Merkwürdige weiße Schlieren/Flecken in meinem CFK Bauteil

Hallo Freunde des Kunststoffes ;),

ich bin neu hier im Forum. Mein Name ist Nik und ich schreibe gerade an meiner Masterarbeit im Bereich Composites. Nebenbei arbeite ich schon, daher die Frage zu einem laufenden Projekt:

Wir stellen Bauteile im Vakuum-RTM Verfahren her. Zusätzlich zu dem Vakuum in der Form geben wir etwa 0,7 bar Überdruck auf das Harz beim Injezieren. Wir verwenden als Harz/Härter: HP Textiles (HP-HE3000RI-30) / HP Textiles (HP-HTE300RI-9).

Nun zu meinem Problem:

Wir haben merkwürdige weiße Schlieren/Flecken im Bauteil, nachdem wir dieses 2 Tage später aus der Form holen. Bisherige Vermutungen waren:

- Wachstrennspray verursacht diese Schlieren -> Sind vom Gössel und Pfaff Wachstrennspray zu dem Semiperm Monofilm R&G gewechselt. Immernoch weiße Schlieren. Wir werden auf jedenfall noch einen Versuch starten und die Form (erneut) gründlich (!) säubern. Vielleicht waren immernoch Reste vom Wachstrennspray vorhanden
- Feuchtigkeit kommt irgendwie in den Prozess hinein? Ich habe hier im Forum und auch an anderer Stelle recherchiert, dass es bei Epoxy und Feuchtigkeit zu weißen Flecken kommen kann
- Mikro-Luftbläschen? Tja, eigentlich dürften die ja bei Druck nicht mehr vorhanden sein. Aber wer weiß das schon. Der Druck ist ja auch nicht mega hoch. Mehr kann meine Form leider nicht ab ;)

Habt ihr irgendwelche Ideen? Ich habe mal ein Foto angehangen.

PS: Das Bauteil ist nicht besäumt, daher der unsaubere Rand ;)

Gruß, Nik

2018-01-08-PHOTO-00000111.jpg
 
Für mich sieht es nach zu viel Harz aus.
Hast du eine Form wo auch gegen gepresst wird oder wie ist der Aufbau?

Gruß
Irvine
 
Für mich sieht es nach zu viel Harz aus.
Hast du eine Form wo auch gegen gepresst wird oder wie ist der Aufbau?

Gruß
Irvine

Hi Irvine,

ja du hast recht, es ist leider zu viel Harz in den Waben :( Wir haben ein komplettes Werkzeug, also auch eine Oberseite. Die Fasern legen sich jedoch nur bedingt in die Form der einzelnen Waben, da die Fasern (insbesondere Kohlenstofffasern) einfach zu steif sind. Also ja, es gibt eine Harzansammlung dort. Aber dennoch verstehe ich den weißen Schleier nicht. Ich meine, an den Außenseiten des Bauteiles (die Harzreste die man abbrechen kann) ist auch kein weißer Schleier zu finden.
Ich habe eben noch eine Vermutung bekommen: Vielleicht ist es auch der Sprühkleber zum fixieren der Lagen während des Drapiervorganges. Wir sprühen immer eine Schicht Sprühkleber direkt auf die Formunterseite. Dann kommt die erste Lage. Dann wieder Sprühkleber, dann die nächsten Lagen und so weiter. Das könnte auch ein Grund sein *grübel*

lg Nik
 
Hi Irvine,

ja du hast recht, es ist leider zu viel Harz in den Waben :( Wir haben ein komplettes Werkzeug, also auch eine Oberseite. Die Fasern legen sich jedoch nur bedingt in die Form der einzelnen Waben, da die Fasern (insbesondere Kohlenstofffasern) einfach zu steif sind. Also ja, es gibt eine Harzansammlung dort. Aber dennoch verstehe ich den weißen Schleier nicht. Ich meine, an den Außenseiten des Bauteiles (die Harzreste die man abbrechen kann) ist auch kein weißer Schleier zu finden.
Ich habe eben noch eine Vermutung bekommen: Vielleicht ist es auch der Sprühkleber zum fixieren der Lagen während des Drapiervorganges. Wir sprühen immer eine Schicht Sprühkleber direkt auf die Formunterseite. Dann kommt die erste Lage. Dann wieder Sprühkleber, dann die nächsten Lagen und so weiter. Das könnte auch ein Grund sein *grübel*

lg Nik

Spruhkleber macht kein weisse schlieren.

Sieht sich aus ob das Carbon nicht am aussen seite liegt.

Wenn du an einer Seite Unterdruck hast aber der hars mit druck einspritzt ist der Rest druck fast 0 und komt zuviel hars drin.
Besser ist es wahrscheinlich wenn du erst ein völlige Unterdruck erstellt und dan der Zugang zum Harz öffnen und einsaugen lassen. Wenn der Harz am andere Seite auskommt Harz Zugang schliessen und Unterdruck stehen lassen bis der Harz ist ausgehärtet.
 
Das funktioniert so nicht, wenn dann darf zwischen den Formen nur für die Fasern Platz vorhanden sein.
Durch den Hohlraum zwischen den Formen wird das nichts, da ist es besser im Sack ohne Gegenform das Vakuum zu erzeugen.

Wenn es jedoch unbedingt dieses Verfahren sein muss dann lege mehr Fasern ein.

Gruß
Irvine
 
Aufschleifen und gucken, ob das Fehlstellen/Lunker sind. Alles Andere ist doch Rätselraten...

Desweiteren:
- Ist das Harz wasserfrei?
- Habt Ihr es nach dem Anrühren im Exsikkator entgast?

Kann es sein, dass das Gelege zu stark fixiert ist bzw. zu viel Vorspannung hat und sich garnicht in die Wölbung anlegen kann? Dann müssten sich zwangsläufig entweder Harzseen oder Fehlstellen einstellen. Das Gewebe in den flachen Bereichen ist mir zu gerade/regelmäßig, als dass die Nubbel so ordentlich ausgelegt sein können?

Aber letztlich tendiere ich auch zu Fehlstellen. Werden auch gerne an Bauteilkanten genommen. Diese hast Du ja auch an den Rändern... ;)
 
Aufschleifen und gucken, ob das Fehlstellen/Lunker sind. Alles Andere ist doch Rätselraten...

Desweiteren:
- Ist das Harz wasserfrei?
- Habt Ihr es nach dem Anrühren im Exsikkator entgast?

Kann es sein, dass das Gelege zu stark fixiert ist bzw. zu viel Vorspannung hat und sich garnicht in die Wölbung anlegen kann? Dann müssten sich zwangsläufig entweder Harzseen oder Fehlstellen einstellen. Das Gewebe in den flachen Bereichen ist mir zu gerade/regelmäßig, als dass die Nubbel so ordentlich ausgelegt sein können?

Aber letztlich tendiere ich auch zu Fehlstellen. Werden auch gerne an Bauteilkanten genommen. Diese hast Du ja auch an den Rändern... ;)

Ja, das Gewebe ist definitiv zu stark fixiert. Wir drapieren schon aus der Mitte heraus, sodass zuerst die Fasern in die Waben und erst anschließend in die Randbereiche drapiert werden. Trotzdem kommen die Fasern nicht wirklich in die Radien hinein. Ich denke das wird man auch schwer beheben können. Meine Hoffnung ist es, dass die Harznester im schlimmsten Falle bleiben, aber sie wenigstens durchsichtig sind. Ist das überhaupt möglich? Also ja, es sind definitiv Harznester. Manche haben wir schon aufgebrochen.

Ob das Harz wasserfrei ist kann ich nicht sagen. Wie kann ich das messen? Wir nutzen einen so geringen Druck, dass der Kompressor nur einmal fördern muss. Ich denke nicht, dass da großartig Kondenswasser durch die Druckzufuhr in das Harz gelangt.
Ja, wir nutzen einen Exsikator. Wir entgasen etwa 5-10 Minuten, bis nichts mehr an Luft aufschäumt.

Gruß, Nik
 
Wenn du an einer Seite Unterdruck hast aber der hars mit druck einspritzt ist der Rest druck fast 0 und komt zuviel hars drin.

Das ist das klassische, vakuumunterstützte RTM (Resin Transfer Molding). Beide Werkzeughälften sind dabei fest und zueinander fixiert. Der mögliche Einspritzdruck ist abhängig von der Robustheit des Werkzeugs. Wenn Letzteres relativ dünnwandig ist, wird mit reduzierten Einspritzdrücken und zusätzlicher Vakuumunterstützung gearbeitet. Bei einer Vakuuminfusion mit nur einer Werkzeughälfte und zusätzlicher Folienauflage funktioniert es natürlich nicht, das Harz unter Druck einzubringen, da sich die Folie dann anhebt. Darum geht es hier aber nicht.
 


Sind nur die harzreichen Stellen von der Trübung betroffen und was sind das für schmierigen Stellen? Es sieht ganz danach aus, dass das verwendete Harzsystem verstärkt zu einer Carbamatbildung neigt. Ich würde grundsätzlich vorschlagen, ein Harzsystem mit kürzerer Topfzeit zu verwenden und die Härtungstemperaturen anzuheben. Vor allen Dinge die Nachhärtung in der Form sollte bei 50 bis 60 °C über mindestens 18 - 24 h erfolgen. Wenn dadurch ein relativ hoher Vernetzungsgrad entstanden ist, kann ein späterer Wasserkontakt nichts mehr ausrichten.

http://www.epotek.com/site/files/Techtips/pdfs/techtips_28.pdf
 

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Hi Stephan,

ja es sind nur die harzreichen Stellen von einer Trübung betroffen. Zumindest sieht man die Trübung dort vermehrt. Das Bauteil kommt im späteren Einsatz nicht mit Wasser in Verbindung. Über die Carbamatbildung habe ich auch bereits gelesen. Kann ich durch unser trockenes "Einsatzszenario" diese Carbamatbildung ausschließen?

Wir verdächtigen mittlerweile den Sprühkleber. In dem nächsten Versuch werden wir nur äuuußerst Vorsichtig und sparsam den Sprühkleber verwenden, um ein Drapieren der Preform überhaupt zu ermöglichen. Keine Ahnung wie wir sonst die Lagen vor dem schließen des Werkzeuges faltenfrei in Form halten sollen. Zusätzlich verwenden wir jetzt kein Wachstrennspray mehr, sondern das gute Semiperm Monofilm Trennmittel.

Das Werkzeug werde ich nicht unter Temperatur aushärten können. Da unser Werkzeugwerkstoff (SIKABLOCK M600) eine andere Wärmedehnung als die Schrauben hat, könnte ich mir vorstellen dass mir das Werkzeug im Ofen reißt, oder die Form während des Aushärtvorgangs undicht wird.

Gruß, Nik
 
Wenn du nicht warmhärten kannst, dann verwende einen anderen Härter mit höherer Reaktivität (oder gleich ein komplett anderes System). Ich gehe davon aus, dass es ein systemimmanentes Problem ist und nicht durch das Trennmittel oder den Sprühkleber hervorgerufen wird.
 
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