Positivbauweise in Negativformen / ultraleichtes Leitwerk

[Lahomau]

Hallo, ich möchte in diesem Beitrag einerseits um Tipps und Tricks zur Positivbauweise in Negativformen bitten, es sind aber auch Tipps zu ultraleichten und trotzdem haltbaren Leitwerksbauweisen sehr willkommen!

Mit "Positivbauweise in Negativformen" meine ich die Bauweise, daß man in einer herkömmlichen (harten) Negativform einen passgenauen Styrokern zwischen dem nassen Laminat verpresst.

Als Hintergrundinfo:
Es geht um eine V-Leitwerkshälfte, 500mm Spannweite, 100mm Tiefe, Profildicke 7mm.

bisherige Bauweise:
Leichtes Vollbalsa, nach Augenmaß geschliffen, nach Einbau der Steckung wird es im Vakuum mit 58er Glas überzogen. Gewicht komplett 37g mit Steckung. Sehr robust, ist vom Profil her aber leider immer eine Art von Zufallsprodukt (wegen Schleiferei aus dem Vollen)

getestete Bauweisen:

• normale Schalenbauweise (in der Negativform): 25er Glas, 1mm Balsa, 25er Glas, Balsaholmsteg. Wird wegen 2x Gewebe und nötiger Mumpe rundherum SCHWERER als das Vollbalsaleitwerk. Geht so in Richtung 45 g bei geringerer Robustheit als Vollbalsa. Und eigentlich macht es auch wenig Sinn, bei teilweise weniger als 7mm Profildicke noch ein hohles Sandwich zu bauen, da ist überall im Endleistenbereich 2x 1mm Balsa dicker als das Profil!
• Schalenbauweise ohne Stützstoff: 25er Glas, 80er Kohle, Balsaholmsteg. Biegesteifigkeit ist dank 2 Rovings sehr gut, aber die Profilsteifigkeit ist miserabel, Gewicht 49g. Kann man in dieser Ausführung vergessen, wird entweder schwer oder lapprig.

weitere Ideen:

• dünnes Gewebe+Holmroving in Form laminieren, dann Form schließen und mit PU-Schaum ausschäumen. Wird sicher schwierig, den scharfen Grat zwischen "Form sprengen" und "Riesenlunker" zu finden.
• Styrokügelchen mit Harz anmischen und den Formhohlraum zwischen dem Laminat ausfüllen (=die Low-Cost-Methode von Martin Weberschock), wird wohl eher schwer und wenig druckfest.
• was mit Depron, dem für mich unbekannten Baustoff... ;-)
• oder eben das eigentliche Anliegen dieses Threads, Positivbauweise in der Negativform praktizieren, also einen leicht übermaßigen Styrokern in der mit dünnem Gewebe auslaminierten Negativform verpressen. Wer hat damit Erfahrungen? Meine lange Internet-Suche gestern hat mich nur zum Wurfmäusle geführt, das ist offenbar so gebaut. Aber ich giere nach den Tricks und Kniffen... wieviel Übermaß, damit man eine gute Verklebung bekommt? Und trotzdem die Form noch schließen kann? usw.?

Die F3K-ler haben doch immer so gute Leichtbau-Ideen... jetzt mal her damit!

PS: Und bitte empfiehlt mir jetzt keine Rippenfläche... ich hasse das... ;-)

 

[MarkusN]

Wie wärs mit schäumen? Die genaue Menge muss man halt ausprobieren, und am besten ist ein System, das nicht aus der Dose kommt, damit eben das Mengenabmessen genau wird. An den Randbögen Luftpfeifen, durch die der überfüllende Schaum austreten kann.

 

[Viktor]

Es kommt etwas auf die Stückzahl und Genauigkeit drauf an.

1. Kerne cnc-Fräsen in Positivbauweise laminieren. habe ich letzens mit einem HLG Leitwerk gemacht - Rohacell Kern, 25er Matte drauf. Wird sehr leicht(+), recht profiltreu(+), der Kern muss recht aufwändig gefräst werden(-), hat man den Kern geht es schnell und mit wenig Aufwand. Für das fräsen der Kerne brauchst auf jeden Fall die CAD Datei und es ist besonders im Endleistenbereich recht tricky zu fräsen (ich habe 3-4 Kerne für die Tonne produziert bis es klappte)

2. eine schicht Glas in Form laminieren, flaches auf Kontur geschnittenes Kernmaterial in die Form ansaugen, wenn´s ausgehärtet ist abschleifen, und mit der zweiten Hälfte zusammenkleben. Die aspirin Leitwerke werden in Depron so gemacht, das Problem ist Depron hat von den verfügbaren Materialien mit die schlechteste Druckfestigkeit, die großflächige Verklebung ist recht schwer.

3. Ariane Bauweise als Mischung der gerade genannten: http://www.delago.com/ariane/DBauV7.htm

4 die Modelle von Aeromod sollen mit Kernen in Negativschalen gebaut werden(??). (http://perso.orange.fr/aeromod.concept/) es werden aber nur Flächen in Form eines Mehrfachtrapez verwendet, die Nasenleiste muss nachgearbeitet werden. Es sind die robustesten Flächen gewesen die ich je in der Hand hatte (ich hatte mal einen AldiJ), das Ergebniss ist nicht das gleiche wie in "echter" Negativbauweise, aber gut genug für ein Weltrekord ( MiraJ)

Viktor

 

[Lahomau]

@Markus:
Über's Schäumen habe ich auch länger nachgedacht. Nicht aus der Dose gäbe es ein PU-System von R&G, sowas ähnliches habe ich mal vor vielen Jahren in der Hand gehabt, zwei Komponenten zusammenmischen, und schon während dem Mischen beginnt es hoch zu quillen... Das ist mir bei einem Flügel / Leitwerk zu hektisch, wo noch Holmstege usw. drinliegen und die Form dann noch geschlossen werden muß.

2K-Schäume (zumindest die, die ich gefunden habe) härten alle in unter 60 Sekunden, 1K-Schäume (Bauschaum) brauchen zwar länger zum Festwerden, werden aber nie so richtig druckfest...

@Viktor

zu 1)
Wenn ich eine CNC-Fräse hätte, würde ich mir das Leitwerk glaube ich gleich aus Vollbalsa fräsen...

zu 2)
klingt gut, wenn die vollflächige Verklebung der beiden flachen Styroporhälften dann nicht zu viel Harz braucht;

Edit: laut Delago genausoviel wie für das Tränken der Gewebeaußenseite (-> 3)

Edit2: Da hab ich gerade ein neue Idee bekommen: Nur dünnes Depron nehmen (2mm, wenn's das gibt), keine Gewebe-Innenlage, Verklebung der geschliffenen Depronschichten dann nur noch vorne und hinten nötig. Mal testen, wie sich das anfühlt.

zu 3)
genau diese Fotos hatte ich gesucht aber im Detail dann nicht beim Delago gefunden, danke!

zu 4)
hab jetzt nur grob (auf die Schnelle) gesucht, und hab zwar schon ein Beweisfoto für die Styro-Kerne gefunden, aber noch keine Baubeschreibung. Werde heute abend mal genauer schauen...

Danke erstmal!

 

[hsteinhaus]

Hallo,

irgenwie muss es doch noch einen Weg geben, mit massivem Balsa in einer Negativform zu arbeiten: Beim Sokol ist das Leitwerk 4mm dick und vollsymmetrisch mit 1a Profiltreue. Das gesamte LW wiegt 6g bei 220 mm Spannweite und ist extrem stabil. Die Gewebe- und Deckschichten sind dabei so dünn und gleichmäßig, dass man die Balsa-Maserung über die gesamte Fläche durchscheinen sieht - grob Zuschleifen und mit Mumpe ausfüllen kanns also nicht gewesen sein

Was wäre vom Einsaugen von massivem weichem Balsa in jede Hälfte und anschließendem Planschleifen zu halten?

Güße,
Holger

 

[Kleinatze]

Hi!

Schau mal hier:
http://www.koelleteam.de/projekte/sharky-limit/thumb.html

Grüße
Andreas

 

[Viktor]

Lars,

ich wäre bei schäumen eher skeptisch, es dürfte schwer sein das Material homogen zu kriegen und du muss recht genau die nötige Menge treffen.

Hast du eine Form?
Gast du eine CAD Datei von dem Leitwerk?
Welche Form hat es? Trapez oder ellyptisch?

die Jungs schäumen (http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=69850) aber der Aufwand ist nicht unerheblich.

Ich habe letztens angefangen so was zu machen:


Der Balsakern hat eine Schicht durchlamminiertes UD Kohlegewebe.

Von depron würde ich mir nicht sehr viel versprechen, weil Depron wie gesagt kaum Druckfestigkeit hat. Eine derartige Schalenkonstrukton braucht aber eine druckfeste Verbindung zwischen ober und unterschale, sonst wird es weich wie Butter. Die Steifigkeit kommt von steifen Schalen und einer Verbindung die den Abstand hält. Und das macht Depron nicht - deshalb müssen beim Aspi die Leitwerke CfK verstärkt werden.

 

[Lahomau]

@Holger:
Eine ganz neue Idee, extrem weiches Balsa wird sich finden, und es muß ja (bei mir) auch nur 4mm dick sein, bei 7mm Profildicke. Die Idee gefällt mir! Werde ich in den nächsten Tagen mal testen.

@Andreas:
Eine sehr schöne Fotostrecke! Ist ja praktisch die schon angesprochene "Delago-Variante" mit Depron.

@Viktor:
Ich habe eine Form, aber da sie nicht gefräst ist, sondern herkömmlich von einem Urmodell abgeformt wurde, habe ich keine CAD-Daten.

Geometrie ist ein Recheck (500x100mm) mit großzügig verrundetem Randbogen. Das macht die ganze Sache schon deutlich einfacher, denn für die letzten 5cm am Randbogen, wo kein Rechteck ist, reicht auch eine stützstofflose Bauweise (also z.B. 60er Glas o.ä.). Und im Rechteck-Bereich tut man sich ja leichter mit dem Anfertigen eines passgenauen Kerns als in irgendwelchen elliptischen Sphären.. ;-)

Den Thread aus deinem Link lese ich morgen, bin jetzt zu müde...

Was ist auf deinem Bild jetzt genau zu sehen? Ein vermutlich gefräster und an der NL überschliffener Styrokern sowie ein Balsa mit einem schwarzen Strich. Ist da die UD-Kohle? Ist das Balsa aus zwei Schichten verklebt und warum? Und wie finden Styro und Balsa zueinander? Erklär doch mal, bin neugierig...

 

[Viktor]

Was ist auf deinem Bild jetzt genau zu sehen? Ein vermutlich gefräster und an der NL überschliffener Styrokern sowie ein Balsa mit einem schwarzen Strich. Ist da die UD-Kohle? Ist das Balsa aus zwei Schichten verklebt und warum? Und wie finden Styro und Balsa zueinander? Erklär doch mal, bin neugierig...

Nachdem das Gewebe delaminiert ist habe ich es abgezogen, ein Stück ist an der Nasenleiste noch geblieben - daher die Spuren,

Ja, es ist ein UD Kohlesteg, das Brett wurde von dem fräsen zerschnitten und mit einer Lage UDKohle verklebt, anschließend wird gefräst.

Viktor

 

[Lahomau]

So, es gibt was Neues, ich habe mal Holgers Idee aufgegriffen. Aber nicht mit eingesaugtem Balsa, sondern mit Styrodur. In den Bildern sieht man die einzelnen Schritte:

Negativform, mit kleiner Mikroballonraupe an der Nasenleiste, Harz ist schon eingerollert:


Dann 58er Glas eingerollert, dazu noch einen Streifen 100er UD-Kohle als Holm, an der Steckung noch einen Streifen 80er Kohle (2x10cm), an der Wurzel noch eine Lage 58er Glas (2x10cm), am Randbogen ebenso (hier kommt später kein Styrodur hin):


Darauf wird dann eine 5mm Styrodurplatte gelegt. 5mm = mehr als halbe Profildicke, nach dem Einsaugen soll das überstehende Styrodur in der Trennebene mit dem heißen Draht abgeschnitten werden. Dort, wo später ein kleiner Holmsteg hinkommt, liegt jetzt eine Balsaleiste (mit PE-Folie geschützt) als Abstandshalter.



Nach dem Vakuumieren, Abschneiden in der Trennebene, kurz überschliffen und Kanten verputzt:


Danach kam dann noch eine Balsa-Hochkantleiste als Holmsteg rein, Mikroballonraupen auf Nase, Endleiste, Holmstegverklebung, sowie zwei dünne Raupen längs aufs Styrodur zur Verklebung der Styrodurhälften (keine flächige Verklebung!). Nach dem Entformen und Entkraten sieht es dann so aus:



Fazit: Die Leitwerkshälfte wiegt mit dieser Bauweise 41g bei einer Größe von 45x10cm inkl. Steckung. Man könnte hier sicherlich noch etwas sparsamer mit dem Gewebe umgehen, die Biegesteifigkeit ist enorm, die Oberfläche ist auch recht grifffest, Klopfen mit dem Fingernagel gibt aber kleine Dellen. Der stützstofflose Bereich am Randbogen ist mit 2 Lagen 58er Glas viel zu weich. Hier besser 1 Lage 80er Kohle, das ist auch weich, aber hält wenigstens von selbst die Form.

Gewichts-Vergleich: Mein geschliffenes Vollbalsaleitwerk (auch mit 58er Glas beschichtet) wiegt 37g pro Seite trotz 5cm mehr Halbspannweite, ist etwas biegeweicher (macht aber nichts), dafür hat es aber richtig Nehmerqualitäten. Und die Bauzeit: In einer guten Stunde sind beide Hälften fertig geschliffen und fertig zum Beschichten. D.h. obige Bauweise hat mir eigentlich nur mal wieder gezeigt, daß ich doch besser bei Vollbalsa bleiben werde...

 

[Raphael]

das ist ne ziemlich fette Harzraupe, die Du da drin hast, und das Gewebe sieht auch sehr nass aus. Da lässt sich sicher noch 10gr. sparen.

 

[Lahomau]

Die Mikroballonraupen waren so, wie sie aus der "Bäckertüte" kamen, etwa 2mm dick und haben sich dann entsprechend platt gedrückt.

Mal eine (theoretische) Gewichtsbilanz:
10 dm2 58er Glas: 6g + 6g Harz
2 Stück UD-Holmgurte: 2g + 3g Harz
Styrodur: 9g
Aluröhrchen als Steckung: 2,5g

Das wären zusammen also 28,5g. Bei einem Realgewicht von 41g habe ich dann also knapp 13g Mikroballonraupen im Leitwerk: an Nasenleiste gegen Lunker, Holmstegverklebung, Nasen- und Endleisten- und Schaumverklebung beim Formschließen, Verklebung des Steckungsröhrchens. Die Raupen können aber kaum noch kleiner werden, es muß ja auch noch verkleben...gut, vielleicht könnte ich da noch ein bißchen rausholen. Aber es stimmt schon, das Hauptsparpotential ist bei den Mikroballonraupen, denn wenn ich mir obige Bilanz anschaue, kann man da weder viel sparen noch versauen, selbst wenn statt der theoretischen 9g Harz eher 12g oder 15g drin stecken würden (bei richtig nasser Laminierweise, die es aber nicht einmal war...). Also braucht man eine Bauweise, die möglichst ohne Mumpe und Raupen auskommt. Hmm, vielleicht Vollbalsa...?

 

[studio1966]

Wenn die Mumpe auseinanderläuft, ist sie zu dünn eingestellt. Etwas mehr Tixo sollte helfen. Wir stellen immer so ein, dass nichts mehr vom Rührstab tropft. Mumpe die von der klebestelle wegläuft wiegt nur.

Gruß

Ben

 

[studio1966]

Zum Gluck kam der tipp noch rechtzeitig