Bericht über die herstellung grösserer gegenständen aus armierten kunststoffen, speziell die verwendung von sandwichkonstruktionen

ARCH

r'-Bericht ber die Herstellung grösserer Gegenstnden

aus armiérten Kunststoffen, speziell die Verwendung

von Sandwickonstruktionen0 L0Taal Kunststoff - Techniker Stephensonstraat 85 Arnersfoort (Holland) 'I

Sc epbo

2!

-

n

Vortrag gehalten whrenci der Internationalen Tagung

1960

ffir die Verarbeitu.ngs - Technologie der Kunststoffe0

Anis terdam

Armierte Kunststoffe0

Wenn im nachfolgenden Aufsatz von armierten Kunst-stoffen die Rede ist, so handelt es sich immer um eine Konstruktion, aufgebaut aus Polyesterbarz, armiert mit Glasfasern0 Die Herstellung von

kleine-ren Gegenstnden oder von solchen, die nur geringe

Belastung erfahren, Ist schon oft besprochen worden,

so dass sie hier nicht noch einmal erwbnt werden

soll0 Dass sich die Herstellungsmethoden im Laufe der Zeit etwas andern, liegt nicht an berholten Ansichten in materialtechnischer Richtung, sondern vielfach an der Notwendigkeit einer rationelleren Arbeitsweise0

Nachdem si'ch bei verhltnismssig kleinen

Gegenstn-den die vielen Vorteile bei der Verwendung von Kunststoffen gezeigt haben, wird jetzt überall versucht, auch gr6ssere Objekte zu realisieren0 Was sich aber bei kleineren Gegenständen gut

be*ahr-te, brachte bei gr6sseren Objekten oft

Enttuschun-gen0 Viele Firmen, die zum Beispiel auf dem Poly-estergebiet wirklich über gute Erfahrungen verf'Cgten, mussten feststellen, dass ±'Cir die Herstellung

gr6sserer Gegenstände die Kentnisse der armierte Kunststoffe doch noch zu gering waren0 Auch hier

ergab sich einmal mehr, dass das was im kleinen gut, nicht ohne weiteres auf vielfach gr5ssere Objekte zu übertragen Ist0

Welche Schwierigkeiten treten nun auf.? In erster Linie sind, diese zurickzufihren auf die

Glasfaser-armierung0 Die Glasfaser, die fúr die Armierang ursprCinglich fír so ausgezeichnet galt, zeigte

jetzt grosse Nachteile0 Diese sind hauptschljch

bedingt durch die geringe Bruchdehnung des Glases, die ja nur _{betrgt0 Dieser Mangel hat sich bei} kleineren Gegenstnd.en nie ausgewirkt, weil man ja

auf alle F.11e minimale Dicken der Laminate hat aufbauen massen und dadurch so hohe Festigkeiten hineinbrachte, dass meistens die Zugfestigkeit vielfach überd,imensionjert war0

2..

Durch die meistèns aus Gründen der Steifheit ver-langte Ueberdimensionìerung der Sohichtdicken wurden die so gCinstigen Eigenschaften der

Glas-faser nie ausgenutzt. Dabei wurde sehr oft nicht einmal die Form in der die Glasfaser eingesetzt

wurde, bercksichtigt0

Mat tenlaminate.

Die Matten, und auch die Glasfaserarmieriing, die mittels Vorformmaschinen hergestellt werden,

ge-nigen Cr Gegenstände, die nur geringen Belastungen unterworfen werden und bei denen infolge der

ohne-hin berdimensionierten Laminatdicken die Zugfestig-keit der Glasfasern gar' nicht ben6tigt werden0

Bei dieser Art Glasfaserarmierungen kann ja auch die Zugfestigkeit der Glasfasern nicht voll aus-genutzt werden, weil die Paser nur kurze Langen

aufweist, mit andern Worten, weil die Armierung unterbrochen Ist0 Allerdings ist zu bemerken, dass bei Mattenlaminaten die Bruchdehnung dann viel h6her liegt, als bei 2%, Sie wird hier mitbe-dingt durch die Elastizität des Harzes.

Gewebe-L aminate.

Bei Laznlnaten, hergestellt aus Glasfasergeweben, sieht es anders aus0 Hier bildet die Glasfaser eine durchgehende Armierung0 Aber dennoch k6nnen Schwierigkeiten auftreten0

Bei Geweben, bei. denen Kette und Schuss aus glei-chen oder fast gleiglei-chen Glasfgdenbûndeln bestehen, sind sowohl Kette als Schuss gewellt (onduliert)

Je dicker die Fdenbindel sind, _{omso starker ist}

die Ondulierung0 Wenn ein Laminat _{aus einem} sol-chen Gewebe auf Zug belastet wird, rissen sich die F,den erst strecken, bevor sie die Belastung aufnehmen k6nnen. Nun ist aber das Gewebe im Harz eingebettet und beim Strecken der Fäden rniisste allererst das Harz eine VerfoTmungsm6glichkeit aufweisen, die es aber nicht hat, und ausserdem müssten die uerlaufenden Faden ebenfalls

herunter-

-3-oder heraufgedrCckt werden kennen. Aus fabrikar. tionstechnischen Gründen werden die Glasfäderi-bündel bevor sie verwoben werden, vielfach ge-zwirnt. Solche gezwirnte Fg.den lassen im algemei-nen bei Zugbelastung eine grosse Dehnung zu. In beiden Fällen, sowohl bei der Verwendung von Geweben aus Glasfädenbündeln wie auch bei der Verwendung von den Geweben aus gezwirnten

Glas-fädengarnen treten leicht Delaninierungen auf, weil sich die nndulierten bzw0 verdrehten

Einzel-fasern gegen die Harzschicht bewegen und sich

dabei vom Harz lsen0

Bei kleinen Gegenständen spielen diese genannten Mängel, wie schon früher gesagt, keine Rolle0

Beim Uebergang zum Bau gr6sserer Gegenstände traten jedoch diese Mängel sofort in Erscheinung0

Besonders an Booten zeigten sie sich sofort0 Die Praxis ergab, dass gerade bei dickeren Laminaten Delaminierungen aus oben erwähnten Gründen auf-traten. Bei Verbiegung tritt in den äusseren Schichten Druck und Zug auf. Bei gleicher

Verbie-gung, aber grösserer Stärke, ist die Druck und

Zugbelastung der Faser auch grSsser, anders gesagt, die Längeveränderungen bei gleicher Verbiegung werden gr6sser0 Diese Tatsache verursachte recht viele Sorgen und erforderte viele ]perìmente, z.B0 bei Bau grosser Schiffe. Zwai baut man heute solche, aber auch hier müssen im Grunde genommen die Laminate überdimensioniert werden0 Man ist deshalb auch dazu übergegangen, gr6ssere Schiffe

nur aus MattenLaminaten herzustellen0 Erstens

sind die Matten billig und zweitens kann man dem Laminat durch Verwendung von mechanisch guten

Polyesterharzen verhältnismässig gute Eigenschaf-ten geben0 Aber auch mit dieser Methode hat man zwei Probleme nicht ganz zu l6sen vermögen:

a) Man kann die günstigen Eigenschaften der Glasfaser nicht voll ausnützen,

b) bei Verbiegungen treten in den äussersten Schichten Verschiebungen auf, die oft zu Delaminierungen fCîbren.

Sand.wichkons truktionen0

Es wurden nun viele Versuche mit

Sandwichkonstruk-tienen durchgefhrt, die im Grunde genommen nichts

anderes zum Ziel hatten, als die mittleren Laminat-schichten durch ein billigeres Material zu erset-zen0 Auch dies ging meistens nur bei Gegenstnc1en, die nur geringe Belastungen zu ertragen hatten0 Man verwendete nämlich als Kernmaterial

Honig-waben, harten spr6den PVCSchaum, hartes Moltopren,

Balsahoiz u0s.w0, u0s.w0 Alle diese Materialen fixierten die Deckschichten auf ihren Abstand0 Um

die Notwendige Steifheit zu bekommen, wurde im allgemeinen die Starke der Kernschicht erbht0 Unter den gegebenen Voraussetzungen wurden dadurch bei gleichem Deformationsweg die Deckachichten st.rker belastet. Weitere Schwierigkeiten bei der Herstellung solcher Sandwichkonstruktionen kamen auch von der Verformung des Kernmaterials her. Seit nun aber ein PVCSchaiim auf den markt kam, welcher aus reinem, stabilisierten PVC besteht und der dadurch gute elastische Eigenschaften aufweist, wurde es möglich, diese Schwierigkeiten zu berwinden0 Dieser PVCSchaum1, hergestellt nach dem HochdruckVerfahren, enthält keine Treib-mittelrückstnde und keine Weichmacher0 Er ist

deshalb, wie gesagt, zh und elastisch und l.sst

sich warm verformen, sogar tiefziehen0 Dieser Schaum gibt Sand.wichkonstruktionen mit Eigenschaf-ten, die bis heute sonst nicht erreicht wurden0 Sandwichkonstruktionen mit einem Kern aus PVC-Schaum hergestellt nach dem Hochdruckverfahren.1 Mit Hilfe eines solchen Schaumes lassen sich Sandwichkonstruktionen aufbauen, die sich stark verbiegen lassen, ohne dass Delaminierungen in 1) Airez, Airez A0G0 Sins - Aargau, Schweiz

cien Deckschichten auftreten0 Urn dies zu erreichen, sind allerdings einige Bedingungen beim Aufbau der Decksohichten zu erfî1len, worüber sp.ter mehr gesagt werden soll. Das Prinzip der Verbiegung

eines Sandwiches Ist analog demjenigen eines Doppel-T-Balkens. Ein solcher Balken ist nur zu verbiegen, wenn sich die Lange der Flansohen andern 1sst, bei einem Sandwich also dann, wenn die

Deckschich-tenlnge gendert werden kann0 Bei dem neuen

Sand-wich besteht nun allerdings die M6glichkeit, die grossen Unterschiede aufzufangen, ohne

Ln.gcnver-gnderungen der Deckschicht0 Wenn nmlioh der Abstc..nd. zwischen den beiden Deckschichten örtlich

geringer wird, zum Beispiel, wenn sich die beiden Deckschicbten um den gleichen Radius biegen, wird

sich deren tatsächliche Lange nicht ndern0 Das Kernmaterial muss aber die Formridening aufnehmen

kennen, ohne selber Schaden zu erleiden0 Es hat sich gezeigt, dass der spezielle PVC-Schaurn dies nicht nur macht, sondern ausserdem seine alte

Ge-stelt wieder annimmt, wenn die Belastung wegfllt0

Die Schwierigkeiten, class bei verbiegung des Laminates die Deckschichten berbelaste-t werden,

ist also durch die Eigenschaft dieses PVC-Schaumes, sich vorOEbergehend zusammendrCícken zu lassen ohne Schaden zu nehmen, praktisch behoben0 Das Sandwich muss jedoch so konstruiert werden, dass wirklich der PVC-Schaum bei Verbiegung oder senkrecht auf das Sandwich auftretenden Belastungen zusammen-gedrickt wird, bevor die Deckschichten auf maximale Zug- und Druckbelastungen kommen0 Es ist nun eine Sache des Konstru.ierens die richtigen Verhltnisse

zwischen Kernsrke und Deckschichten-Aufbau zu

finden0

Die Funktionen der Deckschichten0

Die Funktionen der Deckschichten werden natirlich auch hier durch viele Faktoren bestimmt0 Eines aber tritt nicht mehr auf, nrnlich, dass die

6-Dehnung der Deckschichten aufgenommen werden muss0 Dadurch ergibt sich nun die Möglichkeit, die sehr hohen Zugfestigkeitswerte der Glasfaser

auszu-nützen0 Man kann mmlich nun so bauen, dass bei

Belastung der Glasfaser sofort ohne Vermittlung des Harzes die Zugbelastungen aufgenommen werden0

Dazu muss man aber gestreckte Fasern verwenden. Eine M6glichkeit bestünde darin, Rovings einzeln einzubetten0 Aus fabrikationstechnischen Gründen ist dies aber nicht m6glich. Dagegen gibt auch ein unid.irektionales Gewebe, bei dem die Kettfden in ihrer Richtung von dem SChUSS her (am besten aus Stapelfasern bestehend) nicht beeinflusst wer-den, sehr gute Resultate, nznlich:

1. Direkte Zugbelastung der Glasfaser,

2 Durch die hohe Zugfestigkeit der Glasfaser eine relativ geringe Glasarmierung,

Dadurch dünne Deckschichten, die eine geringere Gefahr von Delaminierung in sich bergen0

Wenig Harz brauchen, wodurch sie, gemessen an ihrer Festigkeit, billig sind,

Die Deckschichten lassen infolge ihrer geringen Dicke auch bei geringer Bruch-dehnung eine grosse Verbiegung zu.

Bei Verwendung unidirektionaler Gewebe für die Herstellung der Deckschichten erhalt man eine sehr grosse Steifheit cies Sandwiches, da ja die bei einer

Verbiegung auftretende Zugkrfte sofort von den

Glasfasern aufgenommen werden0 Die Steifheit eines solchen Sandwiches ist erheblich grösser als bei Verwendung von normalen Geweben oder Matten, die sich schon bei geringer Belastung dehnen. Das aber bedeutet, dass die Verwendung unidirektionaler Gewebe gestattet, mit einer weniger dicken Kern-schicht gr6ssere Steifheit zu erreichen0 Dadurch wird. natürlich die Wirtschaftlichkeit cies

Sandwich--7

baues wesentlich verbessert0 Wenn auch im all-gemeinen unidirektionale Gewebe teurer sind als normale, ist das Endprodukt dennoch billiger0 Wir m6chten aber nochmals deutlich betonen, dass den üblichen L arninaten gegenüber bestimmte nktionen der Deckschichten, die eben die Schwierigkeiten hervorrufen, nun von dem Kernmaterial übernommen wird, womit die Schwierigkeiten behoben werden k6nnen0 Neben allen anderen Vorteilen, ist wohl

der wichtigste bei den neuartigen Sandwichplatten, aufgebaut mit einem elastischen Hart-PVC-Schaum, dass eine starke Verformung nicht zum Schaden führt, sondern, dass sich das Sandwich bei Entlas-tung wieder erholt0

Nun wird es immer wieder bestimmte Flle geben,

wo der Konstrukteur aus kommerziellen Gründen die Deckschichten mit Matten aufbaut. Oft m6gen die Festigkeiten auch solcher Konstruktionen genügen, ja es kann sogar erwünscht sein, insbesondere, wenn eine bedeutende Schlag-, Durchschlag-, oder Kratzfestigkeit verlangt wird, dass man dann vor'

zugsweise dickere Deckschichten mit Hilfe von Matten aufbaut.

Dies im besonderen, wenn die genannten Eigenschaf-ten eine gr5ssere Rolle spielen, als die Verbie-ßungsfestigkeiten.

Bei gr6sseren Objekten und. vor allem bei solchen, die nur kurzfristige schwere Belastung ertragen müssen, ist immer die Hauptfrage: "Kann die

Kon-struktion diese kurzfristige Belastung wirklich aushalten0?", die Erfahrung, die wir bis heute mit den neuen Sandwichbau besitzen, zeigt, dass

dieser erst wirkliche Vorteile bringt, wenn es

sich um grössere Gegenstn&e handelt, oder um

Objekte, welche unter kurzfristige schwere Belastun-gen kommen0 Das Polyester und. Glasfasermaterial und der mehrfach erwinte PVC-Sciiaum lassen sich leicht zu kompliziert geformten Objekten verarbei-ten0 Berechnungen sind aber auch hier fast

un-AIRXSandwichP1atte im Sclmitt.

AIEEXSanclwichRettungsboot0 Faliprobe 3 Mtr Hhe0

Serienherstellung seit 1-l-'6O

m6glich0 Es Ist also zum Beispiel

praktisch

nicht

durchfiihrbar,

eine Bootsschale

aus

Sandwichxnateri-al tatschlich zi. berechnen0 Hierzu geh5rt einfach sehr viel Erfahrung, wie auch konstruktives Gefühl.

Das

Ist jedoch hnlich wie beim Bau von Holzbooten, wo sich die

Erfahrung

vom Vater auf den Sohn

aber-tr.gt0 Was

wir

aber heute sicher wissen, Ist, dass sich Sandwichkonstruktionen, beispielsweise Boots-schalen, spantenlos herstellen lassen, auch bei

verhltnism.ssig grossen Booten0 Dafúr sind jetzt

Beweise genug vorhanden.

Es Ist vielleicht gut, hier ein Beispiel aber den

Bau

von Booten in Sandwichmaterial

zu

geben. Nach

den obenerwhnten Ueberlegu.ngen wurde ein

Versuchs-rettungsboot2 gebaut in Sandwicbkonstru.ktìon.

Das erste Boot war 7.32 in lang. Als Sandwichaufbau

wurde gewh1t:

Kern:

8 mm PVCSchauin, Type 01/18

3

4 Schichten unidirektionales Gewebe

± 400

Gr/m2, Harzanteil _60%.

Laxninatstrke etwa

25 mm.

Innen

2 Matten 450 Gr. Rarzanteil

_±

deckschicht;

70%.

Schichta-trke ±

2mm,

Die Schale wurde vollkommen spantenlos gebaut. Die

Bänke

UeS0W0 wurden allseitig mit 25 mm Spielraum

montiert, so dass sich die Schale insgesamt 50 mm verbiegen konnte bei Belastung0 Bei den vielen Faliversuchen wurden dieses Mass bei den Doilborden nicht aberschritten. Bei dem Kiel war es anders. Dort wurde bei einem Fallversuch mit Ballast eine Durohbiegung von 300 mm in der Mitte des Bootes gemessen.

Aussen-deckschicht:

Hersteller: N.y. P.Ue Hoop en Zonen,

Krjnpen a/d. Lek -

Holland0

9

Als das Boot aber direkt nachher auf dem Lande nachgemessen wurde, wurde festgestellt, dass das Boot wieder die normalen Abmessungen hatte0 Scha--den an den Deckschichten konnte niht festgestellt

werden0 Dieses erste Boot ist noch immer unter ex-trern schwerer Erprobung, schon iiber ein Jahr0 Beim zweiten Versuchsboot wurde die StLrke des Kernrnaterials auf 10 mm erhöht0 Der Aufbau der Deckschichten blieb derselbe0 Mit diesem Boot wur-den dieselben Versuchen unternommen. Die Durchbie-gung des Kiels war jetzt statt 300 mm nur 50 mm bei demselben Failversuch.

Weitere Boote wurden gebaut, 8 m lazg, 85 m lang und schliesslich ₉ m lang0 Der ganze Sandwichauf-bau blieb derselbe0 Bei allen Versuchen bewahrten sich die Boote ausgezeichnet. Das _{9 m Boot z0B.} haite bei der statischen Belastung, welche bei jedem Rettungsboot vorgesrhriben ist, eine Durch-biegung des Kiels von 22 mm0 Dies ist bedeutend weniger als bei allen anderen Booten aus Holz, Aluminium und Stahl. Zu bemerken ist aber, dass

der Kiel entsprechend der auftretenden Belastung mit unidirektionalen Gewebebgnclern in der Lngs_

richtung angebracht, vers.rkt worden war.

Im Zusammenhang mit dieser Rettungsbootfertigung ist es gut zu bemerken, dass die kommerziellen Vorteile erst bei den grösseren Booten recht _zum Vorschein kommen0 Die kleineren "niassiven"

Polyes-terGlasfaserboote, z.B. ein 7.32 m Rettungsboot,

hat eine Schalenstrke von etwa ₅ mm, aufgebaut

aus verhltnismssig billigen Materialen (Matten und grobes Gewebe)o Das 732 m Sandwichboot hat

total an Deckschichten 405 mm aus teureren

Mate-rialien und ausserdem noch PVCSchaum0 Bei den _{9 ni}

Booten ist der Aufbau in Sandwich aber bedeutend

billiger als in massiver PolyesterGlasfaser0

Aber auch bei den kleineren Booten bleiben die tecbnichen Vorteile, die doch wirklich einen

Mehr-Ho1zgerippeform

lo

-preis rechtfertigen0

Die Erfahrungen mit den Rettuigsbooten haben zu den nachstehenden Schlussfolgerungen gefthrt: Bei kleinere GegenstHnden zeigen sich beim Sand-wich wesentlich verbesserte technische

Eigenschaf-ten0 es ergibt aber unter Umstnden keine

wirt-schaftlichen Vorteile, ja sogar vielleicht eine rechte Verteuerung, beispielsweise gegeniber

einfachen Glasfaserpolyesteraufbauten0 Bei

gr6sse-ren Gegenstnden jedoch werden die technischen

Vorteile im Sandwichbau gegenüber der gew6linlichen Konstruktion wesentlich grSsser und dabei die Fertigungskosten im Vergleich zum Aufbau aus allen anderen Materialien geringere

L aborversuche0

Es ist klar, class man bei den vielen auftretenden Schwierigkeiten auch versuchte, mit Laborprifu.ngen

die Probleme zu lsen0 Sicher k6nnen

Laboratoriums-versuche und Laboratoriumsmesswerte viele Hinweise geben auf die Eigenschaften im Vergleich zu andern Materialien0 Es ist bekannt, dass es gerade beim Aufbau von Konstruktionen mit mehr-dimensionaler Verformung sehr schwierig ist, Berechnungen auf Grund. von Messdaten durchzu±'Thren, die, wie dies üblich ist, an einfachen planen Gegenständen

auf-genommen worden sind. Man muss hier sehr vorsich-tig seine Es gehört, wie schon vorher gesagt, sehr

viel Erfahrung und Konstrukticnsgefhl dazu, um die Daten richtig zu bentzen0 Es ist deshalb

besonders wertvoll, wenn bestimmte Institute Mes-sungen an Gegenständen vornehmen, deren Form den Praxisformen entsprechen, wie dies z0B. vom Kunst-stoffeninstitut T0N00., Laboratorium fCir Schiffs-konstruktionen der technischen Hochschule Deift, und der Holländischen Kriegsmarine in letzter Zeit

in sehr interessanter WeisSe durchgeÍhrt wird0 Verarbeitung des speziellen PVC-Schaumes als

Einer der grössten Vorteile dieses PVC-Schauuies liegt darin, dass er warm verformt werden kann0

es empfiehlt sich, im besonderen bei grösseren Objekten, die Schaumplatten aber Holzformen zu

ver-biegen0 Narlich kann man auch mit Vakuum

verfor-men. Allerdings hat diese Warmverformung auch ihre Nachteile, zum Beispiel dehnt sich Hart-PVC-Schaam als -thermoplastisches Material bei einer Temper&-tui' von 90 - 1000 recht betrchtlich0 Wenn deshalb eine Platte aber eine Form gespannt und verbogen wird und sie dann wieder freigelassen wird, so nimmt sie weitgehend ihre ursprCngliche Fl.che,

jedoch nicht wieder ihre ursprangliche Form an0 Verformt man aber in Vakuum in einem Modell. so

nss auh mit der Dehnung der Platte gerechnet werden. Ftî,r den Aufbau von Sandwichkonstruk-tjonen

ist aus spteren noch zu besprechenden Grnden die

Vakuumverformung, wenn mit Polyesterdeckschichten gearbeitet werden soll, nicht zu empfehlen.

Sofern man Gegenstände nach der In-Modell-Methode herstellt, d0h. wenn man die PVC-Schaumplatten in eine Form hineinpresst, benimmt sich dieser Schaum sehr widerspenstig0 Es ist schwer, ihn dorthin zu bekommen wo man ihn haben wille insbesondere wenn man ihn etwa auf flüssigen Harz, mit dem die Form angestrichen ist, zusammenbringt0 Dies ist über-haupt bei. grösseren Gegenständen fast unni6glich0

Es wurden deshalb andere Methoden entwickelt fr

Sandwichkons-truktionen, vor allem mit mehrfach verbogenen flachen aus Schaum und

Glasfaserpoly-ester-Aufbauten0

1 Die Ueber-Modell-Methode0

Diese Methode wird veiend.et bei der Herstellung von Re-ttungsboo-ten und Einzelstcken (Prototyp) Es wird eine Form aus einem Holzgerippe so

ein-fach und billig wie m6glich erstellt. DarOEber

wer-

-den die PVC-Schaumplatten gebogen und warm verformt0 Die Platten kahlen sehr schnell ab0

12

-Die geformte Platte wird. dann entfernt, die 2 Platte geformt0 Sobald dies erfolgt ist, wird die

erste Platte wieder an ihren ursprünglichen Platz

gelegt und. die 2 Platte zugeschnitten, so dass beide stumpf zusammenstossen0 Dies geht so weiter bis der ganze Gegenstand im PVO-Schauín aufgebaut ist0 Dann werden alle Platten auf der Form ange-bracht0 Bevor nun mit der Beschichtung mit Poly-ester-Glasfasermaterial begonnen werden kann, ist es notwendig, den PVC-Schaum gegen die Einwirkung des Styrols zu schützen0 Sehr gute Resultate v'urden bisher erreicht mit Spezial-Epoxyd oder Polyure-than-Lacken, welche aufgespritzt werden0 Die sehr dünn aufgebrachte Lackschicht lasst die

ange-schnittenen Zellen an der oberflache des Schaumes offen bestehen0 Jetzt kann die .tussenschicht angebracht werden0 Die Erfahrungen haben gezeigt, dass man am Besten unidirektionale Gewebebander von 400 - 500 mm Breite verwendet0 Solche Bander lassen sich auch bei gr6sserer Lange gut verformen0 Es treten dann keine Falten und Ueberlappungen auf Die Armiezung ist immer kreuzweise anzubringen0

Beim Ret-tungsbootbau hat sich diese diagonale

Bau-weise sehr gut bewhrt0

ist nun die Aussenschicht aufgebracht und erhartet, so wird das halbfertige, a.h. einseitige belegte Sandwich von der Form genommen und. umgekehrt in einen Gegenform gestellt und auf die richtigen Masse fixiert. Meistens genügen auch hier einfache

Spant en

Nachdem jetzt auch die Innenseite des PVC-Schaumes versiegelt worden ist kann die Innenschicht

auf-gebracht werden0 Diese Methode ist also ein Hand-auflege-Verfah.ren0 Jeder Druck ist zu vermeiden0 Sie hat aber ihre Nachteile.

Die Aussenseite des Gegenstandes ist nicht glatt; sie muss noch bearbeitet weraen, auch wenn sich mit den Gewebebandern bei sauberem und seri5sem

VAL1JACHT

L.nge 65O mtr0

Breite 2. mtr0

Gebaut in kIREXSandwich. Spantenlos0 Herste11er

13

-Arbeiten eine an sich gu-te 0berf1che erzielen lsst0 Es besteht weiter eine gefahr ffr

ungtin-stiges Aushrten des Harzes, und man muss sehr

darauf achten, dass man zum Beispiel bei. Verwen-dung von Luftheizung zur Beschleunigung der Aus-hrtung nicht zuviel Styr-ol verdunstet. Da bei dieser Methode ein Gelcoat nicht verwendet wird, empfiehlt es sich, eine Schutzschicht anzubringen0 Am besten nimmt man auch hier einen Polyurethan-harz, der in 2 - ₃ Schichten aufgespritzt wird0 Evtl0 entstandene Schrampfrisse werden dann

_ausge-

-füllt

2 In-Modell-Methode0

Es wurde vorher schon gesagt, dass jede Druck-methode bei Verwendung von PVC-Schaum nicht günstig ist, und es wird gut seine auf diesen Punkt noch etwas weiter einzugehen0 Vorerst ist es notwendig, die Verbindung der Deckschichten mit dem PVC-Schaum n.her zu betrachten, urn zu sehen, wie diese überhaupt zustande kommt0 Bekannt Ist, dass

zwi-schen dem PVC-Schaum und dem Polyester-harz keine Klebeverbindung entsteht0 Die Verbindung ist also rein mechanisch, dadurch bedingt, dass das flüssige Polyester-harz die angeschnittenen Zellen an der

0berf1che des Schaumes ausfüllt, und dass sich nach der Hxtung eine Verankerung bildet0

Wenn man nach der üblichen Vakuum-Methôde arbeitet, die allerdings für gr6ssere Gegenstände, z0B0 für Schiffe über 20 m, praktisch nicht mehr rnglich ist, ergibt sich folgendes Bild:

Nachdem die Aussendeckschicht in der Form aufge-baut worden ist, muss der vor-geformte PVC-Schaum auf diese noch flüssige Deckschicht aufgebracht werden, und zwar unter Vakuum, gleichgültig, ob die Innendeckschicht schon darauf Ist oder nicht0

Dort aber, wo der PVC-Schaum auf dem flüssigen Harz aufliegt, Ist es besonders bei gr6sseren Gegenst.n-den schwierig, die in Gegenst.n-den angeschnittenen Zellen

14

-noch vorhandene Luft mit Vakuum herauszubringen. Die offenen Zellen k6nnen sich dann nicht mit Harz füllen und die Verankerung der Deckschicht mit Schaum kann ungenügend werden0

Aus der vorgenannten Gründen war es notwendig, eine neue Methode zu entwickelen für die Falle wo:

l eine scb6ne Oberfläche verlangt wird und

2 ausserdem die M6glichkeit besteht, gr5s-sere Serien zu bauen, so dass die Ver-wendung teurer Modelle verantwortet werden kann0

Wir wollen diese neue Methode als InModellMethode

bezeichnen0 In Prinzip Ist diese sehr einfach: Zuerst wird. der PVCSchau.mn vorgeformt, und zwar entweder im Modell oder besser auf einer separaten Form.

Dann

wird

als

nachstes die Aussendeckschicht des zu bauenden Objektes in der Form aufgebracht und ausgehLrteto Hierauf klebt man mit einem

schnelitrocknenden und hirtenden Kleber die vorge

formte PVCSchicht auf die Aussendeckschicht fest0

Man erhalt so sehr guthaftende Verbindungen0

Am bes-ten werden Klebstoffe verwendet, die in etwa 10 - 15 min0 trocknen. Zu beachten ist, dass man

beim Aufbringen des PVCSchaumes immer dafür sorgt,

dass evtl0 Luftblasen herausgedrückt werden0 Das Verkleben ben6tigt eine seri6se Arbeit, denn einmal getan, ist der Schaum nicht mehr zu entfer-nen und korrekturen k6nentfer-nen nicht mehr angebracht

werden. Nachdem nun der PVCSchaum mit der

Aussen-deckschicht verbinden ist, wird. die Innenseite des

PVCSchaumes versiegelt, wie schon beschrieben, und

es kann dann die Innendeckschicht aufgebaut werden0 Einige Bemerkungen0

Es ist 6fters notwendig, dass auf einem Sandwich Verbindungen angebracht werden müssen0 s wird empfohlen, nie Verbindungen, Nieten oder Schrauben, welche stark belastet werden, quer durch das

Sand 15 Sand

-wich anzubringen0 Solche Verbindungen sind an sich nie fest, c1 sich der Schaum ja zusammendrcken

lasst. Ausserdem versteift man durch Anbringen von

QuerVerbindungen in den SandwichPlatten die

Schicht zwischen den beiden Deckschi.chten, wodurch dann die M6glichkeit des achgebens des Schaumes bei Verbiegungen, welche den grossen Vorteil bei der neuen Sandwichkonstruktion darstellt, verloren geht0

Der Ba von Objekten in Sandwichkonstnktion nach den ausgefthten Methoden gibt sehr geringe

Ge-wichte derselben, da das spez0 Gewicht besonders der gr6sseren Gegenstnde, weit unter i liegt0

Versuchstei]. eines Landungabootes fir die

hol1ndische Kriegsmarine0

Hergestellt bei der Marinewerft - den Heider Holland,

Ausgestellt auf die 'Macroplasti&' Ausstellung in Utrecht, Oktober 1960,

Durchfthrung der Versuchen:

Laboratorium fr Schjffskonstruktionen der

technischen Hochschule - Deift

und.