Leichtbau aber wie?

[PeterKa]

Danke für die Tipps, das mit dem Wasser ist ja voll genial.. Nur fürchte ich, daß es nicht so besonders viel bringen wird. Die allergrößte Ersparnis an Harz hat meiner Meinung nach nicht das Einpinseln gebracht, sondern das Nass in Nass verfahren. Denn ich muß ja eine Menge Harz audbringen, und selbst mit der größten Mühe kann man so den Harzanteil nicht bis auf 40% des Gewebes drücken. Wenn nun das Balsa aufgelegt wird, saugt es unter Druck die überschüssigen Harzanteile heraus, die Tränkung der Gewebelage nähert sich dem Optimum. Na ja, eigentlich erst im Autoklaven, wo das Harz durch Wärme verdünnt und durch Druck verpresst wird. So etwas habe ich nicht, schon gar nicht für die großen Teile. Der grösste Druck ist der, den ich durch ein Vakuum erzeugen kann. Und das sind ca. 100 Kilo pro qdm.
Wenn nun das Balsa nass ist und aufgepresst wird, kann das Harz weniger in das Holz dringen, das ist korrekt, aber wo soll es hin ? Es wird kaum an den Seiten herausquillen, dazu ist die Schicht zu dünn. Es bleibt also im Gelege und wird die physikalischen Eigenschaften des Verbundes eher verschlechtern.

Bei Vakuumverpressungen legt man gerne saugendes Gewebe auf, das später abgerissen wird. Diese Aufgabe übernimmt in meinem Fall aber das Balsaholz.

Weitere Gewichtsersparnis ist meines Erachtens nur möglich wenn entweder bei höheren Temperaturen gearbeitet wird (damit das Harz dünnflüssiger ist), oder wenn das überstehende Harz gründlicher entfernt wird, bevor das Balsaholz aufgelegt wird.

Ich könnte den Versuch machen, das Laminat nach dem Auflegen warm zu machen und mit der Rolle mehr Harz herauszudrücken. Ist heikel, weil Gefahr besteht, daß das Harz zu früh reagiert. Bei großen Flächen hätte ich dazu keine Traute. Dann könnte ich versuchen beim Rollen mehr Druck auszuüben, da geht sicher noch etwas, die Glasscheiben sind dick genug. Ich dachte an eine Mimik mit einer Küchenwalze und aufgelegtem Löschpapier. Aber die Bäume wachsen nicht in den Himmel, weniger als 2,5 g/qdm sind auf keinen Fall mit Hobbymitteln zu erreichen.

Ich neige eher dazu, die knapp 3 Gramm pro qdm zu akzeptieren, denn das ist alles gut zu handlen. Und selbst diesen Wert bekomme ich großflächig nur im Vakuum hin, aufwendig genug ist die ganze Chose sowieso, vom Preis will ich gar nicht erst reden.

Und ganz nebenbei... das ist sowieso wahnsinnig leicht, denn die Oberfläche muß nicht mehr behandelt werden.

Ich werde mich jetzt dem Tragegerüst zuwenden.. errmm... zuerst aber will ich die Mustang reparieren, sie hat mir zu verstehen gegeben, daß es ihr im Himmel nicht gefällt. Und natürlich warten da immer noch 2 Paar Marionettenflügel auf den Endschliff und die Bespannung.

PeterKa

 

[PeterKa]

Ich habe jetzt den ganzen Abend an einem Rippengerüst gefummelt. Es besteht aus 16 Rippen, davon 10 diagonal angeordnet, also nicht die reine geodätische Lehre.

Die Rippen haben eine Fläche von ca 1,5 qdm. Die Entlastungslöcher bringen ca 45% Materialersparnis. Damit wiegt die einzelne Rippe aus dem festen 3mm Depron ziemlich genau 1 Gramm. Dazu kommt noch 1 Hilfsholm mit ca. 4 Gramm. Nicht zu vergessen 2 GFK Röhrchen für die Kohlesteckung (6 Gramm) und noch eine Handvoll Halbrippen. Das alles summiert sich dann zu 30 Gramm plus Klebstoff. Da ich den Randbogen ganz sicher unter 10 Gramm laminieren kann, bin ich jetzt sehr zuversichtlich die halbe Fläche startklar unter 200 Gramm bauen zu können.

Die Zeichnung mit dem Rippenplan ist noch nicht komplett fertig, es fehlen noch einige Details, wie die Aussparungen für den Leinendurchlass, sowie die exakte spaltfreie Ausführung der Flaps, aber ihr wollt ja immer Bilder sehen ;-)



Nachzutragen wäre noch, daß wohl kein Mensch so komplexe Rippen in der geforderten Genauigkeit schneiden kann... Hier ist eine Portalfräse gefragt. Das Flächenprogramm spuckt die Fräsdateien direkt aus. Ich muß sie nur noch anordnen... Na ja vielleicht muß ich noch andere Dinge machen an die ich bisher noch nicht gedacht habe... aber schaumermal.

PeterKa

 

[Rennsemmel]

Hallo !

Da die Rippen diagonal laufen wirst du nur mit einer Fräse vermutlich nicht weit kommen, da die nur Winklige Ripen und aussparungen Fräsen kann. Bei einer 4 bis 5-Achs geht es natürlich.was auchgeht ist die Rippen innen fertig zu fräsen und wohl oder übel von hand zusammenzupassen, die Außenkontur bleibt erstmal Rechteckig.
Dann zwei schneiderippen und die außen Kontur mit dem Heißen Draht schneiden.

MfG,
Sebastian

 

[PeterKa]

Irrtum Basti, das Programm spart auch die Diagonalrippen richtig aus. (also die Löcher sind oval, etc.) Es ist das beste Programm was ich bisher gesehen habe.

Hier die erste Diagonalrippe:



Wie gesagt, die Aussparung für die Leinen fehlt noch, Die muß manuell eingezeichnet werden, da bin ich noch nicht ganz dahintergekommen wie das am besten geht.

Also da ist nix mit heissem Draht. Die Rippen werden ganz konventionell aus 3 mm Depron flach geschnitten. Bei den Bohrungen für die Steckung muss man natürlich etwas von Hand anschrägen, das wars dann aber auch.

PeterKa

 

[f4bscale]

Ich hatte mich erinnert, dass die "Moskito" und einigie russische Jäger (z.B. Jak-3) in Sperrholz gefertigt wurden. Dabei hat man die Furnierschichten nicht in einer Fläche gepresst sondern gleich in die richtige Form gebracht.
Dazu habe ich mir für einen Nasenkasten eine einfache Helling gebaut.




In diese wird 0,6 mm Balsa beschichtet mit Folie und Faser längs der Spannweite eingelegt. Eine 2. Lage 0,6mm Balsa diesmal Faser 90° zur Spannweite wird mit kochendem Wasser eingeweicht und so zum Biegen vorbereitet. Das noch heiße Balsastück wird in die Helling gedrückt. Darüber kommt dann die 3.Schicht 0,6mm Balsa. Das ganze muss dann gut trocknen. Zum Anpressen genügt ein Rohr in den Nasenradius gelegt und rechts und links mit Gummiringen befestigt.
Nach dem Trocknen werden die Schichten mit ganz normalem Holzleim verklebt. Ein paar wenige Stege und der Hauptholm geben dem Ganzen genügend Stabilität.
Das Teil auf dem Bild ist 10cm lang und hat eine Oberfläche von 1dm² und wiegt 4.8g


Mit dieser Variante kann der Rippenabstand auf 60 bis 80mm erweitert werden.

Mein 2. Versuch zur Herstellung eines Nasenkastens erforderte den Bau einer Form. Diese besteht aus Balsaschichten verstärkt dur ein 4-Kant Alurohr.



Darauf kommen dann 2 Lagen Balsa 0,6mm Faser 45° versetzt zur Spannweite. Diese werden heiß gewässert und zum Trocknen über die Form gepresst.

Ist alles gut getrocknet werden die Schichten mit Holzleim verklebt.



Zugegeben der Aufwand ist etwas höher. Festigkeit und Gewicht sind aber sehr gut.



Der Abstand der Rippen kann bei dieser Variante auf 90mm erweitert werden.

Ein Hinnweis für die Epoxydfraktion.

Im Sonderheft von FMT Bauen und Fliegen 2008 beschreibt Ralf Losemann eine Technologie zur Innenbeschichtung mit Diagonal angeordneten Kohlefasern. Diese scheint mir sehr gut für unsere Zwecke geeignet. Die Faser gibt es jetzt auch fertig bei R&G mit 17mm Fadenabstand. Damit wird weniger Harzauftrag nötig. Das Gewicht des Geleges wird mit 25g/m² angegeben.

W.

 

[f4bscale]

Nach einem etwas längerem Gespräch mit Herrn Lanitz von Lanitz Prena Folien kam mir die Idee mal eine Balsaplatte 1mm dick beidseitig mit Folie zu bebügeln. Das Ergebnis war eine recht steife Sandwichplatte. Damit könnte zumindest für wenig gekrümmte Teile der Beplankung z.B im Bereich vom Hauptholm bis zum Hilfsholm eine leichte Lösung gefunden sein. Der Vorteil einer solchen Bauweise, es lassen sich schnell stabile Teile erstellen. Es ist kein Harz und keine Verstärkungsfaser nötig.
Was haltet Ihr von dieser Idee? Probiert es mal aus!

W.

 

[PeterKa]

Prinzipiell ist das eine sehr verlockende Idee. Mit kleinen Kinken, wie ich glaube. Zum Einen dürfte der qdm kaum unter 4 Gramm zu drücken sein (korrigier mich wenn ich falsch liege). Aber für gravierender halte ich die Fertigungsprobleme. Wenn man große Flächen bügelt bekommt man die Folie selten wirklich blasenfrei aufgebügelt. Damit das Sandwich erste Sahne wird, wird auch hier wieder großer Druck bei mittlerer Hitze erforderlich. Ich fürchte sogar, daß man es im Vakuum erhitzen müsste, um die Gase die der Kleber freisetzt absauben zu können. Und wenn die Folie nicht perfekt verklebt ist es Essig mit der Stabilität.

Vielleicht bin ich auch nur zu skeptisch. Meine Erfahrung mit Bügelfolie ist ziemlich durchwachsen. Lanitz hat gut reden... der hat Maschinen in dem die Schichten verklebt werden. Einer meiner Kunden fertigt solche Schichtteile auf riesigen,30 Meter langen Extrudern mit mehreren Wärme und Pressstufen für die Möbelindustrie... Und auch die haben 5-10% Ausschuss.. Also das ist vermutlich anspruchsvoller als es sich so dahinsagt... Kann mich aber auch irren

PeterKa

 

[Rennsemmel]

Vielleicht gehts ja mit so was hier ? : http://www.amazon.de/OLYMPIA-Lamini...GAGC44/ref=pd_cp_office_1/279-8497920-7092812

Die Oldie-Flieger aus dem englischsprachigen Raum benutzen für die stabilität Laminierfolie um ihre Modelle zu bespannen und pinseln dann noch für die Optik Papier mit Spannlack rüber. Wiegt wohl das gleiche wie eine reine Papierbespannung, da man nur noch zwei Spannlackanstriche Braucht und nicht mehr 5-8 um das Papier dicht zu bekommen.

Grüße !

 

[f4bscale]

Das mit der Laminierfolie ist keine schlechte Idee.
Natürlich hat das Bebügeln so seine eigenen Probleme. Richtig ist auch das ein Gewicht unter 4g /dm² für die Oberfläche schon etwas Mühe erfordert. Aber mit 4g/dm² ist schon eine Menge erreicht. Wer mehr will, kommt um Pressformen nicht herum. Wie auch immer diese gestaltet werden müssen.

Was mit einfachen Mitteln erreichbar ist, kann ich aber mit ruhigem Gewissen nach meinen Versuchen zeigen.



Flächentiefe 250mm Länge in Richtung Spannweite 105mm. Verschiedene Rippenabstände und Beplankungen.



Das Landeklappe für eine Z-42 Länge 170mm Breite 40mm. Oberfläche gezeichnet mit Corel Draw und gedruckt. Anschließend versiegelt mit Oracolor farblaós.




Wichtig wäre jetz eine Überprüfung der Technologie an einem Modell.

Ich hätte da z.B. als Objekt meine Z-42. Allerding etwas größer, weil beim Fliegen auf Rasen die Räder doch etwas klein sind. Natürlich elektrisch angetrieben. Wer Interesse hat sollte sich hier melden.




Das ist eine Einladung zu einem gemeinsamen Projekt.

W.

 

[PeterKa]

@ F4bScale: Wir treffen uns in Schwalmtal

Und ich bin schwer beeindruckt von der Mühe, die Du in die Filgrankonstruktionen steckst. So eine einzelne Balsarippe ist ja schon ein Kunstwerk für sich. Wahnsinn.

PeterKa

 

[f4bscale]

Die Rippen haben schon etwas Arbeit gemacht. Als ich sie gebaut habe, ging es mir auch nur darum mal solche Rippen zu bauen wie sie für Segelflieger in den Jahren der Holzbauweise gefertigt wurden.
Inzwischen habe ich auch Lösungen für gefräste Rippen gefunden. Dazu aber später mehr.

W.

 

[PeterKa]

Meine erste aus Depron gefräste Rippe ist fertig....



Also: Fräse in 2D funzt. Flügeldesigner funzt... und das Gewicht funzt... Diese Rippe, zugegeben etwas dünnwandig... wiegt 0,6 Gramm. Das haut sogar mich um. Ich werde das soweit umdesignen, daß überall mindestens 5 mm Material stehen bleibt. Dann wird eine solche Rippe bei maximal 1 Gramm landen. Dies ist übrigens eine Diagonalrippe mit der ovalen Bohrung für die Kohlesteckung, und der Aussparung für die Gegenrippe.

PeterKa

 

[PeterKa]

Nochmal zum Thema.

Ich baue die Mustang nun doch sehr viel größer. Den kleinen GFK Rumpf richtig schön zu bekommen ist sehr schwierig und zu aufwendig. Ich habe meine alten Autocad Dateien wieder hervorgekramt. Aus denen kann ich ein gutes 3D Modell zaubern, das dann Grundlage einer Full Scale Mustang sein wird. Und wenn ich Full Scale sage, meine ich das auch so.

Ich habe eine phantastische Exposionszeichnung, da kann man jedes Detail recht gut erkennen.

Aber darauf wollte ich gar nicht hinaus. Full scale heisst für mich, daß ich auch die Cowlings entfernen kann, wie im Original. Daß ich in das Cockpit schaue und es darin einigermaßen original aussieht. Photos habe ich en Masse. Aber eine der Voraussetzungen ist, daß der Rumpf ein vernünftiges Gerippe bekommt, mit Spanten die im Abstand korrekt stehen, damit die Beplankung detailgetreu aufgebracht werden kann. Und da musste ich mir für die Aluminiumspanten etwas einfallen lassen. Ich glaube ich habe eine super Lösung. Die Printfolie von der mir Wolfram eine Probe geschickt hatte, habe ich beidseitig auf ein 0,6 mm Basabrettchen geklebt. So erhalte ich ein ca 0,8 mm starkes Brettchen, das dann auf der Fräse exakt nach Vorbild ausgeschnitten werden kann. Das Hauptproblem für mich war der Falz der um den Spant geschweißt wurde. Aber auch dafür habe ich eine gute Lösung gefunden. Ich fräse die Spanten mit kleinen Laschen aus. Die Ummantelung bekommt kleine Längsschlitze, so daß sie mechanisch am Spant fixiert sind. Die Schweißung mache ich dann mit Sekundenkleber.

Das ist aberwitziger Aufwand, aber so etwas wollte ich schon immer mal machen. Es sind ja auch nicht zuuuu viele Spanten. Im Rumpf ein gutes Dutzend. Die Rippen in der Fläche können genauso entstehen, sind auch nicht sooo viele. Also das steh ich schon durch.

Ein kleines Detailproblem treibt mich noch um. Die Folie ist selbstklebend. Ich nehme aber an, daß sie nur gut auf glatten Flächen klebt. Daher erscheint es mir notwendig, das Balsabrettchen vor dem Aufkleben zu versiegeln (2 Lagen Parkettlack oder so). Wolfram, was meinst Du dazu ?


PeterKa

 

[f4bscale]

Da hat wohl der Scalevirus zugeschlagen. Ich freue mich auf die Berichte zum Projekt. Auch die Erkenntnis, das Modell größer zu bauen, kann ich nur begrüßen. Aber bitte nicht zu groß, da das Flugbild darunter leiden würde. !,6 m Spannweite +- 0,1m sollte günstig sein.

Trozdem würde ich mich freuen, dich mit der kleinen Mustang bei Wettbewerben in Sami-Scale begrüßen zu können. Dabei kannst du wertvolle Erfahrungen sammeln.


Die Technologie der Spanten müsste in Ordnung gehen. Du kannst mir ja mal eine Probe zusenden. Das Balsa musst du unbedingt versiegeln. Ob mit Spannlack, Parkettlack oder Tapetenleim ist dabei nicht so sehr von Bedeutung. Habe diesbezüglich noch keine schlechten Erfahrungen gemacht.

Wichtig ist aber, dass die Klebeflächen staub- und fettfrei sind. Also möglichst nicht mehr anfassen. Das Balsa vor dem Bekleben nochmal mit einem feuchten Tuch abwischen.
Lutz Richter empfiehlt das Balsa nach dem Schleifen mit einer Mischung von 2% Spannlack und 98% Aceton abzuwischen. Der Schleifstaub sitzt sehr tief und wird durch statische Aufladung nach oben befördert.

W.

 

[f4bscale]

Rippen in Holzbauweise

Bei der Herstellung von Rippen in Holzbauweise muss dem Verlauf der Jahresringe und der Faser besondere Beachtung geschenkt werden.

Das Bild zeigt den Zusammenhang von Belastung, Faserverlauf und Verlauf der Jahresringe.



Werden Rippen aus normalen, im Handel üblichen, Brettern gesägt oder gefräst, so ergibt sich ein Verlauf der Jahresringe entsprechend der rechten Abbildungen. Eine Lösung wäre, die richtigen Brettchen beim Fachhändler zu bestellen. Das hat aber bekanntlich seinen Preis.

So ist eine Rippe mit einer Profildicke größer 25mm gestaltet. Die Profiltiefe der Musterrippe beträgt 280mm. Die Masse sollte kleiner 3g sein.



Es gibt mehrere Lösungsmöglichkeiten, die aber im Wesentlichen eine Sandwichbauweise darstellen.
Für das Sandwich wäre folgender Schichtaufbau denkbar.

Balsa 0,6mm -Balsa 1 bis 2mm- Balsa 0,6mm

Sperrholz 0,4mm- Balsa 1-2mm – Sperrholz 0,4mm

Papier oder Bügelfolie – Balsa 1-3mm - Papier oder Bügelfolie

Natürlich ist ein Sandwich mit Kohle oder Glasfaser möglich.
Hierbei wären einzelne Rovingfäden im Bereich der Stege völlig ausreichend.

Hier im Bild eine Rippe mit Oracover Folie als Deckschicht.



Bei dieser Rippe aus Balsa 2mm war es aber schon notwendig, die Stege mit Sekundenkleber zu tränken. Gut zu sehen auch, wie im Bereich der späteren Holme die Folie entfernt wurde. Dadurch wird eine sichere Haftung des Klebers ermöglicht.



Beplankung für Leichtbau

Auch hier ist Sandwich gut geeignet.



Der entsprechende Schichtaufbau:

Deckschicht Folie für Typenschildetiketten

Zwischenschicht Balsa 0.8 oder 0,6mm
Unterschicht Oracover Folie (Auch Japanpapier erfüllt diesen Zweck)
So könnte dann eine Tragfläche oder Leitwerk aussehen.




Eine sehr interessante Konstruktion fand ich im Qerschnitt der Tragfläche einer Su-26.





Wie diese modellmäßig zu realisieren ist, wäre eine neue Aufgabe.

W.

 

[f4bscale]

Gerade hatte ich mit Herrn Heerdegen von Herdegen Balsa ein sehr interessantes Gespräch.

Balsaholz mit einer für das Fräsen günstigen Faserrichtung gibt es nicht. Die Stämme, aus denen unsere Bretter gesägt werden sind nur etwa 30cm dick. Da kommt beim Sägen nichts brauchbares heraus.

Für uns bleibt da nur noch entsprechende Leisten zu schneiden und die Rippen dem Orginal entsprechend zu verleimen oder die Sandwichmethode anzuwenden.

W.