Sandwichmaterialien...mal wieder

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  • Moinsen liebe Leute.


    Da ihr es ja verfolgt habt, dass es bei mir wegen Pinholes wohl demnächst meinen goßen FreeRacer in der Version 1.0 geben wird, ich aber mit dem (vor der Wasserung) erzielten GEsamtgewicht nur mittelmäßig zufrieden war, bin ich jetzt am Überlegen, welchen Sandwichwerkstoff ich verwenden will.


    Das AIREX T90.xx (PET AIREX) werde ich wohl nicht wieder verwenden, weil die Biegsamkeit nicht soo doll war wie erhoft, dafür ja kein Tape richtig drauf hält, was einem beim LAminieren nicht nur Schweißperlen auf die Stirn treibt, sondern auch durchaus zum mehrfachem lautstarken Fluchen einlädt und ich das Gefühl hatte, dass es i.E. ein recht schwerer Schaum war und auch nicht wenig Harz aufgenommen hat.


    Ich bin gerade am Überlegen zwischen den folgenden:


    AIREX C70.75

    AIREX C70.55

    3D-Core 3mm XPS (HEX)


    Bei den AIREXEN steht das m³ Gewicht ja schon im Namen mit 60kg/m³ bzw. 80kg/m³. Das XPS hat dagegen nur 45 kg/m³, dafür aber eine besch***** Druckfestigkeit.


    AIREX C70.75 hat 145 N/mm², AIREX C70.55 hat 90 N/mm² und XPS (pur) nur 45 N/mm². Der "Clou" an dem 3D-Core-Zeuch ist ja die eingebaute Struktur, die sich dann beim LAminieren mit Harz füllt.

    Dann soll der fertig laminierte Schaum (ohne Verstärkungsfasern, also nur Schaum mit Harz) eine Druckfeste von 90 N/mm² haben, also wie das AIREX C70.55.


    Blöd dabei ist, dass es eine ordentliche Harzaufnahme hat, nämlich bei 90g pro mm Dicke + 200g in der Fläche. Da kommt man dann pro qm mal auf schlanke 470 g/qm Harz (bei 3mm Dicke).

    Ich würde mal tippen, dass das AIREX jeweils auch so bei 200g/qm Harzaufnahme liegt? Der große Vorteil des 3D-Core Zeuch ist die super Drapierbarkeit.


    Jetzt ist natürlich die Frage der Fragen, wie bekomme ich ein leichtes Sandwich hin, das ausreichend Druckfest ist.


    Vielleicht hat schon jemand mit dem 3D-Core XPS gearbeitet und kann da was zu sagen?


    Wie sieht es mit den notwendigen Druckfestigkeiten aus? Ich meine mich zu erinnern, dass es sogar Boards gab/gibt, die kein AIREX Sandwich hatten, sondern ein XPS-Sandwich.

    Reicht also für ein Slalom/FreeRace/FreeRide-Board eine Druckfestigkeit des Hartschaums von 45 N/mm²? Wenn ja, wäre eine einfache XPS-Platte ja das Maß der Dinge, weil sooo schön leicht.


    Wenn nicht, reicht wenigstens das AIREX C70.55 mit einer Druckfestigkeit von 90 N/mm²?

    Das beides wären eigentlich meine Favoriten.


    C 70.75 würde ich dann nehmen, wenn schon bekannt ist, dass sowohl XPS als auch C70.55 Sandwich entweder zu weich sind, sich gar nicht (auch nicht mit Klebeband) biegen lassen oder aber zu Delaminationen neigen oder einfach anders blöd sind, was man dann hinterher bereut.


    Vielleicht habt ihr da eine Idee??


    robi :

    Du hast doch schon zig Boards gebaut. Vielleicht kannst du auch was zu dem Unterschied 70.55 70.75 sagen?


    LGs und danke für die Antworten,

    Paul.

  • Aloha.

    Es konkretisiert sich wohl zwischen den beiden Airexen.

    Hat die schon jemand im Vergleich verarbeitet?

    Wo außer in der Druckfestigkeit und dem Gewicht sind Unterschiede zu verzeichnen?

    LGS,

    Paul.

  • Da bist Du gut mit bedient. 70.75 ist das Standardsandwichmaterial bei größeren Boards und wäre meine Empfehlung. Ich verwende bei meinen Aufbauten mit Flat-Tows noch lieber das 70.90. Es ist weniger spröde und feinporiger.

  • Aloha...

    Gerade nochmal geschaut...das AIREX 70.75 passt von der Plattengröße her gerade nicht so dolle...Platte ist 2,18m lang, die 70.55er Platte 2,45. Sollte zwar kein Kriterium sein, bin aber tatsächlich am Überlegen mit 70.55 zu bauen, da ich dann auch gut 300g weniger Gewicht am Start habe...hhhmmm...ich gehe mal in mich....


    Wenn sie vom sonstigen Verhalten gleich sind sollte doch die Druckbelastung von 90n/mm² dicke reichen...


    Von der Dicke her habe ich an 3mm gedacht. Das dürfte ja auch der übliche Standard sein....


    Ach, ich bin hin und hergerissen...

  • Aloha.

    Hab ich gerade in Auftrag gegeben und werde dann einfach mal 5x5x2,5 stüroklötzchen mit dem jeweiligen Hartschaum und Glasfaser laminieren und dann einfach mal wiegen...bin gespannt...

  • Hallo Paul


    Bin eben aus einem verlängerten WE wieder zu Hause, deshalb die verspätete Antwort.


    Habe das 55er Airex erst einmal verbaut, als ich ein Waveboard mit Bambusfurnier baute. Ich verwendete auf Deck- und Gleitfläche je 5mm Platten, ist mir beim Biegen um die Rails - trotz Abtapen - an zwei Stellen eingerissen. Das 55er habe ich dann mit 0.6mm Furnier überzogen, in der Stresszone auf Deck noch mit einer Carbon-Kevlarlage dazwischen, sonst nur mit angedicktem Harz (Baumwollflocken) verklebt. Das Board ist mittlerweile in die Jahre gekommen, hat aber mit diesem Laminataufbau bislang gehalten. Ein Board nur mit blossem 55er Stützschaum würde ich nicht bauen, schon gar nicht in 3mm, auch einen möglichst leichten Binnenseeracer nicht. Was du an Gewicht beim Airex einsparst, verlierst du bei grösserer Grammage des Laminats. Du möchtest ja vermutlich auch kein Wegwerfboard bauen.

    90er habe ich früher oft verbaut, ist mit Abstand die stabilste Variante. Hat mein Airexlieferant leider nicht mehr im Programm..

    Für leichtere Boards für Binnengewässer und sogar für Waveboards verwende ich seit mehreren Jahren ausschliesslich 75er. In der Gleitfläche für Leichtbauten in 3mm, für die Welle 8mm, auf Deck für Binnenseeboards als einzige Lage 3mm, für Waveboards zusätzlich im Standflächenbereich für ein Doppelsandwich 5mm. Für ein stressfreies Anbringen des Decksairex mache ich beim Doppelsandwich eine zusätzliche Vakuumierungsphase. Das Plattenformat ist kein Problem: bei 218cm Plattenlänge setze ich jeweils am Heck ein kleines Stück an, werden je nach Board 10 - max. 17cm. Siehst du auf den Pics, welche ich bei deinem letzten Selbstbauthema gepostet habe.

    Wäre meine Empfehlung für dich.


    Ob dir so kleine Probelaminate viel bringen? Bin gespannt...


    Grüsse

    Robi

  • Moin Robi.

    Ganz lieben Dank für Deinen Input.

    Bin gerade am Überlegen 70.90 fürs Deck zu nehmen und 70.75 fürs UWS.

    Schade ist einfach, dass die 70.90 Platte nur 218cm lang ist...nun ja, dann müsste ich stückeln, aber das geht ja auch, wie Du geschrieben hast.

    Bzgl. 70.55 ist es sehr gut zu wissen, dass es noch spröder als 70.75 ist.

    M.a.W. ginge es dann u.U. für das UWS, ist aber fürs DEck dann eher ungeeignet (betrachtet man meine noch ausbaufähigen Drapierkünste).


    Bzgl. er Testungen: Mal schauen was da raus kommt. Die Handmuster werden mir jetzt erstmal geschickt, dann laminiere ich mal EPS+Glas+AIREX und schaue wie es aussieht...


    Aber nach Deinem Bericht scheint es ja entweder 70.75/70.75 oder 70.90/70.75 zu werden....


    LGs und merci nochmals.

    Ich berichte wie es dann i.E. bei mir weiterläuft.

  • ach Herjee, das Thema ist seinerzeit komplett an mir vorbeigegangen :(

    Auch wenn's wahrscheinlich schon zu spät ist: Ich habe etwas Erfahrung mit dem 3D-Core.


    Ich habe mir Musikerboxen gabaut - die sind groß und normalerweise sauschwer weil oft aus Spanplatte, manchmal MDF und im besten Fall Multiplex.

    Ich wollte sie sauleicht, also einen aktiven 12" Monitor mit 60 Litern Volumen, einem 30 cm Tieftöner, einem Hochtöner + 2 Endstufen unter 10 kg. Üblich sind 18 kg (Schon superleicht) bis über 30 kg. Mit 3D-Core hat's geklappt. :31:


    Die Wandstärken sind natürlich andere als im Sufboard-Bau. Flex ist nicht erwünscht und im Boxeninneren tobt, wenn man aufdreht, ein ziemlicher Orkan - Also extreme Druckschwankungen von 20 bis ca. 2.000 Hz. (Darüber übernimmt der Hochtöner, das belastet das Gehäuse nicht mehr.)

    Schlussendlich bin ich bei dem 3D-Core XPS 45 kg gelandet, in 15 mm Stärke, beidseitig laminiert mir 300 Gramm Quadraxial-Carbongelege.

    Damals war das Zeug noch nicht offiziell erhältlich - nach Schilderung meines Problems und dem Versprechen, danach einen Erfahrungsbericht abzugeben, habe ich Prototypen-Material vom Werk direkt bekommen.


    Damit habe ich erst mal einige Versuche gemacht um mit anderen Werkstoffen vergleichen zu können, allerdings eben keine im Surfboard-Bau üblichen. Doch - Balsa normal und Balsa Hirnholz war auch dabei. Bei Bedarf kann ich die Tabelle gerne hier veröffentlichen.


    Das Problem beim 3D-Core ist halt die Harzaufnahme durch die Wabenstruktur, aber das Prinzip finde ich ziemlich genial. Das Gewicht lässt sich schon mal deutlich reduzieren, wenn man die Wabenstruktur nicht mit Harz sondern mit Harz/Microballoons-Gemisch füllt. Ohne Vakuum und bei 15 mm Stärke habe ich mit einem Mischungsverhältnis größer 1:1 die Spalten nicht mehr vollständig gefüllt bekommen. Bei geringeren Dicken wie 4 mm oder mit Vakuum sollte aber selbst 1 Harz auf 3 Balloons (Volumen) noch gehen, was das aufgenommene Gewicht auf ca. 1/3 reduziert. Also ähnicher Effekt wie beim Abspachteln von üblichen Schäumen.


    Auf die Art sollte 3D-Core sogar noch 5-10% leichter sein als Airex 70/75, dafür aber eine höhere Druckfestigkeit haben (2,1 gg. 1,5 N/mm²). Im Vergleich zu Rohazell 51 ist es aber 50% schwerer bei jedoch mehr als doppelter Druckfestigkeit. Die Werte beziehen sich auf 4 mm Stärke mit Oberflächen-Harzaufnahme, wenn Balloons 1:1 verwendet werden.

    Gegenüber 32 kg/m³Wabe ergibt sich ein ca. doppeltes Gewicht bei 3facher Druckfestigkeit.


    Zu bedenken ist allerdings, dass mir die Art der Messung der Druckfestigkeit unbekannt ist. Bei 3D-Core (Messdaten vom Hersteller) ist ja die Druckbelastbarkeit in der Mitte der Wabe geringer als direkt auf einem "Steg", ich denke mal, da wird gemittelt. Man muss also zwischen Punktbelastung und der Biegesteifigkeit größerer Flächen unterscheiden.


    Sollte ich tatsächlich mal ein Hohlboard in's Auge fassen, schwanke ich zwischen Wabe, Rohazell und 3D-Core XPS - ganz sicher bin ich da noch nicht. Neben Gewicht und physikalischen Werten kommt ja auch die Prozess-Sicherheit in's Spiel. Die Materialien helfen nix, wenn man keinen festen Verbund hinbekommt. :/

    Unter dem Aspekt tendiere ich momentan zu innen UD-Carbon 150 Gramm, 4 mm 3D-Core und aussen 180 Gramm Dyneema Köper + Carbon-Verstärkungen und 5 Stringer (aber nicht alle durchgehend.

  • Moinsen.

    Ganz lieben Dank für dein Input.

    Das hört sich gut ausgetüftelt an.

    MaW müsste man dann beim Sandwichen das 3dcore xps einseitig mit 1/1 oder 2/1 mb-harzgemisch abspachteln, dann vakuumieren und beim aufbringen des Außenlaminats dann nochmal die Außenseite abspachteln...


    Hhhmmm..... Hört sich gut an ;-)

  • hier mal die Tabelle für Surfboards - hochgerechnet auf Kernlagen von 3, 4 und 5 mm.

    Die technischen Werte habe ich von den Seiten der Hersteller/Vertriebe - für deren Richtigkeit kann ich demnach nicht garantieren.

    Die Harzaufnahme der Oberfläche konnte ich nir schätzen - da ist Abspachteln mit Microballoons schon eingerechnet (ausser beim 3D-Core roh und mit reinem Epox, da habe ich die Angaban des Herstellers genommen)

    Kernmaterialien.jpg

  • Und wenn wir schon dabei sind, die Tabelle mit meinen eigenen "Tests":

    Die wurden wie gesagt für den Boxenbau gemacht, daher nur beschränkt übertragbar auf die Dimensionen und Anforderungen beim Boardbau.

    Materialtabelle.jpg

    Die Biegetests wurden mit 50 mm breiten und 50 cm langen Testmustern gemacht, an beiden Enden mit 10 mm Abstand zum Ende aufgelegt und mittig belastet. Insofern ist hier das normale Balsa im Vorteil, weil es in Maserrichtung belastet wird aber keinesfalls quasi-anisotroph ist. Gleiches gilt für Pappelsperrholz + bracings (Stringer), da das bracing ebenfalls durch die lange Strecke läuft.

    Man sieht anhand der simplen XPS-Proben, dass bei diesem Test die Kerndicke einen enormen Einfluss hat. Jedoch ist der Test, was die Belastung angeht, nicht unbedingt alleine sinnvoll für die Anforderungen im Boardbau. Auf der Box hüpfe ich nur selten herum, ausserdem war da die Volumen-Inanspruchnahme des Kernmaterials ein Thema, weil es die Box bei gleichem Innenvolumen vergrößert, was unerwünscht war.

    Im Boardbau wäre das egal, weil das Kernvolumen ja auch in das Boardvolumen eingeht und somit auch "Nutzlast" ist. ;)

    Für mich waren auch noch Eigenschaften wie Schwingungsdämpfung wichtig, und da lag das 3D-Core ganz weit vorne. Es hatte eher wenige Eigenresonanen und die klangen am schnellsten von allen Materialien ab.

  • sehr gute beschreibung ! respekt.


    ich bau demnächst neue wasser / abwassertanks fürs womo - da denk ich über sandwich biax-carbon nach und als kernlage wäre 3D core durchaus interessant - besonders die "füllung mit gemisch epoxy/microballoons


    wo kaufst du das?

    Manche Menschen haben einen Stock im Arsch, und andere einen ganzen Grenzpfosten! c miss_paran0ia

  • Danke


    Die größte Auswahl (XPS + PET) gibt's wohl hier

    Ich hatte das Zeug ja noch vom Hersteller bezogen, eil offiziell noch nicht lieferbar. Ich kannte nur die Datenblätter von 3D-Core.com - mittlerweile muss man sich die Teilweise im Netz zusammensuchen. Damals waren auch noch einige falsche bzw. missverständliche Angaben drin, die sind jetzt nicht mehr auffindbar, die aktuellen Daten scheinen nach meinen Messungen plausibel, wenn auch nicht alle überprüfbar. Bei den anderen Werkstoffen aber auch nicht ;)

    Bei 3D-Core scheint die Farbe gerne mal zu wechseln, mein PET ist weiss, das XPS zartlila. Abgespachtelt hatte ich mit orange eingefärbtem Epox-Balloons - akute Augenkrebs-Gefahr 8)=O

    Bei einem Carbon-Laminat ist das allerdings Banane.


    3D-Core + Carbon ist schon 'ne edle Variante, kommt es da so sehr auf Gewicht und Materialvolumen an?

    Günstiger wäre auf jeden Fall XPS und Glas - bei der Art der Belastung sollte das allemal reichen. OK - 3D-Core ist besser formbar als 'ne 25mm XPS-Platte.

  • Sehr cool deine Messreihen :-)


    Da kann man ja getrost zu 3dcore 4mm xps in der gespachtelten Version greifen... Nice :-))))

  • Nachdem schon dank Fredstyles und Moschm einige weitere Proben da sind, hab' ich die Tabelle mal auf den aktuellen Stand gebracht.

    (rote Werte sind noch Schätzwerte!!)


    Sandwich-Materialien ws 2.jpg


    Im Zulauf ist noch das Dyneema aus der Schweiz und eventuell Rohacell von c-bra.

    Wenn beides vorhanden ist, möchte ich die Messwerte entsprechend ergänzen und dann von jedem Material eine Probe so laminieren, wie ich es für das Hohlboard momentan im Sinn habe:

    Eine Seite UD-Carbon 0, +/-45° ca. 140 Gramm gesamt, einse Seite Dyneema Köper 160 Gramm. Gespachtelt/Laminiert werden soll möglichst nass in feucht mit R&G Harz L + Härter GL2, letzteres unter 0,5 Bar Unterdruck im Vakuumsack mit anschließendem tempern bei 50°C

    Interessant werden dann die Biege- und Bruchproben an diesen Teststücken. Nicht vollständig, nicht hochwissenschaftlich, aber ich hoffe als Entscheidungshilfe allemal ausreichend.


    Etwas erschrocken bin ich über die bisher eher mauen Eigenschaften der Standard-Waben 3,2 mm, 32 kg/m². Aber auch aus den Datenblättern ließ sich schon ablesen, dass die Werte gar nicht so prickelnd sind wie ich immer geglaubt habe. 0,7 MPs Druckfestigkeit laut Datenblatt sind schlechter als alles andere und liegen auf dem Nivrau von profanem CPS 45kg. Mag aber sein, dass sich das aufgrund der völlig unterschiedlichen Oberflächenstrukturen im Laminat noch ändert.

    Viel besser gefällt mir da die 4,8 mm expanded Wabe mit nominell 48 kg/m³ - fast dreifache Werte bei Druck, Zug und Schub bei ca. 50% mehr Gewicht - das sind bei einem 115-Liter-Board rund 200 Gramm. Ist doch ein Deal! ;)

    Die Frage ist, ob sich diese Werte aufgrund der geringeren Kontaktfläche auch auf's Sandwich übertragen lassen.



    Prognose: Vom Gefühl her würde ich aktuell sagen, dass es sich am Ende zwischen 3D-Core 1:3 und der 48 kg-Wabe entscheidet.

    Also keines der Materialien, die im Boardbau überwiegend zum Einsatz kommen. Entscheidend werden wohl nicht nur die mechanischen Eigenschaften der Kerne an sich sein, sondern wie/ob sich mit Ihnen ein verbundfestes Sandwich ohne Hightec-Labor erreichen lässt. Also doch wieder die Prozess-Sicherheit.:/


    Es zeichnet sich aber auch schon ab, was von vorherein eigentlich klar war:

    Ein dickes Kernmaterial erhöht die Biegesteifigkeit bis zum Bruch der Außenlagen dramatisch. Aber auch nur, wenn das Kernmaterial ausreichend stabil ist, um den Abstand zwischen beiden Lagen konstant zu halten. In der Regel gibt es mit zunehmender Dicke auch mehr nach, was den ersten theoretischen Effekt wieder relativiert.

    Extrembeispiel sind wohl Boards mit Styro-Kern: Der theoretische Vorteil eines 10-11 cm dicken Sandwichs wird durch den nachgiebigen Schaum wieder zunichte gemacht. Also wieder Außensandwiches für die Längssteifigkeit. Eigentlich irgendwie blöd :rolleyes: