Anfängerfragen zu Formenbau mit GFK

[Ysengrin]

Für mein Katanaprojekt wollte ich mir eigentlich einen neuen Tank bauen (lassen). Das ist aufwändig, teuer und obendrein nicht ganz ungefährlich. Deshalb überlege ich, ob ich nicht "nur" eine Abdeckung für den originalen Tank bauen könnte. Der ist sehr schlank und bietet damit eine gute Grundlage.

Für so eine Abdeckung kommen viele Materialien in Frage: Stahlblech, Alu, Kupfer, Holz, GFK, ...

Momentan finde ich die Idee mit GFK reizvoll. Da könnte ich dann auch Höcker, Lampenverkleidung etc. draus bauen.

Ich hab schon ein bisschen rumgegoogelt, bin aber noch nicht wirklich schlauer.

Angenommen ich baue mir aus Holz oder Styrodur ein 1:1-Modell des gewünschten Tanks oder Höckers. Kann ich dann das GFK direkt darauf aufbauen und schleife es danach einfach glatt? Oder muss ich mir erst eine Negativform abformen, in die ich dann die Matten lege?

[schrauberschorsch]

Wenn Du Dir das "Positiv" aus Styrodur baust, kannst Du nicht direkt drauflaminieren. Das Styrodur ist offenporig und in die Poren läuft das Harz hinein, so dass alles verklebt. Ich würde das Styrodur mit Spachtelmasse glätten, den Block anschließend mehrfach mit Hochglanzlack lackieren und mit mehrfach mit Bohnerwachs polieren. Die Oberfläche sollte dann glatt und nicht offenporig sein. Das Ausformen des laminierten Teils sollte dann gut funktionieren und im Idealfall kannst Du die Form nochmal verwenden (z.B. wenn beim Ausformen was kaputtgeht).

Das Bauteil würde ich so laminieren, dass ich mit einer leichten Glasfasermatte beginne. Wird ein größere Materialstärke gewünscht, kannst Du dann mit Vlies weiterlaminieren oder (besser) mit schwereren Matten. Matten sind aufgrund des Geflechts stabiler.

Da Du keine Negativform bauen willst, wirst Du die laminierte Schale wieder spachteln, schleifen und füllern müssen damit Du vor dem Lackieren eine glatte Oberfläche hast.

Was das Harz angeht, sind Polyester- oder Epoxidharz gängig. Epoxid riecht zwar weniger, ist aber nicht weniger gefährlich.

Tipp:

Im Modellbaubereich (Schiffs- und Flugzeugmodellbau) ist es gängig, bei Nichtbaukastenmodellen GFK-Rümpfe zu laminieren und dafür Formen zu bauen. Es gibt daher im Modellbaubereich eine Menge Bücher dazu. Die Techniken werden bei Deinem Projekt keine anderen sein.

[MZ-Pfleger]

Ich würde mir eine Negativform bauen und daraus dann die Tankhaube abformen.
Die Gfk-Oberfläche bekommt man nicht glattgeschliffen. Dazu muss man viel Spachtel auftragen und den dann schleifen. Das bedeutet viel Schichtaufbau und die Gefahr von Spachtelrissen und -abplatzern. Du wirst trotz Schleiforgie nie so eine gute Oberfläche wie bei Gelcoat hinbekommen. Doch dafür muss das Positiv von dem du abformst schon eine sehr gute Oberfläche haben.
Auch wenn der Formenbau erstmal aufwändig erscheint, so bedeutet er im Endeffekt für ein bischen mehr Aufwand das bessere Gesamtergebnis an Finish und Schichtaufbau.
Gruß Tino

[schrauberschorsch]

Ein glattes Positiv führt dazu, dass die Innenseite Deines Bauteils glatt wird. An der Aussenseite wirst Du eine glatte Oberfläche nur schwer hinbekommen (Das Harz verläuft. ES gibt aber auch Mittel um das Harz einzudicken. Das Harz wird dann geleeartig, was das Verlaufen eindämmt). Eine Negativform ist daher zu empfehlen (ein Muss ist es wohl nicht). Der Bau einer Negativform ist im Einzelfall aber recht aufwändig, nämlich dann, wenn das Positiv Hinterschneidungen aufweist. Dann musst Du eine teilbare Form bauen. Wenn es eine nur längsgeteilte Form ist, ist das zwar grundsätzlich nicht so schwierig, aber einiges an Arbeit.

Gibt es Hinterschneidungen und möchtest Du keine geteilte Form bauen, gibt es noch die Möglichkeit, eine Kiste zu bauen und das Positiv darin mit Abformgips abzuformen. Das Positiv musst Du dann so vorbereiten, wie schon geschrieben. Ggf. muss dann das Positiv teilbar sein, um es aus der Gips-Negativform entnehmen zu können ohne den Gips zu zerstören. Die Gipsoberfläche musst Du dann so glätten, wie oben beschrieben, so dass Du in das Gips-Negativ laminieren kannst. Lässt sich das laminierte Positiv nicht ausformen, kannst Du den Gips zerschlagen.

Die GFK-Oberfläche kannst Du ohne weiteres schleifen (mit Handschuhen und Staubmaske). Sind Lunker im Laminat und werden die beim Schleifen geöffnet, braucht es nicht unbedingt Spachtelmasse. Du kannst aus Glasfaserresten auch eine Art Granulat machen und in die Lunker "pressen" (wenn man das Harz mit dem Haarfön erwärmt, wird es dünnflüssiger). Das Harz läuft dann nicht so schnell weg und die Fasern bringen noch etwas Füllmaterial (Stabilität mangels Verflechtung mit der Umgebung wohl eher nicht). Danach muss das Teil natürlich wieder geschliffen werden. Schleifen würde ich nicht mit der Maschine, sondern nur mit der Hand, gerade bei runden Oberflächen.

Als ich als Schüler noch Modellschiffe gebaut habe, habe ich so einige Rümpfe "gezogen". Eigene Erfahrung: Egal, wie Du vorgehst, stell Dich auf einige Schleifarbeit ein...

[hiha]

Wenn Du Dir das Positiv aus Styrodur baust, kannst Du direkt drauflaminieren, solange Du es als verlorene Einmalform benutzt.
Das Styrodur ist geschlossenporig, nur in jede einzelne angeschliffene Pore läuft das Harz hinein, sodass nach dem Rauslösen des Schaums mittels Aceton eine raue Oberfläche übrig bleibt.
Styrofoam und Styrodur gehören der gleichen Gruppe der "extrudierten Styrolschäume" an.
Styropor hingegen ist offenporig, weil die Kugerl nur an den Oberflächen miteinander verbappt sind.
Du musst allerdings für Styrolschäume Epoxidharz nehmen, Polyester löst Dir den Schaum auf. Auch Lacke auf Lösungsmittelbasis (also keine Wasserlacke) greifen es an.

Glasgewebe ist wesentlich stabiler und leichter als Matten(das sind die mit den durcheinanderliegenden kurzen Hackschnitzeln), hat allerdings zwei Vorzugsrichtungen, weswegen man mehrere Lagen um 45° gegeneinander verdreht auflegen sollte. Ich würde nur mit Gewebe laminieren, und habe damit allerbeste Erfahrungen. Wenn Du Gewebe in Atlas oder Kreuzköper nimmst, lässt sich das auch hervorragend um Kurven legen.
Zuletzt nimmt man ein spezielles Deckschichtharz, das sich super schleifen, und sogar polieren lässt. Das geht umso schneller, je feiner die letzte Gewebelage war.
Sonst hätten wir unsere Surfboards ja nie glatt bekommen, wenn das nicht ginge. Spachteln durfte ich überhaupt nicht, da das Laminat ja transparent sein musste um das darunterliegende Farbdesign zu erkennen. Je sauberer Du formst und laminierst, desto weniger musst Du schleifen und ausbessern. Im Idealfall füllst Du mit dem Deckschichtharz nur die Gewebestruktur auf.

Epoxidharze sind zwar geruchlos, aber meist giftig, und können krebserregend sein. Der Trend geht aber immer mehr zu "gesunden" Epoxidharzen.
Polyester stinkt zwar unmenschlich, und kann deshalb nur äußerst begrenzt in geschlossenen Räumen verarbeitet werden, dafür ist es weitgehend ungiftig, was nicht heisst, dass es nicht gesundheitsschädlich ist.

Ich hab in meinem früheren leben als (Wind-)Surfer mehrere Boards aus Styrofoam gebaut, da ich sowohl die hellblauen Schaumplatten, als auch abgelaufenes Epoxidharz und Glasgewebe aus dem Flugzeugbau für umsonst bekam. Harz, Gewebe und Anleitungen gibts heute bei http://www.r-g.de/

Gruß
Hans

[MZ-Pfleger]

Die GFK-Oberfläche kannst Du ohne weiteres schleifen (mit Handschuhen und Staubmaske). Sind Lunker im Laminat und werden die beim Schleifen geöffnet, braucht es nicht unbedingt Spachtelmasse.

Wenn man Gfk schleift legt man meist die Glasfasern frei. Dann muss man aufpassen das der folgende Schicht- und Lackaufbau feuchtigkeitsundurchlässig ist. Denn GFK fängt an zu gammeln über Feuchtigkeit, die es über die Glasfasern zieht. Deshalb sollte man besser vermeiden die Oberfläche aufzuschleifen.
Im Hobbybereich ist das ja evtl. subjektiv egal.
Muss ich jetzt auch noch erklären woher ich das alles weiß? Guten Flug
Gruß Tino

[schrauberschorsch]

Das, was Hans als Glasfasermatten bezeichnet, kenne ich als Glasfaservlies.
Das, was Hans als Gewebe bezeichnet, kenne ich als Glasfasermatten.

Gemeint habe ich das, was Hans geschrieben hat.

@MZ-Pfleger,

hast natürlich recht. Ich bin jetzt mal davon ausgegangen, dass Ysengrin so vorsichtig schleift, dass die Faserstruktur nicht freigelegt wird. ES sollte selbstverständlich sein, die "Versiegelung" nicht durchzuschleifen. Bei Modellfliegern mag es egal sein, bei Modellschiffen eher nicht...

[Ysengrin]

Wow, so viele fundierte Antworten in so kurzer Zeit! Ich bin beeindruckt.

(Habt Ihr keine Arbeit?)

Ich muss das erstmal sacken lassen, weiter recherchieren und mir überlegen, was ich eigentlich will.

Aber eine Frage noch:

Eigentlich wäre es ja ideal, wenn ich irgendwas auf den originalen Tank "draufschmieren" und direkt modellieren könnte. Um dann direkt am Objekt drüberzulaminieren bzw. eine Negativform abzunehmen. Ich dachte an Ton oder Knetmasse oder so. Das bekäme ich später relativ problemlos vom Tank und dem GFK runter.

Kann man das machen? Gibt es entsprechendes Material? Oder ist das Blödsinn?

[Feuereisen]

Nimm Epoxidharz zum laminieren - denn dann ist das :

Wenn man Gfk schleift legt man meist die Glasfasern frei. Dann muss man aufpassen das der folgende Schicht- und Lackaufbau feuchtigkeitsundurchlässig ist. Denn GFK fängt an zu gammeln über Feuchtigkeit, die es über die Glasfasern zieht. Deshalb sollte man besser vermeiden die Oberfläche aufzuschleifen.

... nicht von Belang da Epoxi nicht hygroskopisch ist. Daher wird es auch gern im Bootsbau eingesetzt.
In der Oldtimer Praxis war mal ein ganz guter Bericht zu Material und Verarbeitung - um den zu finden müsste ich alle Hefte durchstöbern..

[schrauberschorsch]

... nicht von Belang da Epoxi nicht hygroskopisch ist. Daher wird es auch gern im Bootsbau eingesetzt.
In der Oldtimer Praxis war mal ein ganz guter Bericht zu Material und Verarbeitung - um den zu finden müsste ich alle Hefte durchstöbern..

...naja. Es ist richtig, dass Epoxidharz nicht hygroskopisch ist. Richtig ist aber auch, dass freigelegte Fasern unter Einwirkung von Wasser an Stabilität verlieren. Ich bin zu wenig Materialwissenschaftler als dass ich das jetzt näher beschreiben kann. Die Erfahrung habe ich aber selbst schon gemacht.

Ich wäre vorsichtig, den Originaltank als Vorlage zu verwenden. Gibt es Probleme beim Ausformen (z.B. aufgrund der Form, weil Du keine teilbare Form verwendet hast oder weil das Harz mit dem Tank verklebt, weil die Trennschicht (Bohnerwachs) "löchrig" war), hast Du Endgültiges geschaffen und kannst den Tank nicht mehr oder nicht ohne Komplikationen (Lackierung) ausformen. Wenn Du den Tank als Ausgangsbasis verwenden willst, würde ich mir einen baugleichen Tank als Vorlage besorgen, wenn es finanziell vertretbar ist.

[longa]

Servus,schau mal ob in der nähe ein Bootsbauer ist,die machen viel in GFK,nur ein Tip.mfg

[krocki]

Der Tank ist zentrales und ästhetisches Bauteil da müssen die Proportionen stimmen, die 3D-Form und natürlich die Oberfläche.
Da führt am Positivmodell eigentlich kein Weg vorbei.
Am besten erstmal die Stellen suchen, an denen die spätere Schale befestigt sein soll: Tankaufnahmen und Deckel.
Dann vielleicht ein Gerüst in Spantenbauweise entwerfen, Vorteil: du kannst sehr einfach die Symmetrie rechts-links herstellen, einfach Spant aus 2 Lagen aussägen und beiderseits an eine Mittelrippe kleben. Denn wenn du anfängst mit Ton zu modellieren wird das nie symmetrisch.
Jetzt die Form beurteilen, ändern...
Zwischenräume ausfüllen, schleifen, spachteln...
glatte Oberfläche erzeugen
Trennmittel
entweder Matte drüberlaminieren, oder Silikon, Gips, Wachs, und einen stabilen Rahmen
dann hast du eine gute Negativform. Weiter wie oben beschrieben...

Ganz andere Idee: 3D drucken!

[manitou]

Also mal ine Frage zu dem Styropur. Ist das harz nicht Lösemittelhaltig und zerstört schon bei Berührung das Styropur?!

[Maik80]

Ja, selbst spachtelmasse macht das.

[dösbaddel]

Es gibt drei Baumethoden:
- Urmodell bauen, polieren und eintrennen, Form darauf abnehmen, in dieser Form das oder die Bauteile erstellen. Vorteil Serie möglich, Urmodell gut zu bearbeiten.
- Urform bauen, polieren und eintrennen, Bauteil(e) darin erstellen. Vorteil Serie möglich, Nachteil Urforminnenflächen meist schwer zu bearbeiten (es sei den es ist ein konkaves Bauteil (Badewanne))
- bauen über Mallen oder verlorenes Modell, meist wird der Körper (eingetrenn oder verloren) selbst mit Matte, Gewebe oder Gewirke belegt, Nachteil raue Oberfläche, Nacharbeit, für Unikate meist ausreichend

Baumaterialien
Fasern:
-Glas günstig, geringere Zugfestigkeit
-Kohle höhere Zugfestigkeit
-Aramid /Kevlar hohe Dehnbarkeit (für schuß- und splitterfeste Bauteile), schwer mit Harz zu benetzen
Harz:
- ungesättigte Polyesterharze (UP) für günstige Bauteile mit Glasfaser (styrolhaltig)
- Epoxydharz (EP), höhere Temperaturfestigkeit, höhere Festigkeit für Bauteile mit Kohlefaser (Glas geht aber auch)
- Venylesterharz (VE) Zwischending von UP und EP im Grunde UP mit Molekülresten von EP, kraftstofffest

Formen für UP nicht aus Polystyrol (EPS) bauen, die lösen sich auf, bei EP kann es bei Formen aus EPS zu thermischen Problemen kommen

[hiha]

Also mal ine Frage zu dem Styropur. Ist das harz nicht Lösemittelhaltig und zerstört schon bei Berührung das Styropur?!

....
Du musst allerdings für Styrolschäume Epoxidharz nehmen, Polyester löst Dir den Schaum auf. Auch Lacke auf Lösungsmittelbasis (also keine Wasserlacke) greifen es an.
...

Wurde alles schon geschrieben, aber halt 8 Postings weitzer oben..
Und: Es heisst Styropor, Styrodur, Styrofoam...

Gruß
Hans

[koerperklaus90]

Als Trennmittel kann man auch Latex verwenden.

[Maik80]

Handelsübliches bohnerwachs tuts aber auch.

[samasaphan]

Also mal ine Frage zu dem Styropur. Ist das harz nicht Lösemittelhaltig und zerstört schon bei Berührung das Styropur?!

....
Du musst allerdings für Styrolschäume Epoxidharz nehmen, Polyester löst Dir den Schaum auf. Auch Lacke auf Lösungsmittelbasis (also keine Wasserlacke) greifen es an.
...

Wurde alles schon geschrieben, aber halt 8 Postings weitzer oben..
Und: Es heisst Styropor, Styrodur, Styrofoam...

Gruß
Hans

Klugscheissmodus an
Das ist nur fast vollständig

Polystyrol ist ein thermoplastisch verarbeitbarer Werkstoff. Außerdem werden expandiertes Polystyrol (EPS) und extrudiertes Polystyrol (XPS) als Schaumstoff eingesetzt. Bekannte Handelsnamen für EPS sind Styropor, Austrotherm, Steinopor, Sagex, Swisspor, Hungarocell (Ungarn), Telgopor (spanischsprachige Länder) und Frigolit (Schweden). XPS ist unter den Handelsnamen Styrodur, Austrotherm, Floormate, Roofmate, Styrofoam und Jackodur bekannt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Polystyrol

Klugscheissmodus aus

[hiha]

Des hats früher oiß noch ned gebm

Hans

[Spitz]

Ich würde den Anbau aus Gips vorformen und diese Form so lange bearbeiten, bis das Design wirklich stimmig ist. Lass es dann paar Tage liegen und kuck es dir mit nem Kumpel gemeinsam an. Dann bau die Gießform und laminiere das Teil.
Ich würde aber eine Glas- Kohlefaserkombimatte nutzen, das wird dünner und ist stabiler. Wenn du später (nach dem Formen) dran schleifst, nutze einen Mundschutz. Die Glasfasern sind so klein, dass sie bis zur Lunge fliegen. Das ist NICHT GUT. Auch wenn genug Leute meinen, sie schleifen immer ohne Schutz. Als Trennmittel nutze ich ausschließlich ein Silikontrennmittel, ist aber teuer. Dafür habe ich keine fettigen Finger von den alternativen Wachsmitteln usw.

http://w-r-lang.de/content/uploads/2015 ... g_GmbH.pdf

Katalog Seite 103 , Artikelnummer: 82771 plus s.g. Vernetzer, also Reaktionsbeschleuniger

Man mischt, wie angegeben, paar Prozent des Vernetzers in das benötigte Trennmittel, rührt gut um und schwenkt das Modell damit aus. Man kann es auch pinseln, das verringert die gebrauchte Menge. Dann dauert es max eine h und das Trennmittel ist ausgehärtet. Das Laminat kann man dann später einfach von der Form abheben.
Bei einem Pinsellaminat bleibt immer zu viel Laminierharz im Produkt, das macht es schwerer und spröder. Wir ziehen die Bauteile, also unsere Bauteile, mit einem Tiefziehgerät über die entsprechende Form. Das ist ein Stahlkasten mit integrierter Unterdruckpumpe, auf den von oben eine rahmengefasste Silikonmatte aufgelegt wird. Die Luft unter der Matte wird abgesaugt und die Matte legt sich faltenfei um das Laminatgewebezeugs. Der Druck von etwa 0,8 Bar reicht aus, eine gleichmäßige Dicke und eine gleiche Verteilung des Harzes zu erzeugen. Die Faserdichte erhöht sich und somit die Festigkeit.
Man kann so auch Folienformen ziehen. die Folie wird eingespannt, auf 180 Grad mit Oberwärme erhitzt und ziemlich faltenfrei gezogen. kuckt:

https://www.youtube.com/watch?v=cBBrSkakdhc

Ok, sowas hat niemand zu hause. Im Sanitätshaus finden sich solche Teile in verschiedenen Größen. Vielleicht kennst du jemand, der jemend kennt, dessen Schwager.....

[Maik80]

Du beschreibst das Kompaktieren. Machen wir auf Arbeit, allerdings mit prepregs.

Für den Einmal-Heimbedarf sicher ne Hausnummer zu groß.

[TS-Schluze]

Als ich ähnliche Arbeiten durchführen wollte, bin ich im Netz auf diese Fotos gestoßen und habe es auf diese Art probiert. Allerdings war der Schaum den ich benutzt hatte von so mieser Qualität, dass ein Haufen Hohlräume drinnen waren und der ganze Mist dann in der Tonne gelandet ist.
Habe mir dann (Höckerbau für meine Kawa) das Teil aus PVC-Plattenmaterial geformt und zusammengeschweißt, und davon dann einen Abdruck gemacht. Diese Form mußte ich aber auch teilbar fertigen, was ein erheblicher Mehraufwand war.

[Ysengrin]

Nochmals danke für die vielen Antworten!

Ich bin mir immer noch unsicher, was ich letzlich mache. Eigentlich wäre mit Stahl oder Alu als Material lieber, aber GFK reizt mich eben auch. Aber bevor ich mich da festlege, muss ich erstmal wissen, welche Form es überhaupt haben soll. Evtl. fällt damit auch schon die Entscheidung für's Material.

Jetzt bin ich auf jeden Fall schon deutlich schlauer!

PS: Das mit dem Bauschaum hatte ich mir auch schon überlegt. Zumindest für die erste Ideenfindung.

[TS-Schluze]

Im Thread wurde schon auf R&G hingewiesen hier HP-Textiles findest du nicht nur alles was du an Material brauchst, sondern auch super Anleitungen.

[Spitz]

Du beschreibst das Kompaktieren. Machen wir auf Arbeit, allerdings mit prepregs.

Für den Einmal-Heimbedarf sicher ne Hausnummer zu groß.

Stimmt, nur was für Serienarbeiten.
Mein Vacupress hat eine Saugfläche von 40 x 60 cm, das schränkt die Teilegröße arg ein. Sanitätshäuser haben die Dinger auch um 1 m Seitenlänge, eben je nach Bedarf. Geile Technik und vielfach weiterentwickelt, so mit fertigen Fasermatten, die bereits das Laminierharz enthalten und durch Wärme schichtenweise zusammenkleben, einfach professionell. Siehe auch:

http://www.exact-plastics.de/

[TS-Schluze]

.............. Stahl oder Alu als Material lieber...............

Kommt darauf an was für ein Mopped du umstricken willst. Vielleicht versuchst du es mit der hohen Kunst der Blechbearbeitung und dengelst dir einen Tank aus Alu

[Maik80]

Du beschreibst das Kompaktieren. Machen wir auf Arbeit, allerdings mit prepregs.

Für den Einmal-Heimbedarf sicher ne Hausnummer zu groß.

Stimmt, nur was für Serienarbeiten.
Mein Vacupress hat eine Saugfläche von 40 x 60 cm, das schränkt die Teilegröße arg ein. Sanitätshäuser haben die Dinger auch um 1 m Seitenlänge, eben je nach Bedarf. Geile Technik und vielfach weiterentwickelt, so mit fertigen Fasermatten, die bereits das Laminierharz enthalten und durch Wärme schichtenweise zusammenkleben, einfach professionell. Siehe auch:

http://www.exact-plastics.de/

Unsere Große ist ca. 1,5 x 2,8m. Leider chancenlos da irgendwas privates zu machen...