Sandwichmaterialien...mal wieder

  • eventuell Rohacell von c-bra.

    das hab ich gerade in einen karton gesteckt und geht morgen ab münchen an dich

  • Fühl Dich (platonisch) geknuddelt ^^

  • mikisb


    Sehr cool. Freue mich auf deine Ergebnisse. Wenn sich das so bewahrheitet ist der 3dcore xps mit Spachtel Füllung bei mir zukünftig gaaaaanz weit vorne ;-)))

  • Wir werden sehen - mag sein, dass die Nomex-Wabe 4,8-48kg/m³ noch besser abschneidet.

    Heute sind große Kisten von R+G angekommen und - oh Wunder, eine kleinere von Swiss composites. Dyneema ist da!! :)

  • Jetzt ist auch (trotz Weihnachtsstress bei den Paketdienstleistern) das Rohacell von c-bra angekommen :beerchug:, damit wären die zu testenden Materialien komplett.

    Ich kann (da noch im Büro) noch nichts Genaueres dazu sagen, aber das Zeug macht optisch und haptisch schon mal einen sehr guten Eindruck: echt hart (druckstabil) und augenscheinlich deutlich feinporiger als das Airex - dürfte also auch erheblich weniger Harz/Spachtel saufen, was die Gewichtsrelationen weiter verschiebt. Je dünner das Material, desto schwerwiegender.


    Ich hoffe, dass ich über die Feiertage dazu kommen werde, die Proben abzuspachteln und zu laminieren. Dafür habe ich mir überlegt dochnicht eine Seite Carbon und eine Seite Dyneema zu laminieren. :/

    Ich habe noch zu wenig Erfahrung mit Dyneema und da es ja hier um die Sandwich-Naterialien geht, will ich nicht riskieren, deren Eigenschaften "kaputt zu testen", weil ich das Dyneema nicht im Griff habe.


    Also werden alle Proben beidseitig mit Carbon laminiert, die Tests mit Dyneema folgen dann in einem nächsten Schritt.

  • OK - um die dicken Rohacell-Blöcke con c-bra zu 3 und 6 mm starken Streifen 200x100 mm aufzutrennen, war schon all mein Geschick an der Japansäge und dem Schleifklotz erforderlich - blutende Finger inclusive :D Geeignetere Werkzeuge für so einen Job stehen mir leider nicht zur Verfügung.


    Dazu kam das Rohacell in 2 verschiedenen Qualitäten, einmal mit 39 und einmal mit 79 kg/m³. Wodurch sich die Anzahl der Proben nochmal um 2 erhöht hat.


    Von der Zellgröße her würde ich Rohacell und 3D-Core (aka XPS 45) gleichsetzen - ich kann da keine Unterschiede ausmachen. Nur Airex 7075 ist deutlich grober.

    Wobei sich das schwerere Rohacell noch feiner anfühlt als das leichtere, mit den Augen kann ich aber nichts erkennen,


    Sandwich-Materialien ws 3.jpg


    Nach dem Abendessen geht's ans Abspachteln der Probestücke und dann auf die Wage. Wenn der Spachtel angetrocknet ist, wird wie geschrieben mit Carbon Köper 160 Gramm laminiert. Nach dem Aushärten (ncl. tempern bei 50° wird's dann spannend.

  • Weiter gehts, die Proben sind mit Epox Microballoons 1:3 abgespachtelt und jeweils gewogen.


    Vorab:

    - Die Nomex-Waben wurden nicht gespachtelt. Die notwendige Harzaufnahme zum Verkleben mit dem Laminat kann so nicht ermittelt werden und findet sich daher erst nach der Laminierung beim Vergleich der Gewichtswerte. Dabei wird die Wabenoberfläche in Harz "gedippt".

    - Meine Messungen sind alles keine absoluten Präzisionsmessungen mit Laboranspruch. Sie sollen Tendenzen aufzeigen und sind dazu auch denke ich gut geeignet.

    - Eine Probe meiner Custom-Hülle (Vorderdeck/Bottom, nicht Standbereich) habe ich als Vergleichsmaßstab unten angehängt - einmal das Laminat freitragend und einmal auf 10 cm dickem Styro 11 kg/m³ wie im richtigen Laben vernbaut. Für mich ist der 2. Wert eine Referenz, der bei einem Hohlboard nicht unterschritten werden darf. Die Fasern haben ja gehalten, Problem war der Verbund zwischen Außenlaminat und abgespachteltem Wabenkern.


    Sandwich-Materialien ws 4.jpg


    Auffällig ist:

    - Der Bedarf an Spachtelmasse schwankt von Probe zu Probe auch bei gleichen Materialien: Habe ich keine wirlkliche Erklärung für, alle Proben wurden mit der gleichen Masse abgespachtelt und "scharf abgezogen". Eventuell gibt es Unterschiede in der Oberflächenstruktur, die die Gewichtsunterschiede verursachen.

    - Die Gewichtszunahme bei 3D-Core ist erstaunlich gering, obwohl hier ja auch noch die Wabenstruktur gefüllt wird. Scheinbar ist die Zellgröße hier noch kleiner als beim Rohacell.

    - Wie schon vermutet wurde, "frisst" Airex am meisten Spachtel, und zwar erheblich. Wer mit reinem Harz abspachtelt oder ohne abspachteln laminiert, packt gut 1000 Gramm Harz/m²/beidseitig auf den Schaum. Selbst mit dem leichten Spachtel übertrifft der notwendige Spachtel für die Oberfläche das Gewicht des Schaumes an sich bei der 3 mm Platte =O. Wenn sich das nicht in erheblich besseren Belastbarkeiten ausdrückt als die anderen Probenden, hat sich Airex für mich damit disqualifiziert.


    Sorry für den vielen Text, aber kompakter bekomme ich die Ergebnisse bis hierher nicht unter.

  • Done! <X

    9 Proben sind beidseitig laminiert. Eingesetzt wurde Biax-Carbongewebe +/-45° 200 g/m² mit R&G Harz L/Härter L 40 Minuten.

    Die einzelnen Carbon-Bahnen wurden zunächst auf Folie laminiert, per Squeegee abgezogen, dann in passende Stücke geschnitten und beidseitig auf die Probanden aufgebracht.

    Die beiden Waben habe ich vorher beidseitig in eine dünne Harzpfütze gedippt. " Stücke 3 mm starkes Airex habe ich mit Harz+Baloons zu einem 6 mm dicken Stück verklebt. Pures Harz hätte wohl die Eigenschaften des Airex zu sehr verbessert - ich hoffe, dass die Mischung hält :/


    War wesentlich mehr Frickelei als gedacht - 18 kleine Laminatstücke machen doch mehr Arbeit und Sauerei als ein großes.

    Aktuell sind die Proben sauber mit Trennfolie aufeinander gestapelt und mit 25 kg beschwert, was einen geringen Druck von 0,125 kg/cm² sprich -125 mBar im Vakuum bedeutet. Ich hoffe, das reicht, um Laminate und Kerne (insbesondere die Waben) ausreichend miteinander zu verbinden :/


    Sandwichproben.JPG


    Bei den teils dünnen Blättern habe ich mich an Vakuum en Block nicht herangetraut bzw. war mir einzelnes Vakuumieren bei 9 Proben zu aufwändig.


    Jetzt wird bis morgen erst mal bei 23° ausgehärtet, dann geht's für einige Stunden in die 50° Temperkammer.

  • Moin, kennt jemand das noch?

    Hohles Sandwich ähnlich wie Normex Waben, nur aus Kunststoff und die Waben sind rund. Plattengröße 100x50x0,5 cm. Gewicht? ....... muss ich nochmal nachwiegen. Habe noch 4 Platten davon seit bestimmt 20 Jahren rumliegen. Wer damit mal was testen möchte, einfach schreiben.

  • Hi,

    ich habe bei meiner Suche auch einige Anbieter von Kunststoffwaben gefunden. Meist PE oder PVC. Die Druckfestigkeit lag meist in der Größenordnung von Nomex-Waben, allerdings bei doppeltem bis dreifachem Gewicht. Somit für den Leichtbau leider wenig interessant. Ähnliches gilt für Aluwaben - mit denen würde ich mich aber auch wegen Korrosion bei ev. Wassereintritt eher unwohl fühlen.


    Interessant sind noch Kevlar-Waben, die bei gleichem Gewicht etwas bessere Werte als Nomex aufweisen. Oder Carbon-Waben, aber über die ist selbst im www so gut wie nichts zu finden. Die in kleinen Mengen zu bekommen, dürfte aber illusorisch oder zumindest unbezzahlbar sein.

  • Essen ist fertig :40: - es gibt Lasagne :D

    Sandwich-Proben.JPG


    war erst 'n bissl schwierig, die Platten auseinanderzubekommen - in der Fläche haftet die Trennfolie nämlich doch ein wenig.

    Jetzt ist aber ausgeüackt, schon der erste Carbonsplitter aus dem Finger gezogen (weitere werden folgen) und nun geht's an beschneiden/beschleifen des überstehenden Laminates.

    Dann Waage, dann die ersten zarten Biegetests - ich bin neugierig.

    Für die härteren Drucktests lasse ich mir noch etwas Zeit, bis ganz sicher aus alles komplett ausgehärtet ist - also noch etwas mehr tempern bis morgen.

  • Jetzt weiss ich wieder, warum ich Carbon so ungern schleife: Das Zeug juckt an Unterarmen und Handgelenken wie Hölle. Dazu ein paar Fasern die in der Haut stecken und der Tag ist perfekt <X


    Die ersten (vorsichtigen Ergewnisse:


    Zu beachten:

    - u.U. sind die Probestücke noch nicht in ihrem Endzustand angekommen und brauchen noch mehr Aushärtungszeit.

    - Die Rohacell-Platten sind aus dem Block handgeschnitten und nicht absolut gleichmäßig dick, was statisch eher einen Nachteil darstellt

    - Die Wabensandwiches sind die ersten, die ich jemals verarbeitet habe - keine Gewähr auf perfekte (haltbare und leichte) Verklebung

    - Das 6mm Airex-Sandwich besteht aus 2 3mm-Platten, die mittels Harz und Microballoons verklebt wurden. Erhöht das Gewicht gg. einer "echtem" 6,mm-Platte

    - der Wert "Durchbiegung x g" multipliziert einfach das Gewicht/m² mit der Durchbiegung in mm. Künstlicher Index als Maßzahl für die Effiziens des Materials.

    - Die Proben wurden Handlaminiert und sanft gepresst. Kein Vakuum!


    Sandwich-Materialien ws 5.JPG


    Bemerkenswert:

    - in der Effizienz schneiden alle Probanden besser ab als das SLM-Sandwich auf 100 mm Styropor.

    - Die Werte für das SLM-Sandwich habe ich neu gemessen und dieses Mal auch den Offset der Waage berücksichtigt ;) Wir wollen ja fair bleiben.

    - Den besten Faktor aus Gewicht und Durchbiegung bietet Rohacell 71 in 6 mm, dicht gefolgt von der schweren (45 kg/m³) Nomex-Wabe

    - Diese beiden Kernwerkstoffe bieten sogar eine geringere Durchbiegung als das LSM-Sandwich mitsamt Styroporkern

    - das 6 mm Rohacell ist leichter und biegesteifer als das 6 mm Airex. Von den Hersteller-Daten her hätte ich das nicht erwartet.

    - Das 3D-Core schneidet schlechter ab als ich erwartet hätte.

    - Generell bringen dickere Sandwiches zwar eine höhere Biegesteifigkkeit, aber bei Weitem nicht den theoretischen Faktor (man sagt 3. Potenz)


    So weit für's Erste - das muss ich jetzt auch erst mal sacken lassen und über potentielle Fehler beim Versuchsaufbau nachdenken. :/

    Für ein Hohlboard mit 15 cm Stringer/Spantenraster scheint wohl ein 6mm-Sandwich Pflicht. Wobei der Faseraufbau im Test (+/-45°) für diesen Einsatzzweck nicht optimiert ist, hier wäre 0/90° besser.

  • vielen dank für deinen eifer! sehr interessant das ganze.


    ich kann mich an keinen thread / projekt hier erinnern der auf einem so guten niveau war, intersaant und für viele sehr hilfreich


    und ich überlege gearde meinen wassertank mit 6mm rohacell zu bauen - und wie ich meinen alten block dazu am besten trenne - vermutlich schneidevorrichtung für die bandsäge;)

  • Danke!


    Ich wundere mich nur, dass man im Netz so wenig zu dem Thema findet. Über alles wird Megabyte-weise geschrieben, aber solche Zusammenhänge muss man sich selbst erarbeiten. Oder aber Physik studieren, damit man Doktorarbeiten zu dem Thema verstehen kann ;).

    Eigentlich bin ich auf solche Versuchsreihen gar nicht wild, aber ich will's halt wissen. Also selber machen.


    Das Rohacell sägt sich eigentlich sehr gut - für eine Bandsäge würde ich bei solchen Jobs viel geben. Leider wird der Platz in der Werkstatt langsam mehr als eng - so große Objekte wie ein Surfboard habe ich da eher selten drin. Und eine Bandsäge mit entsprechender Durchlass-Höhe muss ja auch irgendwo hin, wenn sie gerade nicht gebraucht wird. Wird aber die beste Lösung sein.


    Ich werde die Tage den Test nochmal wiederholen und dann auch mit höherer Belastung. Meiner Standbohrmaschine zum messen traue ich nicht zu 100% - die Unterschiede sind auch zu gering, um da mit grobem Werkzeug ranzugehen.

    Ich werde also umstellen auf Belastung per Hantelscheiben und Biegungsmessung mit der Messlehre - genauer ist das.

  • die bandsäge steht beim kumpel - manchmal sind netzwerke einfach sehr wichtig ;)


    belastung mit gewichten geht gut - wobei die hantelgewichte evtl etwas suboptimal sind, weil sie unhandlich zum aufsetzen sind - ich habe da eine diplomarbeit betreut ( biegesteifigkeitsmessung an snowboards und skieren) da haben wir über sandgefüllte kanister die sinnvollen werte ermittelt und dann kandliche stahlgewichte gefräst mit einfachen zentriermöglichkeiten


    überleg dir auch ob du mit vorlast und hauptlast arbeiten willst - alo zunächst mit geringem gewicht belasten um verzug, staub und andere fehler etwas zu egalisieren und dann auf die hauptlast erhöhst und zur auswertung den unterschied in der verformung zwischen hauptlast und vorlast heranziehst. du musst dir zwar auch gedanken zur richtigen vorlast machen, aber mMn werden die ergebnisse besser.


    zum messen des weges - ich hab noch einen megatron wegaufnehmer rumliegen mit +-12-5mm lineraem messweg braucht 6V versorgungsspannung und gibt dir mV aus - alt aber unbenutzt - ich brauch ihn nicht wenn der dich interessiert scanne ich dir das datenblatt ein und mach dir win foto - kanns gegen porotoersatz als zeitlich unbefristete leihgabe haben


    du kannst dir aber auch überlegen doch auf deine bohrmaschine zu gehen und die kraft zu messen und eine konstante verformung festzulegen


    du legst dein sandwich auf 2 auflagen - in deren mitte hast du einen "anschlag bzw eine lehre für die verforumng ( z.b. 2 oder 3 mm)

    das ganze stellst du auf deine harzwaage und drückst langsam runter (immer am gleichen punkt - der einfachheit halber in der mitte zwischen den zwei auflagen - bei parallelen proben ist das ja ziemlich egal) - du musst dann nur schecken wann die3mm erreicht sind (lichstpalt, enschalter auf lampe,....) und du notierst die kraft. ob du immer mit der gleuichen kraft arbeitest und die verformung misst oder mit gleicher verformung und die kraft misst ist fürs ergebnis einerlei - was halt einfacher ist.


    du kannst auch hergehen und nimmst statt einer 3punktbiegung eine vierbungt biegung (alsoe eine gabel / u-stahl o.ä ins bohrfutter) bohrst in die mitte deiner probe ein loch, hast unten dein höhennanschlag der durchs loch geht und kannst dann leichter feststellen wann du den verformungsweg erreicht hast (finegrspitze, laserpointer,...)

    Hitze, Kälte, Dürre, Flut - Hauptsache, es geht der Wirtschaft gut! - Salzburger Graffiti

  • hallo Ihr Tüftler :D


    wie berücksichtigt ihr, dass ...

    - der Standbereich auch immer etwas nach oben gebogen ist ? (zumindest gibt das noch etwas mehr Stabilität)

    - das Laminat im Standbereich auch seitlich eingespannt ist, als also seitlich wenig / garnicht ausweichen kann ?


    ... klasse Tread ! (auch für Nichttechniker)

  • @ c-bra:


    Im Prinzip habe ich ja gemessen wie Du unten beschreibst:


    Probe links und rechts auf 2 4kant-Stäbe aufgelegt, auf die Küchenwaage (-10 kg), das Ganze unter die Standbohrmaschine.

    Mittig auf die Probe einen 4Kant 60x8,3 mm aufgelegt.

    In der Standbohrmaschine ein runder Stempel 1 cm², heruntergefahren dass der mittig auf den 4Kant auf der Probe trifft.

    400 Gramm Vorlast gegeben (um eventuellen leichten Verzug herauszunehmen), hier die Bohrtiefe auf 0 gesetzt.

    Dann die Maschine abgesenkt, bis die Küchenwaage 5000 Gramm anzeigt und den Wert der Eintauchtiefe notiert.

    Dann die Küchenwaage alleine mit 5000 Gramm belastet und wieder wie oben die Eintauchtiefe gemessen (Waagen-Offset).

    Diesen Wert vom Messwert abgezogen und das Ergebnis in die Tabelle eingetragen.


    Der Gewichtsanzeige der Küchenwaage traue ich da schon, aber nicht unbedingt ihrem absolut reproduzierbaren Offset und der Genauigkeit der Anzeige der Eintauchtiefe der Standbohrmaschine. Also werde ich nochmal messen, wie ich auch die Proben für die Lautsprecher vermessen hatte:


    - Probe wie oben auf 2 4Kant

    - 4Kant mittig auf die Probe

    - 500 Gramm auf den 4Kant als Vorlast

    - den darunter montierten Tiefenmessschieber (Mess-Spitze nach oben, im Ruhezustand 20 mm ausgefahren) auf Kontakt bringen und auf 0 stellen

    - Messgewicht auf die Probe legen und Biegung am Messschieber ablesen.


    In den zu messenden Größenordnungen lässt sich mit Hantelscheiben sehr gut arbeiten. Ich würde jetzt ungerne auch noch anfangen, handlichere Gewichte auf der Drehbank zu basteln ;). Schwieriger wurde das bei meinem Gitarrenhals, weil da andere Gewichte notwendig waren, um eine relevante Biegung zu messen - so viele Scheiben habe ich nicht und der Turm würde irgendwann instabil ^^ Deshalb wurde das Teil im Faserverbund-Forum auch als "Bergepanzer-Abschleppstange" bezeichnet. :D


    Insofern reichen meine Messmittel denke ich aus, aber trotzdem vielen Dank für das Angebot mit dem Weg-Aufnehmer :thumbup:




    Du hast natürlich Recht, die gemessenen Biegungen entsprechen nicht dem, was bei gleicher punktueller Belastung an einem Borad auftreten würde - aus genau den von Dir genannten Gründen.

    Problem 1: Ich habe keine Referenzwerte für verschiedene in der Praxis verwendete Aufbauten

    Problem 2: Ich weigere mich standhaft, aus jedem Sandwich-Material ein Board zum messen zu bauen :D Und dann kämen ja noch die Versuche mit den verschiedenen Laminaten, multipliziert mit den verschiednen Kernmaterialien, multipliziert mit den veschiednen Laminier-Techniken, multipliziert mir den verschiednen Stringer-Dimensionen und -Anordnungen und -Materialien im Hohlbord. 8| Der Testbestand an "Messboards" würde da wohl ganz schnell die Jahresproduktion von JP und Fanatic zusammen überschreiten :D


    Lösung: Um eine Vergleichbarkeit zu haben, messe ich ja ein Stück intaktes Deckslaminat meines Customs mit. Einmal nur das Sandwich und einmal das Sandwich auf 110 mm Styropor, wie er in meinem Custom ist/war. Das Laminat (mitsamt dem Styro) hat bisher 7 Jahre gehalten (im Schnitt 3-4 Wochen/1000 km pro Jahr unter Gleitbedingungen im Einsatz). Das Deck wurde stellenweise weich, wo sich das Oberlaminat vom abgespachtelten Honeycom gelöst hatte (Delamination), der Bereich, aus dem die Probe stammt, war noch komplett intakt. Es gab weder Faserrisse noch Brüche des Honeycomb. Daher nehme ich diesen Wert als "Referenz" und hoffe/gehe davon aus, dass sich die von Dir beschriebenen Effekte auf die Proben und das Referenzstück gleichermaßen auswirken. Diese Referenzprobe ist die letzte Zeile in der Tabelle - die Werte für Durchbiegung (und später Bruchlast) nehme ich für mich als Minimum für den Hohlboard-Bau.

    In der Praxis mit einem 15 cm Stringer-Raster dürfte mein Aufbau dann sogar biegesteifer sein, da sich die Felder allseitig alle 15 cm fest abstützen, während der Styro beim konventionell gebauten Board auch ausserhalb des Bereiches noch nachgibt. Also eine kleine zusätzliche Sicherheit ;) Hoffe ich :/

  • ich will miki da nicht komplett reingrätschen - aber hier gehts mMn um das erarbeiten generell geeigneter sandwichaufbauten.


    unter "generell geeignet" sehe ich den bezug zu windsurfboards, die umsetzbar für engagierte hobbybastler und die die verwendung halbwegs verfügbarer materialien.


    somit kann man gut vergleichen welches sandwich man für sein projekt einsetzen will, die beschränkung auf gleicheartige sandwichaufbauetn bringt da jene vergleichbarkeit die uns bislang gefehlt hat.


    wenn sich in einem projekt dann weitere aspekte ergeben muss man das halt zusätzlich berücksichtigen oder ggf variieren, z.b. den steifigkeitsanstieg durch eine wölbung berücksichtigen.


    das was miki da anfängt geht ein wenig in die richtung einer einfachen klassifizierung wie es auch das IMCS system darstellt ( wobei ich mikis projekt wesentlich besser und stringenter finde) - eine IMCS klassifizierung hilft jedem schon mal weiter einen mast einzuordnen, ob er dann aber mit cambern eingestezt wird oder ohne - brandung oder speedpiste muss man immer noch "drüberlegen" - das kommt dann in 2019 so wie ich miksb einschätze ;)

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  • brandung oder speedpiste muss man immer noch "drüberlegen" - das kommt dann in 2019 so wie ich miksb einschätze ;)

    Ich würd' ja gerne, aber ich kann weder Brandung noch speed :D


    Neneee - das ist schon alles recht rudimentär und mit Industrieprozessen kaum vergleichbar. Ich wollte/will es halt nur mal grob wissen um abschätzen zu können, wie ich das Sandwich für ein Hohlboard ungefähr und mindestens auslegen muss. Wobei ja zwischen Hohl- und Styrobau noch weitere Unterschiede/Effekte auftreten, die ich nicht einschätzen und berechnen kann. Dafür muss ich halt zusätzliche Sicherheiten aka Gewicht einplanen und in Kauf nehmen.


    Wenn als "Abfallprodukt" dieser Überlegung noch ein paar Daten anfallen, mit denen jemand anderes ein Styroboard, einen Wassertank oder ein haumichblau besser/leichter/billiger/einfacher bauen kann, ist es doch schön :)

  • Schon mal überlegt, sich selber tragende Konstruckte per 3D Drucker zu konstruieren?

    Kann auch in Nylon oder Carbon gedruckt werden.

    Da sollte doch was gehen im Holraumbau.

    Leichter wird es nur mit Luft und stabiler mit Verstrebungen.


    Das ganze dann ergänzen mit Deiner momentanen Forschung ;-)