Re: Alternative Werkstoffe für den Gehäusebau/Leichtbau
Verfasst: 25.06.2017, 11:53
Ich konnte es natürlich nicht abwarten, habe die Härtung per Temperatur (40°) etwas beschleunigt und mal eine erste Messung gemacht.
Die ist ausdrücklich nicht endgültig sondern gibt nur eine erste Richtung an. Auch die Gewichte sind nicht perfekt, da aufgrund der kleinen Teilflächen eher zu viel Harz in den Laminaten ist und das Gewebe zum Teil noch übersteht - also wirklich nur ein allererster "sneak peek" Dabei ist noch zu beachten: Gewebe und Gelege sind nicht 1:1 vergleichbar! Bei Geweben liegen 50% des Materials in Test-Belastungsrichtung, bei den Quad-Gelegen nur 25%. Eine Boxenwand wird ja annähernd in alle Richtungen geich belastet, die schmalen Teststreifen nur in eine Richtung. Insofern schneiden Gewebe im Test relativ besser ab, als sie es bei eher quadratischen Platten mit mittiger Belastung tun würden. Die Werte in der Tabelle sind also keine 1:1 Anleitung/Materialempfehlung, sondern müssen nach Einsatzzweck interpretiert werden.
Insgesamt bin ich von den Sandwich-Aufbauten bisher eher enttäuscht - ich hoffe, dass weitere Härtung da nochmal deutlich etwas bringt.
Der Balsa-Kern ist vielversprechend, obwohl da ein normales 20 mm-Brett verwendet wurde. Als Kernmaterial eignen sich aber Balsa-Stirnholzplatten aufgrund der deutlichen höheren Druck- und Schubfestigkeit durch die Platte wesentlich besser. Auch wenn Balsa pro m³ schwerer ist, könnte das noch eine interessante Alternative sein.
Das 3D-Core PET115 Gramm 15 mm hat mich bisher erst mal enttäuscht: Entgegen den Papierdaten säuft das Material Harz wie irre und wird dadurch recht schwer, ohne in angemessenem Maß auch an Biegesteifigkeit zuzulegen. Laut Hersteller sollte man auf rund 3 kg/m² kommen - mit 2x 600 Gramm Glasgewebe. Halte ich bei der aufgeommenen Menge Harz für fast unmöglich.
Naja - immerhin ist es steifer als Pappel-Sperrholz und gleichzeitig auch deutlich leichter - insgesamt in der Relation doppelt so gut - soo schlimm ist es also nicht. Vielleicht hatte ich einfach zu viel von einem relativ dünnen Sandwich erwartet?
Wenn sich die Messwerte der Sandwichs durch weitere Härtung nicht noch deutlich verbessern, sehe ich 2 Zielrichtungen:
- Stirnholz-Balsa 15 mm + 300 Gramm Quadax-Carbon
- 3D-Core XPS30 15 mm, Microballoon-gefüllt + 300 Gramm Quadax-Carbon.
Durch die Mircoballoon-Füllung sollte sich die Gewichtszunahme der Wabenstruktur auf 1/3 reduzieren. Beim XPS mit 0,7 mm breiten Waben sollte das gehen, für die 0,2 mmWaben des PET wäre die Mischung nicht dünnflüssig genug gewesen.
Aus diesem Grund hatte ich von Anfang an auf die (vom Schaum her weichere) XPS-Variante gesetzt.
Bei vergleichbaren Messwerten Gewicht/Biegesteifigkeit würde ich am Ende aber wohl doch Balsa den Vorzug geben, weil
- billiger
- weniger Harzbedarf - nochmal billiger
- weniger Arbeitsaufwand
- besser zu bearbeiten
- Die Druckfestigkeit des Balsa-Stirnholz ist an jeder Stelle annähernd gleich, beim 3D-Core über der Wabenmitte geringer als über dem Wabenrand. Dadurch dürfte der laminierte Balsakern Punktbelastungen besser wegstecken und das Carbon sollte z.B. bei einem Hammerschlag nicht so schnell reissen/splittern. Ist ja für die Praxis auch ein nicht unwichtiger Faktor
Die ist ausdrücklich nicht endgültig sondern gibt nur eine erste Richtung an. Auch die Gewichte sind nicht perfekt, da aufgrund der kleinen Teilflächen eher zu viel Harz in den Laminaten ist und das Gewebe zum Teil noch übersteht - also wirklich nur ein allererster "sneak peek" Dabei ist noch zu beachten: Gewebe und Gelege sind nicht 1:1 vergleichbar! Bei Geweben liegen 50% des Materials in Test-Belastungsrichtung, bei den Quad-Gelegen nur 25%. Eine Boxenwand wird ja annähernd in alle Richtungen geich belastet, die schmalen Teststreifen nur in eine Richtung. Insofern schneiden Gewebe im Test relativ besser ab, als sie es bei eher quadratischen Platten mit mittiger Belastung tun würden. Die Werte in der Tabelle sind also keine 1:1 Anleitung/Materialempfehlung, sondern müssen nach Einsatzzweck interpretiert werden.
Insgesamt bin ich von den Sandwich-Aufbauten bisher eher enttäuscht - ich hoffe, dass weitere Härtung da nochmal deutlich etwas bringt.
Der Balsa-Kern ist vielversprechend, obwohl da ein normales 20 mm-Brett verwendet wurde. Als Kernmaterial eignen sich aber Balsa-Stirnholzplatten aufgrund der deutlichen höheren Druck- und Schubfestigkeit durch die Platte wesentlich besser. Auch wenn Balsa pro m³ schwerer ist, könnte das noch eine interessante Alternative sein.
Das 3D-Core PET115 Gramm 15 mm hat mich bisher erst mal enttäuscht: Entgegen den Papierdaten säuft das Material Harz wie irre und wird dadurch recht schwer, ohne in angemessenem Maß auch an Biegesteifigkeit zuzulegen. Laut Hersteller sollte man auf rund 3 kg/m² kommen - mit 2x 600 Gramm Glasgewebe. Halte ich bei der aufgeommenen Menge Harz für fast unmöglich.
Naja - immerhin ist es steifer als Pappel-Sperrholz und gleichzeitig auch deutlich leichter - insgesamt in der Relation doppelt so gut - soo schlimm ist es also nicht. Vielleicht hatte ich einfach zu viel von einem relativ dünnen Sandwich erwartet?
Wenn sich die Messwerte der Sandwichs durch weitere Härtung nicht noch deutlich verbessern, sehe ich 2 Zielrichtungen:
- Stirnholz-Balsa 15 mm + 300 Gramm Quadax-Carbon
- 3D-Core XPS30 15 mm, Microballoon-gefüllt + 300 Gramm Quadax-Carbon.
Durch die Mircoballoon-Füllung sollte sich die Gewichtszunahme der Wabenstruktur auf 1/3 reduzieren. Beim XPS mit 0,7 mm breiten Waben sollte das gehen, für die 0,2 mmWaben des PET wäre die Mischung nicht dünnflüssig genug gewesen.
Aus diesem Grund hatte ich von Anfang an auf die (vom Schaum her weichere) XPS-Variante gesetzt.
Bei vergleichbaren Messwerten Gewicht/Biegesteifigkeit würde ich am Ende aber wohl doch Balsa den Vorzug geben, weil
- billiger
- weniger Harzbedarf - nochmal billiger
- weniger Arbeitsaufwand
- besser zu bearbeiten
- Die Druckfestigkeit des Balsa-Stirnholz ist an jeder Stelle annähernd gleich, beim 3D-Core über der Wabenmitte geringer als über dem Wabenrand. Dadurch dürfte der laminierte Balsakern Punktbelastungen besser wegstecken und das Carbon sollte z.B. bei einem Hammerschlag nicht so schnell reissen/splittern. Ist ja für die Praxis auch ein nicht unwichtiger Faktor