28.05.2015

Entformung und Oberflächenbearbeitung

Nachdem der Baum jetzt auf der Form vollständig ausgehärtet war, mußte er wieder entformt werden.

Spanngurte mit Ratschen am Fixpunkt
Wir erwarteten eine leichte Übung. Schließlich waren beim zweiten Versuch nicht die Drücke, die bei einem Vakuum entstehen, im Spiel.

Aber weit gefehlt. Dieses Mal ließ sich der Baum weitaus schwieriger entformen als beim ersten Versuch. Zunächst hämmerten wir die schmale Latte etwa 15 cm aus der Form, was noch ziemlich leicht ging. Am anderen Ende zogen wir und... nichts. Gar nichts. Absulut null, nada, niente, ничего, non, niets, hiçbir şey, 没什么. Kein Stück ließ sich die Latte weiter aus der From ziehen. Nach etwas weiterem Heraushämmern mit immer längeren Gegenständen war deutlich weniger als die Hälfte geschafft. Die maximale Länge bot ein ca. 1,50m langes Bewehrungseisen. Aber es begann sich in das Ende der Holzlatte einzubohren. Eine Seilwinde oder ein Flaschenzug mußte her. Das gab es zwar nicht in unserer Halle. Dafür aber die Spanngurte mit Ratschen. Nachdem Fixpunkte gefunden wurden, an denen wir die Spanngurte befestigen konnten, drehten wir kurze Schrauben durch die Holzlatte, damit der Gurt am Formteil nicht wegrutschen konnte. Und dann ging es wirklich nur mit Hilfe der Ratschen zentimeterweise vorwärts. Nachdem die schmalen Holzlatten entfernt waren, ließen sich die anderen wesentlich einfacher heraustreiben. Eine brauchte noch ein paar Schläge mit dem Hammer. Aber dann war der Baum endlich entformt.

Schleifen und Laminieren
Die Frischhaltefolie innen (Trennmittel zur Form) ließ sich binnen weniger Minuten restlos und sehr einfach entfernen. Die hat sich absolut bewährt.

Nach der Entformung bearbeiteten wir die Oberflächen. Die Frischhaltefolie auf der äußeren Oberfläche hat leider nicht sehr viel bewirkt. Mit dem Exzenter konnten wir aber schnell die durch die Folie verursachten Epoxy-Streifen herunterschleifen. Die Unebenheiten füllten wir mit Laminierharz wieder auf. Dieses Mal kam die schnell aushärtende Mischung mit dem Härter LH 285 zum Einsatz. Trotzdem können wir das Bauteil erst beim nächsten Termin weiterbearbeiten.

Vorläufiges Fazit: Der Baum läßt sich ziemlich gut mit einfachsten Mitteln selber bauen. Allerdings läßt sich eine glatte Oberfläche nur mit sehr viel Aufwand herstellen. Beim nächsten Baum würde ich die ersten 6 Lagen wickeln, aushärten lassen, schleifen und spachteln und erst im allerletzten Arbeitsgang die Oberflächenlage aufbringen. Wer auf Kohlefaserfinish verzichten will, nimmt nach dem Glätten einen passenden Decklack.

Um wirklich glatte Oberflächen bei CFK-Rohren mit schöner Kohlefaseroptik zu bekommen, muß man entweder Negativformen verwenden oder eine Wickelmaschine nutzen.

Außer dem Baum stehen noch weitere Punkte auf unserer Liste. Wir wollen den Rumpf noch vor der Verklebung mit dem Deck innen lackieren. Dazu kommt ein 2K PUR Decklack zum Einsatz. Also muß der Rumpf erst einmal wieder ausgeräumt und gereinigt werden. Im Rumpf gibt es zudem noch ein paar Stellen, die wir mit der Flex glätten müssen, bevor wir großflächig lackieren können.

Aber zuerst einmal nahmen wir ein Stück CFK-Platte, die wir aus den Schotts ausgeschnitten hatten und probierten den Lack aus. Über das Ergebnis werden wir beim nächsten Mal berichten.





19.05.2015

Herstellung des Baums - 2. Versuch

Da der erste Versuch leider schiefgelaufen ist, machten wir uns heute an den zweiten Versuch. Dieses Mal aber nicht als Vakuuminjektion, sondern das ganz normale Nass-Laminier-Verfahren. KIS. Keep it simple.

handlaminierter Großbaum
Unser Ziel: ein stabiles Bauteil aber auch eine schöne und vor allem glatte Oberfläche.

Die Form wurde bereits beim letzten Rheproabend wieder vorbereitet. Heute mußten wir sie zu Beginn erneut  vollständig in Frischhaltefolie packen. Die Kohlefaserlagen, insgesamt 6 Streifen mit einer Breite von ca. 25cm, lagen bereit. Als oberste Lage wollten wir Kohlefasergelege in Leinwandbindung auflegen. Diese Lage bietet eine sehr schöne Optik. Darüber kam zum Schluß eine 180g-Glasfaserlage. Diese erleichtert einerseits die Bearbeitung der Oberfläche, insbesondere das Schleifen. Andererseits hebt sie die Optik der letzten Kohlefaserlage hervor. Gelingt das Vorhaben, können wir auf die Lackierung des Baums mit einem Decklack verzichten. Ein Klarlack muß aber trotzdem drauf, weil Epoxidharze nicht UV-beständig sind und der Baum sonst vergilben würde.

Beide Lagen mußten wir noch zuschneiden. Beim Kohlefaserleinwandgewebe nahmen wir Sprühkleber zur Hand, um die Schnittkannten zu fixieren. Ohne den Sprühkleber neigte unser Gewebe dazu, sich an den Schnittkannten sehr schnell auszulösen.

Leinwandbindung
Los ging es mit dem Anmischen unseres Epoxy-Laminierharzes (MGS RIMR 235 und MGS LH 287) und dem Einpinseln der ersten Lage. Diese ließ sich schön glatt und straff auf die Form wickeln. Die nächste Lage wickelten wir in derselben Drehrichtung auf die Form, aber wir begannen am anderen Ende. Vorteil: die jeweils oberste Lage "zieht" an der darunterliegenden in derselben Richtung - aber die Streifen lagen gegenseitig über Kreuz. Die letzten beiden "Kosmetiklagen" wurden besonders sorgfältig aufgebracht. Fertig.

Auf Abreißgewebe verzichteten wir und nahmen stattdessen wieder Frischhaltefolie. Bei der Nutzung von Abreißgewebe bekämen wir sonst eine leicht perforierte bzw. sehr rauhe Oberfläche, die die Optik des Leinwandgebes fast vollständig verschwinden ließe. Abreißgewebe ist nützlich, wenn man z.B. weitere Teile anlaminieren will. Zur Herstellung glatter Oberflächen also vollkommen ungeeignet.

Die Folie wickelten wir in der gleichen Drehrichtung um den Baum. Das gab aber leider fiese Lufteinschlüsse. Wir legten dann eine Bahn längsseits über den Baum und zogen links und rechts die Folie stramm. Kleinere Lufteinschlüsse ließen sich mit der flachen Hand heraustreiben. An anderen Stellen mit größeren Lufteinschlüssen pieksten wir ein kleines Loch in die Folie, damit sie glatt aufliegt.

Abschließend richteten wir die Form nochmals aus und lagerten den Baum zum Aushärten hochkant auf zwei Böcken. Nach insgesamt sieben Stunden war alles fertig. Wir auch. Wir sind sehr gespannt auf das Ergebnis!

14.05.2015

Das Blaue Band vom Rursee 2015

Was macht man an Christihimmelfahrt in Aachen? Die Nicht-Segler gehen zur Karlspreisverleihung - alle anderen nehmen an der Regatta Blaues Band vom Rursee teil.

Regattafeld vor dem Wildenhof am Rursee
Leider liegt unsere Rhepro noch nicht ganz segelklar in der Halle. Auf einen Einsatz bei dieser Regatta muß sie sich noch ein Jahr gedulden.

Aber dann...

12.05.2015

Entformung des Baums

Nach der wenig erfolgreichen Injektion beim letzten Mal mußten wir heute das Bauteil entformen.

Trockene Bauteilenden
Die Entformung ging erstaunlich gut - wenn auch nicht so wie ursprünglich geplant. Eigentlich wollten wir die durch eine Reißleine miteinander verbundenen Holzstege im Inneren der Form eins nach dem anderen herausziehen. Danach sollte sich die Holzschale einfach herausziehen lassen. Soweit die Theorie.

Nun zur Praxis. Die ersten beiden Stege ließen sich wie geplant herausholen. Yeah! Aber dann verkantete der dritte Steg. Einige der folgenden verkanteten sich auch - trotzdem ließen sie sich zumindest aus ihrer senkrechten Position etwas flacher ziehen. Aber kein weiterer Steg ließ sich herauslösen.

Zu viele trockene Stellen
Was also tun? Die Lösung war so einfach wie praktikabel. In der Halle befand sich noch vom Formenbau für die Kielbombengussform eine ca. 2m lange Stange Bewehrungseisen. Das Ende der Stange bogen wir kurzerhand zu einem Haken um und zogen so einen Holzsteg nach dem anderen heraus.

Danach ließen sich die obere und untere Latte durch leichtes Hämmern am Ende soweit heraustreiben, daß wir sie am anderen Ende durch beherztes Ziehen herausholen konnten. Die Bretter links und rechts ließen sich in gleicher Weise entfernen. Zum Schluß blieb noch unser Trennmittel, die Frischhaltefolie, im Baum. Auch diese stellte uns vor keinerlei Probleme. Am Ende des Baums lösten wir sie soweit vom Bauteil, daß wir den Eisenhaken nahmen, um diese aufzuwickeln und durch den Baum am anderen Ende als Knäuel ganz leicht zu entfernen.

Wülste hauptsächlich an Unter- und Oberseite
Nur zur Bauqualität des Baums. Leider lagen stellenweise die Fasern komplett trocken im Bauteil. Die Faserlagen konnten wir auch nicht so stramm wickeln wie nötig, und als Folge bildeten sich teilweise sehr unschöne Wülste beim Vakuumziehen. Die Enden waren komplett trocken, womit wir aber hätten leben können, denn diese wären sowieso etwas gekürzt worden.

Die gute Nachricht: die Baumform war in tadellosem Zustand. Sie hatte die Injektion bestens überstanden, ließ sich leicht entformen, und wir können sie für den zweiten Versuch wieder verwenden. Den zweiten Versuch bereiteten wir gleich nach der Entformung vor.

Die Form ist für den neuen Versuch bereit
Unser Erkenntnisgewinn: Vakuuminjektion ist bei dieser Form nicht praktikabel. Mit unseren Mitteln können wir nicht so stramm und gleichmäßig wickeln, daß im Vakuum keine Wülste entstehen. Bei zu strammer Wicklung besteht auch die Gefahr, daß das Harz gar nicht oder nur sehr schlecht die Fasern durchdringt. Im nächsten Versuch werden wir also nass-in-nass wickeln und das überschüssige Harz durch strammes Umwickeln mit Frischhaltefolie herausdrücken. Das Kohlefaser-Harz-Gewichtsverhältnis wird dadurch zwar schlechter - aber die Oberflächen- und Bauteilqualität ohne Wülste mit einer glatteren Oberfläche hoffentlich besser.

Wir werden berichten!



05.05.2015

Herstellung des Baums Teil 3

Heute injizierten wir das Epoxy. Vor der Injektion bastelten wir noch die "Vakuummützen" für die beiden Baumenden.

Das Laminierharz wird langsam injiziert
Die größte Herausforderung lag darin, einen luftdichten Abschluß zu finden, damit die Vakuuminjektion auch gelingt.

Auf der Unter- und Oberseite des Baums führten wir in Längsrichtung einen Spiralschlauch. Der untere sollte das Harz gleichmäßig verteilen. Der obere sollte bei vollständiger Durchtränkung der Fasern das überschüssige Harz abführen. Beim Probelauf dichteten wir alle auffindbaren Lufteinlässe ab.

Die 6 Lagen Kohlefaser wogen ca. 3600g. Das Mischungsverhältnis zwischen Harz (MGS RIMR 235) und Härter (MGS LH 287) betrug 100 zu 37,5 Gewichtsanteilen. Mit der Grammwaage war es sehr leicht 1000g Harz und 375g Härter abzuwiegen. Wir hatten also zwei Behälter und insgesamt 2750g Laminierharz. Einiges davon wird im Spiralschlauch zurückbleiben. Als Härter wählten wir den langsamer aushärtenden Curing Agent und hatten deshalb bei ca. 17° Umgebungstemperatur genügend Tropfzeit für den Arbeitsprozess.

Dann wurde es ernst. Die Vakuumpumpe wurde eingeschaltet und zog durch den entstehenden Unterdruck langsam aber sicher die Folie fest auf die Form. Nach der Öffnung der Zuläufe füllte das Harz zunächst recht schnell den Sprialschlauchkanal an der Unterseite und wanderte dann langsam von unten nach oben durch die Fasern. Eine Fließhilfe setzen wir in unserer Anordnung nicht ein, weil die zu überbrückende Distanz von ca. 12cm ausreichend klein war. Die Fließgeschwindigkeit überprüften wir regelmäßig durch Markierungen mit einem weißem Lackmarker.

Ab jetzt war Geduld angesagt. Das Harz bewegte sich nur sehr langsam voran. Nach einiger Zeit kam es uns zu langsam vor. Wir überprüften die Anordnung und entdeckten leider weitere Undichtigkeiten. Wieder etwas später stellten wir fest, daß sich der Schlauch vom Aufbau zur Vakuumpumpe zu sehr zugezogen hatte. Wir durchtrennten den Schlauch kurz hinter dem Anschluß zum Bauteil, setzten ein Verbindungsstück zum neuen etwas robusteren Schlauch ein und dichteten alles wieder mit Tackytape ab. Trotzdem lief die Injektion nicht schneller. An einigen Stellen war das Harz mittlerweile vollständig injiziert. An anderen Stellen, insbesondere an beiden Enden und auf der Oberseite fehlte noch einiges. Nachdem wir uns dem Ende der Tropfzeit näherten, wurde immer klarer, daß wir diesen Versuch leider abbrechen mußten. Es gelang nicht, das Bauteil vollständig zu durchtränken.

Nachts um 02:00h stellten wir also die Vakuumpumpe ab. Mal sehen, wie sich alles nach der Aushärtung darstellt. Vielleicht ist das Bauteil ja noch zu retten.



04.05.2015

Herstellung des Baums Teil 2

Heute bereiteten wir die Injektion vor.

Das Wetter spielte zum Glück mit. Ein Blick auf das Regenradar versprach uns noch eine kurze niederschlagsfreie Zeit. So bauten wir unsere Wickelvorrichtung, bestehend aus zwei Holzböcken draußen vor der Halle auf. Die Holzform wurde darauf gelagert, und los ging es mit dem Wickeln.

Harzflußsperre aus Tackytape
Die Enden der ca. 20-25cm breiten Kohlefaserstreifen schnitten wir im 45°-Winkel ab und konnten so an beiden Enden des Baums eine saubere Terminierung realisieren.

Insgesamt wickelten wir 6 Lagen. Die Lagen wickelten wir abwechselnd links und rechts herum. Als wir damit fertig waren, kamen auch schon die ersten Regentropfen vom Himmel. Also verlegten wir den Arbeitsplatz schnell wieder in die Halle. Dort schnitten wir noch eine Lage aus optisch schönem Kohlefasergewebe in Leinwandbindung aus, um dem Großbaum cooler aussehen zu lassen. Die oberste Lage fixierten wir mit Sprühkleber, damit diese vor dem Eintüten nicht verrutscht. Die nächste Lage, das Abreißgewebe, hielt endlich alles an seinem Platz. An den beiden Enden konnten wir diese mit Malerkrepp endgültig fixieren.

Da wir keine Vakuumfolie in Schlauchform haben, mußten wir uns einen Schlauch herstellen. Wir schnitten ein rechteckiges Stück Vakuumfolie mit einer Breite von ca. 60 cm aus und verklebten die Längsseiten mit Tackytape. Als Ergebnis erhielten wir einen Schlauch von ca. 60cm Umfang und 3,50m Länge.

Zum Schluß mußten wir noch das Problem lösen, wie wir verhindern, daß an den Enden Epoxy in die Form gelangt. Die Lösung war eine Tackytape-Harzsperre an den Enden. Die Vakuumfolie wurde luftdicht an den Enden aufgeklebt. Zusätzlich wollten wir an den Enden noch eine "Vakuummütze" anbringen, d.h. eine Tüte aus Vakuumfolie, die luftdicht auf den Schlauch gelegt wird. Mit dieser Anordnung liegt die Form vollständig im Vakuum. Die Frischhaltefolie als Trennmittel wird auch nicht durch das Vakuum belastet. Sie wäre sowieso nicht vakuumdicht. Soweit die Theorie. Es war schon spät. Die Injektion wurde auf den den nächsten Tag verlegt.

Bei unserem Finnenlager sind wir auch einen Schritt weitergekommen. Die Löcher durch das obere Finnenlager mußten gebohrt werden und exakt mit den Kielbolzenführungen in der Kielfinne übereinstimmen.

Dazu drehten wir eine Bohrschablone. Die Hülse aus Metall hatte einen Außendurchmesser von 20mm (paßt also exakt in die Kielbolzenführung) und mittig ein Bohrloch von 8mm. Die eine Hälfte des Kielfinnenlagers wurde mittels Schraubzwingen oben an der Finne fixiert. Von der anderen Seite steckten wir die Bohrschablone in die Kielbolzenführung der Kielfinne. Dabei diente das 8mm-Loch als Führung für den Bohrer, mit dem wir das Finnenlager durchbohrt haben. Die 8mm-Löcher im Finnenlager müssen wir nun auf 20mm z.B. mit einem Kopfsenker aufbohren.

Im Schiff ging es mit dem Kielkasten weiter. Die Bohrungen durch das Kielfinnenlager müssen jetzt auch exakt auf den Kielkasten übertragen werden. Ziel ist es, daß die Kielfinnenbolzen ohne zu verkanten durch Kielkasten, Kielfinnenlager und Kielfinne geführt werden.