nicht zusetzen.
Formenharz P: ( Deck- oder Oberflächenharz )
Das R&G Formenharz ist ein thixotropes (eingedicktes) Deckschichtharz
(Feinschichtharz) das als erste Schicht auf das zu formende, vorher mit
Trennmittel behandelte Urmodell aufgetragen wird. Die empfohlene Schichtdicke
beträgt etwa 1 mm, der Verbrauch entsprechend etwa 1 kg/m2 . Das
Harz enthält keine verstärkenden Füllstoffe, weshalb sich die Formoberfläche
besonders leicht nacharbeiten lässt, z.B. durch Schleifen und Polieren. Das Deckschichtharz
hat die Eigenschaft auch nicht von gewölbten oder senkrechten
Flächen abzulaufen, außerdem ist es grau eingefärbt. Das hat den Vorteil,
dass wenn später die Bootsform mit hellen Laminaten hergestellt wird, Blasen
oder nicht vollständig durchtränkte Stellen auf dem dunklen Untergrund besser
festgestellt werden können. Es gibt Formenharz für verschiedene Zwecke. Für
größere Beanspruchungen ist dem Formenharz ein Metallpulver beigemischt.
Dadurch erhält man eine größere Oberflächenhärte und Abriebfestigkeit. Für
unsere Zwecke ist normales Formenharz ohne Metallspäne ausreichend. Unabhängig
welches Formenharz verwendet wird, wird es mit einem Pinsel aufgetragen und gut
damit durchkämmt. So werden Lufteinschlüsse, vor allem in Kanten vermieden. Löcher
sind später nur mit großer Mühe auszubessern.
Formenharz wird von R&G schon fertig gemischt angeboten. Das heißt,
es ist schon grau eingefärbt, angedickt und wer will auch schon mit Aluminium
oder Stahlpulver gemischt. Bei Lagerung setzt sich das Pulver ab, weshalb es vor
der Verarbeitung gut verrührt werden muss. Es gibt Firmen, die alle Zusätze
einzeln anbieten. Ich finde, dass das fertig gemischte Formenharz die bessere
und einfachste Lösung ist, zumal das Zumischen der einzelnen Komponenten schon
einiger Erfahrung bedarf.
Das Urmuster, die Verschraubungen, und Trennbretter werden mit Harz
eingestrichen. Danach kann eine Pause eingelegt werden, in der das Harz
angeliert. Das heißt, das Harz wird härter ist aber noch nicht durchgehärtet.
In der Zwischenzeit kann der nächste Arbeitsvorgang vorbereitet werden.
Damit die Formverschraubungen einen besseren Halt haben, wird für jede
Verschraubung ein kleines Stück Laminat mit Loch zurechtgeschnitten. Das
normale Formenharz hat eine Verarbeitungszeit von ca. 15 Minuten. In dieser Zeit
sollte das Harz verarbeitet sein. Der richtige Zeitpunkt für die
Weiterverarbeitung ist erreicht, wenn man mit dem Finger leicht auf das Harz drückt
und nicht kleben bleibt.
Kupplungsschicht (nur
bei größeren Formen, und in
Verbindung mit Laminierkeramik)
Eine Kupplungsschicht ist eine Verbindungsschicht aus Epoxyd- Laminarharz
und gleichen Volumenteilen aus Glasfaserschnitzel und Baumwollschnitzel. Sie
wird z.B. als 2. Schicht auf das Formenharz P
ca.1-2 mm dick aufgetragen. Verbrauch 1-3 Kg/m2 .Mit einem
Pinsel der nicht zulange Borsten haben sollte, wird die Kupplungsschicht in alle
Ecken (ausrunden) getupft. In die Schicht eingebettet, werden die vorbereiteten
Stückchen Gewebe mit Loch. Diese werden über die Verschraubungen gelegt, und
mit der Kupplungsschicht überdeckt.
Als Mischung nehme ich:
100 Volumen-Teile angemischtes Epoxydharz.
50
Volumen-Teile Glasschnitzel 3-6 mm.
50 Volumen-Teile
Baumwollflocken.
Die richtige Mischung ist Erfahrungssache. In jedem Fall muss die Masse
noch fließfähig sein und sich mit dem Pinsel noch leicht verteilen lassen. Der
Vorteil dieser Mischung ist, dass damit in einem Arbeitsvorgang Ecken und Kanten
ausgefüllt und abgerundet werden können. Das Laminat erhält dadurch eine
glatte nicht zu stark gebogene Auflagefläche. Es würde sich sonst durch die
Eigenspannung wieder abheben.
Aus verschiedenen Büchern weiß ich, dass der Formenbau unterschiedlich
gehandhabt wird, Während der Eine nur die Ecken mit eingedicktes (
Baumwollflocken ) Laminarharz glättet, laminiert ein Anderer direkt auf das
Formenharz. Ich finde, dass zumindest die Ecken abgerundet werden sollten.
Der Arbeitsgang den ich jetzt beschreibe trifft nur zu, wenn es aus
Zeitgründen nicht möglich ist nach Auftragen der Formharzschicht die Form
fertig zu stellen. In diesem Fall wird die noch 1. feuchte Formenharzoberfläche
mit Glasfaserschnitzel (0,2 mm) oder mit geschnittene Glasfaser (3-6 mm) dick
bestreut. Nach dem Aushärten am anderen Tag, werden überschüssige Fasern
vorsichtig abgebürstet und abgesaugt. Die Fasern die nun aus dem Formenharz
herausragen dienen als mechanische Verbindung für die später aufzutragende
Kupplungsschicht.
Ecken ausrunden und verstärken.
Das Verstärkungsgewebe, meist aus Glas, hat eine gewisse Rückstellkraft
und lässt sich daher nicht in scharfe Ecken legen. Durch die eigene Rückstellkraft
hebt sich das Gewebe wieder vom Untergrund ab, wodurch sich dann Luftblasen
bilden. Deshalb ist es wichtig, die Ecken so mit Füllmaterial aufzufüllen,
dass der Radius möglichst klein wird. Als Füllmaterial eignet sich ein Brei
aus Epoxydharz mit Baumwollflocken, Glasfaserschnitzel oder beides wie oben bei
der Kupplungsschicht beschrieben. Wird eine höhere Belastbarkeit gefordert, können
auch Glas-, Aramid- oder Kohlerovings eingelegt werden.
Laminieren.
Unter Laminieren verstehen wir das von Hand schichtweise Einbringen von
Verstärkungsgewebe.
Laminarharz.
Laminarharz ist ein dünnflüssiges Lösemittel und füllstofffreies
Laminarharz zum Tränken von Glas, Aramid und Kohlenstofffasern. Es gibt für
jeden Einsatzzweck den passenden Härter. Für schnelle und mittlere Tropfzeit.
Der Härter L hat eine mittlere
Tropfzeit von 40 Minuten. Er ist der meist verwendete Härter. Das Harz eignet
sich auch für Verklebungen von Holz, Kunststoffen, Keramik usw. und lässt sich
ohne Anpressdruck ausführen. Die Aushärtung erfolgt praktisch ohne Schwund.
Nacheinander werden jeweils 3 Lagen Glasgewebe 161g/m2
, 280d/m2 und 580g/m2 auf die nasse Kupplungsschicht
gelegt und mit Laminarharz getränkt. Für verzugsfreie Formen wird der gleiche
Aufbau rückwärts laminiert. Auf die letzte Lage Glasrovinggewebe 580 g/m2
werden wieder retour drei Lagen Glasgewebe 280 g/m2 und 161 g/m2
laminiert. Zusätzlich können noch weitere Lagen auflaminiert oder zusätzliche
Versteifungen, Metall oder Holzprofile eingeharzt werden.
Im einzelnen sieht das so aus. Zuerst wird Laminarharz angerührt,
aber nur soviel, wie verarbeitet werden kann. Ich verwende das Laminarharz L und
Härter L. Die Verarbeitungszeit beträgt 40 Minuten. Mit dem Härtet L-3261, 90
Minuten. Die Zeit mit dem Härter L sollte aber ausreichend sein. Das
Mischungsverhältnis Harz- Härter beträgt 100 Teile Harz zu 40 Teile Härter.
Die Mischung wird ausgewogen. Damit die Mischung auch immer stimmt, gibt es eine
Mischtabelle in 10 Grammschritten hinten im R&G Katalog. Die nächste Frage
ist, wie viel Harz auf wie viel Gewebe. Das ideale Volumenverhältnis ist 40:60.
Da dieses Verhältnis beim Handlaminieren nur schwer erreichbar ist, kann man
mit einem Anteil von 50:50 schon sehr zufrieden sein. Das zugeschnittene Gewebe
muß also gewogen werden. Der gleiche Gewichtsanteil wird als Harzmenge benötigt.
Auf die noch feuchte Kupplungsschicht wird Laminarharz gestrichen. Darauf
wird die Erste Lage Gewebe gelegt. Als erste Lage wird ein dünnes Gewebe über
die ganze Länge gelegt. Je dünner, desto besser lässt es sich um Ecken und
Kanten verlegen. Bei schwierigen Verhältnissen ist es besser mehrere Lagen dünnes
Gewebe zu verlegen, als ein dickes Gewebe. Mehrere Lagen dünnes Gewebe ergeben
eine höhere Festigkeit als wenige Lagen dickes Gewebe. Da etliche Lagen Gewebe
aufgelegt werden müssen, ist es ratsam, mittels einer Schablone das Gewebe
vorher zuzuschneiden. Entweder aus Pappe, oder indem man die Form mit eine
dickere Folie abformt und später
bei der Negativform in die Form in drückt. Mit dem Pinsel wird das Gewebe in
das Laminarharz gedrückt. Das Harz wird von unten nach oben durch das Gewebe
gearbeitet. Eventuell eingeschlossene Luftblasen werden so herausgedrückt. Es lässt
sich optisch schnell feststellen, ob das Gewebe richtig durchtränkt ist. Nicht
getränkte Stellen erscheinen weiß, richtig getränkte Stellen transparent.
Lufteinschlüsse erkennt man an hellen Stellen. Glänzende Stellen bedeuten
zuviel Harz. Dieses wird auf andere Stellen verteilt, oder abgetupft. Gutes
Laminat zeigt auf der Rückseite seine raue Gewebestruktur.
2. Formhälfte.
Nach dem Aushärten der ersten Formhälfte wird das
Trennbrett entfernt. Das Urmodell muss in jedem Fall in der Form verbleiben bis
die 2 Hälfte abgeformt ist. Das Modell mit der 1. Abformung wird gedreht, so
dass die 2. abzuformende Hälfte des Modells oben liegt. Der Rand der 1. Form
wird mit Wasser gereinigt. Jetzt
erfolgt der gleiche Aufbau wie bei der 1. Form. 2 mal Wachsen, Plättchen zur
Fixierung der Durchbrüche aufkleben, Trennmittel aufbringen. Auf die
Verschraubungen werden die Gegenstücke aufgeschraubt und mit Modelliermasse
verschlossen, dann folgt Formenharz, Kupplungsschicht, Glasgewebe,
Kupplungsschicht und als Abschluss wieder ein Anstrich mit Formenharz P. Es ist
wichtig, dass der Laminatsaufbau der gleiche ist wie bei der 1. Form, weil es
sonst Verspannungen geben kann, oder sich die Form verzieht.
Sind beide Formhälften gut durchgehärtet, was nach ca. 20
Sunden der Fall sein dürfte, werden sie getrennt. Beim Trennen der Form kann es
gelegentlich Schwierigkeiten geben. Versucht man dann mit einem Schraubenzieher
die Form aufzuhebeln, kann die Form beschädigt werden. Da ist es besser, man
plant solche Schwierigkeiten im Voraus ein, und laminiert auf eine Seite eine
Fix- A- Form Gewindemuffe ein. Auf der Gegenseite im anderen Teil der Form, wird
ein Metallplättchen mit einlaminiert. Durch Eindrehen einer Inbusschraube
wird die Form dann auseinandergedrückt. Danach wird sie auf Fehler
untersucht. Kleine Löcher an der Oberfläche werden mit Formenharz gefüllt,
und mit aufgeklebtem Tesafilm geglättet. Die Formen werden gereinigt, poliert
und mehrmals gewachst und abschließend
mit Folientrennmittel behandelt. Nach ausreichender Trocknung, nach ca. 20
Minuten kann mit dem nächsten Arbeitsgang begonnen werden.
Es folgt das Auftragen der Deckschicht in die Form.
Deckschicht.
Die
Deckschicht ist ein UV- stabilisiertes thixotropes (eingedicktes)
Feinschichtharz auf Epoxydharzbasis. Es erzeugt eine glatte Oberfläche die ohne
spachteln lackiert werden kann. Sie schützt das Laminat vor Feuchtigkeit,
UV-Strahlen und anderen Umwelteinflüssen. Es gibt Deckschichtharze in weiß,
farblos oder in einer beliebigen Buntfarbe. Ich verwende das EP- Deckschichtharz
farblos und den Härter SF mit einer Verarbeitungszeit von 15 Minuten. Da die
Deckschicht so etwas wie das Kleid des Bootes ist,
wäre es wenig sinnvoll ich würde ein weißes Deckschichtharz nehmen, um
es dann später mit graue Farbe zu überspritzen. Jede kleine Unachtsamkeit und
Schramme würde die störende weiße Deckschicht zu Tage bringen. Ich füge
deshalb dem Deckschichtharz die Epoxydfarbe silbergrau (Ral 7001) zu. Die
Zugabemenge zum Harz beträgt 5% Gewichtsmenge. Allgemein herrscht vielleicht
die Meinung vor, das die Deckschicht bei Zugabe von Farbpasten die Härte
verliert. Das ist nicht der Fall. Als erstes wird die Farbe mit dem Harz
vermischt. Aus dieser Gewichtsmenge wird der Anteil des Härters bestimmt.
Eine
andere Methode die Deckschicht zu gestalten ist das Auftragen einer farblosen
Schicht UP- Vorgelat. UP- Vorgelat (Schwabbellack) ist auch ein Deckschichtharz,
weist eine große Kratzfestigkeit auf und ist Licht- und Wetterfest. Es ist
thixotrop (eingedickt) eingestellt. Es kann in einer Schichtstärke bis 0,5 mm
an senkrechten Flächen aufgetragen werden. Auf dieser Oberfläche können
Acryl- oder Kunstharzlacke aufgebracht werden. Die dann durchscheinen. Außerdem
können auch Folien und Schriftzüge mit eingelegt werden.
Nach
dem Auftragen von Deckschichtharz bleibt das Ganze stehen, bis das Harz
angeliert ist. Das kann 1-2 Stunden dauern je nach Schichtstärke. Die Oberfläche
muss eine gleichmäßige Mattierung aufweisen. Beim Überstreichen darf man
nicht kleben bleiben. Die Gelierzeit muss unbedingt abgewartet werden.
Als nächstes
wird Laminarharz angemischt. Der Rand der Zwischendecköffnung wird mit Glas-
oder Kohlefaserband verstärkt. Glas- oder Kohlerovings tun es auch. Diese gibt
es als endlose Faserstränge auf eine 20 Meterrolle. Eine dünne Schicht
Laminarharz wird auf das Deckschichtharz aufgetragen. Die Verstärkungen werden
eingelegt und mit dem Pinsel angedrückt. Die nun folgenden Gewebelagen werden zügig
hintereinander aufgelegt und mit Harz getränkt. Dabei ist es wichtig darauf zu
achten, dass sich keine Gewebebahn
wieder abhebt. Die Verarbeitung der Gewebebahnen ist die Gleiche wie zuvor bei
der Herstellung der Form.
Unser
Laminat soll eine Stärke von ..ca.3 mm.. haben. Die Bugspitze ist aber nur :5mm
dick. Das bedeutet, dass nicht alle Gewebebahnen bis in die Bugspitze verlegt
werden können. Vielleicht nur jede zweite. Das tut der Stabilität des Rumpfes
aber keinen Abbruch, zumal der Bug- und das Heckteil sowieso keinem Wasserdruck
standhalten müssen. Diese Bereiche werden von
Wasser durchflossen. Beim Laminieren sieht man ja , wenn die Form
im Bug bündig zum Rand voll ist.
Das
Gewebe ragt zum Schluss über die Form hinaus. Bis auf ca.1,5 cm wird der Überstand
abgeschnitten. Das Abschneiden sollte noch im feuchten Zustand vorgenommen
werden, da sich das Laminat dann besser schneiden lässt. Beim Abschneiden das
Gewebe nach außen wegbiegen, damit keine Reste ins Laminat fallen. Damit später
beide Hälften miteinander verbunden werden können, lassen wir bei der einen
Formhälfte unten (Kiellinie) einen Laminatrand von ca. 1,5 cm stehen, oben
dagegen schneiden wir das Laminat bündig an der Formkante sauber ab. Bei der 2.
Formhälfte machen wir es genau umgekehrt. Unten sauber abschneiden, oben einen
Rand stehen lassen. Dieses trifft natürlich nur für den Bug- und Heckbereich
zu. Der mittlere Teil kann ja nicht verbunden werden, da hier die Zwischendecköffnung
ist. Dieser Bereich wird sauber an der Formkante abgeschnitten. Hierfür nimmt
man am Besten eine gebogene Schere. An Rundungen, z.B. im Bugbereich, wird das
überstehende Laminat mehrmals eingeschnitten. So lässt es sich später besser
andrücken.
Damit
beide Formhälften nahtlos zusammengefügt werden können, muss der Laminatüberstand
im noch nassen Zustand in die andere Hälfte gedrückt werden. Deshalb muss auch
die 2. Hälfte zügig laminiert werden. Eine andere Möglichkeit ist, dass alle
Kanten sauber beschnitten , und dann mit einem einlaminierten Gewebeband
verbunden werden. Ich halte die erste Methode für die sichere. Sind beide
Rumpfhälften laminiert und beschnitten, legen wir sie vorsichtig übereinander.
Beide Laminatüberstände ragen nun frei
in die jeweils andere Hälfte. Vorsichtig werden beide Hälften bündig übereinander
geschoben und mit den Stahlzapfen der Passdübel fixiert. Jetzt können beide Hälften
zusammen geschraubt werden. Die Überstände
streiche ich zur Sicherheit noch dünn mit Formharz ein. Ebenso die gegenüberliegende
Fläche. Mit einem langen Pinsel oder Rolle werden sie von der Zwischendecköffnung
aus in die jeweils andere Hälfte gedrückt. In die Bugspitze verstreiche ich
noch einen Brei aus Epoxyd-Laminarharz vermischt mit Baumwoll- und
Glasfaserschnitzel. ( wie Kupplungsschicht). Normalerweise müssten anschließend
auch die Abschottungen vorne und hinten nass in nass
einlaminiert werden. Damit
aber kein Stress aufkommt, kann an den Stellen, wo die Abschottungen geplant
sind, Abreisgewebe eingeklebt werden. Um das Abreisgewebe herum wird der ganze
Innenraum mit Formenharz geglättet und somit gleichzeitig geschützt. Nach ca.
20 Stunden ist das Laminat durchgehärtet. Die Zwischendecköffnung wird sauber
beigeschliffen. Die Form wird dann
aufgeschraubt. Sollten an den Nahtstellen Harzaustritte sein, werden diese
entfernt. Mit Hilfe der Fix-A-Form Gewindemuffe drücke ich mit der
Inbusschraube gegen das Metallplättchen die Form im Kielbereich vorsichtig
auseinander. Da die Satteltanks im Bereich des Ausschnitts wie bereits
angedeutet eine Hinterschneidung darstellen, hatte ich schon einige bedenken, ob
ich den Rumpf überhaupt aus die Form bekomme. Die Form wird im Kielbereich
angehoben und gleichzeitig nach oben gedrückt.
Form aus Laminierkeramik.
Eine Abweichung der klassischen Abformung mit GFK ist die
Abformung mit Laminierkeramik. Sie erspart das Mehrmalige auflegen von
GFK-Matten.
Laminierkeramik ist pulverförmig. Mischungsverhältnis
Pulver: Wasser = 100:28 Gewichtsteile. Rührzeit 1 Minute, Verarbeitungszeit ca.
35 Minuten, Erstarrungsende ca. 50 Minuten.
Laminierkeramik eignet sich hervorragend zu Herstellung großer
und kleiner Formen. In Verbindung mit Glasgewebe M1 ergibt sich ein
anschmiegsamer dicker Gewebemattenkomplex. Jede Lage Gewebe ergibt im Laminat
eine Schichtstärke von ca. 5 mm. Zur Verarbeitung wird das Gewebe in handliche
Stücke geschnitten, und durch Eintauchen in die dünnflüssige Keramikmasse
vorimprägniert und dann aufgelegt.
Der Aufbau der Abformung ist ähnlich wie der mit GFK.
Grundierwachs, Folientrennmittel, Aufpinseln des Epoxyd-Formenharzes P. Diese
Schicht lässt man vor dem nächsten Arbeitsvorgang angelieren, ca. 1-2 Stunden.
Auf die noch klebrige Oberfläche wird eine Kupplungsschicht aus Epoxydharz mit
Glasfaser und Baumwollschnitzel ca. 3 mm dick aufgetragen. Anschließend sofort
Laminierkeramik anmischen. Glasgewebe M1 mit Laminierkeramik völlig durchtränken,
überflüssige Masse nur leicht herauspressen und auf die noch nasse
Kupplungsschicht auflegen. Je nach Bedarf kann noch eine 2. Lage aufgelegt
werden. Großflächige Formen sollten mit Verstärkungsrippen versehen werden.
Nach dem Abbinden der Laminierkeramik und dem Aushärten des Deckschichtharzes
kann die 2. Hälfte des Urmodells abgeformt werden.
Siliconkautschuk
(Elastosil M)
Siliconkautschuk
erlaubt die Herstellung einer hochflexiblen Form von Formteile mit
Hinterschneidungen. Die Vulkanisation der additions vernetzenden
Siliconkautschuke erfolgt durch vermischen der beiden Komponenten A und B. Diese
beiden Komponenten sind genau aufeinander abgestimmt und werden deshalb nur
zusammen ausgeliefert. Die Kautschukmasse ist im Lieferzustand werden als
toxisch oder aggressiv anzusehen. Daher erübrigen sich besondere Vorsichtsmaßnahmen.
Die Härter dagegen können Reizerscheinungen auslösen, wenn sie unverdünnt
auf die Haut gelangen. Die Dosierung der Komponenten verlangt eine genaue
Einhaltung des Mischverhältnisses. Durch die Vermischung von Kautschuk und Härter
wird zwangsläufig eine bestimmte Menge Luft in die Kautschukmasse eingetragen.
Zur Erzielung völlig luftblasenfreier Vulkanisate müssen daher gießbare
Mischungen unter vermindertem Druck (10-20 mbar) in einen Exikator entlüftet
werden. Sicherlich haben die wenigsten Modellbauer diese Vorrichtung. Ein
Exikator ist ein Gefäß aus dem die Luft abgesaugt werden kann. Dazu braucht
man eine Vakuumpumpe. Ich habe einen kleinen Kompressor und festgestellt, dass
sich mit der Luftansaugöffnung
hervorragend ein Vakuum erzeugen lässt.
Da sich
die katalisierte Masse während des Evakuierens sehr stark ausdehnt, darf das
verwendete Gefäß nur zu höchstens einem viertel seines Gesamtvolumens mit
dieser gefüllt werden. Während des Evakuierens steigt die Masse zunächst hoch
und fällt dann von selbst zusammen. Droht die Masse dennoch überzulaufen, muss
kurz belüftet werden. Giesbare Siliconkautschuke werden nach dem entlüften im
Vakuum aus möglichst geringer Höhe im dünnen Strahl aufgegossen. Falls keine
Evakuiermöglichkeit besteht, wird ein gewisser Entlüftungseffekt erreicht,
wenn die Masse aus großer Höhe in möglichst dünnem Strahl gegossen wird. Nähere
Angaben und mehr stehen im Handbuch über Faserverbundstoffe von R&G.
Abreisgewebe
95/m2.
Abreisgewebe
ist ein Leinwandgewebe aus Nylon. Es wird als letzte Lage in das Laminat
eingebracht. Nach der Aushärtung bzw. vor einer Verklebung der Teile wird das
Abreisgewebe abgerissen. Es hinterlässt dabei eine gleichmäßige raue,
schmierfilmfreie klebbahre Oberfläche.
R&G-Thixotropiermittel.
Es
findet Verwendung bei der Herstellung von nicht ablaufenden Deckschicht- und
Klebeharzen, Spachtel- und Füllmassen. Durch die Zugabe von Harz wird ein
Ablaufen an geneigten Flächen verhindert.
R&G-Baumwollflocken
Hauptsächlich
zum Anmischen leichter, nicht ablaufender Harzmassen und Kleber, vor allem im
Modellbau und in der Luftfahrt. Baumwollflocken sind für sich alleine oder in
Abmischung mit Glasfaserschnitzeln einsetzbar. Speziell bei Kupplungsschichten
und Auffüllungen im Formbau binden die fasern das Harz und verhindern das Aus-
und Ablaufen aus der Glasfasermischung. Reine Harz/Baumwollmischungen weisen
eine erhöhte Schlagzähigkeit sowie verbesserte Zug-; Druck- und
Biegefestigkeiten auf. Die Formstoffe sind schleifbar und auf Grund der
niedrigen Faserdichte relativ leicht.
R&G-Glasfaserschnitzel.
Für
Faserspachtel und Pressmassen, Kunststoffputze, Kitte, Kleber,
Korrosionsschutzanstriche, Asbestersatz. Kupplungsschichten im Formenbau, wobei
Kanten aufgefüllt und hinterfüttert sowie Passdübel und Verschraubungen
eingebettet werden. Dazu wird meist eine Mischung aus 50 Volumen % Glasschnitzel
und 50 Volumen % Baumwollflocken verwendet.
Glass
Bubbles (Mikro Ballons)
Sie
werden vor allem zum Anmischen von Leichtspachteln- Klebestoffen und Pressmassen
verwendet. Sie Erhöhen die Schlagfestigkeit und Druckfestigkeit der Formmassen.
Durch ihre Kugelform wirken Micro Glashohlkugeln wie kleine Kugellager und
verbessern dadurch das Fließverhalten von Epoxyd- und Polyesterharzen. Nicht
ablaufende Mischungen werden durch eine zusätzliche Beigabe von
Thixotropiermittel erreicht.
Mischen:
Harz und Härter müssen gut gemischt werden. Auf die
Einhaltung des Mischungsverhältnisses ist zu achten. Eine höhere Härterzugabe
als vorgeschrieben ergibt keine schnellere Härtung, sondern nur schlechtere
Eigenschaften. Ebenso läßt sich die Verarbeitungszeit durch eine geringere Härterzugabe
nicht verlängern. Abweichungen im Mischverhältnis verschlechtern die
Formstoffeigenschaften. Bei großen Abweichungen kann die Härtung völlig
ausbleiben.
Füllstoffe und Zusätze.
Die Eigenschaften von Epoxydharzen können durch verschiedene
Zusätze verbessert werden. Beim Mischen der Komponenten muss eine bestimmte
Reihenfolge eingehalten werden. Füllstoffe, die keine chemischen Veränderungen
bewirken, werden dem Harz-Härtergemisch zugesetzt. Dieses sind z.B.
Glasschnitzel, Thixotropiermittel, Baumwollflocken und Metallpulver. Ebenso können
Komponenten die Epoxydgruppen enthalten z.B. Epoxydfarbpasten, Reaktivverdünner
in die Harzkomponente gemischt werden. Kleinere Mengen bis 500 Gramm sollten gründlich
von Hand gerührt werden. Größere Mengen lassen sich nur noch mittels
Mischpropeller und Bohrmaschine herstellen.
Arbeitsgeräte und Mischgefäße.
Die für Harz und Härter verwendeten Gefäße, Gräte und
Werkzeuge müssen sauber sein. Es darf sich kein Öl, Wachs oder Fettfilm an den
Teilen befinden. Es sollten Mischgefäße mit glatter Wand und Boden verwendet
werden. Ich hatte für diesen Zweck schon seit längere Zeit im Voraus Joghurt
und Margarinebecher gesammelt.
Verarbeitungszeit.
Die Gebrauchsdauer (Tropfzeit, Verarbeitungszeit) der
Mischung ist abhängig von der Ansatzgröße. ( je größer desto schneller.)
und von der Temperatur. Größere Mengen verkürzen auf Grund exothermischer
Reaktion (Reaktionswärme) die offene Zeit. Sie sollten in flache Schalen gefüllt
werden, um einen Wärmestau zu verhindern. Notfalls kann man die Mischung in
eine mit Eisstücken gefüllte Schale stellen. Eine zügige Verarbeitung ist
erforderlich.
Verdünner.
Epoxydlaminarharze von R&G sind Lösemittelfrei. Die für
die Tränkung von Verstärkungsfasern notwendige niedrige Verarbeitungsviskosität
wird mit Reaktivverdünner eingestellt. Reaktivverdünner sind
epoxydgruppenhaltige niedermolekulare Verbindungen, die mit aushärten.
In Sonderfällen kann die Viskosität durch eine weitere Zugabe von
R&G Reaktivverdünner H eingestellt werden. Mit steigender Menge wird jedoch
die Festigkeit und Wärmeformbeständigkeit der Formstoffe herabgesetzt.
Laminatherstellung.
Der günstigste Verarbeitungstemperaturbereich liegt zwischen
25 und 35° C. Die relative Luftfeuchtigkeit sollte 70% nicht überschreiten.
Niedrige Temperaturen des Harzes und kalte Formoberflächen verlängern die
Verarbeitungs-, Gelier -, und Aushärtezeit. Unter 15°C verläuft die Reaktion
sehr gebremst, unter 10°C kommt sie schnell zum Stillstand. Eine vollständige
Durchhärtung ist nur dann möglich, wenn die Reaktion durch erwärmen auf 20-30°C
erneut gestartet wird.
Härtungstemperaturen.
Die meisten Systeme werden kalt gehärtet. (bei Raumtemperaturen ca.22°C)
Die Formstoffe erreichen bereits nach 20 Stunden eine gute Festigkeit, härten
aber noch einige Tage nach und gewinnen dabei an Festigkeit und Wärmeformbeständigkeit.