Klebung CfK pultrudiert auf Holz

Hallo,

die RES Leute wissen gleich um was es geht, nämlich die Klebung von strangpultrudierten CfK Rechteckprofilen als Holmgurt auf einen Schubsteg aus Holz. Also ganz nach dem was das RES Reglement zulässt.

Die Frage:
Was ist ein geeigneter Kleber für diese Materialkombination?

Klar funktioniert CA (Sekundenkleber), wird ja bei den zahlreichen Baukastenfliegern genau so gemacht.
Ich kann mir aber überhaupt nicht vorstellen dass CA ansatzweise die hohe Schubspannung an der Klebestelle Cfk / Holz erträgt.
Wer mal einen mit CA geklebten Kohlegurt auf einfachste Weise mit dem Cuttermesser vom Sperrholzsteg getrennt hat weiss wovon ich rede.

Zumal das Holz im Steg sinnvollerweise mit der Maserung aussen senkrecht zu den Gurten geklebt wird. Und genau dort zeigt sich CA von der unschönen Seite, nämlich der geringen Viskosität. Das senkrecht stehende Holz saugt Unmengen an Kleber weg und an der Klebestelle fehlt es dann. Ganz besonders eklatant wenn als Stegmaterial Balsa verwendet wird.
Klar kann man höherviskosen Kleber verwenden, nur funktioniert dann die typische CA Klebung bei Holz- Gemischtbauweise nicht mehr.
Da die Topfzeit von CA systembedingt gegen Null geht setzt der Holzbauer schlauerweise erst alle Bauteile trocken ohne Kleber zusammen und appliziert dann den Sekundenkleber. Dazu wird gezwungenermassen ein recht niedrigviskoser Kleber verwendet da man ja nicht mehr ungehindert an die Fügestellen herankommt und der Kleber somit kapillar die Klebestelle fluten muss. Und Kleben geht dann umso schlechter je zäher der Kleber ist.

Ok, das war die einfache Variante. Bleiben noch 2K Epoxykleber wie Uhu plus und Derivate. Allesamt haben eine recht hohe Mischviskosität und die Applikation artet gerne in eine Riesenschweinerei aus. Letztendlich wird erst Kleber aufgetragen und dann werden die Klebepartner gefügt.

Bleibt noch unser altbekanntes Laminierharz mit ehemals zulässigen (sicheren) Schubspannungen in der Klebung von 5 N/mm²; keine Ahnung wo heute zulässige Werte liegen. Denke dass damit leicht eingedickt sehr viel leichtere Klebungen im Vergleich zu Uhu plus machbar sind. Natürlich nur mit guter Klebevorbereitung und Benetzung beider Fügepartner vor Auftrag des eingedickten Harzes.

Hat jemand belegte verlässliche Klebespannungen von den verschiedenen Systemen zur Verfügung?

Ich schließe mal alles andere wie Kontaktkleber oder 1K PU wegen Untauglichkeit aus.

Warum der ganze Aufwand?
Wenn man Leichtbau betreibt sollte man die Materialeigenschaften ausreizen. Ein scharf dimensionierter Kohlegurt nutzt aber leider nichts wenn die Klebung zum Schubsteg vor Erreichen der Grenzspannung im Gurt aufgibt.

Gruß
Mike
 
Zuletzt bearbeitet:

gbon

User
Schau mal hier nach:

Uhu Endfest 300 >> Zugscherfestigkeit 17N/qmm nach 5 Tagen

Man kann Uhu Endfest 300 auch mit Thixotropiermittel in der Viskosität verändern.

Ich verwende das "altbekannte Laminierharz" in eingedickter Form. Auftrag einseitig auf dem Holmsteg (Holz) und einlegen des CFK-Holmgurtes.
Dann leicht verpressen und Harzreste entfernen. Geduld haben und 24 Stunden bei ca. 20°C aushärten lassen. Die Zugscherfestigkeit der Laminierharz-Variante kenne ich nicht. Hat mich aber auch noch nie in Stich gelassen.

Sowohl Uhu Endfest, wie auch das Harz "füllen" geringe Unebenheiten und Spalte, die man mit CA-Kleber nicht füllen könnte.
Folglich ist die Klebefläche bei Verwendung von Uhu Endfest 300 oder Laminierharz homogener / größer.

CA-Kleber ist bestimmt die leichtere Variante, ergibt aber nicht die "innigste" Verbindung.

Das ist natürlich auch eine Frage der Größe der Bauteile. Meine Bauwelt liegt bei Spannweiten oberhalb 2m.
CFK-Holmgurte ab 5mm Breite aufwärts. Für kleinere Modelle oder Indoor-Modelle wäre ich eher beim CA-Kleber.

Die "einzig wahre" Verklebung wird es sicherlich nicht geben.

Gruß - Georg
 
Ich klebe die 3x0,6mm CFK-Profile mit Uhu Endfest auf die senkrecht stehenden Balsastege. Da ich Rippenflächen in einer einfachen Helling aus gefrästen Rippenunterteilen baue, kann ich die CFK-Profile mit Gewichten andrücken. Bevor die Stahlstücke als Gewicht aufgelegt werde, kommt eine dünne Folie (Frapan) auf die Konstruktion. Nach dem Aushärten wird der jetzt fertige Holm an dem Röhrchen der Stegverbindung mit Kevlarrovings umwickelt und mit CA-Kleber getränkt.

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gbon

User
Hallo Christian,

gibt es einen Grund für die Verwendung von Uhu Endfest 300 - bessere Zugscherfestigkeit als das eingedickte Laminierharz?
Meine Wahl fiel auf das Laminierharz weil es bei den erforderlichen Anmischmengen einfacher zu handhaben ist als Uhu Endfest 300.

Aus deinem Bild - dem zweiten Bild unten - ergibt sich aber eine neue Fragestellung, die ich für mich nicht eindeutig beantworten kann.

Wie verklebst du die Beplankung (D-Box untere Beplankung im Bild) mit dem Hol und den Rippen?

Ich mache das in zwei Arbeitsgängen - Beplankung auf den CFK-Holmgurt mit eingedicktem Laminarharz - auhärten - dann Beplankung auf die Rippen mit Weißleim. Zeitaufwand ist natürlich hoch und ich komme mit dem Weißleim nicht 100% in die kleinen Spalten nahe am Holm.

An anderer Stelle hier in RC-Network wurde eine Verklebung Harz & Weißleim in einem Arbeitsgang (Nass-in-Nass) vorgestellt. Da war ich erstaunt, kann das klappen? Siehe hier: https://www.rc-network.de/threads/vayu-brettnurflügel-in-holzbauweise.783796/page-6

Gruß - Georg
 
Danke für die Tipps!

Obwohl anscheinend niemand die Scherspannung von CA parat hat sind wir uns aber einig dass Epoxid der um Klassen bessere Kleber ist?

Ohne es zuvor erwähnt zu haben, ich verwende oft Uhu Plus mit Baumwollflocken angedickt. Richtig eingestellt bleibt Uhu Plus auch an senkrechten Wänden stehen ohne abzulaufen, dringt aber trotzdem noch gut in den Klebespalt ein.

Klebung der Beplankungen auf die CfK Gurte:
Da Balsa ein weitaus kleineres E-Modul wie CfK hat sind die Klebungen unkritisch da keine hohen Spannungen im Klebespalt auftreten können.

Beplankung unten klebe ich mit CA, oben mit Weißleim.
Auch auf dem Gurt, Erlärung siehe oben.

Gruß
Mike
 

Gideon

Vereinsmitglied
Mark Drela hat seinerzeit EP-Laminierharz mit langer Topfzeit mit CAB-O-SIL (vermutlich die Variante M5) benutzt. Das dürfte auch heutzutage noch sehr gut funktionieren – vorausgesetzt, das System härtet nicht zu spröde aus. Ansonsten warmlagern bei über 40 °C über mindestens 10 h.

UHU Endfest 300 (mutmaßlich ARALDITE 2011) hat bei Stahl eine ZSF von 25 MPa (nach ISO4587). MD-Glue 405 (ein spezieller, zähmodifizierter CA-Klebstoff) hat 24 MPa (nach DIN 53283, vermutlich auch Stahl auf Stahl). Ich kenne die Normen leider nicht auswendig und kann die Unterschiede im Prüfaufbau wiedergeben, aber das ist generell schon recht brauchbar.

Bildschirmfoto 2021-01-23 um 19.34.39.png
 
Georg,
den unteren Holmgurt klebe ich mit dickflüssigem CA-Kleber auf die Beplankung. Die Rippen dann ebenfalls mit CA aber dünnflüssigem. Das geschied auf der Helling, auf der die Beplankung durch andrücken der Rippe auf den Unterbau gedrückt wird und die Profilform erhält. Die Helling ist mit einer Folie geschützt um ein verkleben der nur 1mm dicken Beplankung mit derselben zu vermeiden. Die Holmstege werden nach jeder Rippe mit Uhu endfest auf dem unteren Holmgurt und auch seitlich an den Rippen verklebt. Man glaubt gar nicht mit wie wenig Uhu Endfest man auskommt.
Ich verwende Uhu Endfest durch die richtig eingestellte Viskosität dieses Epoxidklebers und das damit nicht zu sehr starke eindringen des Klebers in das senkrecht stehende Balsa. Epoxidharz mit Thixotropiermittel erfüllt sicher die selbe Aufgabe, muss aber erst richtig angemischt werden.
Man kann durchaus verschiedene Kleber bei einer Verklebung verwenden (Beispiel Harz und Weißleim). Ich bring z.B. die obere Beplankung mit zwei Sorten CA Kleber auf. Auf den oberen Holmgurt wird der Länge nach eine spur aus dickflüssigem CA aufgetragen und die Beplankung aufgelegt mit dem Anschlag der 1mm höheren Rippen hinter dem Holm. Auf den Rippen ist dann noch kein Kleber. Nach ein paar Sekunden ist die Beplankung fest verbunden und ich drück noch auf der Helling die ich senkrecht stelle die Beplankung nacheinander an jede einzelne Rippe und lasse dünnflüssigen CA-Kleber an der Klebestelle seitlich an der Rippe entlanglaufen. Begonnen wird in der Mitte des Flächenteils. Sind alle Rippen mit der Beplankung verklebt kommt dann erst die Nasenleiste frontal mit Übermaß vor die Rippen und Beplankung.
 
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