Laminat-/Sandwichaufbau Deck/Standfläche

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  • moinsen:


    Bei meinem Custom war das Deck schon an verschiedenen Stellen weich. 2x Reparatur beim Hersteller und eine selbst gemachte haben das Gewicht mittlerweile um 1,6 kg erhöht. Da jetzt ausserhalb des bereits reparierten Bereiches (zwischen den Schlaufen) wieder weiche Stellen auftreten (Mastfuß-Bereich), will ich's dieses Mal richtig machen und nicht einfach noch mal unterspritzen und zusätzlich Carbon und Glas draufpacken.


    Geplant ist:

    - Fraglichen Bereich so weit ausfräsen, bis ich auf gesundes Material (Styropor) komme.

    - Das entstandene Loch bis auf die Höhe des späteren Sandwichs mit XPS 30 kg/m³ auffüllen

    - Sandwichaufbau


    Die Fragen dazu:

    - Ist der Einsatz von XPS zum Auffüllen hier sinnvoll oder kann das Probleme wegen unterschiedlicher Flexibilität/Druckfestigkeit im Vergleich zu Styropor machen?

    - Wie baut man ein stabiles und leichtes Sandwich?

    Geplant habe ich als Kernmaterial 3D-Core. Das ist 45 kg/m³ XPS mit einer eingefrästen, durchgehenden Wabenstruktur, die sich beim Laminieren mit Harz füllt und dadurch die Druckbelastbarkeit des XPS drastisch erhöht. Die Waben haben etwa die Größe einer 1.- €-Münze. Habe ich in 15 mm Stärke hier (abschleifen geht immer) und schon sehr gute Erfahrungen im Lautsprecherbau damit gesammelt.


    Unsicher bin ich bez. des optimalen Materialaufbaus: Ich tendiere dazu, das Kernmaterial möglichst dick zu lassen (also 10-15 mm) , da die Biegesteifigkeit eines Sandwichs mit dessen Dicke extrem zunimmt. Einwände?


    Ich plane, überwiegend Carbon/Kevlar einzusetzen und nur die Oberfläche mit einer dünnen Lage Glas abzuschließen. Carbon für die Biegesteifigkeit, Kevlar gegen Dellen/Durchstiche und Glas für die Dichtigkeit.

    Eine Idee wäre: Unten 200 Gramm Biax-Carbon und oben 200 Gramm Biax-Carbon, 100 Gramm Kevlar-Gewebe und 80 Gramm Glas. Wären rund 1200 Gramm Laminat/m² (Vakuumverfahren, keine Infusion) + 1200 Gramm/m² für den wabengefüllten 3D-Core in 15 mm Stärke. Macht insgesamt 2,4 kg/m².


    Ich weiss, dass Honeycomb leichter wäre, aber mit dessen Harzaufnahme relativiert sich das auch wieder etwas und ein dickes Sandwich spart ja auch wieder Kernschaum ein. Zudem wäre ein 15 mm Sandwich erheblich steifer als ein 3 oder 6mm Honeycob, egal ob einfach oder Doppelsandwich. Ich traue dem 3D-Core-Material einiges zu was das Verhältnis Gewicht zu Biegesteifigkeit angeht.


    Passt der Laminataufbau so oder ist er eher zu mager?


    Vielen Dank!!

  • Der grundsätzliche Nachteil gängiger Sandwichtechniken im Surfboardbau ist der schnelle Übergang von "weichem" Kernmaterial zu "hartem" Sandwich.


    Das Strukturversagen entsteht, weil durch die Belastungen das Sandwich durchfedert und so auf Dauer den darunter liegenden Schaum zusammendrückt. Dadurch liegt das Sandwich dann "hohl" und als nächstes delaminiert das Sandwich. Dann ist Schluß mit Lustig.


    Eine "mittelharte" Zwischenschicht würde bei Belastungen die Kräfte auf eine viel größere Fläche auf dem "weichen" Kern abstützen. Das kann der Kern dann ab und die Zwichenschicht muß fest genug sein, um nicht in Beulen zusammenzubrechen.


    Ich würde folgender Maßen vorgehen:


    Als erstes mit einer Oberfräse ausgehend vom Originaldeck kreuzweise Linien mit ca 1 cm Tiefe durch die defekte Stelle fräsen. So ein Schachbrettmuster mit 1x1 cm großen "Feldern".

    Die Felder einzeln rausbrechen, die Rillen bilden genau die alte Deckskontur ab.

    Dann mit PU-Kleber eine normale 4 mm Sandwichplatte einsetzen. Dann eine Lage 80 g Glas drüber (falls es dir noch nicht aufgefallen ist - eine Lage 80 g Glas ist im Endeffekt leichter als eine Lage 80 g Carbon!!!). Diese Lage sollte unter das vorhandene Sandwich an den Rändern laufen. Das eigentliche Sandwichmaterial habe ich immer einfach durch mittelhartes 5 mm Balsaholz (65 g) ersetzt, das verklebt sich sehr gut mit den Glas/Carbonlagen und lässt etwas in der Kontur nachschleifen an der Oberseite. Außen 2 x 160 g Carbon und 1 x 80 g Glas hat sich bei mir als unkaputtbar erwiesen.


    Der Aufbau ist also:

    weicher Kern, etwas härterer Sandwichschaum, Stützlage Glas fürs neue Sandwich, jetzt wieder etwas härteres Balsaholz, knüppelharte Außenlage mit 2 x Carbon gegen jegliches Durchbeulen.

    Alle gängigen Kräfte können die Außenlage Carbon/Balsaholz nicht nennenswert durchbiegen, deshalb bleibt der Innenschaum immer unter der Belastungsgrenze für Punktbelastungen.


    mfg

    Dr. Spin Out

  • Hallo Dr. Spinout,


    vielen Dank für die ausführlichen Hinweise!! :keks:

    Der Gedanke mit dem sanfteren Übergang hart zu weich kam mir auch, deswegen der Plan XPS anstelle Styropor. Ich denke aber, Styropor federt besser zurück während in XPS eher Dellen = Hohlräume bleiben, das will ich aber noch austesten.


    Das Kreuzmuster mit der Fräse hatte ich auch so vor, um die Kontur des Decks am Fräsboden exakt nachzubilden.


    Balsa als Kern habe ich im Zuge meiner Boxen-Entsicklung getestet, das schnitt nicht schlecht ab. Erstaunlicherweise im Sandwich mit normalen Balsa-Brettchen (mittelhart) besser als mit Balsa-Stirnholz, welches ja als Sandwich-Material eher propagiert wird. Jedoch stand am Ende das 3D-Core-Sandwidch noch besser da, was Gewicht/Steifigkeit angeht und nimmt zudem - im Gegensatz zu Holz, kaum Wasser auf. Dazu ist es im unlaminierten Zustand wegen der rautenförmigen Fräsung auch noch recht gut formbar, was bei dem nicht ebenen Fräs-Boden hilfreich sein könnte. Ich werde also beim 3D-Core bleiben.


    Laminat: 80 Gramm Carbon sind leichter als 80 Gramm Glas? :confused: Nicht eher dünner? ;) Egal - ich weiss, was Du meinst.

    Anyway - die untere Lage soll doch vor Allem Zugkräfte aufnehmen, und da ist Carbon bei gleichem Gewicht Glas doch deutlich überlegen. :headscratch:

    In der Oberlage bin ich wie Du von rund 400 gr/m² Gewebe ausgegangen. Ich werde das Kevlar also weglassen und den Aufbau wie von Dir beschrieben machen.


    Nochmals Danke!!

  • .......Anyway - die untere Lage soll doch vor Allem Zugkräfte aufnehmen, und da ist Carbon bei gleichem Gewicht Glas doch deutlich überlegen. :headscratch:.......

    Hast du schon jemals gesehen, daß die untere Lage auf Zug gerissen ist????

    Erst wenn das Sandwich komplett delaminiert ist, bricht die untere Lage, üblich bei Cobra 50 - 80 g Glas. Ich habe schon oft eingebrochene Decks gesehen, bei denen das obere Laminat und die Sandwichschicht gebrochen sind und so komplett rausgepult werden können, und darunter ist die fast unversehrte untere Glasschicht noch erhalten. Zu meiner Verwunderung auch teilweise mit großen Bereichen völlig ohne Harz, da braucht man sich nicht zu wundern, daß das nix hält. Aber das Gewichtslimit hatten sie wohl eingehalten und man sieht ja hinterher nichts mehr davon.


    Da die leichten Carbongelege (kommen vom Raketenbau!) sehr schweineteuer sind, nimmt man Glas wegen der besseren Auswahl.

    Letztendlich ist tatsächlich eine Lage aus 80 g Glas leichter als eine Lage aus 80 g Carbon, da der Carbonfaden mit seinen geringeren spez. Gewicht natürlich dicker ist und somit bei dem üblichen Handlaminierverfahren auch deutlich mehr Hatz aufnimmt.


    mfg

    Dr. Spin Out

  • Naja - Carbon hab' ich hier noch einiges rumliegen, Glas müsste ich erst besorgen. Dazu hat Gelege wieder eine etwas geringere Harzaufnahme als Gewebe. Vakuum ist aber vorhanden und wurde auch schon erfolgreich zum laminieren genutzt (z.B. Gitarrenhals).

  • Langsam geht's los.

    Für den Anfang habe ich erst mal den Aufbau des bisherigen Decks untersucht. Durch die Finnenkasten-Reparatur musste ich ja schon ein Stück aus dem Deck schneiden und hab das jetzt mal aufgedröselt, vermessen und gewogen.

    Der bisherige Aufbau war (von unten nach oben):


    - Styroporkern

    - Biaxial-Carbongelege 200 gr./m², Laminatgewicht 388 Gramm/m², Laminatstärke 0,26 mm

    - Nomexwabe 1,6 mm dick, Wabengröße 3,8 mm, mit Schaum? gefüllt, 385 gr/m²

    - Carbon-Kevlar-Leinwandgewebe 140 gr/m², Laminatgewicht 260 gr/m², Laminatstärke 0,20 mm


    Gesamt: Dicke 2,04 mm, Gewicht 1032 gr/m² zuzüglich Verspachtelung, Topcoat, Standflächenlack.

    Das kommt mir schon reichlich fragil vor und so wundert es mich nicht, dass der Standbereich normale Benutzung (Freeride, keine Sprünge) nicht lange ausgehalten hat.

    Alleine die Materialstruktur der Oberseite (Leinwand - die Kohlefasern laufen mit der Brettachse, die Kevlarfasern quer dazu) überzeugt mich nicht, da hier in 2 Achsen unterschiedliche Biegesteifigkeiten auftreten.


    Ob/welche Verstärkung im Bereich der Schlaufen eingebaut wurde, kann ich noch nicht sagen. Unter den Schlaufen wurde ja auch nie etwas weich, nur dazwischen und davor (zwischen Mastspur und vorderen Schlaufen.

  • Aloha.

    Der Aufbau ist aber lustig.

    Das dicke Carbon als stützschicht unter dem Sandwich, dann sehr dünnes Sandwich und dann recht dünnes Carbon/Kevlar???

    Mysteriös...

  • yup - kam mir auch seltsam vor.

    Ich hatte es dem guten Mann auch nicht einfach gemacht und auf einem Endgewicht (mit Pads, ohne Schlaufen) < 5,5 kg bestanden - für einen Twinser 242x65 cm, 112 l mit 2 Powerboxen wohlgemerkt. Anyway - vom Shape bin ich immer noch begeistert und deswegen lohnt auch eine Großreparatur nach 8 Jahren.


    Ich vermute Mischgewebe außen um eine etwas höhere Schlagferstigkeit zu erreichen, vielleicht auch wegen der (etwas durchscheinenden) Optik.

    Ich kann aber nicht ausschließen dass das, was ich für Topcoat gehalten und abgeschliffen habe, ebentuell auch eine zusätzliche dünne Schicht Glas war,

    Technisch verstehe ich den Aufbau auch nicht wirklich und plane für den Neuaufbau auch etwas anderes. Das wird wohl auch etwas schwerer, aber lieber 500 Gramm mehr als später wieder weiche Stellen mit kiloweise Harz zu unterspritzen.

  • Hmmm, spannend wird es das von den Dimensionen und der Haltbarkeit vergleichbar hinzubekommen...

    Wie die boardlady sagt darf es ja nicht deutlich stabiler oder deutlich fragiler werden, weil man sonst die sollbruchstellen selber eingebaut hat...


    Also müsstest du eigentlich bei einem partiellen Neuaufbau ähnlich vorgehen...ggf. aber einfach 2mm airex 70.90 nehmen statt der Wabe und dann oben druff kein mischgewebe sondern einfach 2 lagen, einmal Carbon und darauf kevlar? Nur so eine Idee...

  • ...ahhh, gerade gelesen dass du ja schon ne Idee hast....liest sich alles auch sehr schlüssig...

  • und dann oben druff kein mischgewebe sondern einfach 2 lagen, einmal Carbon und darauf kevlar? Nur so eine Idee...


    Das war mein Plan: Oben und unten gleiche Lagen Biax-Carbon 200-250 für optimale Sandwich-Eigenschaften, darüber Kevlar 100 als Schlagschutz. Wobei ich aufgrund des geplanten Softdecks überlege, darunter auf das Kevlar zu verzichten und statt dessen nur 'ne dünne Lage Glas 60 als "Dichtlage" zu nehmen :/