FSAE CFK Monocqoque Chassis
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FSAE CFK MONOCOQUE CHASSIS
PLANUNG UND FERTIGUNG
EINE WEGLEITUNG FÜR STUDENTEN
DAVID SCHULER
BACHELOR‐THESIS AN DER BERNER FACHHOCHSCHULE TI, BIEL
AUTOMOBILTECHNIK
26 JUNI 2015
Zusammenfassung
Diese Arbeit befasst sich mit der Planung und Fertigung eines Formula Student CFK Monocoque Chas-
sis. Die Arbeit zeigt auf, welche Punkte bei der Entwicklung beachtet werden müssen und dient als
Wegleitung für Studenten, welche noch nie zuvor mit Faserverbundwerkstoffen gearbeitet haben.
Dazu wurde versucht, die dafür relevanten Themen aufzugreifen.
Im Rennsport sind Gitterrohrrahmen nach wie vor verbreitet, da sich diese durch gute mechanische
Eigenschaften sowie hoher Kosteneffizienz auszeichnen. Die erforderliche Fachwerkstruktur schränkt
die Gestaltungsfreiheit jedoch ein. Mit einem Monocoque hat man mehr Möglichkeiten, das Fahrzeug-
chassis optisch und aerodynamisch zu optimieren. Zusätzlich kann durch die Verwendung von Kohle-
fasern mit ihrer aussergewöhnlich hohen spezifischen Steifigkeit, das Fahrzeuggewicht gesenkt und
die mechanischen Eigenschaften verbessert werden.
Während sich das Schweissen als Fügetechnik für Stahl-Gitterrohrrahmen weitgehend etabliert hat,
gibt es für Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen eine Vielzahl unterschiedlicher Fertigungsverfahren.
Die Möglichkeiten wurden analysiert und miteinander verglichen. Als die drei geeignetsten Varianten
haben sich die Vakuuminfusions-, Nasslaminat- und Prepreg-Technik herausgestellt, wobei die beiden
letztgenannten in einem Praxis-Test miteinander verglichen wurden. Mit allen Varianten können me-
chanisch gute Resultate erzielt werden. Die höchste spezifische Steif- und Festigkeit wird durch den
hohen und kontrollierbaren Faservolumengehalt mit dem Prepreg-, gefolgt vom VARI-Verfahren er-
reicht. Das einfache Handling des Prepregs stellte sich ausserdem als ausschlaggebenden Vorteil für
unerfahrene Studenten heraus.
Faserverbundwerkstoffe zeichnen sich durch ihre anisotropen (richtungsabhängigen) Werkstoffeigen-
schaften aus. Deren Berechnung ist aus diesem Grund komplexer als jene von metallischen Werkstof-
fen. Ein sicherheitsrelevantes Bauteil wie das Kohlefaserchassis als Überlebenszelle für den Rennfah-
rer, unterliegt deshalb einer aufwändigen Prüfungs- und Dokumentationspflicht gegenüber der SAE.
Um an einem Rennen teilzunehmen sind Berechnungen und Prüfungen gefordert, welche die Äquiva-
lenz zu einem Gitterrohrrahmen aus Baustahl verifizieren. Als Teil dieser Arbeit wurden die zwei im
Nasslaminier- und Prepreg-Verfahren hergestellten Sandwichpanels im Biegeversuch mit Baustahlroh-
ren verglichen.
Zuletzt spielt die Chassis-Geometrie eine massgebende Rolle beim Entwicklungs- und Fertigungsauf-
wand eines Monocoque-Chassis. Es wird eine Möglichkeit aufgezeigt, wie die komplexe Form im CAD
erstellt werden kann. Anschliessend wurde ein einfaches FE-Modell erstellt und mit 3 Lastfällen be-
rechnet. Die Auswertung zeigte die kritischen Stellen, welche optimiert werden müssen.
Nach dem Durchlesen dieser Arbeit hat man einen Überblick und ist in der Lage, ein SAE-CFK-Monoco-
que-Chassis zu planen und nach Erarbeiten der notwendigen Fähigkeiten, dieses zu entwickeln und zu
fertigen.
Abkürzungen und wichtige Begriffe
FSAE CFK Monocoque Chassis 2
Abkürzungen und wichtige Begriffe
Ablegen sequenzielles Aufbringen flachförmiger Halbzeuge in einzelnen Lagen (Prepreg)
Autoklav Druckofen für die Aushärtung und Kompaktierung von Prepregs
CAD computer aided design
CFK carbonfaserverstärkter Kunststoff
CNC computerized numerical control: elektronische Steuerung von Werkzeugmaschinen
FSAE Formula Student, Society of Automotive Engineers
FVW Faserverbundwerkstoffe
Gelege Fasern sind im Halbzeug übereinander gelegt und fixiert
Gewebe Fasern sind im Halbzeug gewoben
Laminieren Verbinden von trockenen Faser-Halbzeugen mit Harz
MAG Multiaxialgelege: mehrere in unterschiedlicher Richtung orientierte flachförmige Halbzeuge in Kombination
Matrix Duro- oder Thermoplaste (Harzsystem) welche das Faserhalbzeug zusammenhalten
OoA out-of-autoclave: Aushärtungsverfahren für Prepregs im Ofen ohne zusätzlichen Druck
Plybook Legebuch, beschreibt die Abfolge der Einzellagen in einem Bauteil
Prepreg preimpregnated fibers: vorimprägniertes Fasermaterial
Prepreg-Tow schmales Prepreg-Band
RTM resin ransfer moulding: Harz wird mit Druck in die Form injiziert
Tack Klebrigkeit bei Prepregs
Tooling Formgebung/Abformen des Bauteils mit Hilfe eines Werkzeugs
Topfzeit Verarbeitungszeit von Harzsystemen
UD unidirektional
Urform Erstform vor und für den Werkzeugbau
VARI Vacuum Assisted Resin Infusion: Harz wird durch Vakuum in die Form infundiert
VARTM Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding: Harz wird durch Vakuum und Druck in die Form injiziert
Werkzeug Form in welcher das Endbauteil ausgehärtet wird
Inhaltsverzeichnis
FSAE CFK Monocoque Chassis 3
Inhaltsverzeichnis
1 Aufgabenstellung und Struktur ....................................................................................................... 5
2 Planung ............................................................................................................................................ 6
2.1 Gründe für ein FVW-Monocoque ............................................................................................ 6
2.2 Basiswissen .............................................................................................................................. 7
2.3 Reglement ............................................................................................................................... 7
3 Konzeptwahl .................................................................................................................................... 9
3.1 Geometrie.............................................................................................................................. 10
3.1.1 Freiform ......................................................................................................................... 10
3.1.2 Vielflächenform ............................................................................................................. 11
3.1.3 Rotationssymmetrisch ................................................................................................... 11
3.2 Bauweise ............................................................................................................................... 12
3.2.1 Differenzierte Bauweise ................................................................................................ 12
3.2.2 Integralbauweise ........................................................................................................... 13
3.2.3 Sandwichbauweise ........................................................................................................ 14
3.3 Fertigungsverfahren .............................................................................................................. 16
3.3.1 Handlaminieren ............................................................................................................. 16
3.3.2 Prepreg .......................................................................................................................... 18
3.3.3 Wickeltechnik ................................................................................................................ 22
3.3.4 Infusions-/Injektionsverfahren ...................................................................................... 22
3.4 Faserwahl .............................................................................................................................. 23
3.5 Tooling ................................................................................................................................... 24
3.5.1 Urform Werkzeug ..................................................................................................... 24
3.5.2 Direkt Werkzeug ............................................................................................................ 27
3.5.3 Ohne Form Hilfsrahmen ........................................................................................... 27
3.6 Punktlastkonzept ................................................................................................................... 28
3.6.1 Spanten .......................................................................................................................... 28
3.6.2 Inserts einlaminiert........................................................................................................ 29
3.6.3 Inserts nachträglich ....................................................................................................... 29
3.6.4 Composite-Schrauben/Muttern .................................................................................... 29
Inhaltsverzeichnis
FSAE CFK Monocoque Chassis 4
4 Fertigungssverfahren..................................................................................................................... 30
4.1 Nasslaminat und Prepreg im Praxis-Vergleich ...................................................................... 31
4.2 Panel-Fertigung in Bezug zum FSAE-Chassis ......................................................................... 40
4.3 Prüfung der CFK-Panels ......................................................................................................... 41
4.3.1 Prüfbedingungen ........................................................................................................... 41
4.3.2 Prüfwerkstücke und Erwartungen ................................................................................. 42
4.3.3 FE-Modell Prüfstücke .................................................................................................... 45
4.3.4 Prüfresultate der Werkstücke ....................................................................................... 46
4.3.5 Diskussion der Prüfung der CFK-Panels ......................................................................... 48
4.4 Optimierung .......................................................................................................................... 49
5 Chassis-Geometrie ......................................................................................................................... 51
5.1 Geometrie-Erstellung ............................................................................................................ 51
5.1.1 Grundform ..................................................................................................................... 52
5.1.2 Zeichnen im CAD ........................................................................................................... 53
5.2 FE-Modell .............................................................................................................................. 54
5.3 FE-Lastfälle ............................................................................................................................ 55
5.4 FE-Analyse ............................................................................................................................. 56
5.4.1 4g-Lastfall ...................................................................................................................... 56
5.4.2 Bremslastfall .................................................................................................................. 57
5.4.3 Kurvenlastfall ................................................................................................................. 59
5.5 Optimierung .......................................................................................................................... 61
6 Fazit der Studie .............................................................................................................................. 62
6.1 Planung .................................................................................................................................. 62
6.2 Konzeptwahl .......................................................................................................................... 62
6.3 Weiteres Vorgehen................................................................................................................ 66
7 Schlusswort ................................................................................................................................... 67
8 Danksagung ................................................................................................................................... 68
9 Personen ........................................................................................................................................ 69
10 Quellenverzeichnis .................................................................................................................... 70
11 Abbildungsverzeichnis ............................................................................................................... 71
12 Selbständigkeitserklärung ......................................................................................................... 73
13 Anhang....................................................................................................................................... 74
Aufgabenstellung und Struktur
FSAE CFK Monocoque Chassis 5
1 Aufgabenstellung und Struktur
Die Bachelor Thesis befasst sich mit der Planung und Fertigung eines FSAE-Monocoque-Chassis aus
FVW. Als Basis dient der aktuelle S355-Gitterrohrrahmen der Bern Formula Student (BFS). Diese Arbeit
soll als Wegleitung für zukünftige Studenten und Teammitglieder der BFS dienen. Die Arbeit ist wie
folgt gegliedert:
Planung Dieses Kapitel zeigt nach den Gründen für ein Monocoque-Chassis, welches Basiswissen für eine er-
folgreiche Entwicklung notwendig ist und inwiefern das SAE-Reglement berücksichtigt werden muss.
Konzeptwahl In diesem Kapitel werden die verschiedenen konzeptionellen Faktoren nach Kategorien gegliedert auf-
gezeigt, deren Vor- und Nachteile diskutiert und den Bezug zum FSAE-Chassis hergestellt. Es wird auf-
gezeigt wie sich Aufwand und Kosten zusammensetzen, was von Studenten machbar ist und was nicht.
Fertigungssverfahren Nach einem Überblick über die verschiedenen Möglichkeiten im Kapitel Konzeptwahl werden hier zwei
mögliche Fertigungsverfahren miteinander verglichen und deren Erkenntnisse auf das FSAE-Chassis
übertragen. Ein 3-Punkt-Biegeversuch der CFK-Panels gibt Auskunft über die mechanischen Eigen-
schaften der hergestellten Panels.
Chassis-Geometrie Die Geometrieerstellung im CAD eines Monocoques unterscheidet sich grundlegend von jener für ei-
nen Gitterrohrrahmen. In diesem Kapitel wird eine mögliche Herangehensweise aufgezeigt. In einem
zweiten Schritt wird ein FE-Modell erstellt und erste Erkenntnisse daraus gezogen.
Fazit der Studie Auf Grundlage der vorangegangenen Kapitel wird im letzten Kapitel ein Vorschlag gezeigt, wie das BFS-
Chassis gefertigt werden kann. Ausserdem werden die weiteren nötigen Arbeitsschritte aufgezeigt.
Planung
FSAE CFK Monocoque Chassis 6
2 Planung
2.1 Gründe für ein FVW-Monocoque
Es wird davon ausgegangen, dass man bei der ersten Entwicklung eines FVW-Monocoques bereits Er-
fahrungen mit einem Gitterrohrrahmen gesammelt hat. Der Gitterrohrrahmen folgt der Fach-
werktheorie. Im Idealfall ist jeder Knotenpunkt des Rahmens vollständig durch mindestens 3 Rohre
bestimmt. Ein leichter Rahmen kann mit einer idealen Geometrie und Dimensionierung der Rohre er-
reicht werden. Die Erfahrung zeigt, dass leichte Gitterrohrrahmen von ca. 30 kg erreicht werden kön-
nen. Was spricht also für ein FVW-Monocoque?
Mehr Möglichkeiten der Formgebung Einem Gitterrohrrahmen sind durch die notwendige Triangulierung der Knotenpunkte in der Formge-
bung gewisse Grenzen gesetzt. Kräfte sollen immer über Knotenpunkte eingeleitet werden. Bei grosser
Komplexität eines Fahrzeugs bzw. bei einer grossen Anzahl an zu verbauenden Komponenten sind
diese Ideale nur schwer einzuhalten. Das FVW-Monocoque bietet hier beträchtliche Vorteile. Dadurch,
dass das Chassis eine einzige Oberfläche ist, können bei entsprechender Konstruktion jegliche Punkte
zur Krafteinleitung realisiert werden.
Zusammenfall von Chassis und Karosserie Ein Gitterrohrrahmen muss aus mehreren Gründen durch eine Karosserie ergänzt werden. Um den
Fahrer vor eindringenden Gegenständen zu schützen, muss erstens eine geschlossene Schale entspre-
chender Festigkeit um den Gitterrohrrahmen gefügt werden. Zweitens sollen durch diese Karosserie
auch aerodynamische und optische Anforderungen erfüllt werden. Bei einem FVW-Monocoque ent-
fällt also der separate Schritt einer Karosseriefertigung.
Design als Bewertungskriterium Neben den dynamischen Events machen die statischen Events rund einen Drittel der Bewertung aus.
Ein FVW-Monocoque ist nicht generell besser als ein Gitterrohrrahmen, öffnet jedoch viele Gestal-
tungsmöglichkeiten. Mit einem innovativen und ansprechenden Design können Punkte gesammelt
werden.
Gewicht Derzeit sind im Teilnehmerfeld FVW-Monocoques unter 15 kg zu finden, was massiv unter dem Tiefst-
wert von aktuellen Gitterrohrramen liegt. Dadurch, dass ein FVW-Chassis aus einer grossen Anzahl von
Schichten zusammengesetzt sein kann, kann die lokale Dimensionierung individuell angepasst werden.
Durch Sandwichbauweise und einzelne Verstärkungselemente kann effektiv Gewicht eingespart wer-
den.
Planung
FSAE CFK Monocoque Chassis 7
2.2 Basiswissen
Da sich ein Chassis aus FVW in allen Belangen massiv von einem Stahl-Gitterrohrrahmen unterscheidet,
ist es unerlässlich sich vorgängig die grundlegenden Kenntnisse über FVW anzueignen. Dabei geht es
noch nicht spezifisch um das FSAE-Chassis, sondern um die generellen Eigenschaften von FVW. Emp-
fehlenswert sind folgende Schritte:
Werkstoffeigenschaften Um eine Auswahl des geeigneten Halbzeugs machen zu können, muss studiert werden, welche
Materialien überhaupt erhältlich sind, was deren Eigenschaften sind, wie sie verarbeitet wer-
den können und deren Preis.
Fertigungsverfahren Je nach Auswahl des Werkstoffs und der Geometrie kommen spezifische Fertigungsverfahren
in Frage. Diese unterscheiden sich nicht nur im Aufwand und Resultat, sondern auch im Preis.
Dessen Auswahl kann deshalb ein wichtiges Kriterium für ein Team sein.
Marktanalyse Um einen Überblick zu erhalten sollen aktuelle Fahrzeuge unter die Lupe genommen werden.
Viele Teams sind bereit, Auskunft über ihr Fahrzeug zu geben
Eigene Fähigkeit und technische Voraussetzungen kennen Nicht zuletzt sind die Verfügbarkeit von erforderlicher Erfahrung, Soft- und Hardware entschei-
dend. Neben der menschlichen Komponente ist je nach Konzeptwahl entsprechende Software
erforderlich um Strukturberechnungen von FVW durchzuführen. Je nach Fertigungsverfahren
sind teure Materialien und Geräte notwendig. Diese Voraussetzungen müssen bei der Kon-
zeptwahl unbedingt berücksichtigt werden um spätere Überraschungen zu vermeiden.
2.3 Reglement
Die 2015 FSAE Rules (SAE 2015) legen die Rahmenbedingungen für die Konstruktion und Dokumenta-
tion der FSAE-Rennfahrzeuge fest. Es ist unerlässlich, diese vorgängig zu studieren. Das Reglement wird
in jedem ungeraden Jahr (2015, 2017, …) überarbeitet, kann jedoch auch jährlich kleinere Änderungen
enthalten. Das Dokument umfasst aktuell 178 Seiten in englischer Sprache. Eine umfassende Beschrei-
bung der für das Chassis relevanten Teile ist aus Gründen der Übersicht nicht Teil dieser Arbeit, noch
kann eine Garantie für die Korrektheit der hier übersetzten Teile gegeben werden. Im folgenden Ab-
schnitt sind die wichtigsten Unterschiede zum Gitterrohrrahmen aufgelistet.
Alternative Frame Rules (AF) Bei der Konstruktion eines Chassis aus FVW entscheidet sich das Team nicht nach Standardbe-
dingungen zu konstruieren. Statt dessen gelten in diesem Fall die Regeln im Abschnitt AF.
Benachrichtigung Das Team muss die Rennleitung bis zu einem vom Event abhängigen Termin über sein Vorha-
ben informieren. Die entsprechenden Voraussetzungen zur Konstruktion und Dokumentation
(FEA-Programme, Kenntnisse und Prüfeinrichtungen) müssen belegt werden.
Planung
FSAE CFK Monocoque Chassis 8
Structural Requirements Certification Form (SRCF) Das Team muss termingerecht ein SRCF einreichen. Es ersetzt das Structural Equivalency
Spreadsheet (SES) bzw. Teile des SES werden in das SRCF integriert.
Werkstoffprüfung und Technische Inspektion Während beim Spaceframe mit Standardmaterial/Baseline Steel das Vermerken der Rohrdi-
mensionen genügt, müssen für die Hauptstrukturen des Monocoques, Panels hergestellt wer-
den, welche dieselbe Struktur aufweisen, wie das Monocoque in den entsprechenden Berei-
chen des Fahrzeugs. Ausserdem muss das Monocoque so konstruiert sein, dass bestimmte
konstruktive Anforderungen nachvollzogen werden können. Die Test Bedingungen sind im
SAE-Reglement einsehbar oder im Kapitel 4.3 Prüfung der CFK-Panels beschrieben. Die nach-
folgende Liste zeigt, welche Bereiche getestet werden müssen.
Anforderungen (Auszug)
Side Impact Structure 3 Punkt Biegeversuch
Panel 275 mm x 500 mm
Zusätzlicher Test und Vergleich mit 2 Baseline Steel Rohren
Monocoque soll gleich gut oder besser sein
Scherprüfung (Dorn durch Panel)
Panel mind. 100 mm x 100 mm
Front Bulkhead 3 Punkt Biegeversuch
Scherprüfung falls Anti-Intrusion-Plate aus Verbundwerkstoffen ge-fertigt ist. Äquivalenz zu 1.5 mm Stahlplatte beweisen.
Front Bulkhead Support 3 Punkt Biegeversuch
Scherprüfung
Main Hoop Verbindung zum Monocoque nachweisen
Front Hoop Falls einlaminiert Existenz nachweisen
Beckengurt Scherprüfung
Schultergurt Scherprüfung
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 9
3 Konzeptwahl
Der Entwicklungs- und Herstellungsprozess, sowie das Material bestimmen die mechanischen Eigen-
schaften und Kosten des Chassis. Es gibt eine Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten, wie sich diese
einzelnen Elemente zusammensetzen können. Selbstverständlich wäre es ideal, jeden Prozessschritt
im Detail zu kennen um eine geeignete Auswahl treffen zu können. Da man als Student in der Regel
nicht über die entsprechende Erfahrung verfügt und die Zeit für eine umfassende Analyse fehlt, soll im
nächsten Abschnitt eine Zusammenfassung aufgelistet werden. Das Konzept muss vor Projektstart
festgelegt werden.
In nachfolgender Tabelle sind die Möglichkeiten nach Kategorie geordnet:
Geo
me
trie
Freiform Vielflächen-
form Rotationssym-
metrisch
Bau
wei
se Differenziert
Bauweise Integralbau-
weise
Sandwichbauweise
Alu-/Aramid-Waben
Hartschaum Balsa Spanten
Space-framestruktur
Fert
igu
ngs
-ve
rfah
ren
Handlaminieren Prepreg
Wickeln Infusion/ Injektion drucklos Vakuum Autoklav Ofen/OoA
Fase
rtyp
Kohle Glas Aramid Polyethylen Basalt
Too
ling
Urform Werkzeug
Direkt Werkzeug Ohne Form Hilfsrahmen
1 oder 2-tei-lige Urform
1 oder mehr-teiliges Werk-
zeug
Urf
orm
-m
ater
ial
Epoxy PU-
Hartschaum MDF
EPS-Dämm-platte
Wer
kzeu
g-m
ater
ial
Epoxy Kohlefaser MDF PU-Hart-schaum
EPS-Dämm-platte
Pu
nkt
last
-ko
nze
pt
Spanten Inserts ein-laminiert
Inserts nach-träglich
Composite-Schrauben/
Muttern Bleche
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 10
3.1 Geometrie
Die Chassis-Geometrie ist eine wichtige Grundsatzentscheidung. Sie hat einen grossen Einfluss auf den
Entwicklungsaufwand und das Fertigungsverfahren.
Freiform Vielflächenform Rotationssymmetrisch
Entwicklungsaufwand Sehr hoch Hoch Mittel
Designmöglichkeiten Sehr hoch Mittel Gering
3.1.1 Freiform
Die Komplexität der Geometrie bestimmt logischerweise auch den Entwicklungsaufwand. Eine Frei-
form im CAD zu zeichnen ist sehr aufwändig. Eine nicht repräsentative Befragung von diversen Teams
hat eine mittlere Entwicklungsdauer von ungefähr 8 Wochen ergeben. Diese Zeit umfasst lediglich das
Design im CAD, ohne Strukturberechnung und Fertigung von Testmustern. Ausgegangen wird von ei-
ner Programm-Erfahrung von 1 – 2 Jahren (Bachelor Student im 5. Semester). Dieser Zeitwert ist selbst-
verständlich auch von der Anzahl Iterationen abhängig, welche von Änderungen des Gesamtfahrzeugs
abhängen.
Die grossen Vorteile der Freiflächenform sind die vielfältigen Designmöglichkeiten und die Aerodyna-
mik. Das Design ist ein wichtiger Faktor, da mit einem ansprechenden Design am Wettbewerb selbst
gepunktet werden kann. Die Judges legen grossen Wert auf ein kompaktes und funktionales Fahrzeug-
design. Ein ansprechendes Design ist ausserdem ein wichtiges Kriterium für Sponsoren, da das Fahr-
zeug als Werbeträger das Team, den Entwicklungsaufwand und den Sponsor repräsentiert.
Freiflächen ermöglichen aerodynamische Optimierungsmöglichkeiten. Eine schmale Fahrzeugsilhou-
ette kann mit Hilfe von Freiformen lokal um Fahrer und Keep-Out-Zones gelegt werden, während es
bei Chassis mit grossen Ebenen und Spaceframes Einschränkungen gibt.
Der grosse Nachteil von Freiformen ist der hohe Entwicklungs-/Designaufwand. Ohne entsprechende
Erfahrung oder ein Vorjahresfahrzeug muss die Geometrie auf viele Annahmen gestützt werden. Das
Zeichnen von Freiformen im CAD erfordert sehr gute Programmkenntnisse. Das darauffolgende Ferti-
gungsverfahren ist nicht minder aufwändig. Das Laminieren von Freiformen erfordert Urformen und
zwei- oder mehrteilige Werkzeuge. Die dafür notwendigen Materialien sind teuer und die Verfahren
sowohl zeit- als auch kostenintensiv durch die benötigte Infrastruktur.
Abbildung 1: Das Fahrzeug der Auburn University, Alabama an der FSAE Michigan. Es weist eine Freiflächenform auf.
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 11
3.1.2 Vielflächenform
Wesentlich einfacher ist die Gestaltung des Chassis durch ebene Flächen. Die Flächen ermöglichen
grosse Zeitersparnisse einerseits zeichnerisch, als auch später in der Fertigung. Durch die Flächen wer-
den selbstverständlich die Design-Möglichkeiten eingeschränkt, was einerseits den grossen Gestal-
tungsvorteil eines Monocoques etwas minimiert und andererseits einen Einfluss auf die Design-Bewer-
tung im FSAE-Wettbewerb haben kann.
Die einzelnen Ebenen können entweder mit vorgefertigten Platten bestückt und die Kanten zusätzlich
laminiert werden. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines Werkzeugs (so hat es OSU ge-
macht). Das Fertigungsverfahren ist in diesem Falle identisch mit dem einer Freiform. Der Vorteil liegt
jedoch darin, dass das Ablegen der einzelnen Gewebelagen wesentlich einfacher geht bzw. grössere
Gewebeflächen auf einmal abgelegt werden können, was zu Zeitersparnis führt. Durch das Fehlen von
engen Radien können auch schwere Gewebe verwendet werden, um einen schnelleren Aufbau zu er-
reichen.
Der Nachteil sind die eingeschränkten Designmöglichkeiten. Das Fahrzeug macht optisch einen min-
derwertigeren Eindruck als sein Freiflächen-Pendent. Dies hatte einen direkten Einfluss auf die Design-
Bewertung des diesjährigen Fahrzeugs der OSU. In der Praxis zeigt sich, dass die meisten Teams einen
Kompromiss zwischen Freiflächen- und Vielflächenform suchen. Somit kann einerseits ein ansprechen-
des und funktionales Design bei moderatem Fertigungsaufwand erreicht werden.
3.1.3 Rotationssymmetrisch
Eine weitere Idee ist die Verwendung der Wickeltechnik für ein Fahrzeug-Chassis. Voraussetzung dafür
ist eine um die Fahrzeuglängsachse vorhandene Rotationssymmetrie. Inwiefern dieses Fertigungsver-
fahren effektiv umsetzbar ist, ist schwer vorherzusagen, da zum jetzigen Zeitpunkt kein Rennfahrzeug
gefunden werden konnte, welches nach dieser Technik hergestellt wurde. Die Geometrie wäre einfach
zu modellieren, jedoch sehr eingeschränkt, was die Design-Möglichkeiten anbelangt. Ausserdem wäre
zu untersuchen, wie die Cockpitöffnung realisiert werden soll.
Abbildung 3: Das 2014-Fahrzeug der Oregon State University (OSU) wies noch viele Freiformen auf...
Abbildung 2: ...das diesjährige Fahrzeug wurde aus Gründen des Fertigungsaufwands durch ebene Flächen stark verein-facht.
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 12
3.2 Bauweise
(Ermanni 2007)
Je nach Werkstofftechnik, Auslegung und Konstruktion, Fertigung und Bewertung bieten sich unter-
schiedliche Bauweisen an. Im Falle eines komplizierten Bauteils wie ein Fahrzeug-Chassis, ist eine Kom-
bination aus verschiedenen Bauweisen denkbar und auch die Regel.
Differenzierte Bau-
weise Integralbauweise Sandwichbauweise
Halbfabrikat Kosten Gering (Platten) Mittel/Hoch (Ge-
webe/Gelege) Hoch (Gewebe/Ge-
lege + Kern)
Fertigungsaufwand Mittel Hoch Mittel bis hoch
Infrastruktur- Voraussetzungen
Gering Hoch bis sehr hoch Sehr hoch
Designmöglichkeiten Mittel Hoch Hoch
3.2.1 Differenzierte Bauweise
Bei dieser Bauweise verwendet man vorgefertigte Bauteile, welche in der Montagephase zum Endpro-
dukt zusammengefügt werden. Im Falle des FSAE-Chassis kann man CFK-Platten zuschneiden und sie
anschliessend mit einem geeigneten Verfahren zusammenfügen. Es gibt verschiedene Konzepte, wel-
che diese Bauweise nutzen.
Der Vorteil der differenzierten Bauweise ist, dass die Fertigungskosten der einzelnen Bauteile in der
Regel niedrig sind bzw. dass diese vorgefertigt eingekauft werden können. Der Montageaufwand kann
je nach Konzept hoch sein.
Der Nachteil ist die sehr eingeschränkte Formgebung des Chassis. Fragwürdig ist ausserdem, ob die
geforderten Steifigkeitswerte mit dieser Methode erreicht werden können.
Abbildung 4: Konzept mit gepressten ALUCORE-Sandwichplatten und Alu-Profilen (Schuler 2015)
Abbildung 5: "Cut-and-Fold"-Technik der Edith Cowan University, Australien: Die Sandwichplatte wurde an den Kanten ein-geschnitten und zum Chassis gefaltet. DXF-Schnittmuster (links) Bildquelle: (Ayres 2010)
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 13
Die Cut-and-Fold-Technik wurde 2010 von der Edith Cowan University in Australien angewendet. Das
Team benutzte Carbon-beschichtete Wabenverbundplatten. Entlang den Chassiskanten wurden die
Platten eingeschnitten und gefaltet. Die Faltstellen wurden anschliessend mit einer zusätzlichen Lami-
natschicht verstärkt. Vorteile dieser Technik sind folgende:
Konstante Werkstoffeigenschaften, da die eingekauften Panels maschinell hergestellt wur-
den. Unregelmässigkeiten, wie sie beim Handlaminieren vorkommen, können ausgeschlos-
sen werden.
Einfache Montage, da keine Form hergestellt werden muss.
Günstige Herstellung, da die Fertigungszeit sehr niedrig ist.
Nachteile:
Eingeschränkte Möglichkeiten in der Geometrie
Optik
Inserts können nicht faserzerstörungsfrei integriert werden
3.2.2 Integralbauweise
Bei der Integralbauweise versucht man in einem einzigen Fertigungsvorgang, alle einzelnen Struktur-
bauteile zusammenzufügen. Die einzelnen Elemente sind dabei meist nicht selbsttragend. Erst im Ver-
bund erreicht das Endprodukt die geforderten Eigenschaften. Dies macht die Integralbauweise zu ei-
nem wichtigen Verfahren zur Verarbeitung von FVW. Die Montagekosten können dadurch gesenkt
werden. Im Flugzeugbau hat sich dieses Verfahren durchgesetzt. Hochfeste- und steife Platten können
durch Spanten oder Spaceframestrukturen miteinander verbunden werden. So können leichte und
trotzdem steife Strukturen erreicht werden.
Der Vorteil ist, dass Verbindungsstellen, welche in der Konstruktion oft ein Schwachpunkt sind, auf ein
Minimum reduziert werden können. Dies führt ausserdem zu sehr leichten Strukturen. Auch optisch
bietet die Integralbauweise grosse Vorteile, da viele Komponenten unsichtbar und sauber ins Endpro-
dukt integriert werden können.
Der grosse Kostenfaktor sind allerdings Werkzeuge und Infrastruktur. Um die einzelnen Element zu-
sammenfügen zu können, bedarf es einem Gerüst oder einer Form. Je nach Umfang lohnen sich diese
Investitionen bei einem Prototyp nicht. Ausserdem ist es bei der Integralbauweise oft schwierig, im
nachhinein Anpassungen zu machen.
Abbildung 6 Links: Die Ecole De Technologie Superieur aus Kanada verwendet eine Spaceframestruktur mit einem Sand-wichaufabau. Rechts: Eine Rippe aus Rohacell-Schaum. (Kunststoff Web 2015)
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 14
3.2.3 Sandwichbauweise
Die Sandwichbauweise dürfte aus verschiedensten Bereichen der Konstruktion bekannt sein. Es ist ein
nicht wegzudenkendes Verfahren im Leichtbau. Hohe Biegesteifigkeiten können durch die Verbindung
von hochsteifen und –festen Deckschichten mit einem schubsteifen Kern erreicht werden. Das in der
Regel sehr leichte Kernmaterial sorgt für einen genügend grossen Faserabstand der Deckschichten. Die
Sandwichbauweise kann auch in Kombination mit anderen Bauweisen verwendet werden. So ist bei
einem FSAE-Chassis ein lokal individueller Kernaufbau realisierbar. Als Kernmaterial eignen sich sowohl
Wabenplatten aus Aluminium oder Aramid, als auch Hartschäume oder das Naturmaterial Balsa. Die
Kernmaterialien unterscheiden sich einerseits in der Drapier- und Umforbarkeit: Nicht jedes Kernma-
terial lässt sich auf jede Kontur abformen. Andererseits gibt es weitere Eigenschaften wie Gewicht,
Wärme- und Schalldämmung, Schlag- und Splitterschutz sowie Brandschutz. (Ermanni 2007)
Abbildung 8: Das Aluminium Monocoque der Tennessee Tech University verwendet als Kernmaterial einen Schaumstoff zwi-schen den Alublechen.
Abbildung 7: Der VTM15 des Virginia Tech verwendet einen Aluminiumwabenkern im Front Bulkhead
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 15
Die Sandwichbauweise bietet sich in Verbindung mit FVW geradezu an. Diese Technik macht es mög-
lich, die in den Deckschichten verwendeten Fasern auf Zug/Druck und den Kern auf Schub zu bean-
spruchen. Das Fahrzeugchassis kann je nach Anforderungen in verschiedenen Regionen eine unter-
schiedlich starke Sandwichstruktur aufweisen, um das Gesamtgewicht weiter zu minimieren und die
Steifigkeit zu erhöhen.
Der Nachteil ist der hohe Fertigungsaufwand. Falls keine vorgefertigten Panels verwendet werden,
muss der Kern in die Gewebe integriert, dazu vorbereitet, zugeschnitten und zweckmässig fixiert wer-
den. Ausserdem eigenen sich nicht alle Kernmaterialien gleich gut für sphärische Formen. Bei Sand-
wichstrukturen sind Punktlasten nur mit zusätzlichen Massnahmen einleitbar. Der Kern würde bei
grossen Punktlasten kollabieren, weshalb er verstärkt/substituiert oder die Last grossflächiger einge-
leitet werden muss.
Kernmaterialien Bei Sandwichbauweisen muss man sich für ein geeignetes Kernmaterial entscheiden:
Alu-Waben2 Aramid-W.3 Rohacell 514 Airex C70.905 Balsa SB1005
Kosten1 [CHF/m2] 80 100 90 60 55
Dichte [kg/m3] 83 32 52 100 148
Druckfestigkeit [N/mm2]
5,45 1,03 0,9 2,0 9,2
Scherfestigkeit [N/mm2]
3,45 0,76 0,8 1,7 2,6
Drapierbarkeit mittel schlecht gut gut schlecht
1 Mittelwerte aus verschiedenen Quellen: (jenny + CO 2015), (suter 2015)
2 Zellgrösse 6,4 mm, Alu 5056 Luftfahrtqualität, 3 Aramid NOMEX Luftfahrtqualität (jenny + CO 2015)
4 (suter 2015), 5 (Airex 2014), Alle Datenblätter im Anhang
Die verglichenen Materialien gibt es in unterschiedlichen Typen. Es wurde eine Auswahl getroffen.
Abbildung 9: Die Ecole De Technologie Superieur aus Kanada verwendet vor der Stahl-Anti-Intrusion-Plate einen Aramidkern
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FSAE CFK Monocoque Chassis 16
3.3 Fertigungsverfahren
Das Fertigungsverfahren wird einerseits durch die Bauteilgeometrie eingeschränkt/gegeben, anderer-
seits wird es anhand der zur Verfügung stehenden Möglichkeiten gewählt. Je nach Budget, Infrastruk-
tur und Erfahrung kommen die unterschiedlichen Verfahren mehr oder weniger in Frage. Während das
Handlaminieren den meisten ein Begriff sein dürfte, haben sich im Verlaufe der Zeit viele weitere Tech-
niken etabliert. Im nachfolgenden Abschnitt wird auf Verfahren und deren Eignung zur Fertigung eines
FSAE-Chassis eingegangen.
Handlaminieren Prepreg Wickeln Infusion/ Injektion
drucklos Vakuum Autoklav Ofen/ OoA
Geometrie komplex komplex rotationsähnlich komplex
Löcher/Inserts möglich möglich schwierig möglich
Versteifungen möglich möglich schwierig möglich
Hinterschneidun-gen
möglich möglich nicht möglich schwierig
Oberfläche mässig gut gut mässig gut
Faserarchitektur beliebig beliebig begrenzt beliebig
Typisches Faser-volumengehalt
30% - 40 %
50% 65 % 50 % 50 %
Mechanische Ei-genschaften
niedrig mittel hoch mittel mittel
Quelle: (Ermanni 2007)
3.3.1 Handlaminieren
Das am weitesten verbreitete Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es bereits mit minimalen tech-
nischen Voraussetzungen angewendet werden kann. Die trockenen Gewebelagen werden mit dem
angemischten Harz Lage für Lage benetzt. Das Harz bildet das sogenannte Matrixsystem und hält die
Fasern in Position, während die Fasern hauptsächlich Zug und Druckkräfte übertragen. Dem Matrixsy-
stem kommt dabei eine besondere Bedeutung zu. (suter 2015)
Matrixsysteme Matrixsysteme für FVW sind Thermo- oder Duroplaste. Thermoplaste sind wesentlich besser recyc-
lebar, quasi unbegrenzt lagerfähig und nicht toxisch. Auf der anderen Seite haben Thermoplaste aber
auch eine hohe Schmelzviskosität und Kriechneigung, weshalb sie einen zwar ansteigenden aber im-
mer noch geringen Stellenwert in der Verwendung mit FVW haben.
Duroplaste entstehen beim Mischen des Harzes mit dem Härter. Der Vorgang ist irreversibel und führt
nach einer anfangs kautschukartigen Form zu einem Glaszustand. Die Dauer dieses Vorgangs wird als
Gel- oder Gelierzeit bezeichnet. Die Temperatur für die Vernetzung der Moleküle heisst Glasüber-
gangs- oder Einfriertemperatur. Die wichtigsten Duroplaste für FVW sind Polyester- und Epoxydharze.
(Neitzel, Mitschang und Breuer 2014)
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 17
Die nachfolgende Tabelle zeigt die Vor- und Nachteile der für FVW wichtigsten Matrixsysteme:
Polyesterharz Epoxydharz
+ Harz/Härter-Verhältnis in bestimmtem Be-reich variabel
+ günstig
+ hohe Eignung für Glasfasermatten
- Harz/Härter-Verhältnis muss genau stim-men
- teuer
- schlechte Eignung für Glasfasermatten
- tiefere Zugfestigkeit: 40 – 80 MPa
- starke Geruchsentwicklung
- schlechte Klebeigenschaften
- schrumpft stärker beim Aushärten
+ höhere Zugfestigkeit: 45 – 85 MPa
+ geruchslos
+ gute Klebeigenschaften
+ schrumpft kaum beim Aushärten
+ hohe Hydrolyse-Beständigkeit
(fiberglas-discount.de 2015)/ (Neitzel, Mitschang und Breuer 2014)
Die Verarbeitungs- oder Topfzeit der Matrixsysteme kann durch Zugabe des Härters beeinflusst wer-
den. Damit ändern sich auch die Härtungsparameter. Nachfolgend ein Auszug aus der Tabelle des in
Kapitel 4.1 verwendeten Epoxydharz Typ L:
Spezifikation mit Härter L S SF EPH 161
Topfzeit 40 Min 20 Min 15 Min 90 Min
Mischverhältnis (Gewicht) 100:40 100:40 100:20 100:25
Mischverhältnis (Volumen) 100:45 100:45 100:21 100:28
Viskosität (25°C/mPas) 320 370 1200 179
Entformbar nach (20°C) 10 h 9 h 6 h nein
Aushärtungszeit (20°C) 20 h 20 h 12 h 20h + tempern
(OCP 2015) (suter 2015)
Das Matrixsystem wird demnach anhand der Verarbeitungszeit und Bauteilgrösse/-geometrie gewählt.
Ausserdem ist die Wärmebeständigkeit des fertigen Bauteils ebenfalls abhängig vom Harz und gege-
benenfalls einem anschliessendem Tempern.
Handlaminieren drucklos Für das drucklose Handlaminieren eigenen sich bereits sehr günstige formgebende Werkzeuge ohne
spezielle Anforderung an deren Festigkeit. Eine entsprechende Oberflächenbehandlung ist aber in je-
dem Fall notwendig, für die Oberflächengüte und um das Bauteil nach dem Aushärten entformen zu
können.
Durch die fehlende Kompression des Laminats und ohne Absaugen des überschüssigen Harzes sind nur
niedrige Faservolumengehalte erreichbar. Dies bedeutet im Vergleich zu anderen Verfahren ein höhe-
res Gewicht bei gleicher Festigkeit bzw. eine niedrigere spezifische Steifigkeit des Bauteils.
Sandwichstrukturen sind nur bedingt realisierbar, weil die notwendige Anpressung der Deckschichten
auf den Kern fehlt.
Bei sehr grossen Bauteilen kann ausserdem eine kurze Topfzeit des Harzes zum Problem werden. Bzw.
ist ein Tempern für eine vollständige Aushärtung notwendig, was wiederum höhere Anforderungen an
das Werkzeug stellt.
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 18
Handlaminieren Vakuumpressen Durch das Verpacken des Laminats in eine luftdichte Folie bzw. einen Sack, kann dieses mit atmosphä-
rischem Druck komprimiert werden und das überschüssige Harz im Vliess aufgenommen werden. Da-
durch können Faservolumengehalte bis 50% erreicht werden.
Auch bei diesem Verfahren ist bei Sandwichstrukturen eine ausreichend starke Verbindung zwischen
Deckschicht und Kern nur mässig gut realisierbar. Dies zeigt sich beim Test der Panels in Kapitel 4.3.
Der Druck kann aber andersherum für einen schwachen Kern auch zu hoch sein. Dann kann mittels
Falschluftventil der atmosphärische Druck angepasst werden.
Bei allen Verfahren des Handlaminierens ist der Arbeitsaufwand sehr hoch. Ausserdem ist einige Er-
fahrung notwendig, um das richtige Verhältnis zwischen Harz und Fasern zu treffen.
3.3.2 Prepreg
Bei Prepregs (pre = vor, im-preg-nated, imprägniert) sind die Fasern bereits mit dem Harzsystem im-
prägniert. Das Anmischen des Harzsystems und das lagenweise Laminieren entfällt deshalb und man
spricht nur noch vom „Ablegen“. Ursprünglich kommt diese Technik aus der Luftfahrtindustrie. Sie hat
sich vor allem aus Gründen der guten Automatisier- und Reproduzierbarkeit, sowie dem hohen Faser-
volumengehalt etabliert.
Prepregs gibt es in verschiedenen Formen:
Halbzeug Eigenschaften
Slit
Tap
e/To
w P
reg
Abbildung 10: Slit-Tape 6,35 mm auf Spule
Ablage auf komplexen Geometrien
hohe Steifigkeit und Festigkeit in einer Richtung
UD
-Gew
eb
e
Abbildung 11: UD-Prepreg auf Rolle
Steifigkeit und Festigkeit vornehmlich in einer Richtung
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 19
Gew
ebe
Abbildung 12: Gewebe-Prepreg auf Rolle
Steifigkeit und Festigkeit in zwei Rich-tungen
gute Handhabung/Drapierbarkeit
unterschiedliche Webstile
Möglichkeit von Hybridgeweben
MA
G
Abbildung 13: Schematischer Aufbau eines Geleges
Multiaxialgelege
Steifigkeit und Festigkeit in unterschied-lichen Richtungen
Keine Welligkeit
Quelle Tabelle und Abbildungen: (Lengsfeld, et al. 2015)
Eigenschaften von Prepregs genau definiertes Faser-Matrix-Verhältnis im Bereich zwischen 2,5% bis zu 1,0%.
Typischer Faservolumengehalt nach Aushärtung: 60%
zero-bleed-Prepregs (jüngste Generation) kaum Harzverlust bei Aushärtung
nur beschränkt lagerfähig bei – 18°C zwischen 6 – 18 Monaten
Prepregs haben deshalb ein Verfalldatum. Nach diesem Datum dürfen die Prepregs nicht mehr
für zertifizierungspflichtige Anwendungen verwendet werden.
Bei Raumtemperatur sind Prepregs typischerweise bis zu 30 Tage lagerfähig. In der Praxis wird
Buch geführt/die Zeit notiert, sobald eine Prepreg-Rolle aus dem Kühler entnommen wird, bis sie
wieder zurückgelegt wird. So kann ein Einhalten der Outlife-Time sichergestellt werden.
(Lengsfeld, et al. 2015), (OCP 2015)
Verarbeitung von Prepregs Prepregs können von Hand oder auch automatisiert zu Bauteilen verarbeitet werden. Beim Ablegen
von Geweben wird das beidseitig klebrige Fasergewebe von den Träger-/Trennpapieren gelöst und
in/auf der Form drapiert. Die Klebrigkeit (Tack) bestimmt, wie gut sich ein bereits abgelegtes Gewebe
abheben und neu positionieren lässt. Wichtig ist auch, dass Lufteinschlüsse vermieden werden. Die
Prepregs sollten leicht angedrückt werden. Eingeschlossene Luftblasen können evtl. mit einem Kunst-
stoffspachtel oder durch vorsichtiges Anstechen mit einer Nadel entfernt werden.
Bei komplexen, mehrlagigen Bauteilen kann auch jeweils ein Zwischenvakuum angewendet werden.
Dabei wird das ganze Bauteil oder werden einzelne Bereiche mit einer Folie abgedichtet und während
10 – 30 min unter Vakuum gehalten. So können beispielsweise bei einem Sandwichaufbau die unter-
sten Gewebelagen vorkompaktiert werden, bevor der Kern mit einer Klebeschicht aufgebracht wird.
So können Lufteinschlüsse effektiv vermieden werden.
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 20
Für komplexe Serienbau-
teile wird in der Regel ein
Plybook erstellt und die ein-
zelnen Gewebestücke vor-
gängig zugeschnitten.
Für einen Prototypen wie das FSAE-Chassis würden die einzelnen Plys sinnvollerweise in situ für jede
Lage zugeschnitten. Zur Dimensionierung kann eine Folie genutzt werden, welche provisorisch im
Werkzeug positioniert und anschliessend auf das Prepreg übertragen wird.
Aushärtung von Prepregs Prepregs sind sehr lange haltbar und deren
Matrixsysteme reagieren bis zu 18 Monate kaum.
Auch bei Raumtemperatur härten Prepregs nur
sehr langsam aus. Aus diesem Grund ist zusätzli-
che Wärmeenergie notwendig, um die Gitterver-
bindungen im Harz vollständig aufzubauen. Pre-
pregs werden deshalb typischerweise bei Tempe-
raturen zwischen 115 und 140°C während meh-
reren Stunden ausgehärtet.
Die Aushärtungsparameter werden einerseits
durch die Herstellerangaben der verwendeten
Prepregs festgelegt. Andererseits hat die Bauteil-
geometrie und –grösse, sowie die Form (Material
und Wandstärke) einen grossen Einfluss auf die
Wärmeübertragung auf das Bauteil.
Durch den zusätzlichen Druck können Bauteile
von sehr hoher Qualität hergestellt werden. Der
Autoklav hat den grossen Vorteil, dass alle Bau-
teiloberflächen unabhängig von Grösse und Geo-
metrie denselben Druck erfahren. Ein typisches
Druckprofil ist in der Grafik rechts zu sehen. Ener-
gietechnisch wäre es sinnvoll, möglichst früh
Druck aufzubauen, da die Wärmeübertragung im
Inertgas bei hohem Druck grösser ist. Aus Gründen des hydrostatischen Harzdrucks und der Harzvis-
kosität ist ein korrektes Druckprofil jedoch einzuhalten. (Lengsfeld, et al. 2015)
Abbildung 14: Schnitt-Muster auf ei-ner Gewebelage (Lengsfeld, et al.
2015)
Abbildung 15: Typischer Härtungszyklus für Prepreg-Bauteile (Lengsfeld, et al. 2015)
Abbildung 16: Herkömmliches Druckprofil bei der Autoklav-härtung (Lengsfeld, et al. 2015)
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 21
Ein Autoklav besteht aus folgenden Komponen-
ten:
Druckkammer
Steuereinheit
Heissgaserzeuger
Vakuumsystem
In der Druckkammer können Drücke von mehre-
ren Dutzend bar aufgebaut werden. Für Prepregs
nutzt man Drücke bis zu ca. 7 bar. Der Maximal-
druck hängt jedoch vom verwendeten Prepreg
und dem Bauteil ab. Eine Sandwichstruktur kann
beispielsweise je nach Kernmaterial nicht mit be-
liebig hohem Druck belastet werden.
Die Steuereinheit kontrolliert das Temperatur- und Druckprofil.
Der Heissgaserzeuger arbeitet in der Regel mit einem Inertgas wie N2 oder CO2. Es wäre auch Luft
möglich, allerdings bestünde dann Brandgefahr bei hohen Temperaturen.
Das Vakuumsystem verfügt in der Regel über mehrere Anschlüsse in der Druckkammer, um separate
Vakua aufzubauen bei komplexen oder mehreren Bauteilen.
Prepregs für das FSAE-Chassis Wie anfangs Kapitel erwähnt liegt einer der Vorteile von Prepregs bei der guten Reproduzierbarkeit.
Durch das genaue und stabile Faser-Matrix-Verhältnis können mehrere Bauteile gleicher Qualität her-
gestellt werden. Dies ist vor allem bei Serienbauteilen von grosser Bedeutung. Aber auch für ein FSAE-
Chassis ist dies von Bedeutung, da bei einem geprüften Testmustern, die mechanischen Eigenschaften
auf das Chassis übertragen werden können. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Handhabung. Es ist
auch mit wenig Erfahrung möglich, nach Anleitung eine gute Bauteilqualität zu erreichen, während
beim Nasslaminieren die Erfahrung von viel grösserer Bedeutung ist. Bei sauberem Ablegen der Ge-
webe und korrektem Aushärtungsprozess sind die mechanischen Eigenschaften des Bauteils wesent-
lich besser zu prognostizieren, da der Harzgehalt bekannt und homogen ist. Es ist mit anderen Verfah-
ren kaum möglich, eine so hohe Bauteilqualität zu erreichen, was die spezifische Steif- und Festigkeit
anbelangt.
Nachteile von Prepregs und explizit des Autoklav-Verfahrens sind die sehr hohen Kosten. Neben dem
Verfahren, ist auch das Halbzeug rund doppelt so teuer wie das trockene Gewebe.
Preis/m2
Carbon-Gewebe Köper, 462, 245g/m2 CHF 26.901
CF-Prepreg Köper, 462, 245g/m2 CHF 56.052
Quelle: (suter-kunststoffe 2015)
Bei Bestellung: 1von 50m2 (50Lfm auf 100cm-Rolle), 2von 60m2 (50Lfm auf 120cm-Rolle)
Ofen/Out-of-Autoclave Es gibt mittlerweile auch Prepregs, welche nicht im Autoklav ausgehärtet werden müssen. Man nennt
diese entsprechend OoA-Prepregs. Der Vorteil liegt auf der Hand, da der teure Autoklav-Aushärtungs-
prozess entfällt. Allerdings können auch nicht ganz die gleich hohen mechanischen Eigenschaften er-
zielt werden. Die längere Aufheizzeit führt zu einer heterogeneren Temperaturverteilung im Bauteil.
Abbildung 17: Autoklav der Firma OCP Kunststofftechnik in Lyss
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 22
Die Porosität bei im Ofen ausgehärteten Bauteilen liegt zwischen 5 und 10%, während im Autoklav
Werte von 1 – 2% erzielt werden können. (Lengsfeld, et al. 2015)
3.3.3 Wickeltechnik
Der Aufbau einer Wickelapparatur gleicht der ei-
ner Drehbank. Ein Kern wird in der Längsachse auf
eine angetriebene Achse aufgebracht. Anschlies-
send wird dieser gedreht und die Fasern werden
auf den Kern aufgewickelt. Der sich drehende
Kern muss deshalb rotationssymmetrisch sein.
Bei einfachen Formen kann der Kern anschliessend herausge-
zogen werden. Axiale Hinterschneidungen sind realisierbar,
wenn der Kern im Endbauteil verbleibt oder ein verlorener
Kern (wird nach einmaliger Verwendung zerstört) eingesetzt
wird.
Die Wickeltechnik wird hauptsächlich für Bauteile mit axial homogen verteilter Belastung genutzt. So
zum Beispiel für Rohre, Masten, Drucktanks und Silos. Auch Raketenbooster wurden schon mit der
Wickeltechnik gefertigt. Beispiele für Fahrzeugchassis konnten jedoch bis zum jetztigen Zeitpunkt nicht
gefunden werden. (Neitzel, Mitschang und Breuer 2014)
Die notwendige Infrastruktur ist teuer, gerade für grosse Bauteile wie ein Chassis. Ausserdem hat man
bei der Geometrieerstellung viele Einschränkungen, welche mit Ablege- und Laminierverfahren we-
sentlich zweckmässiger realisiert werden können.
3.3.4 Infusions-/Injektionsverfahren
Bei einem Infusions-/Injektionsverfahren wird das Harz ins vorgängig in einer Form drapierte trockene
Halbzeug gebracht und im Anschluss ausgehärtet. Man unterscheidet dabei zwischen dem VARI-Ver-
fahren, bei welchem das Harz mit Hilfe eines Vakuums in/durch das Halbzeug gesogen wird (Infusion).
Weiter gibt es das RTM-Verfahren, bei welchem das Harz mit Druck (Injektion) in das in zwei verschlos-
senen Formen vorliegende Halbzeug gepresst wird. Die Kombination beider Techniken wird als VARTM
bezeichnet. Mit einem offenen Werkzeug wie beim FSAE-Chassis kommt das Infusions-Verfahren in
Frage.
Der grosse Vorteil ist, dass das Gewebe ohne Zeitdruck in der
Form drapiert werden kann. Anschliessend wird es mit einer
Folie luftdicht verpackt und das Harz wird mit Hilfe einer Va-
kuumpumpe aus einem Vorratsbehälter durch das Gewebe
gesaugt. Die Investitionskosten sind aus diesem Grund sehr
niedrig. Die Infusionsdauer ist natürlich abhängig von der Bau-
teilgrösse und Geometrie. Bei einer Chassislänge von rund
zwei Metern sind auch mehrere Infusionspunkte denkbar, bei
einer mittleren Dauer von ca. 30 min. Es ist ein Faservolumen-
gehalt von rund 50% erreichbar.
Abbildung 19: Grundformen der im Wickelver-fahren herstellbaren Körper (Neitzel, Mitschang und Breuer 2014)
Abbildung 18: Definition von Umfangs- und Kreuzlagen (Neitzel, Mitschang und Breuer 2014)
Abbildung 20: Vakuum-Infusionsverfahren beim Chassis der KIT (KA-Racing 2015)
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 23
Bei sehr grossen oder komplexen Bauteilen sollte die Infusion in mehreren Schritten erfolgen. Bei ei-
nem FSAE-Chassis können in einem ersten Schritt die äussersten Gewebeschichten infundiert werden
und anschliessend der Kern mit Deckschicht. Bei der Infusion von Sandwichstrukturen ist bereits beim
Aufbau auf die Integration von Fliesskanälen zu achten, damit das Harz das Kernmaterial passieren
kann. Durch das Vakuum wird neben dem Harztransport auch noch gleichzeitig das Bauteil durch den
Atmosphärendruck kompaktiert.
3.4 Faserwahl
Obwohl im Titel dieser Arbeit von einem CFK-Monocoque die Rede ist, werden 4 weitere Fasertypen
kurz vorgestellt. Glas-, Kohlenstoff- und Aramid-Fasern gehören zu den verbreitetsten Fasertypen:
Die entscheidenden Unterschiede der Fasern beziehen sich auf die Steifigkeit, die Dichte und den Preis.
Darüber hinaus gibt es noch weitere zu beachtende Faktoren wie die Chemikalienbeständigkeit und
die Schlagfestigkeit. Deshalb gibt es gerade für Anwendungen wie ein Fahrzeugchassis auch Gewebe-
typen, bei welchen zwei Fasertypen gemischt vorkommen. Untenstehende Tabelle zeigt die wichtig-
sten Unterschiede:
Kohle Glas Aramid Polyethylen Basalt
E-Modul längs x 103 [N/mm2]
230 – 450 55 – 87 67 – 130 89 – 116 91 – 110
Dichte [g/cm3]
1,71 – 1,9 2,14 - 2,55 1,44 - 1,45 1,54 - 1,56 0,97
Preis [CHF/m2]
24 – 130 5 – 20 22 – 65 43 – 53 11 – 16
Quelle Werkstoffdaten: (Schürmann 2007), Quelle Preise: (suter 2015)
Die Kohlefaser ist klar der Fasertyp mit den herausragendsten mechanischen Eigenschaften, dies aber
auch zum höchsten Preis.
Fertigt man ein mechanisch gleichwertiges Bauteil mit Glasfasern, hat dies wegen der höheren Dichte
ein höheres Endgewicht. Der Preis von Glasfaser-Halbzeug ist jedoch rund fünfmal niedriger.
Die Aramidfaser (unter dem Markennamen Kevlar bekannt), weist eine geringere Dichte als die Kohle-
faser auf, jedoch auch eine erheblich niedrigere Steifigkeit. Die Aramidfaser weist eine bessere Zähig-
keit auf als ihre Mitkonkurrenten und wird bei schlagbeanspruchten Bauteilen deshalb häufig im Ver-
bund mit Kohlefasern eingesetzt. Die Aramidfaser weist ein besseres Steifigkeitsgewicht als die Glas-
faser auf, ist aber auch teurer.
Die Polyethylenfaser (unter dem Markennamen Dyneema bekannt) liegt mit der Steifigkeit zwischen
Glas und Aramid und ist ebenfalls relativ leicht.
Abbildung 21: Rasterelektronenmikroskop (REM)-Aufnahme der gebräuchlichsten Verstär-kungsfasern (Schürmann 2007)
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 24
Die Basaltfaser ist eine Faser aus vulkanischem Gestein. Die einzige Naturfaser im Vergleich zeichnet
sich durch eine hohe Temperaturfestigkeit (700°C) und chemische Beständigkeit aus. (Schürmann
2007)
Die Entscheidung des Fasermaterials ist relativ einfach: Falls es finanziert werden kann, kommt die
Kohlefaser für ein Fahrzeug in Frage. Für Bereiche ohne Festigkeitsansprüche oder Verkleidungen mit
nur wenigen Schichten, kann die Glasfaser in Betracht gezogen werden, um Kosten zu sparen. Bei nur
kleinen Mengen dürfte dies keinen grossen Einfluss auf das Endgewicht haben. Aramidfasern kann
man im Verbund für schlagbeanspruchte Stellen in Betracht ziehen.
3.5 Tooling
Unter Tooling ist, im Vergleich zum
Fertigungsverfahren, der formge-
bende Prozess gemeint. Er ist
massgeblich von der Chassis-Geo-
metrie bestimmt und hat auch ei-
nen grossen Zusammenhang mit
dem Fertigungsverfahren. Es wird
grundsätzlich davon ausgegangen,
dass man die hochwertige Oberflä-
che auf der Aussenseite des Chassis will, weshalb das Werkzeug ein Negativ sein muss. Rein technisch
wäre es selbstverständlich möglich, direkt auf eine positive Form zu laminieren/abzulegen, allerdings
wäre die undefinierte Oberfläche dann auf der Aussenseite.
Urform Werkzeug Direkt Werk-
zeug Ohne Form Hilfsrahmen 1-teilig 2-teilig 1-teilig x-teilig
Mögliche Geometrie- Komplexität
hoch hoch mittel hoch mittel niedrig
Ofen/Autoklav möglich
ja ja ja ja ja/begrenzt nein
Arbeitsaufwand mittel hoch mittel hoch niedrig niedrig
Kosten mittel hoch mittel hoch niedrig niedrig
3.5.1 Urform Werkzeug
Bei dieser Variante wird Das Chassis in zwei Schritten abgeformt. Als erstes wird eine Urform erstellt.
Die Urform entspricht dabei Aussengeometrie des Chassis. Anschliessend wird anhand der Urform ein
Werkzeug hergestellt, mit welchem das Chassis abgeformt wird.
Abbildung 22: Tooling-Konturen (Lengsfeld, et al. 2015)
Abbildung 23: Obere Fahrzeughälfte: Links die lackierte Urform, Rechts das Werkzeug (bereits mit der unteren Werkzeughälfte verschraubt)
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 25
Urform Die Urform bildet die Aussengeometrie des Chassis exakt ab. Sie kann entweder manuell geformt wer-
den oder mittels CNC gefräst werden. Sowohl manuell, aber um so mehr mit CNC ist das Formen eines
Positivs einfacher, als dies bei einem Negativ der Fall wäre. Gerade Verengungen und Spalten sind nur
mühsam zugänglich und je nach Dimension und Freiheitsgrad der CNC-Fräse gar nicht machbar. Weiter
stellt sich die Frage ob das Chassis mit nur einer Urform herstellbar ist. Dies wiederum hängt von der
Chassis-Geometrie und der Fräse ab und muss im Einzelfall abgeklärt werden. In den meisten Fällen
wird die Urform jedoch als zweiteilige Variante ausgeführt.
Der grosse Vorteil der CNC-Fräse ist natürlich der geringe ma-
nuelle Arbeitsaufwand. Die Oberfläche des Chassis kann als
.stp-Datei direkt aus dem CAD exportiert werden. Je nach Frä-
sentyp kommt anschliessend noch der Programmieraufwand
der Maschine hinzu. Ein weiterer Vorteil ist, dass wichtige Pe-
ripherie-Positionen wie Fahrwerksaufnahmepunkte, Positio-
nen für Inserts und Gurtbefestigungen direkt mit einer Boh-
rung markiert werden können. So können Stifte eingesetzt
und die Positionen auf das Werkzeug übertragen werden, was
den Arbeitsablauf ungemein erleichtert und die Genauigkeit
massgeblich verbessert.
Der Nachteil einer CNC-Fräse sind hohe Kosten, da viele Arbeiten nicht von Studenten ausführbar sind:
Programmieren 8h à CHF 120.- CHF 960.-
Einrichtung/Vorrichtung CNC 4h à CHF 120.- CHF 480.-
Fräse CNC 5-Achs; Zeit inkl. 1 Mann 8h à CHF 120.- CHF 960.-
Reinigung, Kontrolle, Aufräumen 2h à CHF 120.- CHF 240.-
TOTAL CHF 1‘440.-
Quelle: Berner Fachhochschule, Institut für Holzbau, Tragwerke und Architektur
Ausserdem müssen teils teure Fräsblockmaterialien verwendet werden. Die Wahl des Materials für die
Urform hängt von verschiedenen Faktoren ab. Einerseits vom Handling (Gewicht), von den Endeigen-
schaften und vom Preis.
Handling
Die Urform muss zum Laminieren des Werkzeugs bewegt und transportiert werden. Bei Voll-
material kann mit einem Gewicht von rund 500 kg gerechnet werden.
Endeigenschaften
Neben der Fräsbarkeit ist die Oberflächenbeschaffenheit nach dem Fräsen von grosser Bedeu-
tung. Die Fläche sollte sehr hart und dicht sein, damit ein Werkzeug darauf laminiert, ausge-
härtet und wieder entformt werden kann. Bei Ofenaushärtung oder Autoklavverfahren ist
ausserdem die Wärmebeständigkeit, der Wärmeausdehnungskoeffizient und die Druckstabili-
tät von Bedeutung.
Preis
Tooling-Blöcke sind sehr teuer. Mit besserem Material kann dafür meist Nachbearbeitungszeit
eingespart werden. Für das FSAE-Chassis müssen etwa 1,5 m3 für eine Kastenform bzw. 3m3
für Vollmaterial eingeplant werden.
Abbildung 24: 5-Achs-Fräse von OCP Kunststofftechnik in Lyss
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 26
Urformmaterial D
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Werkzeug Beim 2-stufigen UrformWerkzeug-Verfahren wird das Werkzeug mit
Hilfe der Urform hergestellt. Die Vorteile dieser Methode liegen in folgen-
den Punkten:
aufwändigere Formen realisierbar dank Fräsen von Positiv statt
Negativ
mehrteiliges Werkzeug möglich
Kohlefaser als Werkzeugmaterial einsetzbar:
+ identische Wärmeausdehnungskoeffizienten bei Aushär-
tung im Ofen/Autoklav
+ sehr gute mechanische Eigenschaften (Festigkeit)
+ sehr gute Oberflächenbeschaffenheit
+ Werkzeug mehrmals einsetzbar
Für ein FSAE-Chassis ist das Werkzeug im Idealfall zwei- oder mehrteilig. Ein einteiliges Werkzeug wäre
mit einem verlorenen Kern denkbar, allerdings wird dadurch der Laminier/Ablege-Prozess sehr müh-
sam. Ein mehr als zweiteiliges Werkzeug ist dann erforderlich, wenn Hinterschneidungen nicht vermie-
den werden können. So können die einzelnen Werkzeugteile nach der Aushärtung entformt werden.
3.5.2 Direkt Werkzeug
Wenn die Urform eingespart werden will, kann das Werkzeug auch direkt
in einen Toolingblock gefräst werden. Für die Wahl des geeigneten Mate-
rials kann die Tabelle der Urform zu Hilfe genommen werden. Will man das
Chassis aus Prepreg im Autoklav-Verfahren herstellen oder im Ofen aus-
härten, schränkt dies die Wahl ein und erfordert hochwertigeres und damit
auch teureres Material, wie z.B. Epoxy-Tooling-Block. Die Temperatur und
Druckbeständigkeit ist dann von grosser Bedeutung. Ausserdem kann da-
von ausgegangen werden, dass das Werkzeug bereits nach einem ersten
Aushärtungsprozess im Ofen oder Autoklav, massiv geschädigt wird. Bei
einem FSAE-Chassis, der als Prototyp ein Einzelstück ist, dürfte dies jedoch
kein Problem sein. Viel wichtiger ist jedoch die Beachtung des Wärmeaus-
dehnungskoeffizienten. Sind diese beim Werkzeug und beim Bauteil unter-
schiedlich, so muss dies bei der Dimensionierung des Werkzeugs berück-
sichtigt und einkalkuliert werden.
3.5.3 Ohne Form Hilfsrahmen
Wenn man komplett auf ein formgebendes Werkzeug verzichten will, kann
man dies mit der Cut-and-Fold-Technik oder einem Hilfsrahmen realisie-
ren. Die vorgefertigten Panels werden mit dem Hilfsrahmen in Position ge-
bracht um die Kontaktflächen miteinander zu verbinden.
Abbildung 26: Werkzeug aus Tooling-Prepreg
Abbildung 27: Werkzeug-Ne-gativ aus Ureol-Tooling-Block der KIT (KA-Racing 2015)
Abbildung 28: Hilfsrahmen aus Holz bei der Cut-and-Fold-
Technik der Edith Cowan Uni-versity (Ayres 2010)
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 28
3.6 Punktlastkonzept
Verbundwerkstoffe mit Kohlefasern haben herausragende mechanische Eigenschaften, was die spezi-
fische Steif- und Festigkeit betrifft. Auf der anderen Seite können Zug und Druckkräfte fast aus-
schliesslich nur in Faserrichtung übertragen werden. Bei einem FSAE-Chassis gibt es jedoch diverse
Stellen, bei welchem hohe Scherkräfte wirken. Bei den Fahrwerksaufnahmen oder Gurtbefestigungen
wirken punktuell hohe Kräfte quer zur Faserrichtung. Für diese Stellen müssen deshalb zusätzliche Lö-
sungen gefunden werden.
Spanten Inserts ein-laminiert
Inserts nach-träglich
Composite-Schrauben/
Muttern Bleche
Fertigungs-aufwand
sehr hoch hoch hoch niedrig mittel
Einbauauf-wand
hoch sehr hoch mittel hoch hoch
globale Ver-steifung
ja nein nein nein nein
3.6.1 Spanten
Mit Spanten können im Sinne der Integralbauweise vorgefertigte Elemente in die flächigen Sandwich-
strukturen verbaut werden. So können ausgewählte Stellen (z.B. vorderer Überrollbügel und auf Höhe
der Vorderachse) versteift werden. Spanten können aus unterschiedlichen metallischen Werkstoffen
oder ebenfalls aus Kohlefaser gefertigt sein. Die vorgängig gefertigten Spanten werden nach dem La-
minieren der äussersten Gewebelage ins Chassis integriert und fixiert. Zur Fixierung können Klebstoff
und zusätzliche Gewebelagen dienen.
Der Vorteil dieser Methode ist, dass man maximale Steifigkeit
dort erreicht, wo man die Spanten einsetzt und die Kräfte sich
intern im Spant ausgleichen, da der Spant eine geschlossene
Form/Kreis bildet. Ausserdem kann mit der Integralbauweise
der Fertigungsprozess vereinfacht werden. Mit Spanten kön-
nen gleich zwei Ziele abgedeckt werden: Einerseits die globale
Verstärkung des Chassis und andererseits die Verteilung der
Punktlasten auf eine grosse Oberfläche.
Der Nachteil kann das höhere Gewicht sein, je nach verwen-
detem Material. Ausserdem muss die Fertigungsgenauigkeit
des Spants sehr hoch sein, um passgenau ins Chassis einge-
setzt werden zu können. Bei Spanten aus Kohlefasern müssen
dafür eigens Werkzeuge gefertigt werden.
Abbildung 29: Die untere Hälfte eines F1-Mo-nocoques verstärkt mit Spanten (F1Technical 2004)
Konzeptwahl
FSAE CFK Monocoque Chassis 29
3.6.2 Inserts einlaminiert
Mit Inserts werden Punktlasten effektiv neutralisiert, indem diese durch
ein zusätzliches Bauteil auf eine grössere Oberfläche verteilt werden. Zu-
sätlich wird ein druckschwacher Kern des Sandwichaufbau’s lokal ver-
stärkt. Die Positionierung der Inserts während dem Fertigungsprozess,
kann mittels Verstiftungen oder Gewindehülsen im Werkzeug realisiert
werden. Die Inserts werden nach der äussersten Gewebelage, an den ge-
frästen oder manuell abgemessenen Positionen auf dem Werkzeug justiert
und mit Klebstoff und zusätzlichen Gewebelagen fixiert.
Der grosse Vorteil der Inserts ist, dass diese in diversen Formen individuell
gefertigt werden können. So können einerseits sehr aufwendige, passge-
naue Teile gefertigt werden, andererseits kann das Chassis auch so ausge-
legt werden, dass baugleiche Inserts an verschiedenen Stelle eingesetzt
werden können, womit wiederum Kosten eingespart werden.
Als Nachteil ist der hohe Fertigungsaufwand zu nennen. Ausserdem wird
durch die Inserts das Chassis nicht global verstärkt, sondern lediglich die
Punktlasten neutralisiert.
3.6.3 Inserts nachträglich
Inserts können auch nachträglich verbaut werden. Das fertig ausgehärtete Chassis wird nach dem Aus-
härten an den entsprechenden Stellen aufgebohrt bzw. ausgefräst. Anschliessend wird das Bauteil ver-
klebt und gegebenenfalls mit zusätzlichen Gewebelagen laminiert.
Der Vorteil ist, dass der Fertigungsaufwand ohne einlaminierte Inserts stark vereinfacht wird.
Der Nachteil ist, dass die Fasern bei nachträglichen spanenden Arbeiten zerstört werden, was zu Steif-
und Festigkeitseinbussen führt. Zusätzlich ist die nachträgliche Positionierung wesentlich aufwändiger.
3.6.4 Composite-Schrauben/Muttern
Anstelle von individuell gefertigten Insert-Bauteilen kann auf bereits exi-
stierende Produkte zurückgegriffen werden. Der Einlaminierprozess funk-
tioniert dabei gleich wie bei den Inserts.
Der Vorteil sind die massiv tieferen Kosten.
Der Nachteil ist, dass die Anforderungen mit existierenden Produkten un-
ter Umständen nicht abgedeckt werden können und die Geometriefreiheit
des Chassis einschränken.
Abbildung 30: Insert bei der Fertigung zwischen Alu-Ho-neycomb verklebt.
Abbildung 31: Composite-Schraube/Mutter für ca. CHF 1.- (suter 2015)
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 30
4 Fertigungssverfahren
Die in der Konzeptwahl beschriebenen Fertigungsverfahren bestimmen das FSAE-Chassis bezüglich Op-
tik, Gewicht, Steifigkeit, Festigkeit und Robustheit. Je nach Wahl des Halbzeugs kommen nur be-
stimmte Fertigungsverfahren und umgekehrt in Frage. Um die Fertigungsverfahren im allgemeinen zu
studieren findet man diverse Fachliteratur. Im Anhang findet man einen Überblick von swiss-compo-
site. Ich werde im nächsten Abschnitt auf zwei für ein FSAE-Chassis in Frage kommende Fertigungsver-
fahren eingehen.
Wie bereits erläutert, ist der Fertigungsprozess bei FVW im Vergleich zu metallischen viel massgeben-
der an der Endqualität des Bauteils beteiligt. Die verschiedenen Möglichkeiten wurden in den Grunds-
ätzen bereits im Kapitel 3 Konzeptwahl behandelt.
Zu Beginn dieses Projekts gibt es verschieden Unklarheiten:
Wie ist das Handling von Kohlenfasermaterialien?
Welche Arbeiten sind von Studenten ausführbar? / Wo braucht es Spezialisten?
Welche Schutzmassnahmen müssen getroffen werden?
Welche Infrastruktur wird benötigt? (Räumlichkeiten, Maschinen, Hilfsstoffe)
Solche Fragen sind nur unbefriedigend in der Theorie zu beantworten. Aus diesem Grund wurde ein
praktischer Versuch durchgeführt. Mit folgenden Zielen:
Beantwortung praxisrelevanter Fragen bezüglich Handling und Schwierigkeiten
Beantwortung der Grundsatzfrage „Nasslaminat oder Prepreg?“
Einen ersten Anhaltspunkt für einen möglichen Aufbau für das Chassis erarbeiten
Erstellung eines ersten Test-Panels, so wie es von der SAE gefordert wird
Mit OCP in Lyss wurden zwei Sandwichpanels im vorgeschriebenen Format 500 x 275 mm hergestellt.
Die Dimension kommt aus dem SAE-Reglement. Im nachfolgenden Abschnitt werden die einzelnen
Schritte dokumentiert und miteinander verglichen.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 31
4.1 Nasslaminat und Prepreg im Praxis-Vergleich
Es wurde versucht, zwei vergleichbare Panels in den unterschiedlichen Fertigungsverfahren herzustel-
len. Die Köper-Gewebe des Nasslaminat und Prepregs haben nicht genau identische Flächengewichte.
Die Summe aller Lagen im Panel ist mit 0.5% Unterschied jedoch beinahe identisch.
Nas
slam
inat
Abbildung 32: Lagenaufbau Nasslaminat
Prep
reg
Abbildung 33: Lagenaufbau Prepreg
Werkstoffdatenblätter im Anhang.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 32
Das Gewebe kommt in der Regel auf Rollen zu 60 Meter. Es gibt Rollen bis 200m. Gängige Rollenbreiten sind zwischen 900 und 1500 mm. (Lengsfeld, et al. 2015) Es wurde mit dem Cutter und Lineal auf die gewünschte Dimension zugeschnitten. Wichtig ist die Beachtung der Faserausrichtung, je nachdem, in welchem Winkel, das Gewebe anschliessend im Bauteil ausgerichtet sein soll. Das Gewebe ist 0°/90° aufgerollt.
N
assl
amin
at
Das trockene Gewebe kann bei Raum-temperatur gelagert werden. Es lässt sich gut abrollen, ist jedoch etwas schwierig zu drapieren, vorallem bei etwas weniger steifen Webstilen.
Das Prepreg-Gewebe ist zwischen zwei Trenn-/Trägerfolien aufgerollt und wird bei -18°C gelagert. Es ist zwischen 6 und 18 Monaten lagerfähig, bei Raum-temparatur bis zu 60 Tagen (Outlife-Time).
Prep
reg
Nachdem eine Prepregrolle aus dem Kühler geholt wird, muss diese zuerst auftauen, um sie verarbeiten zu können. Dies kann mehrere Stunden dauern. Wichtig ist, dass das Gewebe zum Verarbeitungszeitpunkt keine Kondens-feuchtigkeit mehr aufweist. Dies gilt auch für das Zurücklegen in den Kühler, um die Bildung von Eiskristallen zu vermeiden. Entweder also unmittelbar nach dem Herausnehmen wieder einfrieren oder vollständig auftauen.
Während das Prepreg einfach mit mit einem Cutter zugeschnitten werden kann, ist das trockene Gewebe etwas labiler. Eine scharfe Klinge ist aber so oder so notwendig.
Für einen geraden Schnitt und um möglichst wenig Fasern in 0°/90°-Ausrichtung zu zertrennen, kann ein Faden zur visuellen Hilfe herausgezogen werden. Mit einem Klebespray kann eine feine Klebeschicht auf das Gewebe gesprüht werden. Das gibt Stabilität und verhindert das Ausfransen und Auseinanderfallen des Gewebes.
Das Prepreg-Gewebe hat unten und oben eine Trennfolie. Dies gibt zusätzliche Stabilität beim Zuschneiden und erleichtert das Handling. Je nach Gewebestärke braucht es jedoch etwas mehr Kraft als beim trockenen Gewebe.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 33
Nachdem die Glasplatte mit einem Trennmittel eingerieben wurde, werden die einzelnen Gewebelagen, beginnend bei der äussersten, Schicht für Schicht abgelegt. Bei einem komplexeren Bauteil, ist es ratsam, ein Plybook zu führen, in welchem dokumentiert wird, in welchem Bereich, welches Gewebe mit welcher Faserausrichtung abgeglegt wurde.
N
assl
amin
at
Das Harz wird mit dem Härter gemischt. Sehr wichtig ist dabei das richtige Misch-verhältnis. Anschliessend kommt eine erste Schicht auf die Glasplatte. Zwischen jede Gewebelage wird immer eine Schicht Harz aufgetragen und mit dem Roller verteilt. Mit einem Entlüftungs-roller wird die Luft unter dem Gewebe herausgedrückt um ein möglichst falten-freies Bauteil zu erhalten.
Das Prepreg-Gewebe wird von den bei-den Trägerfolien abgezogen und abge-legt. Für die ersten 5 Gewebelagen kon-nte eine Stärke von 2,00 mm gemessen werden.
Prep
reg
Als Richtwert gilt das Gewichtsverhältnis von Harz zu Gewebe von etwa 1:1. Als Indiz für eine gute Sättigung dient die Gewebefarbe. Es wird dünkler/glänzt, wenn es Harz aufsaugt.
Bevor der Wabenkern positioniert wird, kommt beim Prepreg eine Klebstofffolie auf die ersten 5 Gewebelagen. Damit soll der Kern schubfest mit den Decklagen verbunden werden.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 34
Der 10mm hohe Aramid-Wabenkern wurde an den Kanten ca. 45° angefast. So kann das Gewebe im Anschluss bündig und faltenfrei über den Kern abgelegt werden. Ausserdem wird damit verhindert, dass durch das Vakuum bzw. Autoklav-Druck, der Kern durch stirnseitige Belastung beschädigt wird.
Durch das Harz auf dem Gewebe kann der Kern gut positioniert und fixiert werden. Die angefaste Kante des Wabenkerns ist oben.
Beim Prepreg kommt der Kern auf die Klebstoffschicht und wird mit einer weiteren gedeckt. Die Ecken können für ein faltenfreies Laminat eingeschnitten werden.
N
assl
amin
at
Prep
reg
Die oberen 5 Gewebeschichten werden auf einer separaten Plastikfolie laminiert, um sie anschliessend auf die mit dem Kern gedeckten ersten 5 Gewebeschich-ten zu stürzen.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 35
Die Glasplatte ist rund um das Panel mit Harz verschmiert und sollte zur anschlies-senden luftdichten Verschliessung gerei-nigt werden. Lose Kohlefasern können ebenfalls entfernt werden. Einzelne Fransen, die jetzt auf dem Gewebe liegenbleiben, wären nach dem Aushär-ten auf der Oberfläche sichtbar, was jedoch für die strukturelle Bauteilqualität nicht relevant ist.
Die Glasplatte des Prepregs ist absolut sauber und es kann ohne Zwischenschritt direkt weitergeabeitet werden.
N
assl
amin
at
Prep
reg
Es folgt eine Trennfolie (rot). Es trennt das klebrige Laminat vom Rest. Optional wäre ein Abreissgewebe, das eine definierte Oberflächenbeschaffenheit nach dem Aushärten erzielt.
Darüber kommt eine Lochfolie/ Perforierter Trennfilm. Dessen Lochgrad bestimmt, wieviel Harz aus dem Laminat entweichen kann.
Zuletzt kommt das Vliess/der Bleeder darüber. Er sorgt für ein gleichmässiges Vakuum auf dem Bauteil und nimmt das überschüssige Harz auf.
Abbildung 34: Vakuumverfahren (suter 2015)
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 36
Um ein möglichst faltenfreies Bauteil zu erhalten, wird dieses luftdicht verpackt. Je nach Anwendung gibt es verschieden Möglichkeiten. Anschliessend wird die Vakuumpumpe angeschlossen und die Dichtheit überprüft. Das schwarze Schaufelrädchen dient zur visuellen Dichtheitskontrolle.
Das Nasslaminat wird mit einer Folie gedeckt und mit Dichtband verschlossen.
Das Prepreg wird samt Glasplatte in einen Folienschlauch gelegt. Es wird beidseitig verschweisst.
N
assl
amin
at
Prep
reg
Der Aushärteprozess wird massgebend vom Harz und Härter bestimmt. Es gibt Harzsysteme, welche bei Raumtemperatur zwischen 12 und bis zu 72h aushärten. Andere werden durch Wärme (Tempern) innert weniger Stunden ausgehärtet. Prepregs erfordern in der Regel Druck zum faltenfreien Aushärten. Es gibt jedoch auch OoA(Out-of-Autoklav)-Prepregs welche drucklos ausgehärtet werden können. Der Druck und die Temperatur richten sich nach den Herstellerangaben, bzw. dem Bauteilaufbau und der Geometrie. Ein weicher/fragiler Wabenkern hält hohen Drücken nicht stand.
Das Nasslaminat wird bei 75 Grad während 4h ausgehärtet.
Das Prepreg-Laminat wird anschliessend im Autoklav innert 1h auf 110 Grad erwärmt und anschliessend während 5h bei 2bar ausgehärtet.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 37
Nach dem Aushärten wird das Bauteil entformt. Die Folien lassen sich abreissen und das Bauteil kann dank dem zu Beginn angewendeten Trennmittel mit Klopfen von der Scheibe gelöst werden. Die Gewebestärke kann an den überstehenden Rändern gemessen werden.
N
assl
amin
at
Prep
reg
4x 245 g/m2 + 6x 600 g/m2 = 4580 g/m2
Totale Gewebestärke: 5,82 mm
4x 204 g/m2 + 6x 630 g/m2 = 4596 g/m2
+ Klebstoff 2x 300 g/m2 = 5196 g/m2
Totale Gewebestärke: 4,04 mm
Das Prepreg-Panel ist dünner als das Nasslaminat, obwohl der Gewebeanteil nur geringfügig höher und zwei Klebstoffschichten einlaminiert wurden. Dies ist auf den Autoklav-Druck von 2 bar beim Aushärten zurückzuführen.
Nach dem Zuschneiden auf das Nennmass 500 x 275 ist der Aramidkern sichtbar.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 38
Gewicht: 965,0 g
Stärke: 14,17 mm
Länge: 487 mm
Breite: 272 mm
Gewicht: 1149,0 g
Stärke: 14,00 mm
Länge: 487 mm
Breite: 272 mm
Fazit Durch die Herstellung zweier identischer Panels in den unterschiedlichen Fertigungsverfahren, konn-
ten die Eigenheiten, Vor- und Nachteile miteinander verglichen werden. Der Festigkeitsvergleich folgt
im Abschnitt „Prüfung der CFK-Panels“. Die untenstehende Tabelle vergleicht die einzelnen Fertigungs-
stufen:
Vorbereitung N
assl
amin
at 15 min
Glasplatte/Form vorbereiten
Trennmittel anwenden
Harzsystem anmischen (5 min)
10 min (+ ca. 4h)
Glasplatte/Form vorbereiten
Trennmittel anwenden
Prepreg auftauen (ca. 4 h)
Prep
reg Zuschnitt
15 min
Klebspray hilfreich
Leicht zu schneiden
Schwierig auszusrichten
15 min
Etwas mehr Druck beim Schneiden nötig
Einfach auszurichten dank Trägerfolie
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 39
Laminieren/Ablegen
45 min
gut alleine ablegbar
Richtige Harz-Dosierung notwendig
Luft muss mit Entlüftungsroller rausgedrückt werden
Gewebe braucht etwas Zeit, um Harz aufzusaugen
Topfzeit des Harzsystems bestimmt die Verarbeitungszeit (muss deshalb speditiv vorangehen)
15 min
Einfach aber wegen Tack zu zweit besser ablegbar
Aushärten
Nas
slam
inat
4h
Bei Raumtemperatur möglich (24h)
Um keinen Stress zu haben, wurde hier ein langsamer Härter gewählt, weshalb die Aushärtung im Ofen nötig war
6h
Autoklav notwendig Prep
reg
Materialkosten CFK:
(Preis/m2 ganze Rolle (suter 2015) (Global Tool Trading AG 2015))
CFK 245g/m2
CFK 600g/m2
CHF 26.10
CHF 23.75
CFK-Prepreg 245g/m2
CFK-Prepreg 600g/m2
CHF 56.05
CHF 75.05
Hält man die beiden fertigen Panels in der Hand wird klar, dass mit beiden Verfahren sehr gute Resultate erzielt werden können. Eine hohe Oberflächengüte konnte beim Prepreg durch den Autoklaven und das Vakuum erwartet werden. Beim Nasslaminat wurde durch das Vakuum eine ebenbürtige Oberflächengüte erreicht. Im Gewicht übersteigt das Prepreg das Nasslaminat um 19 %, obwohl das Prepreg ein nur 0,5 % höheres Gewebe-Flächengewicht aufweist. Beim Prepreg kommen noch 2 Klebefilme à je 300 g/m2 hinzu, womit die Flächengewichtsdifferenz auf 13 % ansteigt.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 40
4.2 Panel-Fertigung in Bezug zum FSAE-Chassis
Die Fertigung der zwei flachen Panels war sehr aufschlussreich und es konnte ein nützlicher Vergleich
durchgeführt werden. Der Abschnitt 4.1 soll auch dazu dienen, einen Eindruck der Verfahren zu erhal-
ten, falls man keine Möglichkeit hat, selbst einen Praxisversuch durchzuführen. Nun geht es darum,
die gewonnenen Erkenntnisse der flachen Bauteile auf das komplexe FSAE-Chassis zu übertragen.
Grösse Die Grösse ist mit einer ungefähren Bauteiloberfläche von 3m2 im Vergleich zum 0,1375m2-Panel rund
20-mal grösser. Dies ist für die Laminierzeit von grosser Bedeutung. Beim Nasslaminat kann ein Harzsy-
stem mit entsprechend längerer Aushärtezeit gewählt werden, oder es muss in mehreren Schritten
laminiert werden. Auch beim Prepreg darf die zwar deutlich längere Outlife-Time nicht überschritten
werden.
Geometrie Bei einem FSAE-Chassis ist die Geometrie natürlich wesentlich komplexer, als bei einem flachen Panel.
Je nach Webart und Gewebestärke ist es nicht möglich, beliebig kleine Radien faltenfrei zu laminieren.
Ein um so grösseres Gewicht erhält diese Eigenschaft, wenn Sandwichstrukturen realisiert werden wol-
len. Grundsätzlich sollte dies bereits bei der Erstellung der Chassis-Geometrie berücksichtigt werden.
Bei kleinen Radien empfiehlt es sich, vorgängig ein Geometrie-Muster anzufertigen, um sicherzustel-
len, dass die Fertigung machbar ist.
Materialwahl Da es im Gegensatz zu Stahl bei FVW sehr schwierig ist, eine Vorhersage über die Fest- und Steifigkeit
zu machen, wäre es ratsam, sich eine Datenbank mit verschiedenen Faser- und Kernkombinationen zu
erstellen. Die Werkstoffe der Panels wurden auf Basis von externen Erfahrungen gewählt. Im nächsten
Abschnitt werden die Panels geprüft, um eine numerische Bewertung der mechanischen Eigenschaften
Panels zu erhalten.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 41
4.3 Prüfung der CFK-Panels
Mit der Prüfung der CFK-Panels konnten gleich mehrere Ziele auf einen Schlag erreicht werden: Erstens
der Vergleich der Panels untereinander, um herauszufinden, ob es einen Qualitätsunterschied zwi-
schen dem günstigeren Nasslaminat und dem teureren Prepreg gibt. Zweitens um einen ersten An-
haltspunkt für die Dimensionierung des FVW-Aufbaus im FSAE-Chassis zu finden. Zusätzlich konnten
mit dieser Prüfung die in den Alternative Frame Rules vorgeschriebenen Prüfbedingungen für Mono-
coque-Chassis erstmals umgesetzt und getestet werden.
4.3.1 Prüfbedingungen
Beim Bau eines Monocoque-Chassis muss bewiesen werden, dass die Struktur die gleichen sicherheits-
relevanten Eigenschaften aufweist, wie ein Gitterrohrrahmen aus Standardmaterial (Baseline Steel)
(SAE 2015). Die Äquivalenz des CFK-Panels soll für die Knickung, die Biegefestigkeit, die Bruchfestigkeit
und die absorbierte Energie bewiesen werden. Getestet wird mittels 3-Punkt-Biegeversuch, ausgewer-
tet wurde die Biegefestigkeit.
Panel-Dimensionen 275 mm x 500 mm
(Vorgeschrieben ist eine Panelbreite von
500 mm, jedoch nicht der Abstand der Auf-
lager.)
Der Biegestempel muss einen Radius von
50 mm aufweisen.
Gemessen werden Kraft und Auslenkung.
Damit kann auch die Knickung und die ab-
sorbierte Energie errechnet werden.
Parallel dazu müssen 2 Stahlrohre geprüft
werden, für welche die Äquivalenz bewie-
sen werden soll. Je nach Position im Fahr-
zeug-Chassis, schreibt das Reglement die
Anzahl und die Dimension der Rohre vor, für
welche die Äquivalenz bewiesen werden muss.
Abbildung 35: Prüfvorrichtung nach SAE-Reglement (SAE 2015)
Abbildung 36: Die Auflager und der Biegestempel wurden wegen den aussergewöhnlichen Abmessungen aus einem Aluminiumrundprofil herge-stellt. Es wurde eine Fläche gefräst und Gewinde für die Fixierung in der Prüfmaschine geschnitten.
Abbildung 37: Die Zwick/Roell-Prüfma-schine der BFH hat einen vertikal ver-
schiebbaren Tisch unten und einen fe-sten Kraftmesser oben. Die Auflager
haben einen Abstand von 400 mm.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 42
4.3.2 Prüfwerkstücke und Erwartungen
Getestet wurden die beiden CFK-Panels und zwei 25mm-Baustahlrohre mit 2,0 und 2,5 mm Wand-
stärke. Vorgängig wurde ein stark vereinfachtes Modell erstellt, um eine grobe Prognose für die Kraft-
messung und die Auslenkung zu erhalten. Es ging auch darum abzuschätzen, ob das Prüfgerät in der
Lage ist, die Werkstücke zu testen. Zuerst wurde das Widerstandsmoment des Prüfwerkstücks anhand
der Abmessungen. Anschliessend wurden das maximale Biegemoment und daraus die maximale Kraft
im 3-Punkt-Biegeversuch errechnet. Diese Werte wurden mit dem FE-Modell in Siemens NX verglichen.
Widerstandsmoment Panel Rohr
𝑊 =𝐵 ∙ (𝐻3 − ℎ3)
6 ∙ 𝐻
Diese Formel ist eine Annäherung abgeleitet vom Rechteckhohlprofil, wenn angenommen wird, dass das Widerstandsmoment einzig durch die 100% schubfest verbundenen Deck-schichten zustande kommt. (Schwarzenbach 2014)
𝑊 =𝜋
32∙
𝐷4 − 𝑑4
𝐷
WNasslaminat = 5‘647 mm3 WPrepreg = 5‘903 mm3 W25 x 2,0 = 770 mm3 W25 x 2,5 = 906 mm3
Flächenträgheitsmoment Panel Rohr
𝐼 =𝐵 ∙ (𝐻3 − ℎ3)
12 𝐼 =
𝜋
64∙ (𝐷4 − 𝑑4)
INasslaminat = 39‘531 mm4 IPrepreg = 45‘016 mm4 I25 x 2,0 = 9‘626 mm4 I25 x 2,5 = 11‘321 mm4
Werkstofffestigkeit/Biegespannung Panel Rohr
𝑅𝑒 = 950 − 1100 𝑁/𝑚𝑚2
UD-Gewebe. Werte sind abhängig vom Kette-Schuss-Verhältnis.
𝑅𝑒 = 560 − 650 𝑁/𝑚𝑚2
Bidirektionale Gewebe (Kette und Schuss sind gleich) Die höheren Werte werden von Köper- und Atlasgeweben bei optimaler Laminatsqualität er-reicht. (suter 2015)
Rp,0,2 = 350 N/mm2
E235 + C (EN10305-1) (Brütsch-Rüegger 2015)
Bei 0°/90°-Ausrichtung könnte man den „worst-case-Wert“ (560 N/mm2) annehmen. 2/5 der Lagen sind jedoch 45°/45° ausgerichtet.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 43
Es wurde folgendes Modell erstellt:
Somit haben wir 2x 600/630 g Gewebelagen, welche nur einen Anteil von 1
√2 übertragen können.
Dank dem Epoxyd-Harz können Zugkräfte auch quer zur Faserrichtung übertragen werden. Das Harz kann ausserdem als homogen beschrieben werden.
𝑅𝑒 = 70 − 90 𝑁/𝑚𝑚2
Als Annäherung wurde der geringe-Zugfestigkeits-Anteil des Epoxyd-Harzes für die Ausrichtung vernachlässigt.
Überträgt man diese Theorie auf das Nasslaminat-Panel erhält man:
𝑅𝑒 =245 ∙ 560 + 600 ∙ 396 + 600 ∙ 560 + 600 ∙ 396 + 245 ∙ 560
245 + 600 + 600 + 600 + 245
Beim Prepreg entsprechend:
𝑅𝑒 =204 ∙ 560 + 630 ∙ 396 + 630 ∙ 560 + 630 ∙ 396 + 204 ∙ 560
204 + 630 + 630 + 630 + 204
Nasslaminat Prepreg Stahl
𝑅𝑒 = 474𝑁/𝑚𝑚2 𝑅𝑒 = 470𝑁/𝑚𝑚2 𝑅𝑝,0,2 = 350𝑁/𝑚𝑚2
Biegemoment 𝑀𝐵 = 𝜎𝐵 ∙ 𝑊
Panel Rohr
MB,Nasslam. = 2‘654‘202 Nmm
MB,Prepreg = 2‘938‘520 Nmm
MB,25 x 2,0 = 269‘589 Nmm
MB,25 x 2,5 = 316‘982 Nmm
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 44
Stempelkraft
𝐹 =𝑀𝐵 ∙ 4
𝑙
Panel Rohr
Fmax,Nasslam. = 26,54 kN Fmax,Prepreg = 29,39 kN Fmax, 25 x 2,0 = 2,70 kN Fmax, 25 x 2,5 = 3,17 kN
E-Modul Panel Rohr
88‘000 kN/mm2
Für dieses Modell des Panels wurden die Angaben des E-Moduls des Gewebes genommen. Dies entspricht nicht dem E-Modul der einzelnen Kohlenstofffaser. Der Kern wurde nicht berücksichtigt. Das Flächenträgheits-moment bezieht sich ebenfalls nur auf die CFK-Deckschichten.
Quelle: (suter 2015)
210‘000 kN/mm2
Durchbiegung
𝑥𝑚𝑎𝑥 =−𝐹∙𝑙3
48∙𝐸∙𝐼 bei F = 2kN
Panel Rohr
xmax,Nasslam. = -0,77 mm xmax,Prepreg = -0,67 mm xmax, 25 x 2,0 = -1,32 mm xmax, 25 x 2,5 = -1,12 mm
Diskussion Während die Berechnung eines Stahlrohrs bereits gut dokumentiert ist und durch den homogenen
Werkstoff einfach nachzuvollziehen ist, bleibt die Genauigkeit beim CFK-Panel fragwürdig. Es wurden
viele Vereinfachungen und Annahmen gemacht, indem der Kern als 100%-schubfest angenommen
wurde und ein genereller Wert für die Festigkeit der Kohlenfasern beim gewählten Webstil gewählt
wurde. Selbstverständlich gibt es sehr viel genauere Methoden, um die mechanischen Eigenschaften
des Panels zu bestimmen. Da jedoch eine grobe Prognose und nicht ein exaktes Rechenmodell gesucht
wurde, rechtfertigt dies die Vereinfachungen.
Die Prognose zeigt, dass die CFK-Panels steifer und um ein vielfaches fester als die zu vergleichenden
Baustahlrohre sein sollten. Allerdings nur, falls die Schubkräfte zu 100% übertragen werden können.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 45
4.3.3 FE-Modell Prüfstücke
Um einen zweiten Anhaltspunkt für die zu erwartenden Kräfte zu erhalten, wurde ein einfaches FE-
Modell der Prüfstücke erstellt. Es wurde ein 3-Punkt-Biegeversuch gerechnet und die Kraft für die ma-
ximale Biegespannung herausgelesen. Für das Rohr wurde mit einem 2D-Gitter gearbeitet. Für das
Panel wurde ein 2D-Gitter für die Deckschichten und ein 3D-Gitter für den Kern verwendet. (Schuler
2015)
Panel Rohr
Nasslaminat 25 x 2,0
Abbildung 38: von-Mises Spannung in der Deckschicht beim FE-Modells des Nasslaminat
Abbildung 39: von-Mises Spannung des FE-Modells des 25 x 2,0-Stahlrohr
Stempelkraft Fmax = 26,41 kN Stempelkraft Fmax = 2,72 kN
Max. Auslenkung x = 2.00 mm
Prepreg 25 x 2,5
Abbildung 40: von-Mises Spannung in der Deckschicht beim FE-Modells des Prepreg
Abbildung 41: Auslenkung des FE-Modells des 25 x 2,5-Stahlrohr
Stempelkraft Fmax = 26,97 kN Stempelkraft Fmax = 3,17 kN
Max. Auslenkung x = 1,975 mm
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 46
4.3.4 Prüfresultate der Werkstücke
Übersicht Panel Rohr
Nasslaminat 25 x 2,0
Abbildung 42: Nasslaminat-CFK-Panel im 3-Punkt-Biege-versuch
Abbildung 43: E235 Rohr 25 x 2,0
Stempelkraft Fmax = 4,729 kN Stempelkraft Fmax = 7,587 kN
Prepreg 25 x 2,5
Abbildung 44: Der Kern des Prepreg-CFK-Panels wurde im Zentrum zerrissen
Abbildung 45: E235 + C 25 x 2,5
Stempelkraft Fmax = 5,339 kN Stempelkraft Fmax = 9,639 kN
Diskussion Die Prüfung der CFK-Panels zeigte, dass die Realität weit weg vom berechneten Modell liegt. Die ge-
messenen Werte der CFK-Panels liegen um den Faktor 5 unter der errechneten Kraft. Die Annahme
eines 100% schubfesten Kerns war völlig falsch. Es zeigte sich, dass der Kern nach einer Auslenkung
von 7mm zu versagen begann. Beim Nasslaminat löste sich der Kern an der Kontaktfläche zum CFK-
Gewebe. Beim Prepreg zerriss der Kern im Zentrum. Beide Panels zeigten in einem Auslenkungsbereich
zwischen 7 und 60 mm ein plastisches Verformungsverhalten. Danach wurde der Test abgebrochen.
Die Deckschichten konnten nicht bis zum Versagen getestet werden. Nach den 60mm Auslenkung ver-
formten sich die Panels nicht 100% symmetrisch und die Prüfmaschine erfuhr eine zu hohe Scherkraft-
belastung und drohte, beschädigt zu werden.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 47
Biegekraft-Auslenkungs-Diagramm
Vollständiges Prüfprotokoll im Anhang.
Im Diagramm ist ersichtlich, dass sich das Nasslaminat bis ca. 2kN und das Prepreg bis ca. 4kN li-
near/elastisch verhalten haben. Mittels Trendlinie wurde der Übergang zum plastischen Bereich her-
ausgelesen.
Panel Rohr
Nasslaminat 25 x 2,0
Stempelkraft Fmax = 4,73 kN Stempelkraft Fmax = 7,59 kN
xmax bei 2 kN = -3,24 mm
max. Stempelkraft elastisch
Fmax, elas = 2,57 kN
xmax,elas = 4,21 mm
xmax bei 2 kN = -1,47 mm
max. Stempelkraft elastisch
Fmax, elas = 3,20 kN
xmax,elas = 2,41 mm
Prepreg 25 x 2,5
Stempelkraft Fmax = 5,34 kN Stempelkraft Fmax = 9,639 kN
xmax bei 2 kN = -3,05 mm xmax bei 2 kN = -1,26 mm
max. Stempelkraft elastisch
Fmax, elas = 4,07 kN
xmax,elas = 6,39 mm
max. Stempelkraft elastisch
Fmax, elas = 5,73 kN
xmax,elas = 3,82 mm
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Stem
pel
kraf
t [N
]
Auslenkung [mm]
Nasslaminat-Panel Prepreg-Panel 25 x 2,0 25 x 2,5
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 48
Maximale elastische Biegespannung Das zuvor erstellte Modell wurde im linear/elastischen Bereich mit den Messungen verglichen:
𝑀𝐵 =𝐹 ∙ 𝑙
4
𝜎𝐵 =𝑀𝐵
𝑊
Panel Rohr
Mes
sun
g
𝜎𝐵,𝑁𝑎𝑠𝑠𝑙𝑎𝑚. =
45,51𝑁/𝑚𝑚2
𝜎𝐵,𝑃𝑟𝑒𝑝𝑟𝑒𝑔 =
65,10𝑁/𝑚𝑚2
𝜎𝐵,25𝑥2,0 =
415,45 𝑁/𝑚𝑚2
𝜎𝐵,25𝑥2,5 =
632,69𝑁/𝑚𝑚2
Rec
hn
un
g
𝜎𝐵,𝑁𝑎𝑠𝑠𝑙𝑎𝑚. =
474 𝑁/𝑚𝑚2
𝜎𝐵,𝑃𝑟𝑒𝑝𝑟𝑒𝑔 =
470 𝑁/𝑚𝑚2
𝜎𝐵,25𝑥2,0 =
350 𝑁/𝑚𝑚2
𝜎𝐵,25𝑥2,5 =
350 𝑁/𝑚𝑚2
4.3.5 Diskussion der Prüfung der CFK-Panels
Nasslaminat Die gemessene und zurückgerechnete Spannung in den Deckschichten ist rund 10 x tiefer als die er-
rechnete. Dies lässt sich gut mit den Beobachtungen vereinbaren. Der Kern konnte den Schubkräften
nicht standhalten und die Sandwichstruktur funktionierte nicht mehr. Die Kontaktfläche zwischen Kern
und Deckschichten ist ausgerissen, dies konnte auch auf den Aufnahmen beobachtet werden.
Prepreg Die gemessene und zurückgerechnete Spannung in den Deckschichten ist rund 7 x tiefer als die errech-
nete. Auch hier konnte der Kern die Schubkräfte nicht aufnehmen. Der Unterschied zum Nasslaminat
ist, dass die Kontaktfläche beim Prepreg standgehalten hat. Es ist davon auszugehen, dass die zusätz-
liche Klebschicht und der Autoklavdruck zu einer besseren Verbindung zwischen Kern und Deckschicht
geführt haben. Der Kern des Prepreg-Panels ist im Zentrum zerrissen.
Bei beiden Panels konnten die Kohlefasern nicht ihr volles Potential ausnutzen. Der Kern hat versagt,
bevor die maximale Zugspannung in den Kohlefasern erreicht wurde. Folge dessen muss entweder ein
schubfesteres Material für den Kern gefunden werden oder das Panel durch zusätzliche Massnahmen
verstärkt werden. Falls die Gesamtbiegefestigkeit des Panels ausreichend sein sollte, können die Deck-
schichten wesentlich kleiner dimensioniert werden.
Äquivalenz zum Stahlrohr Das Reglement fordert die Äquivalenz des Panels gegenüber dem Stahlrohr. Der Test hat gezeigt, dass
Baustahlrohre in der Regel wesentlich fester sind, als ihre angegebenen Mindestwerte. Aus diesem
Grund wäre es für den Äquivalenztest von Vorteil, wenn man Rohre mit den Minimalanforderungen
verwenden kann.
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 49
Analyse der Deckschichten Die Deckschichten sind für diese Kernkonfiguration beim Nasslaminat um den Faktor 10, beim Prepreg
um den Faktor 7 überdimensioniert.
Nasslaminat Prepreg
Ist 𝜎𝐵−𝐼𝑠𝑡,𝑁𝑎𝑠𝑠𝑙𝑎𝑚. =
45,51𝑁/𝑚𝑚2
𝜎𝐵−𝐼𝑠𝑡,𝑃𝑟𝑒𝑝𝑟𝑒𝑔 =
65,10𝑁/𝑚𝑚2
Soll 𝜎𝐵−𝑆𝑜𝑙𝑙,𝑁𝑎𝑠𝑠𝑙𝑎𝑚. =
474 𝑁/𝑚𝑚2
𝜎𝐵−𝑆𝑜𝑙𝑙,𝑃𝑟𝑒𝑝𝑟𝑒𝑔 =
470 𝑁/𝑚𝑚2
Wgerechnet 𝑊 𝑁𝑎𝑠𝑠𝑙𝑎𝑚. = 5′647𝑚𝑚3 𝑊 𝑃𝑟𝑒𝑝𝑟𝑒𝑔 = 5′903𝑚𝑚3
WSoll 𝑊 =𝑀𝐵
𝜎𝐵−𝑆𝑜𝑙𝑙
WSoll 𝑊 𝑁𝑎𝑠𝑠𝑙𝑎𝑚. = 542𝑚𝑚3 𝑊 𝑃𝑟𝑒𝑝𝑟𝑒𝑔 = 866𝑚𝑚3
HSoll 𝑊 =
𝐵 ∙ (𝐻3 − ℎ3)
6 ∙ 𝐻
𝐻 = √6 ∙ 𝑊 ∙ ℎ + 𝐵 ∙ 𝑐3
𝐵
3
HSoll 𝐻 𝑁𝑎𝑠𝑠𝑙𝑎𝑚. = 10,38𝑚𝑚 𝑊 𝑃𝑟𝑒𝑝𝑟𝑒𝑔 = 10,6𝑚𝑚
Bei den Panels hätte die Gewebestärke der Deckschichten deshalb wie folgt ausgereicht:
𝑡 𝑁𝑎𝑠𝑠𝑙𝑎𝑚. = 0,19𝑚𝑚 𝑡 𝑃𝑟𝑒𝑝𝑟𝑒𝑔 = 0,3𝑚𝑚
Dies gilt jedoch nur bei gleichmässiger Verringerung aller Gewebelagen. Bei einer rund 2 mm star-ken Deckschicht pro 5 Gewebelagen, hätte deshalb eine einzelne Gewebelage ausgereicht.
Zusätzlich zum Biegeversuch, muss ein Scherversuch durchgeführt werden. Die maximale Scherfestig-
keit ist massgeblich von der Gewebestärke der Deckschichten abhängig. Nach dem Scherversuch kön-
nen die Mindestanforderungen an die Deckschichtstärke festgelegt werden.
Analyse des Kerns Der Kern konnte die Schubkräfte nicht aufnehmen. Solange der Kern vor den Deckschichten versagt
und die Biegefestigkeit nicht ausreichend ist, wäre eine Erhöhung des Faserabstands (Erhöhung der
Kernstärke) oder der Gewebestärke zwecklos. Ein schubfesterer und stärkerer Kern ist deshalb not-
wendig.
4.4 Optimierung
Mit dem Herstellen und Prüfen der Panels konnte der Biegeversuch erstmals erfolgreich durchgeführt
werden. Folgende Schlüsse sind in Bezug auf das FSAE-Chassis aus dem Versuch zu ziehen:
Nenndimension wurde mit 491 x 272 mm nach dem Zuschnitt knapp unterschritten. Der Kern
wurde mit 20 mm Übermass vor dem anschliessenden Anfasen zu knapp dimensioniert. Zu-
sätzliche 10 mm sind zu empfehlen.
Die gewählte Konfiguration ist für eine Side-Impact-Structure eines FSAE-Fahrzeugs zu
schwach. Mittels mehreren Iterationsschritten soll ein ausreichend starker Aufbau gesucht
werden. Sobald die Anforderungen erfüllt sind, wird ein FE-Modell erstellt, welches mit den
Fertigungssverfahren
FSAE CFK Monocoque Chassis 50
Messungen korreliert. Somit kann das Modell auf das Chassis übertragen werden und die
mechanischen Eigenschaften des Chassis berechnet werden.
Davon ausgegangen, dass die Äquivalenz zu 2 Baustahlrohren von 25 x 1,75 und nicht zum
gemessenen 25 x 2,0 / 2,5 gezeigt werden muss, kann von einer Elastizitätsgrenze von ca. 6,1
kN ausgegangen werden. Das Panel muss also bei gleicher oder geringerer Auslenkung des
Stahlrohrs, eine Biegefestigkeit von 6,1 kN standhalten und somit einen höheren E-Modul
aufweisen.
25 x 2,0 25 x 1,75
Elastizitätsgrenze errechnet
Fmax, elas = 2,69 kN Fmax, elas = 2,56 kN
Elastizitätsgrenze gemessen
Fmax, elas = 3,20 kN Fmax, elas = 3,05 kN1
x2 = Fmax, Panel-Soll = 6,1 kN
1Hochrechnung bei gleichem Fehler bzw. identischem, festeren Stahl
Gemessen wurden zwei Panels mit je 2mm starken, 5-lagigen CFK-Deckschichten und einem 10mm
starken Aramid-Kern. Die Panels haben sich als zu schwach herausgestellt, um zwei Baustahlrohre zu
substituieren. Aus diesem Grund sollen verschiedene Panels mit schubfesterem Kern, dünneren Deck-
schichten getestet werden. Falls die Steif- und Festigkeits-, sowie Knickung und Energieabsorptionsrate
nicht erreicht werden kann, muss eine Variante mit Rippen getestet werden. Zusätzlich muss ein
Schubversuch durchgeführt werde, womit die Stärke der Deckschicht bestimmt wird. Es soll eine Da-
tenbank erstellt werden, in welcher man die mechanischen Eigenschaften den verwendeten Materia-
lien zuordnen kann. Nur so kann ein geeigneter Lagenaufbau für das Chassis bestimmt werden.
Als nächste Iteration wird deshalb folgende Konfiguration vorgeschlagen:
Prepreg
10mm-Aluminium Kern
je 2 Klebstoffschichten
je 2 204g-Köper-Gewebe
Bei dieser Konfiguration sollten zuerst die Deck-
schichten versagen. Die Deckschichten sind zwar
nur ca. 0,19 mm stark, dafür ist das 0°/90°-Ge-
webe in Faserrichtung gelegt.
Somit kann davon ausgegangen werden, dass die Deckschichten vor dem Kern versagen.
Falls diese Prognose zutrifft, können fester Deckschichten genutzt werden, bis die geforderte Festigkeit
und Steifigkeit erreicht wird.
Falls der Kern erneut versagt, muss eine alternative schubfestere Konstruktion realisiert werden bzw.
der Sandwichaufbau durch zusätzliche Massnahmen wie Rippen verstärkt werden.
Abbildung 46: Vorschlag für nächste zu prüfende Panel-Konfi-guration
Chassis-Geometrie
FSAE CFK Monocoque Chassis 51
5 Chassis-Geometrie
5.1 Geometrie-Erstellung
Das Chassis ist das zentrale Element im Fahrzeug. Die Geometrie soll so gewählt werden, dass alle
sicherheitsrelevanten, ergonomischen und technischen Anforderungen erfüllt werden. Bei einem Mo-
nocoque aus CFK muss zusätzlich das Fertigungsverfahren und damit mögliche Einschränkungen in Be-
zug auf die technische Machbarkeit (Urform, Werkzeug) berücksichtigt werden. Dabei geht es konkret
um folgende Punkte:
Sicherheit
Die Fahrersicherheit hat oberste Priorität. Danach ist auch das FSAE-Reglement ausgelegt.
Die Geometrie muss gewährleisten, dass alle bei einem Unfall auftretenden Kräfte aufge-
nommen und so im Chassis verteilt werden, dass die Fahrerzelle nicht verformt wird. Diese
Anforderungen werden massgeblich vom Aufbau des FVW bestimmt. Geometriebestimmend
ist dabei, dass durch den Einsatz von Faser-Geweben gewisse Grenzen bezüglich kleiner Ra-
dien gesetzt sind.
Ergonomie
Neben einem schnellen Fahrzeug ist auch die Fahrerperformance von grosser Bedeutung.
Komfort ist zwar keine Hauptanforderung, der Fahrerplatz soll jedoch so gestaltet sein, dass
der Pilot seine Aufgabe uneingeschränkt ausführen kann. Das FSAE-Reglement fordert
ausserdem, dass der 95-perzentile Mann im Cockpit Platz findet. Ein horizontales und ein ver-
tikales Template müssen dabei nach Vorgabe im Innenraum des Fahrzeugs durchgeführt wer-
den können. Ausserdem muss der Pilot das Fahrzeug innert fünf Sekunden verlassen können.
All diese Anforderungen können am effektivsten mit Hilfe eines Fahrerplatz-Prüfstands un-
tersucht werden. Dies wird bereits im Rahmen einer weiteren Bachelor Thesis an der BFH
realisiert.
Technische Anforderungen
Nachdem die fahrdynamischen Anforderungen festgelegt und das Fahrwerk ausgelegt
wurde, sind die entsprechenden Fahrwerksaufnahmepunkte bekannt. Zusätzlich müssen die
weitere Fahrzeugperipherie wie Lenkgetriebe, Feder/Dämpfungs-Elemente und Stabilisato-
ren berücksichtigt werden. An all diesen Punkten müssen punktuelle Kräfte ins Chassis einge-
leitet werden. Das Fahrzeugpackaging beinhaltet die Unterbringung aller Aggregate und
Komponenten wie Motoren, Batterien, Steuergeräte, etc. und muss ebenfalls berücksichtigt
werden.
Bei Verwendung von Formen
Speziell berücksichtigt werden muss die erforderliche Entformbarkeit des Chassis. Hinter-
schneidungen in Freiformen können dazu führen, dass sich das Chassis nach einem Aushärt-
vorgang nicht mehr zerstörungsfrei aus der Form lösen lässt. Ausserdem ist je nach gewähl-
tem Fertigungsverfahren nicht jede Geometrie umsetzbar (z.B. Einschränkungen durch CNC-
Maschine).
Chassis-Geometrie
FSAE CFK Monocoque Chassis 52
5.1.1 Grundform
Es ist sinnvoll, eine Anforderungsliste zu erstellen, die Fixpunkte und die sogenannten Keep-Out-Zones
im CAD zu modellieren.
Danach wurde eine Freifläche um die definierten Zonen modelliert. Das Arbeiten mit Splines und Frei-
flächen kann und sollte mit ein paar einfachen Übungen, die man im Internet findet, geübt werden.
(Youtube 2015)
Abbildung 47: An den Keep-Out-Zones kann sich die Geometrie der ersten Version orientieren: 1 Cockpit-Opening-Template, 2 Vertical-Section-Template, 3 Fahrer 95-perzentil, 4 Schulterbewegungsraum, 5 Lenkrad
Abbildung 48: Die Freifläche wurde so um den Fahrer gezeichnet, dass die Keep-Out-Zones nicht beeinträchtigt werden
Chassis-Geometrie
FSAE CFK Monocoque Chassis 53
5.1.2 Zeichnen im CAD
Wie kommt diese Freifläche zustande?
Wenn man plant, mit zwei Werkzeughalbschalen als Form zu arbeiten (siehe Abschnitt 3.5 Tooling),
muss man festlegen, wo die Trennebene liegt. Üblicherweise ist diese vertikal oder horizontal. In der
Horizontale kann die Trennebene auch leicht geneigt sein. Dies hängt von der geplanten Geometrie
ab, je nachdem in welche Richtung man beispielsweise Hinterschneidungen plant. Die Horizontale
wurde gewählt, damit die Fahrwerksaufnahmepunkte auf demselben Bauteil zu liegen kommen. Bei
einem vertikal getrennten Chassis wäre bei niedriger Fertigungsgenauigkeit ein Versatz möglich. Dies
soll so verhindert werden. Ein weiterer Grund für eine horizontale Trennebene ist die Realisierbarkeit
eines Kragens entlang der Cockpitöffnung. Anhand der FE-Analyse wird man erkennen, dass ein solcher
zu einer erheblichen Verbesserung der Steifigkeit führt.
Bei der Erstellung der Freifläche wurden horizon-
tale und vertikale Profile gezeichnet. Anschlies-
send wurde eine Studio-Freifläche gezogen. Ei-
nige wichtige Punkte:
Nur ½ des Chassis muss gezeichnet wer-
den. Das Chassis ist symmetrisch und
kann gespiegelt werden.
Das mittlere horizontale Profil liegt in der
Trennebene.
Die Fläche an der Trennebene muss tan-
gential zur Vertikale sein, um die Ent-
formbarkeit aus den zwei Werkzeughalbschalen zu gewährleisten.
Wenn die Studio-Fläche nicht erstellt werden kann (Fehlermeldung) liegt dies meist an der
eingestellten Toleranz. In gewissen Grenzen kann diese angepasst werden. Besser wäre aber,
die Profile so zu ändern, dass eine kontinuierliche Fläche erstellt werden kann.
Anschliessend wurde die Fläche gespiegelt, das Cockpit ausgeschnitten und vorn und hinten ein Profil
eingefügt, so wie es in der Realität denkbar wäre. (siehe Abbildung 48)
Als nächstes wurden rund um die Punktlastaufnahmen kleine Flächen ausgeschnitten bzw. die Freiflä-
che wurde geteilt. Dies ist wichtig, um im FE-Modell anschliessend die Verbindungen zwischen den 1D-
und 2D-Elementen herzustellen.
Abbildung 49: Die Masse der vertikalen Profile wurden herausgeschrieben um diese auf die Fixpunkte anzupassen
Chassis-Geometrie
FSAE CFK Monocoque Chassis 54
5.2 FE-Modell
Unter Verwendung der Finit-Element-Analyse (FEA) soll einerseits eine optimale Geometrie gefunden
und andererseits der Aufbau zweckmässig dimensioniert werden. Mit der ersten Version wurde eine
Freiform möglichst simpel um die Keep-Out-Zones gelegt. Um qualitativ realistische Lastfälle simulie-
ren zu können, wurde ein Linienmodell eines Fahrwerks modelliert. Das Fahrwerk orientierte sich grob
am aktuellen Fahrwerk der BFS. Es wurde jedoch vereinfacht und da optimiert, wo es durch den Git-
terrohrrahmen eingeschränkt war. Es handelt sich um ein einfaches, hinten und vorne identisches
Pushrod-System. Allfällige Stabilisatoren wurden vernachlässigt. Zusätzlich wurden zwei Punktmassen
für den Fahrer und die Batterie eingefügt.
Abbildung 50: CAD-Modell mit Fahrwerk und Punktmassen
Bauteil Elementtyp
1 Rocker / Pushrod-Umlenkhebel 1D-CROD
2 Pushrod 1D-CROD
3 Feder/Dämpfer-Element 1D-CROD
4 Flansch für Feder/Dämpfer-Element 1D-CBEAM
5 Fahrermasse 85kg + 6 Krafteinleitungspunkte 1D-CROD
6 Flansch für Querlenker 1D-CBEAM
7 Lenkgetriebe/Lenkstange + 2 Krafteinleitungspunkte 1D-CBEAM
8 Spurstange 1D-CROD
9 Batteriemasse/Antriebsstrang 85kg + 6 Krafteinleitungspunkte
1D-CROD
10 Querlenker 1D-CROD
11 Räder / Radträger 1D-CBEAM
Chassis-Geometrie
FSAE CFK Monocoque Chassis 55
5.3 FE-Lastfälle
So wichtig, wie die Erstellung einer realistischen Fahrwerksgeometrie ist, genauso wichtig ist die Er-
stellung von realistischen Lastfällen. Es wurden 3 Lastfälle simuliert:
4g:
9,81 m/s2 herrscht immer. 4g sorgt für einen zusätzlichen Sicherheitsfaktor, wie es beim
Überfahren einer Schwelle vorkommen könnte.
Bremslastfall:
Der Bremslastfall wurde mit 3g Längsbeschleunigung und 1g in Hochachse simuliert.
Kurvenlastfall 5g
Eine Rechtskurve wurde mit 5g Querbeschleunigung und 1g in Hochachse simuliert.
Zwangsbedingungen Dem richtigen Setzen der Zwangsbedingungen wurde besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Würde
man alle vier Radaufstandspunkte vollständig fixieren, so würde dies kaum der Realität entsprechen.
Deshalb wurde nach einer Lösung gesucht, den Rädern eine gewisse Bewegungsfreiheit zu gewähren.
Aus diesem Grund wurde das Fahrzeug in der Simulation auf 1m hohe Stelzen gestellt. Diese sollen den
Rädern eine minimale Bewegungfreiheit gewähren, wie es in der Realität dem Rutschen von Gummi
auf dem Asphalt entspricht.
Im Bremslastfall wird davon ausgegangen, dass die Vorderachse einen wesentlich grösseren Anteil zur
Fahrzeugverzögerung beiträgt, als die Hinterachse. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wurden
die Stelzen rechteckig ausgeführt, wobei die Stelzen der vorderen Radaufstandspunkte die langen Kan-
ten in Fahrzeuglängs- und die der hinteren in Fahrzeugquer-
richtung haben. Das höhere Widerstandsmoment der Stelzen
an der Vorderachse sorgt für einen grösseren Widerstand in
Längsrichtung und einen entsprechend geringeren an der Hin-
terachse.
Dieses Prinzip wurde ebenfalls auf den Kurvenlastfall übertra-
gen. Bei der simulierten Rechtskurve stehen die kurvenäusse-
ren, also linken Räder, auf Stelzen welche die lange Kante quer
zur Fahrzeuglängsachse haben.
Dieses Prinzip wurde quantitativ nicht ausführlich analysiert.
Es ist eine qualitative Überlegung, welche mit geringem Zeit-
aufwand zu einem wesentlich grösseren Realitätsgrad führt.
Die Differenz der kurzen und langen Kante des Stelzenprofils
entscheidet, wie stark der erklärte Effekt wirkt. Der Quer-
schnitt aller Stelzen muss gleich sein, damit keine Differenzen
in Hochachse entstehen. (Das Fahrzeug fährt auf der Strasse)
Ausserdem entscheiden der Querschnitt und das Material,
wie gross die Summe aller Auslenkungen ausfällt. Mit den Pa-
rametern wurde experimentiert, bis eine adäquate Lösung ge-
funden wurde. Für die Lastfälle bewegen sich die „Rutsch-
strecken“ der Räder zwischen 1 und 4mm. Der Unterschied
zwischen Vorder- und Hinterachse bzw. links und rechts liegt
zwischen 50 und 80%. Abbildung 51: Stelzen-Methode für Bremslast-fall (oben) und Kurvenlastfall (unten)
Chassis-Geometrie
FSAE CFK Monocoque Chassis 56
Für das Chassis wurde ein 2D-Gitter verwendet. Die Materialdichte wurde so eingestellt, dass das Chas-
sis auf ein Gesamtgewicht von 23kg kommt. Verifiziert wurde es mit dem 1g-Lastfall, indem die Reak-
tionskraft in den Aufstandspunkten ausgelesen wurde.
5.4 FE-Analyse
Bei der FE-Analyse ging es darum, eine Übersicht über die kritischen Stellen und die Kraftwege im Ge-
samtfahrzeug zu erhalten. Die Spannungsbilder konnten mit den getroffenen Massnahmen im Pre-
Processing und den Lastfällen in Einklang gebracht werden.
5.4.1 4g-Lastfall
Spannungen im unbewegten Fahrzeug hauptsächlich in den oberen Querlenker-Brackets
in den hinteren Brackets der Federbeine und Pushrod-Rocker-Arms
wenig Spannung im vorderen Teil des Fahrzeugs
Kraftwege zentral im Unterboden des hinteren Fahrzeugbereichs
Abbildung 52: vonMises-Spannungen im 4g-Lastfall
Chassis-Geometrie
FSAE CFK Monocoque Chassis 57
5.4.2 Bremslastfall
die grössten Spannungen an den vorderen, unteren Querlenker- und Lenkgetriebe-Brackets
Kraftwege von Aufhängungspunkten zur Cockpit-Kante
Federbein-Brackets haben kaum Spannungen
jeweils obere, hintere Querlenker-Brackets an Vorder- und Hinterachse kaum Spannungen
Abbildung 53: Verteilung der vonMises-Spannungen im 3g-Bremslastfall
Chassis-Geometrie
FSAE CFK Monocoque Chassis 58
vordere untere Querlenker-Brackets: maximale Hauptspannungen radial verteilt
übrige untere Querlenker-Brackets: maximale Hauptspannungen in Hochachse
Kraftwege im unteren Bereich der hinteren, unteren Querlenker-Brackets in Fahrzeuglängs-
achse sichtbar
Abbildung 54: maximale Hauptspan-nungen in Tensor-Darstellung beim
3g-Bremslastfall
Chassis-Geometrie
FSAE CFK Monocoque Chassis 59
5.4.3 Kurvenlastfall
Der Kurvenlastfall zeigt als einziger ein asymmetrisches Spannungsbild im Chassis.
Die Punktlasten verursachen die höchsten Spannungen
Es ist gut ersichtlich, dass auf der Kurvenaussenseite die grösseren Spannungen auftreten
Grosse Spannungen sind am Fahrzeugboden zwischen den Punktmassepunkten und an der
Cockpitkante
Kraftwege sind zwischen den Aufhängungspunkten und der Cockpitöffnungskante
Abbildung 55: Verteilung der vonMises-Spannungen im Chassis bei einer 5g-Rechtskurve
Chassis-Geometrie
FSAE CFK Monocoque Chassis 60
Vorderachse: maximale Hauptspannungen vordere Querlenker-Brackets: diagonal und in
Längsachse; hintere Querlenker-Brackets: in Hochachse
Hinterachse: maximale Hauptspannungen in Hochachse
Federbein-Brackets: maximale Hauptspannungen in Fahrzeugquerachse
Untere Gurtenbefestigungen und Fahrermasse: radiale maximale Hauptspannungen
Abbildung 56: maximale Hauptspannungen in Tensordar-stellung in der 5g-Rechtskurve
Abbildung 57: Die maximalen Schubspannungen sind an den kurvenäusseren Querlenker-Brackets
Chassis-Geometrie
FSAE CFK Monocoque Chassis 61
5.5 Optimierung
Abbildung 58: Kombinierter Lastfall mit vonMises-Spannungen (oben: Aussenansicht, mitte: Durchsicht an Rückwand) und max. Hauptspannungen (unten: Durchsicht an Rückwand), Schwarze Linien: kritische Zonen, die verstärkt werden müssen
Fazit der Studie
FSAE CFK Monocoque Chassis 62
6 Fazit der Studie
6.1 Planung
Mit der Studie konnten die Machbarkeit und die Möglichkeiten eines FSAE-CFK-Monocoques aus ver-
schiedenen Blickwinkeln analysiert werden. Nach dem Erarbeiten des Basiswissens muss man sich für
ein Konzept entscheiden, das Fertigungsverfahren durchplanen und mit dem gewählten Aufbau ein
berechenbares Modell erstellen. Die Auswahl kann nicht pauschal getroffen werden und muss in situ
nach den verfügbaren Mitteln und Fähigkeiten, sowie dem Gesamtfahrzeugkonzept entschieden wer-
den. Eine mögliche Empfehlung folgt im nächsten Abschnitt:
6.2 Konzeptwahl
Geo
me
trie
Freiform Vielflächen-
form Rotationssym-
metrisch
Als Geometrie hat sich die Freiform als interessanteste Lösung herausgestellt. Es ist zwar ganz klar die
aufwändigste Variante, jedoch auch jene, mit der grössten Gestaltungsfreiheit. Die Freiform hat aero-
dynamisch am meisten Potential. Der sowieso schon grosse Aufwand, bei der Realisierung eines CFK-
Monocoques erhöht sich nicht mehr massgeblich bei einer Freiform. Im Idealfall weist die Freiform
trotzdem noch einige ebene Flächen auf, was das Fertigungsverfahren vereinfachen würde.
Abbildung 59: Modellvariante mit ebenen Flächen. Dies vereinfacht die Fertigung massgeblich.
Fazit der Studie
FSAE CFK Monocoque Chassis 63
Bau
wei
se Differenziert
Bauweise Integralbau-
weise
Sandwichbauweise
Alu-/Aramid-Waben
Hartschaum Balsa Spanten
Space-framestruktur
Die Bauweise wird auf jeden Fall eine Kombination aus den vorgestellten. Für die Bereiche, welche
eine Sandwichstruktur aufweisen, stellten sich Aluwaben als die geeignetste Variante heraus. Die hohe
Druckfestigkeit, bei moderater Dichte sind der eine Grund, der zweite ist die massgeblich bessere
räumliche Drapierbarkeit, was für den Einsatz in einer Freiform-Geometrie von grosser Wichtigkeit ist.
Für einzelne, lange und schmale Rippen ist Rohacell die geeignete Wahl, da es einfach zugeschnitten
werden kann und homogen ist. Vorgefertigte Inserts und Spanten sollen wie auf Abbildung 61 ins Fahr-
zeug integriert werden. Sobald der definitive Aufbau, wie in Abschnitt 4.4 beschrieben, bekannt ist,
steht fest, ob ein reiner Sandwichaufbau ausreicht oder eine zusätzliche Spaceframestruktur und oder
Rippen notwendig sind.
Fert
igu
ngs
-ve
rfah
ren
Handlaminieren Prepreg
Wickeln Infusion/ Injektion drucklos Vakuum Autoklav Ofen/OoA
Als Fertigungsverfahren bietet sich Prepreg an. Der Hauptgrund dafür ist, dass unerfahrene Studenten
mit Prepreg am wenigsten Fehler machen können. Das Handling hat sich im Vergleich mit dem Nassla-
minat, als wesentlich einfacher herausgestellt. Die längere zur Verfügung stehende Zeit für das Able-
gen der Gewebe ist ein weiterer Grund, da bei einer möglichen kurzen Topfzeit beim Nasslaminat,
wesentlich schneller gearbeitet werden muss. Die bedeutend höheren Kosten sollten in Kauf genom-
men werden, wenn man sich für die aufwändige Variante des CFK-Monocoques entscheidet.
Als mögliche Alternative kann ein Infusionsverfahren in Betracht gezogen werden, womit rund die
Hälfte der Materialkosten eingespart werden könnte. Allerdings ist dann auch mit einem geringeren
Faservolumengehalt und somit geringeren Bauteilqualität (spez. Steifigkeit) zu rechnen.
Fase
rtyp
Kohle Glas Aramid Polyethylen Basalt
Die Kohlefaser ist mit ihrer mit Abstand höchsten spezifischen Steifigkeit die beste Wahl für ein Mono-
coque. Beim ersten Chassis ist mit einer multidirektionalen Faserausrichtung zu arbeiten. Dies ist für
die BFS zum jetzigen Zeitpunkt die sicherste Variante, um mit repräsentativen Musterpanels, ein bere-
chenbares Modell zu erstellen. Mit mehr Erfahrung können unidirektionale Gewebe analysiert, genutzt
und so das Gesamtgewicht nochmals gesenkt werden.
Fazit der Studie
FSAE CFK Monocoque Chassis 64
Too
ling
Urform Werkzeug
Direkt Werkzeug Ohne Form Hilfsrahmen
1 oder 2-tei-lige Urform
1 oder mehr-teiliges Werk-
zeug
Wer
kzeu
g/
Ufo
rm-
mat
eria
l
Epoxy Kohlefaser MDF PU-Hart-schaum
EPS-Dämm-platte
Um die höchste Bauteilqualität zu erreichen, eine Freiform zu realisieren und das Autoklav-Verfahren
anzuwenden, bietet sich das 2-stufige Toolingverfahren „Urform Werkzeug“ an. So kann eine ideale
Geometrie im CAD erstellt und anschliessend mit CNC gefräst werden.
Als Urformmaterial wäre Epoxy-Toolingboard die einfachste Variante, um eine hohe Oberflächengüte
zu erreichen, dies jedoch bei einem bis zu zehnmal höheren Preis. Aus diesem Grund ist MDF die gün-
stigere und geeignetere Wahl, da mit MDF eine genug harte Oberfläche erzielt werden kann. Der hö-
here aber einfache Bearbeitungsaufwand sollte aus Sicht von Studenten geeigneter sein, als das teu-
rere Material.
Anschliessend kann ein Werkzeug aus Kohlefaser erstellt werden. Die Kohlefaser bietet sich deshalb
an, da somit der mit dem Chassis identische Wärmeausdehnungskoeffizient gewährleistet ist. Ausser-
dem ist das Werkzeug mehrmals verwendbar, was bei einem Prototyp zwar nicht von Bedeutung ist,
bei einem möglichen Fehlversuch jedoch hilfreich sein könnte.
Das Direkte Werkzeug als Negativ aus Epoxy wäre denkbar. Ist aus den oben genannten Gründen je-
doch nur zweite Wahl, da von den Materialkosten her gesehen, die beiden Varianten (bei MDF) ver-
gleichbar sind.
Abbildung 60: obere und untere Urformhälfte des FE-Modells
Fazit der Studie
FSAE CFK Monocoque Chassis 65
Pu
nkt
last
-ko
nze
pt
Spanten Inserts ein-laminiert
Inserts nach-träglich
Composite-Schrauben/
Muttern Bleche
Sehr viele FSAE Teams mit CFK-Monocoque verwenden einlaminierte Inserts aus Aluminium. Die ko-
stengünstige Fertigung der Inserts spricht für diese Variante. Die Positionierung ist gut realisierbar. Auf
der anderen Seite verwenden Formel-Fahrzeug mit Monocoques oft Spanten. Spanten haben den Vor-
teil, dass sie neben der lokalen Verteilung der Punktlasten auch eine globale Versteifung im Chassis
erreichen. Wegen der Grösse und entsprechend grösserem Gewicht, eignen sich Spanten deshalb spe-
ziell für grössere und schwerere Fahrzeuge. Trotzdem wäre die Verwendung von Spanten für die BFS
interessant, da für ein erstes Monocoque das Mehrgewicht toleriert werden kann und es eine in der
FSAE neue und innovative Lösung wäre. Die Spanten können zweiteilig vertikal geteilt und vorgängig
in ein Negativ-Werkzeug laminiert werden. Einzelne Punktlasten wie Gurtenbefestigungen und Über-
rollbügel werden mit Inserts realisiert. Zusätzlich zu den Punktlasten muss die Cockpitöffnung mit ei-
nem Kragen versteift werden.
Abbildung 61: Versteifungsmassnahmen im FE-Modell
Fazit der Studie
FSAE CFK Monocoque Chassis 66
6.3 Weiteres Vorgehen
Geometrie Anhand der Geometrie des ersten Modells, wurde die Machbarkeit abgeklärt. Solange die Entformbar-
keit gewährleistet ist und die CNC alle Positionen anfahren kann, ist grundsätzlich jede Form realisier-
bar. Während der Fertigung der Panels, anhand von Beispielen und im Gespräch hat sich gezeigt, dass
mit ebenen Flächen viel Zeit und Aufwand im Gewebeablegeprozess und Zuschnitt eingespart werden
kann. Aus diesem Grund wäre eine Kombination aus Frei- und Vielflächenform die beste Lösung für ein
erstes Fahrzeug der BFS. (siehe Abbildung 59)
Trotz dem Fakt, dass die finale Geometrie erst erstellt werden kann, wenn das Gesamtfahrzeugkonzept
steht, sollten so viele Geometrievarianten wie möglich gezeichnet werden. Dies ist als Übung unerläss-
lich, da die nötige Erfahrung zur Erstellung komplexer Geometrien mit Siemens NX unersetzlich ist.
Material und FE-Modell Mithilfe der erstellten Test-Panels konnte ein erster Anhaltspunkt für die mechanischen Eigenschaften
eines CFK-Monocoque-Aufbaus gefunden werden. In einem weiteren Schritt geht es darum, zusätzli-
che Gewebe-/Kern-Kombinationen zu testen und die ausgemessenen Daten in ein FE-Modell zu imple-
mentieren.
Panel Konfiguration mit 0,2 mm Deckschichten und Alu-Wabenkern gemäss Abschnitt 4.4
herstellen und testen.
Scherprüfung durchführen, um die minimale Deckschichtstärke festzulegen.
Äquivalenz zu 2 Baustahlrohren nachweisen oder Panel durch Rippen verstärken
FE-Modell des ausreichend festen Aufbaus erstellen
Datenbank mit geprüften Panel-Konfigurationen erstellen
Abbildung 62: Heckansicht der 2. Chassis-Variante
Schlusswort
FSAE CFK Monocoque Chassis 67
7 Schlusswort
Mit der vorliegenden Bachelor-Thesis konnte ein für die BFS wertvolles Dokument geschaffen werden.
Die Thematik umfasst neben den Gegebenheiten der Fahrzeugkonstruktion und Anforderungen der
FSAE auch viel wichtiges Basiswissen über Verbundwerkstoffe. Es wurde versucht, aus jedem Bereich,
die nützlichsten Informationen auszuwählen und in dieser Arbeit abzudrucken. Aus den genannten
Gründen war es in den acht Wochen nicht möglich, jeden Bereich bis ins Detail zu dokumentieren. Es
wurde aber grossen Wert darauf gelegt, die Arbeit übersichtlich zu strukturieren. Beim Durchlesen
sollen auch Fragen aufgeworfen werden und den Leser dazu animieren, den einen oder anderen Be-
reich genauer anzuschauen und dazu weitere Fachliteratur zu konsultieren. Explizit verweise ich
deshalb auf das Literaturverzeichnis und speziell auf die swiss-composite-Website und die beiden Han-
ser-Fachbücher, in welchen viele wertvolle Informationen für diese Arbeit gefunden wurden. Dem
schriftlichen Teil dieser Arbeit wurde grosse Beachtung geschenkt, da es sich ausdrücklich um eine
Wegleitung für Studenten handelt.
Persönlich konnte ich sehr viel Wissen über FVW aufbauen und da ich zu Beginn dieser Arbeit bei Null
angefangen habe, bin ich mir der Situation der mit dieser Arbeit angesprochenen Studenten bewusst.
Mit der Fertigung und Prüfung der Panels konnte strukturiert nach einem idealen Laminataufbau ge-
sucht werden und ein Verständnis für die werkstoffspezifischen Eigenschaften aufgebaut werden. Eine
Schwierigkeit war es, sich nicht in Details zu verlieren und den Überblick über die unterschiedlichen
Bereiche zu behalten. Ich bin überzeugt, dass auf Basis dieser Thesis viele weitere Projekte in Angriff
genommen werden können:
Erstellen einer Werkstoffdatenbank für CFK-Panels mit unterschiedlichen Konfigurationen
Erstellung und Durchführung eines Scherversuchs mit CFK-Panels
Studie eines VARI-Verfahrens für ein CFK-Monocoque-Chassis
2D-FE-Berechnung von Bauteilen mit mehrlagigen anisotropen Werkstoffen
Studie über FE-Lastfälle und deren Realitätsgrad in Bezug auf ein FSAE-Fahrzeug
Die Liste zeigt nur einige, der möglichen weiteren Projekte. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Basis für
eine CFK-Monocoque-Entwicklung zu legen und dem BFS-Team aufzuzeigen, was die nächsten Ent-
wicklungschritte sind.
Danksagung
FSAE CFK Monocoque Chassis 68
8 Danksagung
Manche Informationen dieser Bachelor-Thesis konnten in der Literatur gefunden werden. Doch das
grösste Wissen wurde mit Hilfe von Gesprächen mit Experten aus verschiedensten Bereichen aufge-
baut. Ich konnte von zahlreichen Erfahrungen profitieren. Ich möchte mich an dieser Stelle deshalb
ganz herzlich bei den aufgeführten Personen und Firmen bedanken:
Eduard Bachmann Berner Fachhochschule
Danke für die Informationen zur CNC-Fräsung von Urform/Werkzeug und die Bereitschaft, die BFS auch in Zukunft zu unterstützen.
Patrick Brandt NOTZ Metall
Danke für das Aluminium für die Lagerböcke des Biegeversuchs.
Stephan Khurt
Sandro Hodel
Francesco Suppa
OCP Kunststofftechnik GmbH
Danke für die Möglichkeit und das Material, die CFK-Panels herzustellen. Danke für die vielen wert-vollen Informationen, die beanspruchte Zeit der Mitarbeiter. Danke für die Bereitschaft, die BFS auch in Zukunft zu unterstützen.
Fabian Meier KATZ (Kunststoff- Ausbildungs- und Technologie-Zentrum)
Danke für die Informationen über Faserverbundwerkstoffe und Fertigungsverfahren
Ricardo Rosati & Team AMZ (Akademischer Motorsportverein Zürich)
Danke für die Unterstützung im CAD (Siemens NX) und die Informationen über Fertigungsverfahren
Mike Schneider BFH TI, Vauffelin
Danke für die Fertigung der Lagerböcke für den Biegeversuch.
Heinrich Schwarzenbach BFH TI, Biel, Dozent, Betreuer Bachelorarbeit
Danke für die Unterstützung beim Biegeversuch und FEA, Rat und Tat.
Marco Suter Suter Kunststoffe AG, swiss-composite
Danke für die Informationen über Faserverbundwerkstoffe und Fertigungsverfahren.
Sebastian Tobler BFH TI, Biel
Danke für die Unterstützung und die Praxis-Beispiele.
Adrian von Känel BFH TI, Biel
Danke für die Durchführung der Biegeversuche.
BFS Bern Formula Student Team
Danke dem gesamten Team für die gute und lehrreiche Zusammenarbeit. Ich wünsche euch eine glorreiche Zukunft!
Personen
FSAE CFK Monocoque Chassis 69
9 Personen
Autor/Student David Schuler
Blattenstrasse 10
8605 Gutenswil
Betreuer/Dozent Heinrich Schwarzenbach
Berner Fachhochschule TI
Quellgasse 21
2502 Biel
Betreuer/Dozent Sebastian Tobler
Berner Fachhochschule TI
Quellgasse 21
2502 Biel
Auftraggeber Bern Formula Student
Seevorstadt 103
Rockhall 2
2502 Biel
Quellenverzeichnis
FSAE CFK Monocoque Chassis 70
10 Quellenverzeichnis
Airex. «Baltek SB Datasheet.» Sins: Airex AG, 10 2014.
Ayres, Tom James. Design and Construction of Formula SAE Composite Chassis 2010. Wissenschaftl.
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Balasubramanian. «Composite Materials and Processing.» 194-195. Boca Raton, FL USA: CRC Press,
Taylor & Francis Group, 2014.
BFH, Institut für Holzbau, Tragwerk und Architektur. «BFH, Institut für Holzbau, Tragwerk und
Architektur.» Biel/Bienne, 10. 06 2015.
Brütsch-Rüegger. «Metals 2010.» Brütsch-Rüegger, 14. 06 2015.
Ermanni, Paolo Prof. Dr. «Skript zur ETH-Vorlesung 151-0307-00L.» Composites Technologien. Zürich:
ETH, August 2007.
«F1Technical.» 09. 03 2004. http://www.f1technical.net/forum/viewtopic.php?f=6&t=13148 (Zugriff
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fiberglas-discount.de. 15. 06 2015. http://www.fiberglas-discount.de/unterschied-polyesterharz-
epoxidharz.
«Global Tool Trading AG.» 17. 06 2015. http://shop.gttag.ch/tooling/tooling-platten/polyurethan-
designplatten.aspx (Zugriff am 17. 06 2015).
jenny + CO, AG. «jenny + CO AG.» 8401 Winterthur, 18. 06 2015.
KA-Racing. «www.ka-racing.de.» 17. 06 2015. http://www.carpassion.com/verschiedenes-ueber-
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9661.html (Zugriff am 08. 06 2015).
Lengsfeld, Hauke, Felipe Wolff-Fabris, Johannes Krämer, und Volker Altstädt.
Faserverbundwerkstoffe: Prepregs und ihre Verarbeitung. München: Carl Hanser, 2015.
Neitzel, Manfred, Peter Mitschang, und Ulf Breuer. «Handbuch Verbundwerkstoffe.» 42 - 71.
München: Hanser, 2014.
OCP, Kunststofftechnik. Lyss, 08. 06 2015.
SAE. 2015 Formula SAE® Rules. 13. 06 2015.
Schuler, David. SAE-Chassis aus Alublechen. Wissenschaftl. Arbeit, Biel: Bern Formula Student, 2015.
Schürmann. «Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden.» Von Helmut Schürmann, 22-75. Berlin
Heidelberg: Springer, 2007.
Schwarzenbach, Heinrich. «Dozent.» Skript Module BTA2160 4.59. Biel: BFH TI, 10 2014.
suter. swiss-composite. 2015. http://www.swiss-composite.ch (Zugriff am 04-06 2015).
suter-kunststoffe. «Produktübersicht Faserverbundwerkstoffe.» Fraubrunnen, 12. 06 2015.
Youtube. 14. 06 2015.
https://www.youtube.com/watch?v=A61DA1seCo8&list=PL702282E6866AC59B (Zugriff am
07. 04 2015).
Abbildungsverzeichnis
FSAE CFK Monocoque Chassis 71
11 Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Das Fahrzeug der Auburn University, Alabama an der FSAE Michigan. Es weist eine
Freiflächenform auf. .............................................................................................................................. 10
Abbildung 2: ...das diesjährige Fahrzeug wurde aus Gründen des Fertigungsaufwands durch ebene
Flächen stark vereinfacht. ..................................................................................................................... 11
Abbildung 3: Das 2014-Fahrzeug der Oregon State University (OSU) wies noch viele Freiformen auf...
............................................................................................................................................................... 11
Abbildung 4: Konzept mit gepressten ALUCORE-Sandwichplatten und Alu-Profilen (Schuler 2015) ... 12
Abbildung 5: "Cut-and-Fold"-Technik der Edith Cowan University, Australien: Die Sandwichplatte
wurde an den Kanten eingeschnitten und zum Chassis gefaltet. DXF-Schnittmuster (links) Bildquelle:
(Ayres 2010) .......................................................................................................................................... 12
Abbildung 6 Links: Die Ecole De Technologie Superieur aus Kanada verwendet eine
Spaceframestruktur mit einem Sandwichaufabau. Rechts: Eine Rippe aus Rohacell-Schaum.
(Kunststoff Web 2015) .......................................................................................................................... 13
Abbildung 7: Der VTM15 des Virginia Tech verwendet einen Aluminiumwabenkern im Front Bulkhead
............................................................................................................................................................... 14
Abbildung 8: Das Aluminium Monocoque der Tennessee Tech University verwendet als Kernmaterial
einen Schaumstoff zwischen den Alublechen. ...................................................................................... 14
Abbildung 9: Die Ecole De Technologie Superieur aus Kanada verwendet vor der Stahl-Anti-Intrusion-
Plate einen Aramidkern ......................................................................................................................... 15
Abbildung 10: Slit-Tape 6,35 mm auf Spule .......................................................................................... 18
Abbildung 11: UD-Prepreg auf Rolle ..................................................................................................... 18
Abbildung 12: Gewebe-Prepreg auf Rolle ............................................................................................. 19
Abbildung 13: Schematischer Aufbau eines Geleges ............................................................................ 19
Abbildung 14: Schnitt-Muster auf einer Gewebelage (Lengsfeld, et al. 2015) ..................................... 20
Abbildung 15: Typischer Härtungszyklus für Prepreg-Bauteile (Lengsfeld, et al. 2015) ....................... 20
Abbildung 16: Herkömmliches Druckprofil bei der Autoklavhärtung (Lengsfeld, et al. 2015) ............. 20
Abbildung 17: Autoklav der Firma OCP Kunststofftechnik in Lyss ........................................................ 21
Abbildung 18: Definition von Umfangs- und Kreuzlagen (Neitzel, Mitschang und Breuer 2014) ......... 22
Abbildung 19: Grundformen der im Wickelverfahren herstellbaren Körper (Neitzel, Mitschang und
Breuer 2014) .......................................................................................................................................... 22
Abbildung 20: Vakuum-Infusionsverfahren beim Chassis der KIT (KA-Racing 2015) ............................ 22
Abbildung 21: Rasterelektronenmikroskop (REM)-Aufnahme der gebräuchlichsten
Verstärkungsfasern (Schürmann 2007) ................................................................................................. 23
Abbildung 22: Tooling-Konturen (Lengsfeld, et al. 2015) ..................................................................... 24
Abbildung 23: Obere Fahrzeughälfte: Links die lackierte Urform, Rechts das Werkzeug (bereits mit
der unteren Werkzeughälfte verschraubt) ........................................................................................... 24
Abbildung 24: 5-Achs-Fräse von OCP Kunststofftechnik in Lyss ........................................................... 25
Abbildung 25: Das Bauteil links wurde mit RUKA-Tool CP 6100 abgeformt, das Bauteil rechts mit WB
0750. Die Oberfläche des rechten Bauteils ist deshalb poröser. .......................................................... 26
Abbildung 26: Werkzeug aus Tooling-Prepreg ...................................................................................... 27
Abbildung 27: Werkzeug-Negativ aus Ureol-Tooling-Block der KIT (KA-Racing 2015) ......................... 27
Abbildung 28: Hilfsrahmen aus Holz bei der Cut-and-Fold-Technik der Edith Cowan University (Ayres
2010) ...................................................................................................................................................... 27
Abbildung 29: Die untere Hälfte eines F1-Monocoques verstärkt mit Spanten (F1Technical 2004) .... 28
Abbildung 30: Insert bei der Fertigung zwischen Alu-Honeycomb verklebt. ........................................ 29
Abbildung 31: Composite-Schraube/Mutter für ca. CHF 1.- (suter 2015) ............................................ 29
Abbildungsverzeichnis
FSAE CFK Monocoque Chassis 72
Abbildung 32: Lagenaufbau Nasslaminat .............................................................................................. 31
Abbildung 33: Lagenaufbau Prepreg ..................................................................................................... 31
Abbildung 34: Vakuumverfahren (suter 2015) ...................................................................................... 35
Abbildung 35: Prüfvorrichtung nach SAE-Reglement (SAE 2015) ......................................................... 41
Abbildung 36: Die Auflager und der Biegestempel wurden wegen den aussergewöhnlichen
Abmessungen aus einem Aluminiumrundprofil hergestellt. Es wurde eine Fläche gefräst und Gewinde
für die Fixierung in der Prüfmaschine geschnitten. .............................................................................. 41
Abbildung 37: Die Zwick/Roell-Prüfmaschine der BFH hat einen vertikal verschiebbaren Tisch unten
und einen festen Kraftmesser oben. Die Auflager haben einen Abstand von 400 mm. ....................... 41
Abbildung 38: von-Mises Spannung in der Deckschicht beim FE-Modells des Nasslaminat ................ 45
Abbildung 39: von-Mises Spannung des FE-Modells des 25 x 2,0-Stahlrohr ........................................ 45
Abbildung 40: von-Mises Spannung in der Deckschicht beim FE-Modells des Prepreg ....................... 45
Abbildung 41: Auslenkung des FE-Modells des 25 x 2,5-Stahlrohr ....................................................... 45
Abbildung 42: Nasslaminat-CFK-Panel im 3-Punkt-Biegeversuch ......................................................... 46
Abbildung 43: E235 Rohr 25 x 2,0 ......................................................................................................... 46
Abbildung 44: Der Kern des Prepreg-CFK-Panels wurde im Zentrum zerrissen .................................... 46
Abbildung 45: E235 + C 25 x 2,5 ............................................................................................................ 46
Abbildung 46: Vorschlag für nächste zu prüfende Panel-Konfiguration ............................................... 50
Abbildung 47: An den Keep-Out-Zones kann sich die Geometrie der ersten Version orientieren: 1
Cockpit-Opening-Template, 2 Vertical-Section-Template, 3 Fahrer 95-perzentil, 4
Schulterbewegungsraum, 5 Lenkrad ..................................................................................................... 52
Abbildung 48: Die Freifläche wurde so um den Fahrer gezeichnet, dass die Keep-Out-Zones nicht
beeinträchtigt werden ........................................................................................................................... 52
Abbildung 49: Die Masse der vertikalen Profile wurden herausgeschrieben um diese auf die Fixpunkte
anzupassen ............................................................................................................................................ 53
Abbildung 50: CAD-Modell mit Fahrwerk und Punktmassen ................................................................ 54
Abbildung 51: Stelzen-Methode für Bremslastfall (oben) und Kurvenlastfall (unten) ......................... 55
Abbildung 52: vonMises-Spannungen im 4g-Lastfall ............................................................................ 56
Abbildung 53: Verteilung der vonMises-Spannungen im 3g-Bremslastfall ........................................... 57
Abbildung 54: maximale Hauptspannungen in Tensor-Darstellung beim 3g-Bremslastfall ................. 58
Abbildung 55: Verteilung der vonMises-Spannungen im Chassis bei einer 5g-Rechtskurve ................ 59
Abbildung 56: maximale Hauptspannungen in Tensordarstellung in der 5g-Rechtskurve ................... 60
Abbildung 57: Die maximalen Schubspannungen sind an den kurvenäusseren Querlenker-Brackets 60
Abbildung 58: Kombinierter Lastfall mit vonMises-Spannungen (oben: Aussenansicht, mitte:
Durchsicht an Rückwand) und max. Hauptspannungen (unten: Durchsicht an Rückwand), Schwarze
Linien: kritische Zonen, die verstärkt werden müssen.......................................................................... 61
Abbildung 59: Modellvariante mit ebenen Flächen. Dies vereinfacht die Fertigung massgeblich. ...... 62
Abbildung 60: obere und untere Urformhälfte des FE-Modells ........................................................... 64
Abbildung 61: Versteifungsmassnahmen im FE-Modell ....................................................................... 65
Abbildung 62: Heckansicht der 2. Chassis-Variante .............................................................................. 66
Selbständigkeitserklärung
FSAE CFK Monocoque Chassis 73
12 Selbständigkeitserklärung
Ich bestätige, dass ich die vorliegende Arbeit selbständig und ohne Benutzung anderer als der im
Quellenverzeichnis angegebenen Quellen und Hilfsmittel angefertigt habe. Sämtliche Textstellen und
Bilder, die nicht von mir stammen, sind als Zitate gekennzeichnet und mit dem Hinweis auf ihre Her-
kunft versehen.
David Schuler Biel, 26.06.2015
Anhang
FSAE CFK Monocoque Chassis 74
13 Anhang
1. Biegeversuch-Diagramm
2. FSAE Rules 2015
3. Übersicht Fertigungsverfahren (suter 2015)
4. Suter Produktübersicht
5. Faserverbund- Werkstoffdaten (suter 2015)
6. Brütsch & Rüegger Metals
7. Skripte und Arbeiten
o Skript Ermanni ETH (Auszug)
o Skript Schwarzenbach BFH (Auszug)
o Semesterarbeit Schuler (Auszug)
8. Pflichtenheft und Zwischenbericht
9. Gewebe und Harze
o Epoxydharz
o Gewebe 200g/m2
o Gewebe 600g/m2
o Klebstoff
o Prepreg 204g/m2
o Prepreg 630g/m2
10. Stützstoffe/Kernwerkstoffe
o Airex
o Alu- und Aramidwaben
o Balsa-Hirnholz
o Rohacell
11. Toolingwerkstoffe
o EPS40 Schaum
o MDF
o Raku-Tool
o Sikablock
12. Daten-CD
1 2
5
6
7
8
3
4
Stahlrohr E355 + C 25 x 2,5Stahlrohr E235 + C 25 x 2,5 (in Thesis-Diagramm)Stahlrohr E235 + C 25 x 2,0 (in Thesis-Diagramm)INOX-Rohr S235 25 x 2,5Prepreg-Panel (in Thesis-Diagramm)Nasslaminat-Panel (in Thesis-Diagramm mit Nr. 2)Nasslaminat-Panel (2. abgebrochener Versuch)Nasslaminat-Panel (1. abgebrochener Versuch)
Online abrufbar:http://students.sae.org/cds/formulaseries/rules/2015-16_fsae_rules.pdf
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FertigungsverfahrenDie Verarbeitung von Faserverbundwerkstoffen für die Herstellung von Faserverbundbauteilen kann mitverschiedenen Verfahren geschehen. Die wichtigsten und deren Merkmale sind hier aufgeführt.
Handlaminieren*Das Handlaminieren ist das älteste, einfachste und am weitesten verbreitete Verfahren. Es genügen minimale technischeVoraussetzungen, weshalb es hauptsächlich für kleinere Serien, einfachere Bauteilgeometrien und für den Formenbauangewandt wird. Typische Bauteile sind Segelflugzeuge, Flugmodelle, Boote, Behälter und Prototypen aller Art. DieFormen dazu werden ebenfalls handlaminiert. Bei Verwendung von Formenharzen lassen sich hohe Oberflächengütenerreichen. Die Aushärtung erfolgt fast immer drucklos bei Raumtemperatur (sog. Kalthärtung). Erhöhte Temperaturenbei der Aushärtung sind nur dann erforderlich, wenn Formen und Bauteile später einer höheren Wärmebelastungausgesetzt sind (> ca. 60 °C).
Arbeitsschritte1. Auftragen eines Trennmittels auf die Formoberfläche.2. Einstreichen- oder spritzen einer Deckschicht auf Epoxyd- oder Polyesterbasis (z.B. UP-Vorgelat).3. Nach dem Angelieren der Deckschicht (wird auch als Feinschicht oder Gelcoat bezeichnet) werden die nachfolgenden
Gewebelagen schichtweise nass-in-nass aufgebracht. Deckschichten aus UP-Vorgelat werden durchgehärtet, bevormit Epoxydharz weiterlaminiert wird (z.B. über Nacht).Zum Laminieren wird zunächst eine Harzschicht aufgetragen. Danach werden die Gewebeverstärkungen eingelegtund sorgfältig mit Harz durchtränkt. Als Werkzeuge dienen vor allem Pinsel und Rillenroller/Velourwalzen.
4. Den Abschluss bildet oft ein Abreissgewebe. Das aus Nylonfasern bestehende Gewebe lässt sich nach dem Aushärtendes Harzes abschälen („abreissen“) und erzeugt dabei eine definiert rauhe, saubere und klebfreie Oberfläche zurweiteren Verarbeitung (z.B. zum Verkleben).
5. Die Aushärtung der Laminate erfolgt meist drucklos bei Raumtemperatur. Lediglich bei optimierten Leichtbauteilen,vor allem Sandwichbauteilen mit einem leichten Kern aus Schaum oder Waben, wird im Vakuum, also unter Druckgehärtet.Bestimmte Harzsysteme, vor allem Harze für den Flugzeugbau, benötigen zur optimalen Durchhärtung höhereTemperaturen. Die Bauteile werden entweder in der Form oder nach dem Entformen zusätzlich getempert. Die hierfürerforderlichen Temperaturen liegen, je nach Harzsystem, meist bei 50 – 60°C, in speziellen Fällen bis 230°C.
6. Nach der vollständigen Durchhärtung der Teile erfolgt die weitere Bearbeitung, z.B. durch Besäumen, Schleifen,Kleben.
Geeignete MaterialienAls Matrix (Bettungsmasse) werden flüssige Harze verarbeitet, vor allem Epoxyd- und Polyesterharze.Zur Verstärkung eigenen sich die speziell für diesen Zweck hergestellten und oberflächenbehandelten Glas-, Aramid-und Kohlefasern. Diese werden in einer Vielzahl geeigneter textiler Produkte angeboten. Die wichtigsten sind Rovings,Gewebe, Gelege, Bänder, Schläuche, Litzen, Vliese, Matten und Schnitzel.
Erreichbarer Faservolumengehalt:bei Mattenlaminaten ca. 15 - 20 Vol.-%, bei Geweben ca. 40 - 50 Vol.-%.min. 20 °C Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit um 60 %, gute Be- und Entlüftung
Merkmale des Handlaminierverfahrens:• geringer Werkzeugaufwand• geringe Investitionskosten• für kleinere und mittlere Serien bis ca. 1000 Stück gut geeignet• lohnintensiv, da überwiegend Handarbeit
*Laminieren: Unter Laminieren versteht man ein schichtweises Aufbauen eines Laminats. Ein Laminat istdemzufolge ein schichtweise aufgebautes Faserverbundbauteil. Das Wort Laminieren kommt vomLamellenartigen Aufbau, Lamellieren, Laminieren.
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VakuumpressenBeim Vakuumpressen wird das zuvor handlaminierte Bauteil mit der Form in einen Foliensack geschoben (nur beikleinen Teilen möglich) oder mit einer Folie abgedeckt, die am Formenrand luftdicht abgeklebt wird. Durch Absaugender Luft presst sich die Folie auf das Laminat und drückt es gegen die Form. Der max. erreichbare Druck ist derUmgebungs-Luftdruck und beträgt < 1 bar.Die Pumpen von R&G bzw. Suter Kunststoffe AG beispielweise erzeugt ein Vakuum von ca. 90%, also ca. 0,9 bar, diesentspricht einem Pressdruck von 9 t/m2!Dieser Pressdruck kann auch zu hoch sein (Sandwichbauteile, Styroporkerne etc.) und muss dann mittels Falschluft-Ventil auf einen tieferen Wert reduziert werden. (Sandwichtragflächen Apachi/Styropor z.B. ca. 20-30% = 0.2 - 0.3 bar)
Das Vakuumpressen wird vor allem angewandt um:• den Faseranteil des Laminates zur erhöhen, also um überschüssiges Harz herauszudrücken.• leichte Stützstoffe wie z.B. Schaumkunststoffe oder Waben mit hochfesten Deckschichten aus Harz und Gewebe zuverkleben und so ein extrem leichtes und steifes Bauteil herzustellen.
Um diese Ergebnisse zu erzielen, muss das Bauteil mit gleichmässigem Druck gepresst werden. Dazu wird dasLaminat zunächst mit Abreissgewebe und einer nichthaftenden Lochfolie abgedeckt. Darauf wird ein luftdurchlässigesVlies gelegt, das die Aufgabe hat, das Vakuum gleichmässig zu verteilen und überschüssiges Harz aus dem Laminataufzusaugen. So wird ein hoher und gleichmässiger Fasergehalt im Bauteil erzielt.Die Formen werden beim Vakuumieren nicht besonders hoch belastet, so dass sie wie schon beim Handlaminierverfahrenrelativ leicht aufgebaut sein können.Die Aushärtung erfolgt meist bei Raumtemperatur. Eine anschliessende Temperung der Bauteile ist, wie schon beiHandlaminaten, noch in der Form oder nach dem Entformen möglich.
Merkmale des Vakuumverfahrens:• geringer Werkzeugaufwand• mittlere Investitionskosten• arbeitsintensiv• leichter bei gleichen Festigkeiten der Bauteile
**Autoklav-VerfahrenDas Autoklav-Verfahren ist eines der teuersten und aufwendigsten Verarbeitungsverfahren. Es wird in der Regel nurbeim Einsatz von Prepregs angewandt. Prepregs sind mit einem speziellen Harz vorimpregnierte (Preimpregnated) und„angehärtete“ Verstärkungsgewebe, die von spezialisierten Firmen (den sogenannten Prepregern) nach Kundenwunschgefertigt werden.Aus Prepregs lassen sich komplizierte, mechanisch und thermisch hochbelastbare Bauteile pressen. Der Faser-volumengehalt liegt dabei über 60 %, der Luftporengehalt ist äusserst gering.Aufgrund der hohen Kosten wird das Autoklav-Verfahren hauptsächlich zur Herstellung komplexer Bauteile mit höchstenAnforderungen z.B. in der Luft- und Raumfahrt sowie im Rennsport eingesetzt.
Arbeitsschritte1. Auftragen eines Trennmittels auf die Formoberfläche.2. Ablegen der einzelnen Prepreg-Lagen (manuell oder mittels Tapelegemaschine)3. Abdecken mit Lochfolie, Saugvlies und Vakuumfolie4. Vakuum anlegen (Dichtheit prüfen)5. Aufbau in den Autoklaven bringen6. Aushärten unter Druck und hoher Temperatur7. Abkühlen8. Belüften und Entnehmen
Während beim „normalen“ Vakuumverfahren ein max. Druck von < 1 bar erreicht wird (nämlich der Umgebungsluftdruck)kann der Autoklav, der ja ein Druckgefäss darstellt, einen wesentlich grösseren Druck auf das Laminat bringen. UmPrepregs aushärten zu können, kann im Autoklav zusätzlich geheizt werden. (Drücke > 6 bar und Temperaturen bis 170°C sind möglich und üblich)
FormenGFK, Metall, CFK
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Seite 3
Für die Herstellung grosser, sphärisch geformter CFK-Bauteile werden meist CFK-Formen verwendet, da aufgrundder annähernd gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Form und Bauteil der Verzug der Bauteileäusserst gering ist.
Merkmale des Autoklav-Verfahrens:• hohe Investitionen erforderlich• arbeitsintensiv• lange Taktzeiten (bedingt durch den manuellen Aufbau• Aufheiz- und Härtezyklus bis zu 7 h)• leichter bei gleichen Festigkeiten der Bauteile• definiert tiefer Harzanteil, gute Reproduzierbarkeit
**Autoklav: Ein Autoklav besteht im wesentlichen aus einem Stahl-Druckbehälter mit einer grossen, dichtund druckfest verschliessbaren Türe, sowie in der Regel einer Heizung (für Prepreg unabdingbar).Der Witz ist nun der , dass in diesem Druckbehläter mit einem Kompressor ein wesentlich höherer Druckaufgebaut werden kann, als dies uns der atmosphärische Druck (1bar) bietet. Uebliche Drücke sind 3-6 bar.
InjektionsverfahrenBeim Injektionsverfahren wird zunächst das trockene Verstärkungsmaterial in die Form eingelegt. Die Imprägnierungmit Harz erfolgt erst nach dem Schliessen der Form, indem die Matrix (Harz) in die Form eingespritzt oder eingesaugtwird. Als RTM (Resin Transfer Moulding) bezeichnet man das Verfahren, bei dem die Harz/Härter-Mischung aus einemVorratsbehälter in die Form eingebracht wird, während beim RIM (Resin Injection Moulding)-Verfahren die hochreaktivenKomponenten erst unmittelbar vor dem Einspritzen gemischt werden.Für die Herstellung komplizierter Bauteile ist es sinnvoll, vorgeformte Verstärkungsmaterialien zu verwenden. Hauptsächlichwerden thermoplastisch gebundene Matten und Gewebe eingesetzt, die vorher durch Wärme vorgeformt wurden. Einezweite Variante sind geflochtene oder gewickelte „Vorformlinge“, die auf einem Formkern mit wechselndem Durchmesseraufgebaut werden. Aufgrund der geringen Fliessgeschwindigkeit des Harzes und der Fixierung der Fasern bleibt dievorgesehene Faserorientierung erhalten, was zu reproduzierbar guten mechanischen Eigenschaften der Bauteile führt.
Geeignete MaterialienAls Matrix (Bettungsmasse) werden niedrigviskose Epoxyd- und Polyesterharze verarbeitet. Zur Verstärkung eigenensich die speziell für diesen Zweck hergestellten und oberflächenbehandelten Glas-, Aramid- und Kohlefasern in Formvon Geweben, Gelegen, Bändern, Vliesen und Matten.
FormenGFK- oder Aluminiumformen bei Prototypen und Kleinserien (im RTM-Verfahren)beheizte Stahl- oder Aluminiumformen bei grösserer Stückzahl (im RIM-Verfahren)
Merkmale des Injektionsverfahrens:• Formkosten sind bei RIM und RTM etwa gleich, aber höher als beim Vakuumverfahren• Höhere Investitionskosten beim RIM-Verfahren als bei RTM• Zykluszeiten bei RTM je nach Harz einige Stunden (in beheizten Formen), RIM erheblich kürzer durch Verwendungreaktiverer Matrixsysteme.
WickelnBeim Wickelverfahren werden die Verstärkungsfasern auf einen Positivkern aufgewickelt. Dieses Verfahren eignet sichvorwiegend zur Herstellung rotationssymmetrischer Bauteile wie Behälter, Rohre und Wellen. Mit mehrachsig bewegbarenFadenführungen können auch kompliziertere Bauteile wie z.B. Rohrkrümmer gewickelt werden. Man unterscheidetzwischen Drehmaschinen, Taumel- und Planeten-Wickelverfahren.Eine Wickelmaschine besteht aus einer Drehvorrichtung für die Rotationsbewegung des Wickelkerns, einer Fadenführung,einem Harz-Tränkbad und einem Spulenständer für den Roving (Faserstrang).
Geeignete MaterialienAls Matrix (Bettungsmasse) werden niedrigviskose Epoxyd- und Polyesterharze verarbeitet. Zur Verstärkung werdenhauptsächlich Rovings, zum Teil auch Bänder verwendet.
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WickelkerneDie Kerne sind je nach Bauteilgeometrie:• wiederverwendbar (leicht konisch);• verlorene Kerne (verbleiben im Bauteil, bestehen meist aus Metall oder Kunststoff);• auswaschbar bzw. herauslösbar (Spezialgips, Schaumstoffe).
Merkmale des Wickelverfahrens:• hohe Genauigkeit und gute Reproduzierbarkeit• weitgehend automatisierbar• wirtschaftlich (Drehbankwickelanlage)
Für das Wickeln von Bauteilen -hier mit einem Glasroving- werden sehr dünnflüssige Harz/Härter-Systeme wie L 20 /Härter SG eingesetzt.
PressverfahrenDas Pressverfahren ist für die Herstellung von FVK-Teilen in grossen Stückzahlen geeignet. Die Reproduzierbarkeit istgut, die Fertigung weitgehend automatisierbar, die Taktzeiten sind gering. Benötigt wird eine hydraulische Oberkolben-Kurzhubpresse mit Steuerung.
Geeignete MaterialienHauptsächlich Glasfasern in Form von Matten und Geweben sowie Aramid- und Kohlenstoff-Filamentgewebe in Verbindungmit Epoxyd- und Polyesterharzen. Man unterscheidet in:
• SMC (Sheet Moulding Compound)• BMC (Bulk Moulding Compound)• GMT (Glasmattenverstärktes Thermoplast)
Üebliche Verfahren:• Heisspresstechnik• Kaltpresstechnik• Nass-Pressverfahren• Prepreg-Pressverfahren
HeisspresstechnikHerstellung kleiner und mittlerer Bauteile in Grossserien. Es werden beheizbare, hartverchromte und polierteMetallwerkzeuge eingesetzt.
KaltpresstechnikFertigung grösserer Teile in mittleren Stückzahlen in einer unbeheizten Kunststofform.
Nass-PressverfahrenTrockene Verstärkungsmaterialien (Gewebe, Gelege, Matten oder Vorformlinge) werden in die Form eingelegt. Danachwird eine abgewogene Menge Harzes eingegossen oder injiziert. Die Schliessgeschwindigkeit des Werkzeuges wirdso gewählt, dass ein Aufreissen der Glasverstärkung infolge hoher Strömungsgeschwindigkeit des Harzes vermiedenwird. Die Werkzeugtemperatur beträgt je nach Art des Harzes 90 - 140 °C, der Pressdruck auf dem Bauteil 5 - 25 bar.
Prepreg-VerfahrenHier werden vorimprägnierte Verstärkungsmaterialien verarbeitet. Zur Herstellung flächiger Bauteile mit konstanterWandstärke werden Matten- und Gewebeprepregs (GMT, SMC) verwendet, für Formteile mit unterschiedlichen oderscharf abgesetzten Wandstärken Pressmassen (BMC).
Verarbeitungsbedingungen z.B. beim SMC:• Pressdruck 20 - 250 bar• Temperatur 140 - 160 °C
Online abrufbar:http://www.suterkunststoffe.ch/pdf/produkteuebersicht.pdf
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Faserverbund-
WerkstoffdatenEine Sammlung der wichtigsten Werkstoffdaten für den Anwender von
Faserverbund-Materialien sowie allgemeine Daten und Tabellen.
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swiss-composite Daten der Matrix-Harze unverstärkt
Der Schwund erfolgt bei Epoxydharzen in der fl üssigen Phase, also hauptsächlich innerhalb der Verarbeitungszeit. Sobald die Harzmasse fest wird, tritt praktisch kein weiterer Schwund auf. Die Nachschwindung ist bei unverstärkten Harzmassen am grössten. Verstärkungen, z.B. durch Glasgewebeein-lagen, verringern das Schwundmass erheblich. Beim Tempern (Nachhärten bei erhöhter Temperatur) ist ebenfalls eine leichte Nachwschwindung zu erwarten, da sich noch reaktionsfähige Harz- und Härtermoleküle verbinden und somit enger zusammentreten. Bei Polyesterharzen haben wir einen wesentlich grösseren Schwund zu erwarten. Zudem tritt der Schwund während der ganzen Härtungsphase kontinuierlich auf. Eine optimale Faserhaftung wird dadurch erschwert, da die Matrix während der ganzen Härtung wandert.
Werkstoff Beständig gegen Nicht beständig gegen Brennbarkeit Reparatur (Auswahl) (Auswahl)
Polyesterharze Wasser, wässrige Lösungen heisses Wasser, konzentrierte nicht aufl lami- Heizöl, Benzin Säuren und Laugen, Benzol, selbst- nieren und Alkohol, Toluol verlöschend klebenEpoxydharze Benzin, Benzol, Heisses Wasser, Ester, schwer aufl ami- Mineralöle, Fette konzentrierte Säuren und entzündbar, nieren und Laugen, Ketone, Aceton brennt weiter klebenVinylesterharze 37% HCL, Chlordioxid, 75% H2SO480 °C, nicht aufl ami- Seewasser, Wasser, 15% NaOH (65 °C) selbst- nieren und Kohlenwasserstoffe verlöschend kleben
Die Bruchdehnung von Laminierharzen muss vorzugsweise gleich oder grösser der Bruchdehnung der Verstär-kungsfasern sein, damit im Belastungsfall kein Bauteilversagen durch Brüche und Risse im Harz eintritt. Verarbeitungtemperatur: Der höchste Wert beschreibt die maximal erforderliche Temperatur bei der Warmhärtung. Diese Warmhärtung ist nur bei einigen Temperharzen mit entsprechend hoher Temperarurbelastbarkeit erforderlich. Die überwiegend angebotenen kalthärtenden Harze erreichen bei Raumteperatur nahezu ihre volle Festigkeit. Die Gebrauchstemperatur der Bauteile liegt meist bei 50-80°C.
Werkstoff Dichte Bruchdehnung Lieferform Verarbeitungs- Gebrauchstemperatur g/cm3 % temperatur der BauteilePolyesterharze 1.12 - 1.25 unter 3% fl üssig 20 - 180°C 50 - 160°CEpoxydharze 1.1 - 1.25 6 - 8% fl üssig 20 - 230°C 45 - 230°CVinylesterharze 1.07 3.5 - 7% fl üssig 20 - 175°C 100 - 150°C
Werkstoff Zugfestigkeit Zugmodul Biegefestigkeit Biegemodul MPa GPa MPa GPa
Polyesterharze 50 - 70 3,5 - 4,7 60 - 120 4,0 - 5,0Epoxydharze 70 - 90 2,8 - 3,6 140 -160 4,5 - 6,0Vinylesterharze 75 - 85 3,4 - 3,5 125 -135 3,2 - 3,8
Werkstoff Verarbeitungs- Nach- Reaktionswärme Lager- schwindung schwindung fähigkeit
Polyesterharze 6 - 10% bis 3% dunkel, kühl, gut ver- Linear um 2% schlossen bis 6 Monate.Epoxydharze 1 - 3% < 1 dunkel, gut verschlossen mindestens 12 MonateVinylesterharze 1 bis 1 dunkel, kühl, gut ver- schlossen bis 6 Monate
exotherme Reaktion mit teil-weise hoher Wärmeentwick-lung (besonders beim Ver-giessen zu berücksichtigen, Härter entsprechend aus-wählen).
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swiss-composite Allgemeine Daten über gehärtete Epoxydharze (Unverstärkt):
Wärmeausdehnungskoeffi zient / coeffi cient de diletation thermique 60 - 70 • 10-6 KelvinWärmeleitfähigkeit / conductibilité calorifi que 0.52 W/m • KelvinOberfl ächenwiderstand / 1013 Ωspez. Durchgangswiderstand / 1015 Ω cm
Wärmeausdehnung:Der thermische Ausdehnungskoeffi zient gibt die lineare Dimensionszunahme bei Erwärmung in % an. D.h. bei einem Koeffi zient von 2 x 10-4 m/ (mK) beträgt die lineare Dimensionszunahme bei einer Temperaturerhöhung um 1 Kelvin 0.02%. Hat ein Formteil eine Länge von z.B. 1 Meter, entspricht dies einer Längenzunahme von 0.1mm. Eine Temperaturerhöhung um 50 Kelvin führt demnach zu einer linearen Dimensionszunahme von bereits 1 %. Die Volumenzunahme bei Temperaturerhöhung entspricht dem dreifachen der linearen Zunahme.
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Festigkeitswerte von Gewebe-Laminaten Mechanical properties of fabric laminates
Glas 1) Kohlenstoff 2) Aramid 2)
Glass 1) Carbon 2) Aramid 2)
Zugfestigkeit / Tensile strength 3) 330-400 560-650 460-540MPa (DIN EN 61) 4) 590-680 950-1100 790-900
E-Modul Zugversuch / Tensile modulus 3) 19-21 52-58 22-27GPa (DIN EN 61) 4) 24-35 90-100 44-47
Druckfestigkeit / Compressive strength 3) 310-440 450-520 130-165MPa (DIN 534554) 4) 480-600 600-800 180-190
1) Werte bezogen auf Faseranteil 43 Vol.-%2) Werte bezogen auf Faseranteil 50 Vol.-%3) Bidirektionale Gewebe (Kette und Schuss sind gleich) Die höheren Werte werden von Köper- und Atlasge- weben bei optimaler Laminatsqualität erreicht.4) Unidirektionale Gewebe. Werte sind abhängig vom Kette-Schuss-Verhältnis
1) Values based on 43% fi bre volume fraction2) Values based on 50% fi bre volume fraction3) Bidirectional fabric (warp and weft are equal). The higher values are obtained with twill and sateen at the optimal laminate quality4) Unidirectional fabric. Values depend on proportion of warp to weft threads
Laminat Daten
The above table lists recommended values based on laminates of fabric and epoxy resin. These values may vary depending on the fabric construction, the resin, and the processing conditions.
Die angegebenen Werte sind Richtwerte, ermittelt an Laminaten aus Gewebe und Epoxydharz. Sie sind abhängig von der Gewebekonstruktion, dem Harz und den Ver-arbeitungsbedingungen.
Wie schwer wird ein Glasfaser-Laminat?Das Gewicht eines Glas-Laminats hängt weitgehend vom Faservolumenanteil ab, also vom Verhältnis Gewebe/Harz. Bei Glas-Geweben wird im Handlaminierverfahren ca. 40 - 50% Faservolumenanteil er-reicht, bei Glasmatten lediglich 15 - 20%. Durch Absaugen des Laminats, also bei geeigne-ter Verarbeitung im Vakuum, kann der Faservolumenanteil gesteigert werden. Bei der Ver-arbeitung im Autoklaven mit entsprechendem Druck kann sogar ein Faservolumenanteil von 60% erreicht werden.
Die Dicke des Laminats kann man folgendermassen bestimmen: d = q / (rho * phi * 1000) Hier ist q das Gesamtlagengewicht in g/m², z.B. bei 3 Lagen 90g-Gewebe 270 g/m². rho ist die Dichte der Fasern (Glasfaser: 2,55 g/cm³) phi ist der FaserVOLUMENanteil (z.B. 0,4 für 40%)
Man bestimmt den Fasergewichtsanteil = Faservolumenanteil (z.B. 0,4) * Dichte der Faser (2,55g/cm³) * (Faservolumenanteil (0,4)* Dichte der Faser (2.55g/cm3) + Harzdichte (1,1 g/cm³) * (1 - Faservolumenanteil))
Für GfK mit einem Faservolumenanteil von 40% ergibt sich entsprechend dem obigen Bei-spiel ein Fasergewichtsanteil von 0,4* 2,55 / (2,55 * 0,4 + 0,6 * 1,1) = 0,61Das Gewicht des trockenen Gewebes ist also 57% des späteren Gesamtgewichts und das Gesamtgewicht demnach das 1 / 0,61 = 1,64-fache des Gewichts des trockenen Gewebes.
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swiss-composite Material Vergleichstabellen
Wärmeleitfähigkeit verschiedener Werkstoffe:Werkstoff W/m • KelvinAluminium / 230Duraluminium 170Zink 112Eisen 172Stahl 50,2V2A-Stahl 14Epoxydharz gefüllt mit Alu oder Graphit 1,6 - 2,6Epoxydharz gehärtet 0.52Polyester/Glas-Laminat gehärtet 0,31AFK (Aramid (Kevlar) Laminat) 0.13GFK (Glaslaminat gehärtet) 0,8CFK (Carbonlaminat gehärtet) 15 - 40 (Faserrichtung)E-Glas, R-Glas, S-Glas 1Aramidfasern (Kevlar HM) 0,04 - 0,05Carbonfasern (Kohlenstofffasern) 17Eichenholz 0,186Tannenholz 0,128Glasgewebe 0,9
Vergleichswerte verschiedener Werkstoffe
Typische Kennwerte Einheit Kiefernholz Dural-Alu Titan Stahl GFK1) CFK1)
Typical characteristics Unit Pine wold Duralumin Titanium Steel GRP1) CFP1)
Dichte g/cm3/20°C 0.5 2.8 4.5 7.8 2.1 1.5Density g/cm3 at 20°C
Zugfestigkeit MPa 100 350 800 1100 720 900Tensile strength
E-Modul GPa 12000 75000 110000 210000 30000 88000Modulus of elasticity
Reisslänge km 20 13 18 14 34 60breaking length
Spez. E-Modul km 2400 2700 2400 2700 1400 5900Spec. modulus of elasticity
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swiss-composite Faserdaten
Physikalische Eigenschaften der wichtigsten Fasern / Physical properties of the most important Fibres
Einheit E-Glas Aramid Carbon Dyneema HM HT SK 65
Dichte g/cm3 2,6 1,45 1,78 0.975Density
Zugfestigkeit MPa 3400 2800 3400 3000Tensile strength
Elastizitätsmodul II GPa 73 100 235 95Modulus of elasticity II
Elastizitätsmodul ⊥ GPa 73 5,4 15Modulus of elasticity ⊥
Druckfestigkeit GPa 1000Compressive modulus
Bruchdehnung % 3,5 - 4 2,8 1,4 3.6Elongation at break
Querkontraktionszahl 0.18Poisson ratio
Wärmeausdehnungskoeffi zient II 10-6K-1 5 -3,5 -0,1 -12Coeffi cient of thermal expansion II
Wärmeausdehnungskoeffi zient ⊥ 10-6K-1 5 17 10Coeffi cient of thermal expansion ⊥
Wärmeleitfähigkeit W/m·K 1 0,04 17 20Thermal conductivity
spez. elektrischer Widerstand Ω·cm 1015 1015 10-3 - 10-4 3.6Resistivity
Dielektrizitätskonstante 106 Hz 5,8-6,7 2.25Dielectric constant
Zersetzungstemperatur °C >400 550 144-152Degradation temperature
Feuchtigkeitsaufnahme % 0,1 3,5 0,1 keine20°C/65% rel. LuftfeuchtigkeitMoisture absorption 20°C/65% relative air humidity
II Faserlängsrichtung / along the fi bres⊥ Faserquerrichtung / transverse to the fi bres
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swiss-composite Faser, resp. Garn- und Rovingbezeichnungen
Die Bezeichnung für Garne und Rovings erfolgt in der Regel in tex und bezieht sich auf das Gewicht. Die Tex-Nummerierung informiert darüber, wieviel Gramm 1000m eines einfachen Fadens wiegen. Oder anders augedrückt: 1 tex ist diejenige Feinheit, bei der eine Faser oder ein Garn von 1 km Länge 1 g wiegt. 1 tex = 1 g/km.
1 Millitex mtex = 0.001 g/1000 m = 0.001 tex1 Zentitex ctex = 0.01 g/1000 m = 0.01 tex 1 Dezitex dtex = 0.1 g/1000 m = 0.1 tex1 Tex tex = 1 g/1000 m = 1 tex1 Decatex datex = 10 g/1000 m = 10 tex1 Hektotex htex = 100 g/1000 m = 100 tex1 Kilotex ktex = 1000 g/1000 m = 1000 tex
Eine weitere Bezeichnung, vorallem bei Carbon, ist K und bezieht sich auf die Anzahl Fila-mente pro Roving.
1 K (K=Kilo=Tausend) = 1000 Filamente pro Roving 6 K = 6000 Filamente pro Roving 12 K = 12000 Filamente pro Roving 24 K = 24000 Filamente pro Roving
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swiss-composite
Tg ( Glasübergangstemperatur)Mit diesem Begriff wird diejenige Temperatur beschrieben, bei der amorphe oder teilkristaline Polymere vom fl üssigen in den festen Zustand übergehen. Dabei tritt eine schlagartige Aenderung der physikalischen Kenngrössen, wie z.B. Härte und Elastizität ein: Unterhalb der spezifi schen Tg ist ein Polymer glasartig und hart, beim Ueberschreiten der Tg geht es in einen weichen, amor-phen Zustand über.
Die Uebergänge erfolgen meist in einem mehr oder weniger breiten Temperaturbereich, so dass man häifi g auch vom Glasumwandlungsintervall bzw. vom Erweichungsbereich spricht. Auch die Bezeichnung Einfriertemperatur ist gebräuchlich.
Die Glasübergangstemperatur kann nach verschiedenen Messverfahren bestimmt werden, so dass für Vergleichszwecke bei einer Angabe auch die entsprechende Bestimmungsmethode bzw. die zugrundeliegende Prüfnorm genannt werden sollte.
Quelle: http://www.chemie.fu-berlin.de/fb/fachdid/kunststoffe/glas.htm http://www.kunstharzputze.de/abc/kap3/g04.htm
ViskositätDie Fliessfähigkeit (Viskosität) von Stoffen wie Harze und Härter ist in der Einheit mPa·s (Milipascal x Sekunden) angegeben. Diese lässt sich am besten einschätzen, wenn man die Werte bekannter Flüssigkeiten betrachtet.
Viskositätsbereiche (in mPa·s)
200’000 200’000 Mayonaise, weiche Schmierfette Kl.0 160’000 Getriebefl iessfette Kl. 0 150’000 Senf 140’000 Zahnpasta 100’000 100’000 Joghurt 90’000 Handcreme 50’000 Marmelade 30’000 Tomatenketchup 10’000 10’000 Honig 5’000 Getriebeöle 2’000 Fruchtsäfte 900 Epoxydharz L 20 700 Epoxydharz L, Epoxydharz L 285 (LF) 400 Epoxydharz HT 2 320 Härter L 200 Härter HT 2 100 100 Härter 285, 286, 287 (LF1, 2, 3) 80 Salatöle 20 Milch 1 1 Wasser dü
nnfl ü
ssig
dick
fl üss
ig, p
astö
s
Allgemeine Daten und Tabellen
Der Flammpunkt:Der Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der eine Flüssigkeit unter bestimmten Versuchs-bedingungen Dämpfe in solcher Menge entwickelt, dass diese im Gemisch mit Luft durch eine Zündquelle zur Entzündung gebracht werden können.
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swiss-composite Basalt-Roving / Basalt roving
Basaltrovinggewebe 500 g/m2
Silan, Leinwand 1/1, Breite 120 cm
Basalt-Roving 1600-tex und 2400-tex
Anwendungsgebiet:Dickes, preisgünstiges Gewebe für die Herstellung von Formen, Booten und Be-hältern. Schneller Aufbau dicker, steifer Laminate. Basalt ist ein schwarzes, basi-sches Lavagestein. Die Technologie, aus diesem Gestein ein endloses Filament zu produzieren wurde schon vor über 30 Jahren in der Sowjetunion entwickelt. Ein für kommerzielle Zwecke nutzbares Produkt ist abererst jetzt verfügbar.
EigenschaftenBei nur 5% höherer Dichte als der gebräuch-lichen E-Glasfaser bietet die Basalt-Faser im Vergleich dazu eine um 15 % höhere Zugfestigkeit, höhere Druckfestigkeit und Steifi gkeit (E-Modul). Die thermische Belastbarkeit ist hoch, die Faser selbst schmilzt erst bei 1450 °C. Die chemische Beständigkeit, ins-besondere gegen starke Säuren und Laugen sowie Lösemittel ist sehr gut. Auch gegen UV-Strahlung, biologische Einwirkungen und Korrosion ist das Ma-terial sozusagen von Natur aus geschützt. Basalt-Fasern sind zu 100% natürlich und inert, d.h. als ungiftig und nicht carcinogen eingestuft. Geeignet für Epoxydharze, Vinyl-ester-harze und Polyesterharze.
Basalt roving fabric 500 g/m2Silan, Plain weave 1/1, width 120 cm
Basalt-roving 1600-tex and 2400-tex
Application:Thick, lowpriced farbric for manufacturing moulds, boats, and receptacles. Fast layup of thick, stiff laminates. As a basic material, basalt is a black, alkaline extru-sive rock. The technology which enables a continuous fi lament to be produced fromthis rock was developed over 30 years ago in the then Soviet Union. A product which could be used for commercial purposes has only now, however, become available.
PropertiesWith only 5 % higher density than the con-ventional E glass fi bre, basalt fi bre offers in comparison with it a 15 % higher tensile strength, higher compressive strength and rigidity (modulus of elasticity). The thermal stability is extrem-ely high, the fi bres themselves only begin to melt at 1450 °C. The chemical endurance, espe-cially against strong acids, lyes and sol-vents, is very good. The material is also protected, so to speak by nature, against UV radiation, organic effects and corrosion. Basalt fi bres are 100 % natural and inert, i.e. they are classifi ed as non-poisonous and non-carcinogenic. Suitable for epoxy, vinyl ester and poly-ester resins.
Neu!
Technische Daten Basalt-Faser E-GlasDichte g/cm3 2,75 2,60Zugfestigkeit MPa 4840 3450Druckfestigkeit MPa 3792 3033E-Modul MPa 89000 77000Bruchdehnung % 3,15 4.70
Technical data Basalt fi bre E-GlassDensity g/cm3 2,75 2,60Tensile strength MPa 4840 3450Compressive strength MPa 3792 3033Mudulus of elasticity MPa 89000 77000Elongation at break % 3,15 4.70
Online abrufbar:http://www.brr.ch/web4archiv/objects/objekte/metals/prospekte/2/brmetals_2014-151.pdf
Skript zur ETH-Vorlesung 151-0307-00L
Composites Technologien
Prof. Dr. Paolo Ermanni Version 4.0
Zürich August 2007
COMPOSITES TECHNOLOGIEN
3-5 Version 4.0 (August 2007)
thermoplastischer Matrix und ermöglichen die wirtschaftliche Herstellung von geometrisch komplexen semistrukturellen Bauteilen.
• Drapierprozesse: Sie umfassen etablierte Verfahren zur Herstellung kontinuierlich verstärkter FV- Strukturen, wie die Nasslaminier-, Autoklav- und Presstechnik.
• Injektionsprozesse: Charakteristisch für sämtliche Injektionsverfahren ist die nachträgliche Imprägnierung eines trockenen Faservorformlings mit einer flüssigen Matrix. Dies geschieht sowohl in geschlossenen (RTM-Verfahren) als auch in offenen Formen. Beim Vacuum assisted Resin Infusion (VARI) Prozess ist die offene Form von einer flexiblen Membran bedeckt und das Harz wird unter Vakuum eingebracht.
Etablierte Verfahren für die Herstellung von FV-Bauteilen mit kontinuirlicher Faserverstärkung sind in den Tabelle 1 und Tabelle 2 wiedergegeben.
Tabelle 1 Typische Anwendungsbereiche für Verarbeitungsverfahren mit duroplastischer Matrix
Verfahren Einschränkung der Bauteilgrösse durch Anwendungen
Handlaminieren Verarbeitungszeit des Harzes Sportboote, Windblätter, Modellbau
Autoklaventechnik Grösse des Autoklaven Flugzeug-Beplankungen
Wickelverfahren Anlage, Steifigkeit und Gewicht des Wickeldornes Druckkessel, Eisenbahn-Waggon
RTM-Verfahren Formenträger, Zughaltekraft des Werkzeuges Fahrzeugbau, Sportindustrie
Tabelle 2 Qualitative Beurteilung gängiger Verarbeitungsverfahren mit duroplastischer Matrix in Bezug auf Bauteil-/Strukturmerkmale
Handlaminieren Prepregtechnik Wickeltechnik RTM-Technik
Geometrie komplex komplex rotationsähnlich komplex
Löcher / Inserts möglich möglich schwierig möglich
Versteifungen möglich möglich schwierig möglich
Hinterschneidungen möglich möglich nicht möglich schwierig
Oberfläche mässig - gut1 gut1 mässig1 gut 2
Faserarchitektur beliebig beliebig begrenzt beliebig
Typisches Faservolumengehalt 40 % 65 % 50 % 50 %
Mechanische Eigenschaften mittel hoch mittel mittel
Qualität mässig sehr gut mittel gut
Reproduzierbarkeit mässig sehr gut gut gut
1 Nur einseitig 2 Beidseitig
COMPOSITES TECHNOLOGIEN
6-5 Version 4.0 (August 2007)
dieser komplexen Thematik empfehlen wir die entsprechende Fachliteratur. Es ist einleuchtend, dass die Genauigkeit der Kostenaussage sehr stark mit dem Stand der jeweiligen Entwicklung korreliert. Bauweisenbetrachtungen spielen diesbezüglich insbesondere in einer früheren Entwicklungsphase eine ausschlaggebende Bedeutung und werden aus diesem Grund im Abschnitt 6.2 vorgestellt. Zielkostenmanagement ist ein zentraler Aspekt und wird im Abschnitt 6.2.1 behandelt. Im Abschnitt 6.4 werden des Weiteren die verschiedenen Kostenarten eingeführt und diskutiert. Auf die Herstellkosten bzw. auf die Möglichkeiten zur Beeinflussung der Herstellkosten wird in den Abschnitten 6.5 und 6.6 eingegangen. Abschnitt 6.7 stellt schliesslich ein Anwendungsbeispiel vor. Dabei handelt es sich um ein Verfahren für die Herstellung von integralen Flugzeugrumpfstrukturen.
6.2 Bauweisen für FV-Bauteile
Eine frühzeitige Betrachtung von Kosten- und Nutzenaspekten erfordert eine Betrachtung der Konstruktion nach technologischen Merkmalen. Der Begriff Bauweisen umfasst in diesem Zusammenhang ganz allgemein das optimierte Zusammenwirken aller erforderlichen Fachdisziplinen wie Werkstofftechnik, Auslegung und Konstruktion, Fertigung und Bewertung. Bauweisen stellen somit generische Konzepte dar /2/. Im Rahmen der Faserverbundtechnik sind folgende bauweisentechnologische Richtungen vorhanden, wobei komplexe Strukturen häufig aus einer Kombination dieser drei Bauweisen bestehen:
Differenzierte Bauweise
Integralbauweise
Sandwichbauweise
6.2.1 Differenzierte Bauweise
Bei dieser Bauweise wird eine komplizierte Grosstruktur in einzelne, meist sehr einfach zu fertigende Bauelemente zerlegt und aufgeteilt, die in anschliessenden Montageschritten durch entsprechende Fügevorgänge zur Gesamtstruktur zusammengesetzt werden. Dies kann durch Verfahren wie Kleben, Loten, Schweissen, Bolzen, Nieten usw. geschehen.
Die Fertigungskosten zur Herstellung der einzelnen Komponenten sind meistens gering; der Aufwand für die Montage der Einzelteile zur Baugruppe oder zur Struktur dagegen hoch. Die Differentialbauweise ist aus der Metalltechnik seit vielen Jahren bzw. Jahrzehnten bekannt und bewährt. Aus lagerfähigen Halbzeugen (Tafeln, Bleche, Profile, etc.) werden ausgestanzte oder gefräste Platinen und Profile in verschiedenen Umformverfahren, wie z.B. Gummipressen, oder in /1/ beschriebenen Technologien in sehr kurzen Taktzeiten zu räumlich verformten Einzelteilen mit weitgehend gleich bleibenden Wandstärken umgeformt.
DESIGN-TO-COST-ASPEKTE
© ETH Zürich, IMES-ST 6-6
Abbildung 2 Beispiel für differenzierte Bauweise: Druckdom A300 /2/
6.2.2 Integralbauweise
Die Integralbauweise ist entgegen der Differentialbauweise geprägt von dem Bestreben, möglichst viele Strukturelemente einer Baugruppe in einem einzigen Fertigungsvorgang herzustellen. Die Anzahl der Einzelelemente und damit die Anzahl der Verbindungen werden durch diese Bauweise drastisch reduziert, was sich natürlich in deutlich niedrigeren Montagekosten ausdrückt. Dafür sind die Aufwendungen für Werkzeuge sowie die Fertigungsvorgange selbst wesentlich aufwendiger und teurer. Diese Technik hat sich im Flugzeugbau, sowohl bei den metallischen als auch bei den Faserverbundwerkstoffen, für grosse Strukturkomponenten durchgesetzt.
COMPOSITES TECHNOLOGIEN
6-7 Version 4.0 (August 2007)
Abbildung 3 Beispiel für Integralbauweise: Seitenleitwerk-Haut der Airbus A310 mit integrierten Stringern
6.2.3 Sandwichbauweise
Generell versteht man unter einem Sandwichaufbau einen Verbundwerkstoff, der aus hochsteifen und -festen Deckschichten zusammengesetzt ist, die mit einem schubsteifen Kern verbunden sind.
Laminat
Klebeschicht
Wabenkern
Klebeschicht
Laminat
Abbildung 4 Sandwichbauweise /3/
DESIGN-TO-COST-ASPEKTE
© ETH Zürich, IMES-ST 6-8
Durch konstruktive Massnahmen können mehrere der folgenden Eigenschaften kombiniert werden: hohe Steifigkeit, geringes Gewicht, Warme- und Schalldämmung, Schlag- und Splitterschutz, Brand- und Feuerschutz sowie Auftrieb im Schiffsbau, wobei einige dieser Attribute auch für monolithische Strukturen gelten.
Bei der Sandwichbauweise kommt neben den Deckschichten und Kernmaterialien vor allem dem Verbindungsbereich eine besondere Bedeutung zu. Ein Kleber - häufig als Klebefilm eingesetzt - muss in der Lage sein, zwischen Kern und Deckschicht eine hervorragende Anbindung sicherzustellen. Bei Schaumkernen steht dazu eine genügend grosse Klebefläche zur Verfügung. Dagegen ist bei Wabenmaterialien die Ausbildung einer Hohlkehlnaht von grosser Bedeutung, um eine möglichst grosse Anbindungsflache zu garantieren.
Abbildung 5 Beispiel für Sandwichbauweise: Transrapid TR08 /4/
6.3 Target Costing: Konzepte und Methoden
Gemäss VDI-Richtlininen /5/ sollte jede Forderung in der Anforderungsliste möglichst nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ zahlenmässig vorgegeben werden. Wo keine klare Forderung existiert, ergibt sich im Allgemeinen auch keine befriedigende Lösung. Bei technischen Forderungen, wie übertragbares Drehmoment, erreichbare Lebensdauer, zulässiges Geräusch, sind quantitative Angaben eine Selbstverständlichkeit – bei Kostenforderungen müssen sie es erst noch werden (Abbildung 6).
Structural SandwichComposites
AluminiumExtrusions
Structural SandwichComposites
AluminiumExtrusions
Assembling-Technologies- Riveting- Laser-welding
ttaar Berner Fachhochschule, Technik und lnformatik, Abteilung Automobiltechnik
¡4rx= ry= to =il
w- = w.. =t/l: wo = \r, h3^t612
, -bh3 r'*- r, 'Y
w.=+ wv
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12
hb26
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I =aÉ-10
W =att-24
1
ôI
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j¡ = 0,289 h i ,-
-- 0,289 b
.s4 = 0,5413 s4lf)
Ì1/ = 0,5413 s3
i -- 0,4-56 s
6h2+6blt1+b! .W= 'h"t2(3b + 2b)
13h +2b1 ,
3 2b+b1
. nd4 d4
64 20
yy =trrt!=rI332 10
i=L4
/x = 0,1098 (R4 - ,a7 - o,zæ nzrz ! J
t..=nR4- 14 : w.,=n(a4 - ra)t B ! 8R
i = 0,289 h
¡ = 1i1 .,+ = 0,5413 s416
w=is3=0,625s38
j = 0,456 s
.5
3
¡=! 1na-aa¡64
n D4-d4W =-'32D
, = u,r, ^[
rrr* ,1,
i = 0,236 h
D3-(tnloz - az¡
1..w*r =a
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wrz=\e2
2el --
H Schwãuenbach, V2014 Module BTA2160 4.59
aBerner Fachhochschule, Technik und lnformatik, Abteilung Automobiltechnik
,-BH3+hh31a
g=BH3+bh36H
bbBb
Þ2
L,
Tì
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, =Iro"1- rn3 + ae])
¿z=H-cl
h
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bl¡ =!6"1, - tn3 + ap3r- ttþl)
1 oHz + l:t12 + bi(211. d)2 aH+bd+bi1
= H-e1
cl
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H Schmzenbach, V20'14 Module BTA2160 4.60
SAE-Chassis aus Alublechen (April 2015) 12
5 FEM
Das 3D-Model des Rahmens wurde mit Siemens NX erstellt. Das FE-Model wurde mit NASTRAN erstellt
und gerechnet.
5.1 FEM – Alu-Profile
Die verwendeten Alu-Profile wurden mit einem 3D-Gitter modelliert. Eine weitere Möglichkeit wäre ein 1D-Git-ter gewesen, bei welchem jedoch keine Aussagen über die innere Bela-stung der Profile möglich gewesen wären.
Alu-Profile
Gittertyp CTETRA4
Elementgrösse variabel < 10 mm
Material Aluminium 5086
Stärke (Profil) 2 mm
5.2 FEM – Sandwichplatten
Im Vergleich zu FE-Modellen mit homogenen metalli-
schen Rohren gibt es bei der Modellierung von Sandwi-
chelementen einige spezielle Eigenschaften die zu be-
achten sind:
Sandwichplatten bestehen aus mehreren Kom-
ponenten:
o Deckschichten
Metallische oder homogene Kunst-
stoffdeckschichten können gut model-
liert werden.
o Verbindungsschicht
Eine Leimschicht zwischen den Deckschichten und dem Kern ist sehr schwierig zu
modellieren, da sich Leim anisotrop (richtungsabhängig) verhält.
o Kern
Solange der Kern aus einem homogenen Stoff besteht, kann er noch relativ gut mo-
delliert werden. Schwieriger wird es bei Stoffen die sich nicht mehr linear verformen,
z.B. schnell kollabieren. Schwierig sind auch anisotrope Werkstoffe wie Holz (wurde
früher oft im Busbau verwendet). Sehr aufwendig ist auch die Modellierung von Ho-
neycomb-Strukturen. Der Rechenaufwand übersteigt dabei schnell die Leistungsfä-
higkeit einer Workstation.
Verformte Sandwichstrukturen verhalten sich anders
Werden Sandwichplatten geknickt, in Formen gepresst oder Randzonen zwecks Verbindun-
gen gepresst, verhalten sich die Platten in diesen Zonen entsprechen anders.
Abbildung 18: Aluminium Wabenverbundplatten mit unterschiedlichen WabenstrukturenEs ist eine ungültige Quelle angegeben.
SAE-Chassis aus Alublechen (April 2015) 13
Modellierungs-Methoden Je nach Grösse des zu modellierenden Bauteils und Leistungsfähigkeit der Workstation muss eine ge-
eignete Methode für das FE-Modell gewählt werden. Eine detaillierte Modellierung, bei der sowohl
Deckschicht, sowie Kern und Verbindungsschicht berücksichtigt werden macht in den wenigsten Fällen
Sinn bzw. ist so oder so nur für sehr kleine Modelle berechenbar. Folgende Vereinfachungen sind denk-
bar:
Deckschichten als 2D-Elemente modellieren
fixe Verbindung der Deckschichten mit dem Kern (Vernachlässigung des Leims)
Homogenes Ersatzmaterial für den Kern wählen (Vernachlässigung der Makrostruktur)
Sandwichstruktur durch einzigen homogenen Werkstoff ersetzen (2D oder 3D)
Um ein genaues FE-Modell zu erstellen, sind Werkstofftests unerlässlich. Nur so können die Parameter
des FE-Modells so angepasst werden, damit sie mit dem Original übereinstimmen. Es muss jedoch be-
achtet werden, dass die Ergebnisse jeweils nur für die getesteten Lastfälle stimmen.
FEM ALUCORE® Der Vertreiber (3A Composites GmbH) der Wabenverbundplatten gibt folgende Kennwerte an:
Standarddicke 25 mm
Deckblechdicke (vorne/hinten) 1 mm
Gewicht 7,3 kg/m2
Widerstandsmoment 23,1 x10-6 m3/1m
3-Punkt-Biegeversuch Es wird eine 1 x 1 m grosse Platte mittig belastet und die Biegespannung ermittelt. Dabei soll der Wert
der Herstellerangabe erreicht werden:
𝜎 =𝑀
4 ∙ 𝑊=
𝐹 ∙ 𝑙
4 ∙ 𝑊=
1000 𝑁 ∙ 1 𝑚
4 ∙ 23,1 ∙ 10−6 𝑚3= 10,822 𝑁/𝑚𝑚2
Modell/Ersatzwerkstoff Es wurde in CAD nun eine 25x1000x1000 Platte aus einem Stück modelliert, welche die geforderten
Eigenschaften aufweisen soll. Durch Iteration wurde folgendes Modell erstellt:
Deckblech Kern
Gittertyp CTRIA3 CTETRA4
Elementgrösse variabel < 30 mm variabel < 30 mm
Material Aluminium 5086 Neues homogenes Material
E-Modul 40 N/mm
Stärke 1 mm 23 mm
SAE-Chassis aus Alublechen (April 2015) 14
Durch den 3-Punkt-Biegeversuch konnte die Übereinstimmung der Kenndaten bewiesen werden. Es
muss jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass sie dieses Modell nur auf den 3-Punkt-
Biegeversuch stützt. Für weitere Lastfälle fehlen die Testdaten.
Realitätsbezug Ein FE-Model einer Wabenverbundplatte ist aufgrund der komplexen Makrostruktur sehr schwierig.
Ohne Vergleichsmessung kann das Modell nicht bedingungslos auf jede Form der ALUCORE®-Platte
angewendet werden. Durch das Pressen der Randzonen verändert sich nicht nur der Faserabstand,
sondern auch die Kernstruktur (Zerstörung) erheblich. Dies ist im FE-Model nicht berücksichtigt.
5.3 FEM – Rohre
Die Stahlrohre wurden mit einem groben 2D-Gitter modelliert. Das Gitter ist aus Gründen der Berech-
nungs-Performance sehr gross gewählt. Da die Ergebnisse jedoch weit von der kritischen Spannungs-
grenze entfernt sind wurde darauf verzichtet, eine detaillierte Analyse der Rohre durchzuführen.
Rohre
Gittertyp CQUAD4
Elementgrösse 23 mm (im Model variabel)
Material Stahl
Stärke (Profil) 2 mm
Abbildung 19: Die Spannungen im Deckblech entsprechen den Herstellerangaben
SAE-CFK-CHASSIS
PFLICHTENHEFT
DAVID SCHULER
BACHELOR-THESIS AN DER BERNER FACHHOCHSCHULE TI, BIEL
AUTOMOBILTECHNIK
04 APRIL 2015
1 Personen
Student David Schuler
Blattenstrasse 10
8605 Gutenswil
Betreuer/Dozent Sebastian Tobler
Berner Fachhochschule TI
Quellgasse 21
2502 Biel
Betreuer/Dozent Heinrich Schwarzenbach
Berner Fachhochschule TI
Quellgasse 21
2502 Biel
Auftraggeber Bern Formula Student
Seevorstadt 103
Rockhall 2
2502 Biel
2 Aufgabenstellung und Ziel
Die Bachelor Thesis umfasst die Entwicklung eines SAE-Monocoque-Chassis in Verbundwerkstoff-
Bauweise. Als Basis dient der aktuelle S355-Gitterrohrrahmen der Bern Formula Student (BFS). Diese
Arbeit soll als Anleitung für zukünftige Studenten und Teammitglieder der BFS dienen. Die Arbeit soll
folgende Punkte umfassen
Vorgehensweise bei der Entwicklung eines neuen Chassis
Basiswissen über Verbundwerkstoffe
Erstellung der Geometrie im CAD
Beschreibung des Herstellungsverfahrens
3 Vorgaben
3.1 Technisch
Das Chassis soll konform sein mit dem aktuellen SAE-Reglement
Das Chassis soll dem aktuellen Stand der Technik entsprechen und mit der BFS zur Verfügung
stehenden Produktionsmitteln herstellbar sein. Einbezug lokaler Industriepartner ist möglich.
3.2 Finanziell
Das Chassis soll dem Kostenrahmen des aktuellen BFS-Chassis entsprechen. Bei einer
Eigenfinanzierung von 25 % sollen die Herstellungskosten CHF 40‘000 nicht überschreiten.
Die Kosten werden mittels repräsentativen Offerten bestimmt.
Die Kosten für Materialproben und allfällige Versuche im Rahmen der Bachelorarbeit wird
mit absteigender Priorität von folgenden Stellen getragen:
o BFH TI
o Beteiligte Industriepartner (in eigenem Interesse oder in Form eines Sponsorings der
BFS)
o BFS
o David Schuler
3.3 Formell
Selbstständig verfasste, gebundene Bachelor Thesis mit Titelseite, Zusammenfassung,
Inhaltsverzeichnis, Hauptteil, Quellenverzeichnis und Selbstständigkeitserklärung.
4 Zeitlicher Rahmen
Nr. Datum Event
Vorbereitung, Kontakte, Pflichtenheft, Literatur
1 04.05.2015 Beginn Bachelorarbeit/ Abgabe Pflichtenheft
Recherche Basiswissen und Verfahren Verbundwerkstoffe
Recherche Konstruktionsmethodik CAD
08.05.2015 Munich Motorsport Rollout
13.05.2015 TU München Rollout
19.05.2015 AMZ Rollout
20.05.2015 TU Augsburg Rollout
2 21.05.2015 Ende Recherche Basiswissen Verbundwerkstoffe
Erstellung des Planungskonzept und CAD-Modell
3 08.06.2015 Ende CAD-Modell Chassis/Planung
Planung Herstellungsverfahren
12.06.2015 CC Seminar Augsburg
13.06.2015 CC Seminar Augsburg
19.06.2015 CC Seminar Augsburg
20.06.2015 CC Seminar Augsburg
4 20.06.2015 Ende Ablauf Herstellungsverfahren
Redaktionelle Arbeit
5 23.06.2015 Inhaltlich komplett
Layout
6 26.06.2015 Abgabe Bachelorarbeit
5 Kontakte
AMZ
Akademischer Motorsportverein Zürich
Ricardo Rosati (Chassis)
Postfach 2
Rämistrasse 101
8092 Zürich
+41 79 292 92 80
KATZ
Kunststoff-Ausbildungs- und Technologie-Zentrum
Fabian Meier
Schachenallee 29
5000 Aarau
+41 62 836 95 36
FHNW IKT
Fachhochschule Nordwestschweiz
Institut für Kunststofftechnik
Prof. Clemens Dransfeld
Klosterzergelstrasse 2
5210 Windisch
+41 56 202 73 83
Carbon Composites e.V. Katharina Lechler
Alter Postweg 101
86159 Augsburg
+49 821 598 32 86
CC Schweiz
Carbon Composites Schweiz
Stève Mérillat
c/o Fachhochschule Nordwestschweiz
Klosterzelgstrasse 2
5210 Windisch
+41 32 520 22 00
Swiss composite Suter Kunststoffe AG
Aefligenstrasse 3
CH-3312 Fraubrunnen
Tel +41 31 763 60 60
OCP Kunststofftechnik GmbH Stephan Khurt
Industriering 39
CH-3250 Lyss
Tel +41 32 385 39 39
BFH: Kompetenzbereich Integrierte Planung und Produktion
Prof. Eduard Bachmann
Solothurnstrasse 102
Postfach 6069
2500 Biel
+41 32 344 03 88
6 Literatur
Faserverbundwerkstoffe: Prepregs und ihre Verarbeitung
Hanser 2015
Hauke Lengsfeld
NEBIS T58522
Handbuch Verbundwerkstoffe : Werkstoffe, Verarbeitung, Anwendung
Hanser 2014
Manfred Neitzel
NEBIS T55739
Composite materials and processing Boca Raton : CRC Press 2014
M. Balasubramanian
NEBIS T51888
R&G Faserverbund-Handbuch R & G
Suter-kunststoffe ag (swiss composite)
555.0000
Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden Springer Verlag 2007
Helmut Schürmann
NEBIS 678 SCHUE
FSAE CFK MONOCOQUE CHASSIS
ZWISCHENBERICHT
DAVID SCHULER
BACHELOR-THESIS AN DER BERNER FACHHOCHSCHULE TI, BIEL
AUTOMOBILTECHNIK
31 MAI 2015
2
1 Zusammenfassung
In den vergangenen 4 Wochen konnten die Grundlagen für die Arbeit mit Verbundwerkstoffen
zweckmässig studiert werden. Einerseits wurde der bestehende Markt analysiert, indem diverse be-
stehende FSAE-Rahmen in Verbundwerkstoffbauweise angeschaut und die entsprechenden Ferti-
gungsverfahren studiert wurden. Mittels Literaturstudium konnten die dafür relevanten Prozesse er-
arbeitet werden. Die unterschiedlichen Fertigungsprozesse sind nun bekannt und die jeweiligen Vor-
und Nachteile können miteinander verglichen werden. Eine übersichtliche Darstellung soll dem zu-
künftigen Leser dieser Arbeit die Auswahl eines geeigneten Prozesses erleichtern. Zusätzlich wurden
die aktuell verfügbaren Materialien und Preise, sowie aktuelle Markttrends mit einem Vertriebsun-
ternehmen ermittelt. Als letzter Punkt konnten die erforderlichen softwaremässigen Fähigkeiten im
Siemens NX angeeignet werden, indem diverse Übungen abgearbeitet wurden.
Es sind nun 4 von 8 Wochen verstrichen und der Zeitplan konnte eingehalten werden. Die Grobstruk-
tur der Thesis wurde erstellt und bereits bekannte Inhalte niedergeschrieben. Aktuell laufen zwei
Prozesse: Einerseits werden die unterschiedlichen Möglichkeiten für den Fertigungsprozess geglie-
dert, um sie in der Arbeit übersichtlich darstellen zu können. Andererseits wird eine erste Version ei-
nes FE-Models erstellt. Mit diesem sollen die globalen und punktuellen Spannungen ermittelt wer-
den. Die erste Version wird bis Mitte Woche 23 fertiggestellt. Mit den erhaltenen Werten sollen mög-
liche Materialien am nächsten Freitag zusammen mit einem Industriepartner (OCP) ermittelt werden.
Im Idealfall sollen in der Woche 24, Testmuster hergestellt oder besorgt werden. Die damit gewonne-
nen Erkenntnisse fliessen dann in die zweite Version der Rahmengeometrie ein. Alle Recherchier,
Evaluier- und Praxisarbeiten sollen bis Ende Woche 25 abgeschlossen sein. Somit kann in der Woche
26 die schriftliche Arbeit pünktlich fertiggestellt werden.
Gliederung 1 Zusammenfassung ........................................................................................................................... 2
2 Zeitlicher Rahmen............................................................................................................................ 3
3 Recherchearbeiten/Basiswissen ...................................................................................................... 4
3.1 Faserverbundwerkstoffe ......................................................................................................... 4
3.2 Fertigungsprozesse .................................................................................................................. 4
3.3 CAD-Arbeiten ........................................................................................................................... 4
4 Chassis-Modell ................................................................................................................................. 5
4.1 Ausgangslage ........................................................................................................................... 5
4.2 Version 1 .................................................................................................................................. 5
5 Weiteres Vorgehen.......................................................................................................................... 6
3
2 Zeitlicher Rahmen
Der ursprüngliche Zeitplan des Pflichtenheftes konnte eingehalten werden. Einige Punkte konnten
ausserdem optimiert werden. Die Änderungen (rot) sind unten aufgeführt:
Nr. Datum Event
Vorbereitung, Kontakte, Pflichtenheft, Literatur
28.04.2015 KATZ (Kunststoff Ausbildungs- und Technologiezentrum), Aarau
Besprechung mit Fabian Meier
1 04.05.2015 Beginn Bachelorarbeit/ Abgabe Pflichtenheft
Recherche Basiswissen und Verfahren Verbundwerkstoffe
Recherche Konstruktionsmethodik CAD
06.05.2015 Suter Kunststofftechnik, Fraubrunnen
Besprechung mit Marco Suter
09.05.2015 AMZ ETH, Zürich
Besprechung mit Ricardo Rosati
08.05.2015 Munich Motorsport Rollout FSAE Michigan 14. – 17.05.2015
13.05.2015 TU München Rollout
19.05.2015 AMZ Rollout
20.05.2015 TU Augsburg Rollout
2 21.05.2015 Ende Recherche Basiswissen Verbundwerkstoffe
Erstellung des Planungskonzept und CAD-Modell
04.06.2015 Abklärung Werkstück-Prüfmöglichkeiten mit Jürg Dänzer
05.06.2015 OCP Kunststoff, Lyss
Besprechung mit Stephan Kurt
3 08.06.2015 Ende CAD-Modell Chassis/Planung
Planung Herstellungsverfahren/ Rahmen Geometrie optimieren
Evtl. Testmustererstellung (definitiver Entscheid am 05.06.2015)
12.06.2015 CC Seminar Augsburg abgesagt
13.06.2015 CC Seminar Augsburg
19.06.2015 CC Seminar Augsburg
20.06.2015 CC Seminar Augsburg
4 20.06.2015 Ende Ablauf Herstellungsverfahren
Redaktionelle Arbeit
5 23.06.2015 Inhaltlich komplett
Layout
6 26.06.2015 Abgabe Bachelorarbeit
JETZT
4
3 Recherchearbeiten/Basiswissen
3.1 Faserverbundwerkstoffe
Am KATZ (Kunststoff Ausbildungs- und Technologiezentrum) in Aarau konnten in einem ersten Ge-
spräch die unterschiedlichen Fasertypen, deren Vor- und Nachteile und Einsatzbereiche ermittelt
werden.
Bei swiss-composite/suter Kunststoffe konnten aktuelle Markttrends ermittelt werden. Es konnte ei-
nen Eindruck über Preisspanne und Werkstoffverfügbarkeiten gewonnen werden.
Weitere Informationen konnten im Internet gefunden werden. Viele Informationen und Praxisbei-
spiele findet man bei swiss-composite und beim CarbonComposite-Verband. Ausserdem konnten ei-
nige hilfreiche fremde Bachelor Thesis gefunden werden.
Nicht zuletzt konnte das Basiswissen durch Fachliteratur ergänzt werden. Die drei Hauptwerke sind:
Hauke Lengsfeld, Faserverbundwerkstoffe: Prepregs und ihre Verarbeitung
Helmut Schürmann: Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden
Balasubramanian: Composite Materials and Processing
3.2 Fertigungsprozesse
Die bis jetzt üblichen Fertigungsprozesse konnten durch die Besichtigung von diversen FSAE-Fahrzeu-
gen ausgemacht werden. Es zeigte sich, dass es extrem grosse Unterschiede in diesem Prozess gibt.
Durch Gespräche mit den Verantwortlichen Personen konnten die jeweiligen Vor- und Nachteile her-
ausgefunden werden. Diese Prozesse werden nun in einer übersichtlichen Darstellung in die Thesis
integriert, womit eine zweckmässige Auswahl ermöglicht werden soll.
3.3 CAD-Arbeiten
Eine Einführung in die Methodik zur Erstellung eines Monocoque-Modells in Siemens NX konnte
durch den Austausch mit dem Chassis-Verantwortlichen der AMZ ETH Zürich erhalten werden. Durch
einige Übungen konnten die Bedienungsabläufe gefestigt werden. Die Grundlage für die erfolgreiche
Erstellung eines Monocoque-Chassis im CAD wurde erfolgreich geschaffen.
5
4 Chassis-Modell
4.1 Ausgangslage
In einem ersten Schritt wurden mit Hilfe des SAE-Reglements die Keep-Out-Zones definiert, also die
Zonen, welche nicht mit dem Chassis zusammenfallen dürfen. Zusätzlich wurde ein 95%-Mann einge-
fügt, um die Diemensionen besseren darzustellen. In einem zweiten Schritt wurde das aktuelle BFS-
Fahrwerk eingefügt. Es wurde jedoch schnell gemerkt, dass dieses Fahrwerk zu stark am Gitterrohr-
rahmen angepasst wurde. Deshalb wurde zusammen mit dem Team Fahrwerk eine mögliche Opti-
mierung diskutiert. Es ging darum diese Punkte zu optimieren, welche durch den Gitterrohrrahmen
eingeschränkt wurden und mit einem Monocoque frei gewählt werden können.
4.2 Version 1
Mit Hilfe der Fixpunkte wurde eine erste Freifläche erzeugt. Es wurde eine möglichst simple Form ge-
wählt um einen ersten Anhaltspunkt im FE-Modell zu erhalten. Die Form wurde mit Hilfe von vertika-
len und horizontalen Profilen erzeugt.
6
5 Weiteres Vorgehen
In den nächsten Tagen wird das FE-Modell fertiggestellt, um die daraus gewonnenen Werte für Span-
nungen mit Stephan Kurt von OCP und/oder weiteren Experten zu besprechen und mögliche Werk-
stoffe zu evaluieren. Parallel dazu wird abgeklärt, ob und wie etwaige Werkstücke geprüft werden
können.
Anschliessend werden nach Möglichkeit Testmuster erstellt oder besorgt, um einen ersten Anhalts-
punkt für die Materialwahl und Dimensionierung zu erhalten.
Parallel zu diesen Prozessen werden die ermittelten Fertigungsverfahren strukturiert, um sie in der
Thesis übersichtlich darzustellen.
Sobald das erste FE-Modell analysiert und die Fertigungsverfahren strukturiert wurden, soll eine
zweite Version des Chassis erstellte werden. Dabei sollen die bisher gewonnen Erkenntnisse ein-
fliessen um eine optimierte Version zu erhalten.
Alle Recherchier, Evaluier- und Praxisarbeiten sollen bis Ende Woche 25 abgeschlossen sein. Somit
kann in der Woche 26 die schriftliche Arbeit pünktlich fertiggestellt werden. Der genaue Zeitplan ist
auf Seite 2 abgedruckt und kann eingehalten werden.
1
Faserverbundwerkstoffe®
Composite Technology
Technische Daten
Epoxydharz L + Härter S, L, CL, EPH 500, W 300, GL 1, GL 2, EPH 573 und EPH 161
Beschreibung
Dünnflüssig, lösemittel- und füllstoffrei Schnelle Tränkung von Glas-, Aramid- und Kohlenstoffasern Hohe statische und dynamische Festigkeit
R&G Epoxydharz L ist ein Bisphenol A/F-Harz. Bisphenol F verringert die Viskosität und verhindert das Auskristallisieren des Harzes bei niedrigen Lagertemperaturen (unter + 5 °C).
Das Harz ist difunktionell reaktivverdünnt und gilt als physiologisch gut verträglich.Durch die niedrige Oberflächenspannung zeigt das System eine gute Füllstoffaufnahme. Verstärkungsfasern wie Glas, Aramid und Kohlenstoff werden sehr gut benetzt.
AnwendungsgebietFaserverbundwerkstoffe (GFK, AFK, CFK) im Flugzeugbau (UL), Modellbau, Sportgerätebau, Formenbau und Motorsport.
VerarbeitungDas Harz eignet sich für alle Verarbeitungsverfahren wie z.B. Handlaminieren, Wickeln, Gießen und Pressen (auch im Vakuum).Hochfeste Verklebungen von Metall, Holz, Kunststoffen, Keramik etc. lassen sich ohne Anpreßdruck ausführen. Die Aushärtung verläuft praktisch schwundfrei.
Die Härter S, L, CL, EPH 500, W 300, GL 1, GL 2, EPH 573 und EPH 161 sind Formulierungen aus aliphatischen und cycloaliphatischen Aminen. Sie bestimmen die Eigenschaften der Formstoffe.
Einzelpackungen: 2,5 kg - 200 kg Bestell-Nr. 100 135-X, Arbeitspackungen: (siehe jeweiliger Härter)
Epoxydharz L Einheit Wert
Lieferform - flüssig
Farbe - gelblich
Dichte g/cm3/23 °C 1,14 ± 0,01
Viskosität mPa*s/25 °C 710 ± 70
Epoxydwert 100/Äquivalent 0,56
Epoxydäquivalent g/Äquivalent 179
Chlorgehalt gesamt % < 1
Chlorgehalt hydrolysierbar ppm < 500
Dampfdruck mbar/ 25 °C < 1
Brechungsindex nD 25 1,547
Flammpunkt (ISO 3679) °C >150
Lagerung (verschlossen, bei 15 °C) Monate 36
R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH • 71111 Waldenbuch • Germany • Telefon +49 (0) 7157 530 460 • +49 (0) 7157 530 470 • www.r-g.de
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hin-weise und enthalten weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten han-delt es sich um typische Werte. Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzel-fall bezogener Weise. Im Zuge der ständigen technischen Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Produkte können sich Veränderungen in den Kennwerten, Texten und Graphi-ken ergeben; ein besonderer Hinweis auf eine evtl. Veränderung erfolgt nicht. Der Kunde prüft eigenverantwortlich unsere Produkte in Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke sowie ihre entsprechende Verarbeitbarkeit, da die technischen Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zahlreich und je nach Fall sehr unterschiedlich sind. Sie entziehen sich daher unseren Kontrollmöglichkeiten und liegen ausschließlich im Verantwortungsbereich des Kunden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestim-mungen sind vom Abnehmer bzw. Anwender in eigener Verantwortung zu beachten. Die Veröffentlichung ist keine Lizenz und beabsichtigt nicht die Verletzung irgendwelcher Patente. PoxySystems® ist ein registriertes Warenzeichen von R&GA
usga
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Änd
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ten
2
Faserverbundwerkstoffe®
Composite Technology
HärterFür jeden Einsatzzweck kann ein Härter mit entsprechender Verarbeitungszeit und Eigenschaften gewählt werden:
Härter S
Beschreibung
Härter für Epoxydharz L Verarbeitungszeit 15 Minuten Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol Härtungstemperaturen ab 10 °C
AnwendungsgebietModifizierter cycloaliphatischer Polyaminhärter für kleinere Laminate, Verklebungen und Reparaturen. Gute statische und dynamische Festigkeit. Schnelle Durchhärtung auch in dünnsten Schichten.
Aufgrund der hohen Reaktivität und der daraus resultierenden Reaktionswärme dürfen in einem Arbeitsgang nur max. 5 mm dicke Laminate hergestellt werden.
Einzelpackungen: 1 kg - 25 kg Bestell-Nr. 100 140-X, Arbeitspackungen: 280 g Gebinde Bestell-Nr. 100 105-1, 1 kg Gebinde Bestell-Nr. 100 100-1
Härter L
Beschreibung
Härter für Epoxydharz L Verarbeitungszeit 40 Minuten Frei von Nonylphenol Härtungstemperaturen ab 12 °C
AnwendungsgebietModifizierter cycloaliphatischer Polyaminhärter für größere Laminate, Verklebungen und zum Formenbau. Gute statische und dynamische Festigkeit, schnelle Durchhärtung auch in dünnsten Schichten.
Härter L ist der meistverwendete Härter für Epoxydharz L. Aufgrund der hohen Reaktivität und der daraus resultierenden Reaktionswärme dürfen in einem Arbeitsgang nur max. 8 mm dicke Laminate hergestellt werden.
Einzelpackungen: 1 kg - 10 kg Bestell-Nr. 100 145-X, Arbeitspackungen: 140 g Gebinde Bestell-Nr. 100 113-1, 280 g Gebinde Bestell-Nr. 100 115-1, 1 kg Gebinde Bestell-Nr. 100 110-1
R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH • 71111 Waldenbuch • Germany • Telefon +49 (0) 7157 530 460 • +49 (0) 7157 530 470 • www.r-g.de
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hin-weise und enthalten weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten han-delt es sich um typische Werte. Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzel-fall bezogener Weise. Im Zuge der ständigen technischen Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Produkte können sich Veränderungen in den Kennwerten, Texten und Graphi-ken ergeben; ein besonderer Hinweis auf eine evtl. Veränderung erfolgt nicht. Der Kunde prüft eigenverantwortlich unsere Produkte in Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke sowie ihre entsprechende Verarbeitbarkeit, da die technischen Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zahlreich und je nach Fall sehr unterschiedlich sind. Sie entziehen sich daher unseren Kontrollmöglichkeiten und liegen ausschließlich im Verantwortungsbereich des Kunden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestim-mungen sind vom Abnehmer bzw. Anwender in eigener Verantwortung zu beachten. Die Veröffentlichung ist keine Lizenz und beabsichtigt nicht die Verletzung irgendwelcher Patente. PoxySystems® ist ein registriertes Warenzeichen von R&G
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Faserverbundwerkstoffe®
Composite Technology
Härter CL
Beschreibung
Härter für Epoxydharz L Verarbeitungszeit 60 Minuten Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol Härtungstemperaturen ab 15 °C Absolut klebefreie Oberflächen
AnwendungsgebietDieses Harzsystem besitzt hervorragende Tränk- und Benetzungseigenschaften für Kohle (Carbon)-, Glas-, Aramid- und Naturfasern.Es eignet sich speziell auch für die CFK-Beschichtung von Bauteilen.
Das Harzsystem ist kaltanhärtend und entwickelt selbst bei Härtungstemperaturen unter 20 °C keine ausgeprägte Sprödigkeit. Wir empfehlen jedoch, um die mechanischen und physikalischen Eigenschaften zu verbessern, eine Warmhärtung bei mindestens 40 °C über 15 h durchzuführen.
Einzelpackungen: 3,5 kg - 20 kg Bestell-Nr. 109 285-H-X, Arbeitspackungen: 260 g Gebinde Bestell-Nr. 109 285-AP-0, 930 g Gebinde Bestell-Nr. 109285-AP-2, 3,25 kg Gebinde Bestell-Nr. 109 285-AP-3
Härter EPH 500
Beschreibung
Härter für Epoxydharz L Verarbeitungszeit 60 Minuten Frei von Nonylphenol Härtungstemperaturen ab 10 °C Absolut klebefreie Oberflächen
AnwendungsgebietHärter mit mittlerer Topfzeit für viele Anwendungen im Modell-und Sportgerätebau. Absolut klebefreie Oberflächen. Weitgehend licht- und farbtonbeständigkeit
Einzelpackungen: 1,58 kg - 25,2 kg Bestell-Nr. 100 147-X, Arbeitspackung: 1,165 kg Gebinde Bestell-Nr. 100 106-2
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hin-weise und enthalten weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten han-delt es sich um typische Werte. Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzel-fall bezogener Weise. Im Zuge der ständigen technischen Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Produkte können sich Veränderungen in den Kennwerten, Texten und Graphi-ken ergeben; ein besonderer Hinweis auf eine evtl. Veränderung erfolgt nicht. Der Kunde prüft eigenverantwortlich unsere Produkte in Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke sowie ihre entsprechende Verarbeitbarkeit, da die technischen Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zahlreich und je nach Fall sehr unterschiedlich sind. Sie entziehen sich daher unseren Kontrollmöglichkeiten und liegen ausschließlich im Verantwortungsbereich des Kunden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestim-mungen sind vom Abnehmer bzw. Anwender in eigener Verantwortung zu beachten. Die Veröffentlichung ist keine Lizenz und beabsichtigt nicht die Verletzung irgendwelcher Patente. PoxySystems® ist ein registriertes Warenzeichen von R&GA
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Faserverbundwerkstoffe®
Composite Technology
Härter W 300
Beschreibung
Härter für Epoxydharz L Verarbeitungszeit 300 Minuten Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol Härtungstemperaturen ab 15 °C Absolut klebefreie Oberflächen
AnwendungsgebietHochtransparenter Härter mit verlängerter Topfzeit. Für Bechichtungen und dickwandige Laminate. Auch zum Vergießen geeignet.
Einzelpackungen: 1,75 kg - 26,25 kg Bestell-Nr. 100 149-X, Arbeitspackungen: 965 g Gebinde Bestell-Nr. 100 108-3, 3,375 kg Gebinde Bestell-Nr.100 108-4
Härter GL 1
Beschreibung
Härter für Epoxydharz L Verarbeitungszeit 30 Minuten Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol Härtungstemperaturen ab 10 °C
AnwendungsgebietDas bewährte R&G Epoxydharz L besitzt mit dem neuentwickelten Härter GL 1 eine Zulassung vom Germanischen Lloyd für den Bau von Booten und Rotorblättern für Windkraftanlagen.
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen. Auch zum Beschleunigen von Härter GL 2.
Das Harzsystem ist kalthärtend und entwickelt selbst bei Härtungstemperaturen unter 20 °C keine ausgeprägte Sprödigkeit. Wir empfehlen jedoch, um die mechanischen und physikalischen Eigenschaften zu verbessern, eine Warmhärtung bei mindestens 40 °C über 15 h durchzuführen.
Einzelpackungen: 0,75 kg - 20 kg Bestell-Nr. 104 095-X, Arbeitspackung: 360 g Gebinde Bestell-Nr. 1040950-AP, 930 g Gebinde Bestell-Nr. 1040951-AP, 3,25 kg Gebinde Bestell-Nr. 1040952-AP
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hin-weise und enthalten weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten han-delt es sich um typische Werte. Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzel-fall bezogener Weise. Im Zuge der ständigen technischen Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Produkte können sich Veränderungen in den Kennwerten, Texten und Graphi-ken ergeben; ein besonderer Hinweis auf eine evtl. Veränderung erfolgt nicht. Der Kunde prüft eigenverantwortlich unsere Produkte in Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke sowie ihre entsprechende Verarbeitbarkeit, da die technischen Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zahlreich und je nach Fall sehr unterschiedlich sind. Sie entziehen sich daher unseren Kontrollmöglichkeiten und liegen ausschließlich im Verantwortungsbereich des Kunden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestim-mungen sind vom Abnehmer bzw. Anwender in eigener Verantwortung zu beachten. Die Veröffentlichung ist keine Lizenz und beabsichtigt nicht die Verletzung irgendwelcher Patente. PoxySystems® ist ein registriertes Warenzeichen von R&G
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Faserverbundwerkstoffe®
Composite Technology
Härter GL 2
Beschreibung
Härter für Epoxydharz L Verarbeitungszeit 210 Minuten Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol Härtungstemperaturen ab 15 °C
AnwendungsgebietDas bewährte R&G Epoxydharz L besitzt mit dem neuentwickelten Härter GL 1 eine Zulassung vom Germanischen Lloyd für den Bau von Booten und Rotorblättern für Windkraftanlagen.
Langsamer Härter für große Bauteile, speziell im Vakuuminfusionsverfahren.
Das Harzsystem ist kalthärtend und entwickelt selbst bei Härtungstemperaturen unter 20 °C keine ausgeprägte Sprödigkeit. Wir empfehlen jedoch, um die mechanischen und physikalischen Eigenschaften zu verbessern, eine Warmhärtung bei mindestens 40 °C über 15 h durchzuführen.
Einzelpackungen: 0,75 kg - 20 kg Bestell-Nr. 104 100-X, Arbeitspackung: 360 g Gebinde Bestell-Nr. 1041000-AP, 930 g Gebinde Bestell-Nr. 1041001-AP, 3,25 kg Gebinde Bestell-Nr. 1041002-AP
Härter EPH 573
Beschreibung
Härter für Epoxydharz L Verarbeitungszeit 15 Minuten Härtungstemperaturen ab 5 °C Hohe chemische Beständigkeit
AnwendungsgebietSchneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Einzelpackungen: 460 g - 23 kg Bestell-Nr. 112120-X
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hin-weise und enthalten weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten han-delt es sich um typische Werte. Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzel-fall bezogener Weise. Im Zuge der ständigen technischen Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Produkte können sich Veränderungen in den Kennwerten, Texten und Graphi-ken ergeben; ein besonderer Hinweis auf eine evtl. Veränderung erfolgt nicht. Der Kunde prüft eigenverantwortlich unsere Produkte in Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke sowie ihre entsprechende Verarbeitbarkeit, da die technischen Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zahlreich und je nach Fall sehr unterschiedlich sind. Sie entziehen sich daher unseren Kontrollmöglichkeiten und liegen ausschließlich im Verantwortungsbereich des Kunden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestim-mungen sind vom Abnehmer bzw. Anwender in eigener Verantwortung zu beachten. Die Veröffentlichung ist keine Lizenz und beabsichtigt nicht die Verletzung irgendwelcher Patente. PoxySystems® ist ein registriertes Warenzeichen von R&GA
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Faserverbundwerkstoffe®
Composite Technology
Härter EPH 161
Beschreibung
Härter für Epoxydharz L und L 20 Verarbeitungszeit 90 Minuten LBA-zugelassen für den Flugzeugbau mit Epoxydharz L 20
AnwendungsgebietFür warmfeste Laminate bis max. 120 °C in Verbindung mit Epoxydharz L und L 20. Bauteile daraus härten bei Raumtemperatur gut an und sind ohne Schwierigkeiten entformbar und bearbeitbar. Das System ist sehr dünnflüssig und besitzt eine hervorragende Tränkfähigkeit von Glas-, Aramid- und Kohlenstoffasern. Die statische und dynamische Festigkeit ist sehr gut.
Um die Wärmeformbeständigkeit zu erhöhen und optimale Festigkeitswerte zu erzielen, werden die Bauteile bei erhöhter Temperatur nachgehärtet. Als Standardwert empfiehlt sich eine Temperung von 15 Stunden bei ca. 60 °C. Der Tg-Vorlauf beträgt ca. 20 °C. Dies bedeutet:
Härtungstemperatur (15 h) Glasübergangstemperatur (ca.)
60 °C 80 °C70 °C 90 °C80 °C 100 °C90 °C 110 °C
100 °C 120 °C
Einzelpackungen: 1 kg - 25 kg Bestell-Nr. 112 125-X, Arbeitspackungen: 250 g Gebinde Bestell-Nr. 100 130-0, 895 g Gebinde Bestell-Nr. 100 130-1
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hin-weise und enthalten weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten han-delt es sich um typische Werte. Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzel-fall bezogener Weise. Im Zuge der ständigen technischen Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Produkte können sich Veränderungen in den Kennwerten, Texten und Graphi-ken ergeben; ein besonderer Hinweis auf eine evtl. Veränderung erfolgt nicht. Der Kunde prüft eigenverantwortlich unsere Produkte in Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke sowie ihre entsprechende Verarbeitbarkeit, da die technischen Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zahlreich und je nach Fall sehr unterschiedlich sind. Sie entziehen sich daher unseren Kontrollmöglichkeiten und liegen ausschließlich im Verantwortungsbereich des Kunden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestim-mungen sind vom Abnehmer bzw. Anwender in eigener Verantwortung zu beachten. Die Veröffentlichung ist keine Lizenz und beabsichtigt nicht die Verletzung irgendwelcher Patente. PoxySystems® ist ein registriertes Warenzeichen von R&G A
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Faserverbundwerkstoffe®
Composite Technology
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Verarbeitungszeit100 g-‐Ansatz bei 20 °C
15 Min 40 min 60 min 60 min 300 min 30 min 210 min 15 min 90 min
Mischungsverhältnisin Gewichtsteilen
100 : 40 100 : 40 100 : 30 100 : 63 100 : 35 100 : 30 100 : 30 100 : 23 100 : 25
Mischungsverhältnisin Volumenteilen
100 : 45 100 : 45 100 : 36 100 : 71 100 : 42 100 : 35 100 : 35 100 : 25 100 : 29
Mischviskositätin mPa.s
887 ± 100 580 ± 100 500 ± 100 620 ± 100 300 ± 100 820 248 750 ± 100 560 ± 100
Farbe hellgelb hellgelb transparent hellgelb hochtransparent hellgelb transparent hellgelb hellgelb
Anwendungsgebiete
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Auch zum Verkleben geeignet.
Härter mit mittlerer Topfzeit für viele Anwendungen im Modell-‐ und Sportgerätebau.
Auch zum Verkleben geeignet
Transparenter Härter mit mittlerer Verarbeitungszeit.
Speziell für CFK-‐Beschichtungen entwickelt.
Härter für viele Anwendungen im Modell-‐ und Sportgerätebau.
Auch zum Verkleben geeignet.
Hochtransparenter Härter mit verlängerter Topfzeit.
Für Beschichtungen und dickwandige Laminate.
Auch zum Vergießen geeignet.
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Auch zum Beschleunigen von Härter GL 2.
Langsamer Härter für große Bauteile, speziell im Vakuuminfusionsverfahren.
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Langsamer Härter für große Bauteile und dickwandige Laminate.
Zugelassen für den Bau von Fahrzeugbauteilen
Mittlere Viskosität Geringe Viskosität Geringe Viskosität Mittlere Viskosität Sehr geringe Viskosität Mittlere Viskosität Sehr geringe Viskosität Mittlere Viskosität Geringe Viskosität
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
Weitesgehend UV-‐stabil Sehr gute UV-‐Beständigkeit
Klebefreie Härtung auch bei dünnster Schichten
Klebefreie Härtung auch bei dünnster Schichten
Klebefreie Härtung auch bei dünnster SchichtenSehr gute Schlagzähigkeit Hohe chemische
BeständigkeitHervorragende FaserbenetzungErhöhte Wärmeformbestän-‐digkeit nach Warmhärtung
Hochtransparente Komponenten
Härtungstemperaturenab 5 °C
Härtungstemparaturen ab 12°C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 10 °C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 10 °C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 5 °C
Härtungstemperaturen ab 18 °C
Zulassung Cytox Cytox Cytox GL GL TÜV
Härtung Härtung bei RT (23° C) über 16-‐24 h
Härtung bei RT (23 °C) über 24 h
24 h bei RT (23 °C) über 24 h Warmhärtung
optional
Härtung bei RT (23 °C) über 24-‐36 h
Härtung bei RT (23 °C) 48 -‐72 h
24 h bei RT(23 °C) + Temperung 15h bei min.
40 °C
24 h bei RT (23 °C) + Temperung 15h bei
min. 40 °C24 h bei RT (23 °C)
24 h bei RT (23 °C) + Temperung 15 h bei min.
60 °C
Wärmeformbeständigkeit ≈ 60 °C ≈ 60 °CMax. 85 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °C ≈ 60 °C ≈ 60 °CMax. 80 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °CMax. 85 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °CMax. 70 °C (bei zus.
Temperung 15 h/60 °C)Max. 120 °C (bei zus.
Temperung 15 h/100 °C)
Eigenschaften
Epoxydlaminierharzsysteme
Ausgabe
09/2014,
Änderungen
Technische Daten aller Epoxydharzsysteme mit Epoxydharz L im Überblick
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hin-weise und enthalten weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten han-delt es sich um typische Werte. Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzel-fall bezogener Weise. Im Zuge der ständigen technischen Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Produkte können sich Veränderungen in den Kennwerten, Texten und Graphi-ken ergeben; ein besonderer Hinweis auf eine evtl. Veränderung erfolgt nicht. Der Kunde prüft eigenverantwortlich unsere Produkte in Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke sowie ihre entsprechende Verarbeitbarkeit, da die technischen Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zahlreich und je nach Fall sehr unterschiedlich sind. Sie entziehen sich daher unseren Kontrollmöglichkeiten und liegen ausschließlich im Verantwortungsbereich des Kunden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestim-mungen sind vom Abnehmer bzw. Anwender in eigener Verantwortung zu beachten. Die Veröffentlichung ist keine Lizenz und beabsichtigt nicht die Verletzung irgendwelcher Patente. PoxySystems® ist ein registriertes Warenzeichen von R&GA
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12/2
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R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH • 71111 Waldenbuch • Germany • Telefon +49 (0) 7157 530 460 • +49 (0) 7157 530 470 • www.r-g.de
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Faserverbundwerkstoffe®
Composite Technology
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Verarbeitungszeit100 g-‐Ansatz bei 20 °C
15 Min 40 min 60 min 60 min 300 min 30 min 210 min 15 min 90 min
Mischungsverhältnisin Gewichtsteilen
100 : 40 100 : 40 100 : 30 100 : 63 100 : 35 100 : 30 100 : 30 100 : 23 100 : 25
Mischungsverhältnisin Volumenteilen
100 : 45 100 : 45 100 : 36 100 : 71 100 : 42 100 : 35 100 : 35 100 : 25 100 : 29
Mischviskositätin mPa.s
887 ± 100 580 ± 100 500 ± 100 620 ± 100 300 ± 100 820 248 750 ± 100 560 ± 100
Farbe hellgelb hellgelb transparent hellgelb hochtransparent hellgelb transparent hellgelb hellgelb
Anwendungsgebiete
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Auch zum Verkleben geeignet.
Härter mit mittlerer Topfzeit für viele Anwendungen im Modell-‐ und Sportgerätebau.
Auch zum Verkleben geeignet
Transparenter Härter mit mittlerer Verarbeitungszeit.
Speziell für CFK-‐Beschichtungen entwickelt.
Härter für viele Anwendungen im Modell-‐ und Sportgerätebau.
Auch zum Verkleben geeignet.
Hochtransparenter Härter mit verlängerter Topfzeit.
Für Beschichtungen und dickwandige Laminate.
Auch zum Vergießen geeignet.
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Auch zum Beschleunigen von Härter GL 2.
Langsamer Härter für große Bauteile, speziell im Vakuuminfusionsverfahren.
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Langsamer Härter für große Bauteile und dickwandige Laminate.
Zugelassen für den Bau von Fahrzeugbauteilen
Mittlere Viskosität Geringe Viskosität Geringe Viskosität Mittlere Viskosität Sehr geringe Viskosität Mittlere Viskosität Sehr geringe Viskosität Mittlere Viskosität Geringe Viskosität
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
Weitesgehend UV-‐stabil Sehr gute UV-‐Beständigkeit
Klebefreie Härtung auch bei dünnster Schichten
Klebefreie Härtung auch bei dünnster Schichten
Klebefreie Härtung auch bei dünnster SchichtenSehr gute Schlagzähigkeit Hohe chemische
BeständigkeitHervorragende FaserbenetzungErhöhte Wärmeformbestän-‐digkeit nach Warmhärtung
Hochtransparente Komponenten
Härtungstemperaturenab 5 °C
Härtungstemparaturen ab 12°C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 10 °C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 10 °C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 5 °C
Härtungstemperaturen ab 18 °C
Zulassung Cytox Cytox Cytox GL GL TÜV
Härtung Härtung bei RT (23° C) über 16-‐24 h
Härtung bei RT (23 °C) über 24 h
24 h bei RT (23 °C) über 24 h Warmhärtung
optional
Härtung bei RT (23 °C) über 24-‐36 h
Härtung bei RT (23 °C) 48 -‐72 h
24 h bei RT(23 °C) + Temperung 15h bei min.
40 °C
24 h bei RT (23 °C) + Temperung 15h bei
min. 40 °C24 h bei RT (23 °C)
24 h bei RT (23 °C) + Temperung 15 h bei min.
60 °C
Wärmeformbeständigkeit ≈ 60 °C ≈ 60 °CMax. 85 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °C ≈ 60 °C ≈ 60 °CMax. 80 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °CMax. 85 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °CMax. 70 °C (bei zus.
Temperung 15 h/60 °C)Max. 120 °C (bei zus.
Temperung 15 h/100 °C)
Eigenschaften
Epoxydlaminierharzsysteme
Ausgabe
09/2014,
Änderungen
Technische Daten aller Epoxydharzsysteme mit Epoxydharz L im Überblick
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Verarbeitungszeit100 g-‐Ansatz bei 20 °C
15 Min 40 min 60 min 60 min 300 min 30 min 210 min 15 min 90 min
Mischungsverhältnisin Gewichtsteilen
100 : 40 100 : 40 100 : 30 100 : 63 100 : 35 100 : 30 100 : 30 100 : 23 100 : 25
Mischungsverhältnisin Volumenteilen
100 : 45 100 : 45 100 : 36 100 : 71 100 : 42 100 : 35 100 : 35 100 : 25 100 : 29
Mischviskositätin mPa.s
887 ± 100 580 ± 100 500 ± 100 620 ± 100 300 ± 100 820 248 750 ± 100 560 ± 100
Farbe hellgelb hellgelb transparent hellgelb hochtransparent hellgelb transparent hellgelb hellgelb
Anwendungsgebiete
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Auch zum Verkleben geeignet.
Härter mit mittlerer Topfzeit für viele Anwendungen im Modell-‐ und Sportgerätebau.
Auch zum Verkleben geeignet
Transparenter Härter mit mittlerer Verarbeitungszeit.
Speziell für CFK-‐Beschichtungen entwickelt.
Härter für viele Anwendungen im Modell-‐ und Sportgerätebau.
Auch zum Verkleben geeignet.
Hochtransparenter Härter mit verlängerter Topfzeit.
Für Beschichtungen und dickwandige Laminate.
Auch zum Vergießen geeignet.
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Auch zum Beschleunigen von Härter GL 2.
Langsamer Härter für große Bauteile, speziell im Vakuuminfusionsverfahren.
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Langsamer Härter für große Bauteile und dickwandige Laminate.
Zugelassen für den Bau von Fahrzeugbauteilen
Mittlere Viskosität Geringe Viskosität Geringe Viskosität Mittlere Viskosität Sehr geringe Viskosität Mittlere Viskosität Sehr geringe Viskosität Mittlere Viskosität Geringe Viskosität
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
Weitesgehend UV-‐stabil Sehr gute UV-‐Beständigkeit
Klebefreie Härtung auch bei dünnster Schichten
Klebefreie Härtung auch bei dünnster Schichten
Klebefreie Härtung auch bei dünnster SchichtenSehr gute Schlagzähigkeit Hohe chemische
BeständigkeitHervorragende FaserbenetzungErhöhte Wärmeformbestän-‐digkeit nach Warmhärtung
Hochtransparente Komponenten
Härtungstemperaturenab 5 °C
Härtungstemparaturen ab 12°C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 10 °C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 10 °C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 5 °C
Härtungstemperaturen ab 18 °C
Zulassung Cytox Cytox Cytox GL GL TÜV
Härtung Härtung bei RT (23° C) über 16-‐24 h
Härtung bei RT (23 °C) über 24 h
24 h bei RT (23 °C) über 24 h Warmhärtung
optional
Härtung bei RT (23 °C) über 24-‐36 h
Härtung bei RT (23 °C) 48 -‐72 h
24 h bei RT(23 °C) + Temperung 15h bei min.
40 °C
24 h bei RT (23 °C) + Temperung 15h bei
min. 40 °C24 h bei RT (23 °C)
24 h bei RT (23 °C) + Temperung 15 h bei min.
60 °C
Wärmeformbeständigkeit ≈ 60 °C ≈ 60 °CMax. 85 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °C ≈ 60 °C ≈ 60 °CMax. 80 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °CMax. 85 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °CMax. 70 °C (bei zus.
Temperung 15 h/60 °C)Max. 120 °C (bei zus.
Temperung 15 h/100 °C)
Eigenschaften
Epoxydlaminierharzsysteme
Ausgabe
09/2014,
Änderungen
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hin-weise und enthalten weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten han-delt es sich um typische Werte. Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzel-fall bezogener Weise. Im Zuge der ständigen technischen Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Produkte können sich Veränderungen in den Kennwerten, Texten und Graphi-ken ergeben; ein besonderer Hinweis auf eine evtl. Veränderung erfolgt nicht. Der Kunde prüft eigenverantwortlich unsere Produkte in Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke sowie ihre entsprechende Verarbeitbarkeit, da die technischen Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zahlreich und je nach Fall sehr unterschiedlich sind. Sie entziehen sich daher unseren Kontrollmöglichkeiten und liegen ausschließlich im Verantwortungsbereich des Kunden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestim-mungen sind vom Abnehmer bzw. Anwender in eigener Verantwortung zu beachten. Die Veröffentlichung ist keine Lizenz und beabsichtigt nicht die Verletzung irgendwelcher Patente. PoxySystems® ist ein registriertes Warenzeichen von R&G A
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Faserverbundwerkstoffe®
Composite Technology
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Verarbeitungszeit100 g-‐Ansatz bei 20 °C
15 Min 40 min 60 min 60 min 300 min 30 min 210 min 15 min 90 min
Mischungsverhältnisin Gewichtsteilen
100 : 40 100 : 40 100 : 30 100 : 63 100 : 35 100 : 30 100 : 30 100 : 23 100 : 25
Mischungsverhältnisin Volumenteilen
100 : 45 100 : 45 100 : 36 100 : 71 100 : 42 100 : 35 100 : 35 100 : 25 100 : 29
Mischviskositätin mPa.s
887 ± 100 580 ± 100 500 ± 100 620 ± 100 300 ± 100 820 248 750 ± 100 560 ± 100
Farbe hellgelb hellgelb transparent hellgelb hochtransparent hellgelb transparent hellgelb hellgelb
Anwendungsgebiete
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Auch zum Verkleben geeignet.
Härter mit mittlerer Topfzeit für viele Anwendungen im Modell-‐ und Sportgerätebau.
Auch zum Verkleben geeignet
Transparenter Härter mit mittlerer Verarbeitungszeit.
Speziell für CFK-‐Beschichtungen entwickelt.
Härter für viele Anwendungen im Modell-‐ und Sportgerätebau.
Auch zum Verkleben geeignet.
Hochtransparenter Härter mit verlängerter Topfzeit.
Für Beschichtungen und dickwandige Laminate.
Auch zum Vergießen geeignet.
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Auch zum Beschleunigen von Härter GL 2.
Langsamer Härter für große Bauteile, speziell im Vakuuminfusionsverfahren.
Schneller Härter für kleinere Bauteile und Reparaturen.
Langsamer Härter für große Bauteile und dickwandige Laminate.
Zugelassen für den Bau von Fahrzeugbauteilen
Mittlere Viskosität Geringe Viskosität Geringe Viskosität Mittlere Viskosität Sehr geringe Viskosität Mittlere Viskosität Sehr geringe Viskosität Mittlere Viskosität Geringe Viskosität
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Lösemittel-‐ und füllstofffrei
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Frei von Nonylphenol und Benzylalkohol
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
Hohe statische und dynamische Festigkeit
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
nicht zytotoxisch (zellschädigend)
Weitesgehend UV-‐stabil Sehr gute UV-‐Beständigkeit
Klebefreie Härtung auch bei dünnster Schichten
Klebefreie Härtung auch bei dünnster Schichten
Klebefreie Härtung auch bei dünnster SchichtenSehr gute Schlagzähigkeit Hohe chemische
BeständigkeitHervorragende FaserbenetzungErhöhte Wärmeformbestän-‐digkeit nach Warmhärtung
Hochtransparente Komponenten
Härtungstemperaturenab 5 °C
Härtungstemparaturen ab 12°C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 10 °C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 10 °C
Härtungstemperaturen ab 15 °C
Härtungstemperaturen ab 5 °C
Härtungstemperaturen ab 18 °C
Zulassung Cytox Cytox Cytox GL GL TÜV
Härtung Härtung bei RT (23° C) über 16-‐24 h
Härtung bei RT (23 °C) über 24 h
24 h bei RT (23 °C) über 24 h Warmhärtung
optional
Härtung bei RT (23 °C) über 24-‐36 h
Härtung bei RT (23 °C) 48 -‐72 h
24 h bei RT(23 °C) + Temperung 15h bei min.
40 °C
24 h bei RT (23 °C) + Temperung 15h bei
min. 40 °C24 h bei RT (23 °C)
24 h bei RT (23 °C) + Temperung 15 h bei min.
60 °C
Wärmeformbeständigkeit ≈ 60 °C ≈ 60 °CMax. 85 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °C ≈ 60 °C ≈ 60 °CMax. 80 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °CMax. 85 °C bei zus.
Temperung 15 h / 70 °CMax. 70 °C (bei zus.
Temperung 15 h/60 °C)Max. 120 °C (bei zus.
Temperung 15 h/100 °C)
Eigenschaften
Epoxydlaminierharzsysteme
Ausgabe
09/2014,
Änderungen
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hin-weise und enthalten weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten han-delt es sich um typische Werte. Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzel-fall bezogener Weise. Im Zuge der ständigen technischen Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Produkte können sich Veränderungen in den Kennwerten, Texten und Graphi-ken ergeben; ein besonderer Hinweis auf eine evtl. Veränderung erfolgt nicht. Der Kunde prüft eigenverantwortlich unsere Produkte in Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke sowie ihre entsprechende Verarbeitbarkeit, da die technischen Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zahlreich und je nach Fall sehr unterschiedlich sind. Sie entziehen sich daher unseren Kontrollmöglichkeiten und liegen ausschließlich im Verantwortungsbereich des Kunden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestim-mungen sind vom Abnehmer bzw. Anwender in eigener Verantwortung zu beachten. Die Veröffentlichung ist keine Lizenz und beabsichtigt nicht die Verletzung irgendwelcher Patente. PoxySystems® ist ein registriertes Warenzeichen von R&GA
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Mechanische KennwerteReinharzproben
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
68 59 83 -‐ -‐ 74 74,8 -‐ 70
Druckfestigkeit in MPamax. bis
116 64 111 -‐ -‐ -‐ -‐ 125 125
Biegefestigkeit in MPamax. bis
110 88 137 -‐ -‐ 165 119 140 130
Bruchdehnung in %max. bis
-‐ 3,6 5,5 -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 9,5
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 40 40
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis
-‐ 2552 3220 -‐ -‐ -‐ -‐ 3500 3600
Mechanische Kennwertemit GFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
238 302 204 316 -‐ -‐
Druckfestigkeit in MPamax. bis
390 253 203 282 360 360
Biegefestigkeit in MPamax. bis
310 431 240 431 488 488
Bruchdehnung in %max. bis
376 91 375 97 225 205
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
14725 15900 12263 15500 25000 23500
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 38 36
Mechanische Kennwertemit CFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
384 698 343 752
Druckfestigkeit in MPamax. bis
384 421 395 444
Biegefestigkeit in MPamax. bis
607 720 471 723 520 730
Bruchdehnung in %max. bis
49 87
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
35413 50400 32400 51200 41000 46000
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 45 54
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren A
Aufbau Probeköper GFK (3 mm Dicke): 12 Lagen Glasgewebe 296 g/m² Atlas, ITG Style 92626, Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (3,5 mm Dicke): 12 Lagen Kohlegewebe 200 g/m² Leinwand ,ITG Style 450 Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren AInterlaminare Scherfestigkeit
Aufbau Probeköper GFK (4 mm Dicke): 16 Lagen Glasgewebe 296g/m2 Atlas, ITG Style 91745, Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (2 mm Dicke): 8 Lagen 200 g/m2 Leinwand, ITG Style 450Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Technische Daten aller Epoxydharzsysteme mit Epoxydharz L im ÜberblickMechanische KennwerteReinharzproben
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
68 59 83 -‐ -‐ 74 74,8 -‐ 70
Druckfestigkeit in MPamax. bis
116 64 111 -‐ -‐ -‐ -‐ 125 125
Biegefestigkeit in MPamax. bis
110 88 137 -‐ -‐ 165 119 140 130
Bruchdehnung in %max. bis
-‐ 3,6 5,5 -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 9,5
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 40 40
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis
-‐ 2552 3220 -‐ -‐ -‐ -‐ 3500 3600
Mechanische Kennwertemit GFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
238 302 204 316 -‐ -‐
Druckfestigkeit in MPamax. bis
390 253 203 282 360 360
Biegefestigkeit in MPamax. bis
310 431 240 431 488 488
Bruchdehnung in %max. bis
376 91 375 97 225 205
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
14725 15900 12263 15500 25000 23500
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 38 36
Mechanische Kennwertemit CFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
384 698 343 752
Druckfestigkeit in MPamax. bis
384 421 395 444
Biegefestigkeit in MPamax. bis
607 720 471 723 520 730
Bruchdehnung in %max. bis
49 87
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
35413 50400 32400 51200 41000 46000
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 45 54
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren A
Aufbau Probeköper GFK (3 mm Dicke): 12 Lagen Glasgewebe 296 g/m² Atlas, ITG Style 92626, Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (3,5 mm Dicke): 12 Lagen Kohlegewebe 200 g/m² Leinwand ,ITG Style 450 Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren AInterlaminare Scherfestigkeit
Aufbau Probeköper GFK (4 mm Dicke): 16 Lagen Glasgewebe 296g/m2 Atlas, ITG Style 91745, Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (2 mm Dicke): 8 Lagen 200 g/m2 Leinwand, ITG Style 450Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Mechanische KennwerteReinharzproben
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
68 59 83 -‐ -‐ 74 74,8 -‐ 70
Druckfestigkeit in MPamax. bis
116 64 111 -‐ -‐ -‐ -‐ 125 125
Biegefestigkeit in MPamax. bis
110 88 137 -‐ -‐ 165 119 140 130
Bruchdehnung in %max. bis
-‐ 3,6 5,5 -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 9,5
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 40 40
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis
-‐ 2552 3220 -‐ -‐ -‐ -‐ 3500 3600
Mechanische Kennwertemit GFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
238 302 204 316 -‐ -‐
Druckfestigkeit in MPamax. bis
390 253 203 282 360 360
Biegefestigkeit in MPamax. bis
310 431 240 431 488 488
Bruchdehnung in %max. bis
376 91 375 97 225 205
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
14725 15900 12263 15500 25000 23500
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 38 36
Mechanische Kennwertemit CFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
384 698 343 752
Druckfestigkeit in MPamax. bis
384 421 395 444
Biegefestigkeit in MPamax. bis
607 720 471 723 520 730
Bruchdehnung in %max. bis
49 87
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
35413 50400 32400 51200 41000 46000
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 45 54
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren A
Aufbau Probeköper GFK (3 mm Dicke): 12 Lagen Glasgewebe 296 g/m² Atlas, ITG Style 92626, Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (3,5 mm Dicke): 12 Lagen Kohlegewebe 200 g/m² Leinwand ,ITG Style 450 Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren AInterlaminare Scherfestigkeit
Aufbau Probeköper GFK (4 mm Dicke): 16 Lagen Glasgewebe 296g/m2 Atlas, ITG Style 91745, Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (2 mm Dicke): 8 Lagen 200 g/m2 Leinwand, ITG Style 450Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Mechanische KennwerteReinharzproben
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
68 59 83 -‐ -‐ 74 74,8 -‐ 70
Druckfestigkeit in MPamax. bis
116 64 111 -‐ -‐ -‐ -‐ 125 125
Biegefestigkeit in MPamax. bis
110 88 137 -‐ -‐ 165 119 140 130
Bruchdehnung in %max. bis
-‐ 3,6 5,5 -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 9,5
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 40 40
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis
-‐ 2552 3220 -‐ -‐ -‐ -‐ 3500 3600
Mechanische Kennwertemit GFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
238 302 204 316 -‐ -‐
Druckfestigkeit in MPamax. bis
390 253 203 282 360 360
Biegefestigkeit in MPamax. bis
310 431 240 431 488 488
Bruchdehnung in %max. bis
376 91 375 97 225 205
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
14725 15900 12263 15500 25000 23500
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 38 36
Mechanische Kennwertemit CFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
384 698 343 752
Druckfestigkeit in MPamax. bis
384 421 395 444
Biegefestigkeit in MPamax. bis
607 720 471 723 520 730
Bruchdehnung in %max. bis
49 87
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
35413 50400 32400 51200 41000 46000
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 45 54
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren A
Aufbau Probeköper GFK (3 mm Dicke): 12 Lagen Glasgewebe 296 g/m² Atlas, ITG Style 92626, Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (3,5 mm Dicke): 12 Lagen Kohlegewebe 200 g/m² Leinwand ,ITG Style 450 Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren AInterlaminare Scherfestigkeit
Aufbau Probeköper GFK (4 mm Dicke): 16 Lagen Glasgewebe 296g/m2 Atlas, ITG Style 91745, Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (2 mm Dicke): 8 Lagen 200 g/m2 Leinwand, ITG Style 450Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
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Faserverbundwerkstoffe®
Composite Technology
Mechanische KennwerteReinharzproben
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
68 59 83 -‐ -‐ 74 74,8 -‐ 70
Druckfestigkeit in MPamax. bis
116 64 111 -‐ -‐ -‐ -‐ 125 125
Biegefestigkeit in MPamax. bis
110 88 137 -‐ -‐ 165 119 140 130
Bruchdehnung in %max. bis
-‐ 3,6 5,5 -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 9,5
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 40 40
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis
-‐ 2552 3220 -‐ -‐ -‐ -‐ 3500 3600
Mechanische Kennwertemit GFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
238 302 204 316 -‐ -‐
Druckfestigkeit in MPamax. bis
390 253 203 282 360 360
Biegefestigkeit in MPamax. bis
310 431 240 431 488 488
Bruchdehnung in %max. bis
376 91 375 97 225 205
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
14725 15900 12263 15500 25000 23500
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 38 36
Mechanische Kennwertemit CFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
384 698 343 752
Druckfestigkeit in MPamax. bis
384 421 395 444
Biegefestigkeit in MPamax. bis
607 720 471 723 520 730
Bruchdehnung in %max. bis
49 87
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
35413 50400 32400 51200 41000 46000
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 45 54
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren A
Aufbau Probeköper GFK (3 mm Dicke): 12 Lagen Glasgewebe 296 g/m² Atlas, ITG Style 92626, Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (3,5 mm Dicke): 12 Lagen Kohlegewebe 200 g/m² Leinwand ,ITG Style 450 Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren AInterlaminare Scherfestigkeit
Aufbau Probeköper GFK (4 mm Dicke): 16 Lagen Glasgewebe 296g/m2 Atlas, ITG Style 91745, Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (2 mm Dicke): 8 Lagen 200 g/m2 Leinwand, ITG Style 450Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Technische Daten aller Epoxydharzsysteme mit Epoxydharz L im ÜberblickMechanische KennwerteReinharzproben
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
68 59 83 -‐ -‐ 74 74,8 -‐ 70
Druckfestigkeit in MPamax. bis
116 64 111 -‐ -‐ -‐ -‐ 125 125
Biegefestigkeit in MPamax. bis
110 88 137 -‐ -‐ 165 119 140 130
Bruchdehnung in %max. bis
-‐ 3,6 5,5 -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 9,5
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 40 40
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis
-‐ 2552 3220 -‐ -‐ -‐ -‐ 3500 3600
Mechanische Kennwertemit GFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
238 302 204 316 -‐ -‐
Druckfestigkeit in MPamax. bis
390 253 203 282 360 360
Biegefestigkeit in MPamax. bis
310 431 240 431 488 488
Bruchdehnung in %max. bis
376 91 375 97 225 205
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
14725 15900 12263 15500 25000 23500
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 38 36
Mechanische Kennwertemit CFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
384 698 343 752
Druckfestigkeit in MPamax. bis
384 421 395 444
Biegefestigkeit in MPamax. bis
607 720 471 723 520 730
Bruchdehnung in %max. bis
49 87
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
35413 50400 32400 51200 41000 46000
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 45 54
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren A
Aufbau Probeköper GFK (3 mm Dicke): 12 Lagen Glasgewebe 296 g/m² Atlas, ITG Style 92626, Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (3,5 mm Dicke): 12 Lagen Kohlegewebe 200 g/m² Leinwand ,ITG Style 450 Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren AInterlaminare Scherfestigkeit
Aufbau Probeköper GFK (4 mm Dicke): 16 Lagen Glasgewebe 296g/m2 Atlas, ITG Style 91745, Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (2 mm Dicke): 8 Lagen 200 g/m2 Leinwand, ITG Style 450Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Mechanische KennwerteReinharzproben
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
68 59 83 -‐ -‐ 74 74,8 -‐ 70
Druckfestigkeit in MPamax. bis
116 64 111 -‐ -‐ -‐ -‐ 125 125
Biegefestigkeit in MPamax. bis
110 88 137 -‐ -‐ 165 119 140 130
Bruchdehnung in %max. bis
-‐ 3,6 5,5 -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 9,5
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 40 40
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis
-‐ 2552 3220 -‐ -‐ -‐ -‐ 3500 3600
Mechanische Kennwertemit GFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
238 302 204 316 -‐ -‐
Druckfestigkeit in MPamax. bis
390 253 203 282 360 360
Biegefestigkeit in MPamax. bis
310 431 240 431 488 488
Bruchdehnung in %max. bis
376 91 375 97 225 205
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
14725 15900 12263 15500 25000 23500
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 38 36
Mechanische Kennwertemit CFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
384 698 343 752
Druckfestigkeit in MPamax. bis
384 421 395 444
Biegefestigkeit in MPamax. bis
607 720 471 723 520 730
Bruchdehnung in %max. bis
49 87
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
35413 50400 32400 51200 41000 46000
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 45 54
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren A
Aufbau Probeköper GFK (3 mm Dicke): 12 Lagen Glasgewebe 296 g/m² Atlas, ITG Style 92626, Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (3,5 mm Dicke): 12 Lagen Kohlegewebe 200 g/m² Leinwand ,ITG Style 450 Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren AInterlaminare Scherfestigkeit
Aufbau Probeköper GFK (4 mm Dicke): 16 Lagen Glasgewebe 296g/m2 Atlas, ITG Style 91745, Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (2 mm Dicke): 8 Lagen 200 g/m2 Leinwand, ITG Style 450Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Mechanische KennwerteReinharzproben
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
68 59 83 -‐ -‐ 74 74,8 -‐ 70
Druckfestigkeit in MPamax. bis
116 64 111 -‐ -‐ -‐ -‐ 125 125
Biegefestigkeit in MPamax. bis
110 88 137 -‐ -‐ 165 119 140 130
Bruchdehnung in %max. bis
-‐ 3,6 5,5 -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 9,5
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 40 40
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis
-‐ 2552 3220 -‐ -‐ -‐ -‐ 3500 3600
Mechanische Kennwertemit GFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
238 302 204 316 -‐ -‐
Druckfestigkeit in MPamax. bis
390 253 203 282 360 360
Biegefestigkeit in MPamax. bis
310 431 240 431 488 488
Bruchdehnung in %max. bis
376 91 375 97 225 205
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
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E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 38 36
Mechanische Kennwertemit CFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
384 698 343 752
Druckfestigkeit in MPamax. bis
384 421 395 444
Biegefestigkeit in MPamax. bis
607 720 471 723 520 730
Bruchdehnung in %max. bis
49 87
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
35413 50400 32400 51200 41000 46000
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 45 54
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren A
Aufbau Probeköper GFK (3 mm Dicke): 12 Lagen Glasgewebe 296 g/m² Atlas, ITG Style 92626, Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (3,5 mm Dicke): 12 Lagen Kohlegewebe 200 g/m² Leinwand ,ITG Style 450 Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren AInterlaminare Scherfestigkeit
Aufbau Probeköper GFK (4 mm Dicke): 16 Lagen Glasgewebe 296g/m2 Atlas, ITG Style 91745, Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (2 mm Dicke): 8 Lagen 200 g/m2 Leinwand, ITG Style 450Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hin-weise und enthalten weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten han-delt es sich um typische Werte. Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzel-fall bezogener Weise. Im Zuge der ständigen technischen Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Produkte können sich Veränderungen in den Kennwerten, Texten und Graphi-ken ergeben; ein besonderer Hinweis auf eine evtl. Veränderung erfolgt nicht. Der Kunde prüft eigenverantwortlich unsere Produkte in Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke sowie ihre entsprechende Verarbeitbarkeit, da die technischen Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zahlreich und je nach Fall sehr unterschiedlich sind. Sie entziehen sich daher unseren Kontrollmöglichkeiten und liegen ausschließlich im Verantwortungsbereich des Kunden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestim-mungen sind vom Abnehmer bzw. Anwender in eigener Verantwortung zu beachten. Die Veröffentlichung ist keine Lizenz und beabsichtigt nicht die Verletzung irgendwelcher Patente. PoxySystems® ist ein registriertes Warenzeichen von R&G A
usga
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Mechanische KennwerteReinharzproben
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
68 59 83 -‐ -‐ 74 74,8 -‐ 70
Druckfestigkeit in MPamax. bis
116 64 111 -‐ -‐ -‐ -‐ 125 125
Biegefestigkeit in MPamax. bis
110 88 137 -‐ -‐ 165 119 140 130
Bruchdehnung in %max. bis
-‐ 3,6 5,5 -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 9,5
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 40 40
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis
-‐ 2552 3220 -‐ -‐ -‐ -‐ 3500 3600
Mechanische Kennwertemit GFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
238 302 204 316 -‐ -‐
Druckfestigkeit in MPamax. bis
390 253 203 282 360 360
Biegefestigkeit in MPamax. bis
310 431 240 431 488 488
Bruchdehnung in %max. bis
376 91 375 97 225 205
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
14725 15900 12263 15500 25000 23500
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 38 36
Mechanische Kennwertemit CFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
384 698 343 752
Druckfestigkeit in MPamax. bis
384 421 395 444
Biegefestigkeit in MPamax. bis
607 720 471 723 520 730
Bruchdehnung in %max. bis
49 87
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
35413 50400 32400 51200 41000 46000
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 45 54
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren A
Aufbau Probeköper GFK (3 mm Dicke): 12 Lagen Glasgewebe 296 g/m² Atlas, ITG Style 92626, Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (3,5 mm Dicke): 12 Lagen Kohlegewebe 200 g/m² Leinwand ,ITG Style 450 Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren AInterlaminare Scherfestigkeit
Aufbau Probeköper GFK (4 mm Dicke): 16 Lagen Glasgewebe 296g/m2 Atlas, ITG Style 91745, Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (2 mm Dicke): 8 Lagen 200 g/m2 Leinwand, ITG Style 450Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Mechanische KennwerteReinharzproben
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
68 59 83 -‐ -‐ 74 74,8 -‐ 70
Druckfestigkeit in MPamax. bis
116 64 111 -‐ -‐ -‐ -‐ 125 125
Biegefestigkeit in MPamax. bis
110 88 137 -‐ -‐ 165 119 140 130
Bruchdehnung in %max. bis
-‐ 3,6 5,5 -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 9,5
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 40 40
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis
-‐ 2552 3220 -‐ -‐ -‐ -‐ 3500 3600
Mechanische Kennwertemit GFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
238 302 204 316 -‐ -‐
Druckfestigkeit in MPamax. bis
390 253 203 282 360 360
Biegefestigkeit in MPamax. bis
310 431 240 431 488 488
Bruchdehnung in %max. bis
376 91 375 97 225 205
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
14725 15900 12263 15500 25000 23500
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 38 36
Mechanische Kennwertemit CFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
384 698 343 752
Druckfestigkeit in MPamax. bis
384 421 395 444
Biegefestigkeit in MPamax. bis
607 720 471 723 520 730
Bruchdehnung in %max. bis
49 87
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
35413 50400 32400 51200 41000 46000
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 45 54
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren A
Aufbau Probeköper GFK (3 mm Dicke): 12 Lagen Glasgewebe 296 g/m² Atlas, ITG Style 92626, Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (3,5 mm Dicke): 12 Lagen Kohlegewebe 200 g/m² Leinwand ,ITG Style 450 Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren AInterlaminare Scherfestigkeit
Aufbau Probeköper GFK (4 mm Dicke): 16 Lagen Glasgewebe 296g/m2 Atlas, ITG Style 91745, Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (2 mm Dicke): 8 Lagen 200 g/m2 Leinwand, ITG Style 450Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Mechanische KennwerteReinharzproben
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
68 59 83 -‐ -‐ 74 74,8 -‐ 70
Druckfestigkeit in MPamax. bis
116 64 111 -‐ -‐ -‐ -‐ 125 125
Biegefestigkeit in MPamax. bis
110 88 137 -‐ -‐ 165 119 140 130
Bruchdehnung in %max. bis
-‐ 3,6 5,5 -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 9,5
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
-‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ -‐ 40 40
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis
-‐ 2552 3220 -‐ -‐ -‐ -‐ 3500 3600
Mechanische Kennwertemit GFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
238 302 204 316 -‐ -‐
Druckfestigkeit in MPamax. bis
390 253 203 282 360 360
Biegefestigkeit in MPamax. bis
310 431 240 431 488 488
Bruchdehnung in %max. bis
376 91 375 97 225 205
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
14725 15900 12263 15500 25000 23500
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 38 36
Mechanische Kennwertemit CFK
Harz L +Härter S
Harz L +Härter L
Harz L +Härter CL
Harz L +Härter EPH 500
Harz L +Härter W 300
Harz L +Härter GL 1
Harz L +Härter GL 2
Harz L +Härter EPH 573
Harz L +Härter EPH 161
Zugfestigkeit in MPamax. bis
384 698 343 752
Druckfestigkeit in MPamax. bis
384 421 395 444
Biegefestigkeit in MPamax. bis
607 720 471 723 520 730
Bruchdehnung in %max. bis
49 87
Schlagzähigkeit in kJ/m²max. bis
35413 50400 32400 51200 41000 46000
E-‐Modul Biegeversuch in MPamax. bis 45 54
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren A
Aufbau Probeköper GFK (3 mm Dicke): 12 Lagen Glasgewebe 296 g/m² Atlas, ITG Style 92626, Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (3,5 mm Dicke): 12 Lagen Kohlegewebe 200 g/m² Leinwand ,ITG Style 450 Quasiisotroper Laminataufbau / Handlaminiert Härtung: 24 h bei RT + 15 h bei 60 °C
Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-‐4Druckfestigkeit nach DIN EN ISO 1426Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 14125/ Verfahren ASchlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-‐1E-‐Modul Biegeversuch nach DIN EN ISO 14125 / Verfahren AInterlaminare Scherfestigkeit
Aufbau Probeköper GFK (4 mm Dicke): 16 Lagen Glasgewebe 296g/m2 Atlas, ITG Style 91745, Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
Aufbau Probeköper CFK (2 mm Dicke): 8 Lagen 200 g/m2 Leinwand, ITG Style 450Laminataufbau 0°/90° / gefertigt in RTM Härtung 24h bei RT + 15h bei 60 °C
F-204 TDVmitECC.doc Dieses Datenblatt ist ohne Unterschrift gültig / This datasheet is valid without signature
2
TECHNISCHES DATENBLATT
Artikel: Style 462 Einstellung (Fd./cm): 6,0/6,0 Bindung: Köper 2/2 Ausrüstung: stuhlroh
Konstruktion:
Kette Schuss Material 1) :
Carbon 3K Carbon 3K
Feinheit 1): 200 tex 200 tex
Prüfung: Einheit Sollwert +/- Toleranz
Dichte 1) 3) Kette g/cm3 n.G. +/- n.G.
Schuß g/cm3 n.G. +/- n.G.
Feinheit 1) Kette tex 200 +/- 10
Schuß tex 200 +/- 10
Drehung 1) Kette T/m +/-
Schuß T/m +/-
Einstellung Kette Fd./cm 6,0 +/- 0,3
Schuß Fd./cm 6,0 +/- 0,3
Bindung Köper 2/2
Gewicht g/m2 245 +/- 10
Trockengewicht g/m2 245 +/- 10
Feuchtigkeitsgehalt % 0,5 +/- max.
Dicke 2) mm 0,35 +/- 0,04
Breite cm nach Bestellung +/- 1
1) = n.G. = oder nach Bestellung und jeweiliger Garnspezifikation 3) = wird nicht geprüft, Angabe des Garnherstellers 2) = Richtwert, nicht freigaberelevant
Bemerkungen:
Datum QS
25.08.2009 Monika Dassel Das Datenblatt unterliegt dem Änderungsdienst
Kohlegewebe 600 g/m² Style 404
EG-Sicherheitsdatenblatt
Materialnummer : Druckdatum : 21.08.2008 Seite 1 von 4
.
gemäß Verordnung (EG) Nr. 1907/2006
1. Bezeichnung des Stoffes/der Zubereitung und des Unternehmens
Bezeichnung des Stoffes/der Zubereitung
Kohlegewebe 600 g/m² (Carbongewebe)Angaben zum Hersteller/Lieferanten
Suter Kunststoffe AG Firmenname :
swiss-compositeAefligenstrasse 3Straße :
CH-3312 FraubrunnenOrt :
.
.
Telefon : +41-31 763 60 60 Telefax : +41-31 763 60 [email protected] :
www.swiss-composite.chInternet
Notrufnummer : 145
2. Mögliche Gefahren
Zusätzliche Gefahrenhinweise für Mensch und Umwelt
keine möglichen Gefahren
3. Zusammensetzung/Angaben zu Bestandteilen
Chemische Charakterisierung ( Zubereitung )
Gefährliche Inhaltsstoffe
EG-Nr. CAS-Nr. Bezeichnung Anteil Einstufung
7440-44-0 > 95%231-153-3 Kohlenstoff
25068-38-6 0,1 - 1% Xi, N R36/38-43-51-53500-033-5 Reaktionsprodukt:
Bisphenol-A-Epichlorhydrinharze mit
durchschnittlichem Molekulargewicht <=
700
Der volle Wortlaut der aufgeführten R-Sätze ist in Abschnitt 16 zu finden.
4. Erste-Hilfe-Maßnahmen
Kontaminierte Kleidung wechseln.
Allgemeine Hinweise
An die frische Luft bringen. Bei anhaltenden Beschwerden einen Arzt aufsuchen.
Erste Hilfe nach Einatmen
Bei Berührung mit der Haut sofort mit viel Wasser und Seife abspülen. Bei Hautreizungen Arzt
aufsuchen.
Erste Hilfe nach Hautkontakt
Falls das Produkt in die Augen gelangt, sofort bei geöffnetem Lidspalt mit viel Wasser mindestens 10
Minuten spülen. Anschließend Augenarzt konsultieren.
Erste Hilfe nach Augenkontakt
Mund mit Wasser ausspülen. Sofort Arzt konsultieren.
Erste Hilfe nach Verschlucken
Revisions-Nr. : 1,00 überarbeitet am : 20.08.2008 D - DE
Kohlegewebe 600 g/m²
EG-Sicherheitsdatenblatt
Materialnummer : Druckdatum : 21.08.2008 Seite 2 von 4
.
gemäß Verordnung (EG) Nr. 1907/2006
5. Maßnahmen zur Brandbekämpfung
Wassernebel. Schaum. Löschpulver. Kohlendioxid (CO2).
Geeignete Löschmittel
Wasservollstrahl.
Aus Sicherheitsgründen ungeeignete Löschmittel
Besondere Gefährdungen durch den Stoff oder die Zubereitung selbst, seine Verbrennungsprodukte oder
entstehende Gase
Bei der thermischen Zersetzung des Stoffes können Verbindungen unbekannter Zusammensetzung
entstehen.
Kohlenmonoxid. Kohlenwasserstoffe.
Umluftunabhängiges Atemschutzgerät und angemessene Schutzkleidung tragen.
Besondere Schutzausrüstung bei der Brandbekämpfung
Brandrückstände und kontaminiertes Löschwasser müssen entsprechend den behördlichen
Vorschriften entsorgt werden.
Zusätzliche Hinweise
6. Maßnahmen bei unbeabsichtigter Freisetzung
Mit Sand, Erde oder einem anderen adsorbierenden Stoff aufnehmen. In geeignetem Behälter
sammeln. Verunreinigte Fläche mit Wasser abwaschen.
Verfahren zur Reinigung
7. Handhabung und Lagerung
Handhabung
Verhüten von Gefahren durch Einhaltung von allgemeinen Industrievorschriften und
Hygienerichtlinien.
Hinweise zum sicheren Umgang
Von Zündquellen und offenen Flammen fernhalten. Staubexplosionsfähig.
Hinweise zum Brand- und Explosionsschutz
Lagerung
Trocken und frostfrei lagern. Nicht überhitzen.
Lagertemperatur: < 50°C
Relative Luftfeuchtigkeit: < 85%
Anforderungen an Lagerräume und Behälter
8. Begrenzung und Überwachung der Exposition/persönliche Schutzausrüstung
Expositionsgrenzwerte
Zusätzliche Hinweise zu Grenzwerten
nicht bekannt
Begrenzung und Überwachung der Exposition
Arbeitsschutzkleidung tragen.
Schutz- und Hygienemaßnahmen
9. Physikalische und chemische Eigenschaften
Allgemeine Angaben
schwarz
festAggregatzustand :
Farbe :
Revisions-Nr. : 1,00 überarbeitet am : 20.08.2008 D - DE
Kohlegewebe 600 g/m²
EG-Sicherheitsdatenblatt
Materialnummer : Druckdatum : 21.08.2008 Seite 3 von 4
.
gemäß Verordnung (EG) Nr. 1907/2006
geruchlosGeruch :
Wichtige Angaben zum Gesundheits- und Umweltschutz sowie zur Sicherheit
Prüfnorm
Zustandsänderungen
3.500 °CSchmelztemperatur :
> 100 °CFlammpunkt :
1,7 - 2,0 g/cm³Dichte (bei 20 °C) :
Wasserlöslichkeit : unlöslich
10. Stabilität und Reaktivität
Reaktion mit starken Oxidationsmitteln. Gefahr der Staubexplosion.Zu vermeidende Bedingungen
nicht bekanntZu vermeidende Stoffe
Bei der thermischen Zersetzung des Stoffes können Verbindungen unbekannter Zusammensetzung
entstehen.
Gefährliche Zersetzungsprodukte
11. Toxikologische Angaben
Toxikologische Prüfungen
Faserabrieb kann mechanische Hautreizung verursachen
Ätzende und reizende Wirkungen
12. Umweltspezifische Angaben
nicht bekanntÖkotoxizität
Nicht in die Kanalisation gelangen lassen.
Weitere Hinweise
13. Hinweise zur Entsorgung
Empfehlung
Unter Beachtung der behördlichen Bestimmungen beseitigen.
Abfallschlüssel Produkt
160306 ABFÄLLE, DIE NICHT ANDERSWO IM VERZEICHNIS AUFGEFÜHRT SIND; Fehlchargen und
ungebrauchte Erzeugnisse; organische Abfälle mit Ausnahme derjenigen, die unter 16 03 05 fallen
14. Angaben zum Transport
Landtransport (ADR/RID)
Kein Gefahrgut im Sinne der Transportvorschriften.ADR/RID-Klasse :
Binnenschiffstransport
Kein Gefahrgut im Sinne der Transportvorschriften.ADNR-Klasse :
Seeschiffstransport
Kein Gefahrgut im Sinne der Transportvorschriften.IMDG-Klasse :
Lufttransport
Kein Gefahrgut im Sinne der Transportvorschriften.ICAO/IATA-Klasse :
Postversand ohne Beschränkung.
Sonstige einschlägige Angaben
Revisions-Nr. : 1,00 überarbeitet am : 20.08.2008 D - DE
Kohlegewebe 600 g/m²
EG-Sicherheitsdatenblatt
Materialnummer : Druckdatum : 21.08.2008 Seite 4 von 4
.
gemäß Verordnung (EG) Nr. 1907/2006
15. Angaben zu Rechtsvorschriften
Kennzeichnung
Nach der GefStoffV/EG-Richtlinien nicht als gefährlich eingestuft.
Hinweis zur Kennzeichnung
Nationale Vorschriften
1 - schwach wassergefährdendWassergefährdungsklasse :
Mischungsregel gemäß VwVwS Anhang 4, Nr. 3Status :
Zusätzliche Hinweise
entfällt
16. Sonstige Angaben
Vollständiger Wortlaut der in den Kapiteln 2 und 3 aufgeführten R-Sätze
36/38 Reizt die Augen und die Haut.
43 Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich.
51 Giftig für Wasserorganismen.
53 Kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkungen haben.
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH
erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hinweise und enthalten
weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter
Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten handelt es sich um typische Werte.
Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in
genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzelfall bezogener Weise. Im Zuge der ständigen
technischen Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Produkte können sich Veränderungen in
den Kennwerten, Texten und Graphiken ergeben; ein besonderer Hinweis auf eine evtl. Veränderung
erfolgt nicht. Der Kunde prüft eigenverantwortlich unsere Produkte in Hinblick auf ihre Eignung für die
beabsichtigten Verfahren und Zwecke sowie ihre entsprechende Verarbeitbarkeit, da die technischen
Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zahlreich und je nach Fall sehr unterschiedlich sind. Sie
entziehen sich daher unseren Kontrollmöglichkeiten und liegen ausschließlich im
Verantwortungsbereich des Kunden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und
Bestimmungen sind vom Abnehmer bzw. Anwender unserer Produkte in eigener Verantwortung zu
beachten. Die Veröffentlichung ist keine Lizenz und beabsichtigt nicht die Verletzung irgendwelcher
Patente.
Weitere Angaben
(Die Daten der gefährlichen Inhaltstoffe wurden jeweils dem letztgültigen Sicherheitsdatenblatt des Vorlieferanten
entnommen.)
Revisions-Nr. : 1,00 überarbeitet am : 20.08.2008 D - DE
¿r.r.o3
,ADHËSIYES AND COMPOS'TÊS, 'NC.
Á. subsicÌiary ot A utrsuBlsHl RAYoN co., LTD.
Newport 102Product Data Sheet
Newport 102
Description:Newport 102 is a 235F to 300"F cure, long out-life, general purpose epoxy film
adhesive designed for bonding applications requiring high strengths from -67'F to 200'F
Application:Newport 102 is suited for structural and secondary bonding applications in aerospace,sporting goods, marine, wind energy, and industrial manufacturing. High shear and peel
strengths make NewporllO2 idealfor metal-to-metal bonding and sandwich panel
manufacturing.Newport 102 is supplied in standard film weights from 0.030 to 0.090 psf (150450 gsm),and a variety of commercially available reinforcements, including:
Non-woven polyester mat (HC)Nylon mesh (N), and tricot (TR)Metal meshes for electrical managementUnsupportedAvailable in prepreg form (N81102)
Benefits/Features:. High toughness. High strength sandwich panel bonds. Co-curable with most 250"F curing prepregs. 30 day out-time at 70"F
Recommended Processing Conditions:Newport 102 can be cured at temperatures from 235'F to 300'F, depending on servicetemperature requirements. Low, medium, and high pressure molding techniques may
be used to cure Newport 102. Recommended cure cycle is 25psi, 3"F/min ramp to285'F, hold for 45 minutes, cool to <140"F.
,l4o'¿Physical Properties*:
GelTime (275'F):Specific Gravity:Ts (DMA,E')
Newport 102 Product Data SheetP1.N8102.042307
o2006 Newport Adhesive and Composites, lncAll rights reserved.
5-7 min.1.20 + 0.02225"F
1822 Reynolds Avenue.lrvine, CA92614. (949) 253-5680. FAX (949) 253-5692
'\
Page2 of 4
Mechanical Properties:
The mechanical properties data supplied in the following table are average valuesobtained with NB-102 at 0.060|bs/ft2. All metalto metaltests were conducted inaccordance with Federal Specification MMM-A-132. Sandwich tests were performed inaccordance with Military Specification MIL-A-25463. The test panels were cured at285'F for 45 minutes using 25 psi.
* Values are average and do not constitute a
Gel Gurve Profile of Newport 102
Geltime vs Temperature
10
0
225"F 250'F 275"F
Temperature ('F)
rrlÀt
30
20
.sEc)Etr
300"F
Ái)nfsiyii*ì ^R0
rì?ùF(rgtrF. 3i fti.r. '.'i. ,+.," ¡ "i Å Mtìl\oûtstr r¡AyoN ÇÈ Lì ll
Newport 102 Product Data SheetP1.N8102.042307
O2006 Newport Adhesive and Composites, lncAll rights reserved"
67eF * RT' I BoeF* 22oeF.
fensile shear strength, psiSandwich pee str., in-lbs/in=latwise tensile strength, psi
=lexural strenqth, lbs
4100
11
'1000
2800
4500
16
I 100
2900
3000
12
800
2400
2300
Page 3 of 4
Melt Viscositv Profile of Newport 102A TA (model AR2O00) parallel plate rheometer was used to determine the melt viscosityof the neat resin system.
Newport NB 102
E'õèc
1 000E
1000
100.0
10.00
0 5.0 10.0 300150 20.otime (min)
¡Ramp 2"C
35.0 0 0
årlål ÁO|æruds 4ln ao#posfF'g- rdôr i.:ì l,i:: ì ,'. Â Miìslt¡ì:ùrii nÄyoN Çù Lì0
Newport 102 Product Data SheetP1.N8102.042307
02006 Newport Adhesive and Composites, lncAll rights reserved.
34 min20 1
^
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^^
Page 4 of 4
Storage:Material can be stored at 40"F for 3 months, or 0'F for 6 mo nths
AvailabiliW:Newport 102 is available in film weights from 0.030 to 0.090 Psf (150-450 gsm)
either unsupported or supportedspecial requirements.
with a carrier. Contact NewPo rt about anY
For orders, pricing, avaitabitity, technicatassrsfance or other inquiries p/ease contact:
CORPORATE OFFICESNewport Adhesives and ComPosites1822 Reynolds Ave,lrvine, CA 92614Tel: (9a9)253-5680Fax: (949) [email protected] : //www. newpo rtad. com
Disclaimer: The information contained herein has been obtained under controlled laboratory
conditions and are typical or average values and do not constitute a specification, guarantee' or
warrantee. Results may vary under differentmaterials. The data is believed to be reliable bmade without guarantee. You should thorougplanned application and determine suitabilitycommercialization. Furthermore, no suggestiorecommendation or inducement to violate any law or infringe any patent.
K
rì'-r'r't¡'i""'r''iì"-n)j: ri'>i'-
 ,. r ':ì,
ì l. Â Mllslr¡r$si naYoN cÛ L¡lì
Newport 102 Product Data SheetP1.N8102.042307
02006 Newport Adhesive and Composites, lncAll rights reserved.
Gurit
4tEH420C-C20-42
r Fiber reinforced thermosetting preirnpregnated material for aircraft parts(e.9. secondary structures).
r Woven fabric of 3k HTA carbon fiber, 204 g/m', twill 212, preimpregnatedwith 42% epoxy resin El-1420 (125oC).
r Toughened and self-extinguishing epoxy resin system
t Self-adhesive to core materials
r Adjustable tackiness
r Very short curing cycles
Rov¡sion: 20'13/O1 Seite '1 von 4
Description
EH420C-C2042 consists of a 3k HTA carbon fabrlc, impregnated
wlth the epoxy resin EH420C. This resin is a self-adhesive epoxy
system designed for wide variety of manufaclur¡ng processes,
controlled flow during curing,
high lnterlaminar shear strength and very good adhesion to cores
and metallic subst¡ates at excellent FST properties.
This pfepreg mater¡al ls very suitable for the manufacluring of light-
weight composlte components with high specific mechanical ' ?
properties, excellent impacl properties and good adhesion to
honeycomb cores âs demanded by aircraft secondary structures like
radomes, falrlng and feading edges. ln combination with ¡ts verygood FST performance, lt is also rlery sultable for high performance
aírcraft lnterior components.
The resin matrlx EH420C ls a so-called 120"C system, which can be
cured at a temperature range between 120'C @ 45 m¡nutes and
160"C @ l0 minutes. lt is offered in different tack lêvels to meelfabrlcatlon requirements of curvod and complex shaped
components.
Both monol¡thic and sandwich structures can be easily
manufactured wlth this prepreg. The curing can be performed byprees, vacuum and autoclavê moulding with a pressure of 0.07 to
0.4 MPa.
Such composlte structures can be exposed easily to têmperatures in
the range of -55'C up to +80"C.
Prepreg Properties
Delivery Form and Storage
Thls proprog moots the following ARBUS mater¡al
performance epecff lcation:
Cured !amlnates fulf¡l the flamo-rþtardant speclflcations:
r FAR 25.853 Flame Test (self-extinguishing)
r ABD 0031
¡ Av¡atlon and aêrospace industries
r Machine industrles
r Marine and aulomotive applicat¡ons
The propreg material ¡s suitâblo forr
Resin Epoxy
Volatllo EN 2330 < 1.5 0/o
Tacklness medlum to high
Fabrlc EN 2331 204 glm' +-5 o/o
Sorvlce Tomperature (Cured Steto) -55oC lo +8OoC
Storage Llfe (from dellvory date) Days ât RT / Month á -l 8oC 30t12
Revlslon: 201 3/01 Solts 2 rcn 4
Curing Conditions
Mechanical Froperties 1typical Vatues)
1) Sandwich 2 plies/side: core 3 248kg/m, I 4mm (honeycomb)
Temperature 't20113511600c
Cura Tme
Spec. Pressure 007-04MPa
Cool-down <sK/min to 60oC
RêmÖve matsríal at âtleal 80"C
Recommended culíng process Press, Autoclave, Vacuum-bag
Temp. ["C] Standa rd Results
Flêxural Modulus warp EN63 GPa
Tens¡le Modulus (warp) tso 527-4 GPa
Compressive Modulus (warp) EN 2850 GPa
lnte¡laminar Shear Strength
Bsaring strsFgth
Climbing Drum Peel ' EN 2243-3 N/75 mm
Tg T¡/1A 120
Revision: 2013/0'f Seite 3 von 4
Gurit
Burning Behaviour
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Test method Max. mean values
Flammabil¡ty vertical, 12s fram¡ng
kw
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Fabrikweg 54
CH-4234zúllwil
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W www.gurit.com
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Delta-Preg S.p.a, Uninominale
località Bonifica del Tronto
64016 - Sant'Egidio alla Vibrata
(TE) Italia
Telefono [39] 0861 8l 5 106
fax [39] 0861815691
e-mail: [email protected]
þ=lr\preg
SCHEDA TECNICA/TE CHNI CA L DATA S HEE T
Codice Articolo/ Material code: PCG630T0637 Rev. 1.03 -24/09/2010
GG630T-DT121H-37 (H 100 cm)
(l) Mismla con DSC alla vclocità di scansione di 20"C/min I Measured by DSC@2?"c/niln
(2) Viscosità complessa misumta a 60oC compresa fra 300 e 500 Poise (frequenza l0 nd/sec)/ coltpls viscßit!
meøured @ 60"C hetween 300 ond 500 Po¡se (tequenc)' 10 rad/sec)
(3) Perdita in peso dopo I 5 min in fomo vmtilato a l60"Cl lV¿ight lois ¿Itq 15 øín in ovea @ 160"C
(4) Valore indicativo, può variare in fuuione dell'eventuale fuoriuscita di resina dal laninato e dalla porosità
residua/ This vohrc depends on eventuøl resín bleed out and,/or rqiduol potosíty iil lhe cuted loñinate
Dæumilto soggefto s eventual¡ aggiomammt¡ æna obbl¡go di comùnic¿zione immedista./
fhß ¡locunrcnt ñu! be sabject to ch¿¡ge elthùut pñor iot¡ce
Natura del formulato/ Chemical nature Epossidico termoindurent e I Therm os ettin g ep oxy
Temperatura di cwal Cure temperature I l0 + 145'C
Gel time 8 -: 13 min @120"C3+6min@135"C
Tg [Ciclo di cura]/ Tg [Cure cycle] 120 + 125"C [90 min @ 120"C]
120 - 125'C [40 min @ 135'C] (1)
Viscosità/ Viscosity Medio-bassa / Medium-low (2)
Trasparenza./ Tr ans p ar ency Ecc ell ertte I E x c e I I e n t
Stabilità all'ingiallimento/ UV stability Eccelle¡tel Excellent
Indicato per applicazioni dove siano
richiesti:/Recommended for thos e app licalionsrequiring:
-Trasparenza e minima porosità superficiale/Transparency and surface porosity
-Assenza di tonalità di colore,/No colour shades
-Resistenza all'ingiallimento/ UV stability
Tipo di filato (Ordito; Trama)lYam type (llarp; lTeft)
Carbonio altaresistenza l2W I2KHS Carbon
Stile di tessitura/ Weaving style Twill 2x2
Larghezza standard./ Standard width 1000 + 5 mm (esclusa cimosal withottt selvedge)
Lwghezza standard/ Sla¿ dard length 33t3m
Ordito (fili/ cm)l Warp (ends/ crn) 3,90 + 0,10
Trama (fili/ cm)l lrefi þicks/ cm) 3,90 + 0,10
Peso areale ftbrasecca/ FAll/ 630 +15 glm2
Contenuto di resina/ Resin conten! 37 *3%ítpesol byweight
Contenuto di volatili/ Volatile corltent < 1,5 o/o in peso/ by weight (3)
Spessore lamínal Laminate thiclctess 0,650 mm (4)
Conservazion el Shelf lde 4 settimane @20"C1 4 weelcs @ 20"C
12 mesi @ -18"C1 I2 months @ -18"C
Datenblatt / Ausgabe 01/10 / Ersetzt Ausgabe 09/09
AIREX C70 UNIVERSELLER STRUKTUR-SCHAUMSTOFF
Beschreibung Geschlossenzelliger, vernetzter Hartschaumstoff mit guter Steifigkeit sowie einem sehr guten Verhältnis Festigkeit / Gewicht. Er hat eine hohe Zähigkeit und eine geringe Wasseraufnahme bei guter chemischer Beständigkeit. Die Verarbeitung kann mit allen gängigen Harzsystemen und Prozessen erfolgen. Die feine Zellstruktur unterstützt die gute Haftung der Deckschichten. Er ist das ideale Kernmaterial für viele leichte, dynamisch oder statisch belastete Sandwichstrukturen.
Anwendungen • Schiff- und Bootbau : Rumpf, Decks, Schottwände, Aufbauten, Inneneinrichtung
• Schienen- und Strassenfahrzeuge : Boden- und Deckenteile, Türen, Inneneinrichtung, Trennwände, Seiten-schürzen
• Windkraftanlagen: Rotorenblätter, Abdeckungen, Generatorengehäuse
• Luft- und Raumfahrt: Rumpf- und Flügelteile für Sportflugzeuge, Küchentrolley
• Freizeit: Surfbretter, Snowboards, Wakeboards
• Industrielle Bauteile : Werkzeuge, Tanks, Rohre, Container, Abdeckungen
Charakteristik • Hohe Festigkeit und Steifigkeit bei geringem Gewich t
• Gute Schlagzähigkeit • Geringe Harzaufnahme • Gute Ermüdungsbeständigkeit • Günstiges Brandverhalten, selbstverlöschend • Gute Schall- und thermische Isolierung • Nicht verrottend • Gute Styrolverträglichkeit
Verarbeitung • Handlaminieren / Faserspritzen • Vakuuminfusion • Harzinjektion (RTM) • Kleben • Prepreg-Verarbeitung • Thermoformen
Datenblatt / Ausgabe 01/10 / Ersetzt Ausgabe 09/09
ALCAN COMPOSITES CORE MATERIALS www.corematerials.alcancomposites.com Europe / Middle East / Africa: North & South America : Asia / Australia / New Zealand: Alcan Airex AG Alcan Baltek Alcan Composites Ltd. / Core Materials Branch Industrie Nord 108 Fairway Court Shangfeng Road 933, Building 6, Pudong CH-5643 Sins, Switzerland Northvale, NJ 07647, USA CN-201201 Shanghai, China Tel: +41 41 789 66 00 Tel: +1 201 767 14 00 Tel. +86 21 585 86 006 Fax: +41 41 789 66 60 Fax: +1 201 387 66 31 Fax. +86 21 338 272 98 [email protected] [email protected] [email protected]
Typische Daten für AIREX ® C70 C70.40 C70.48 C70.55 C70.75 C70.90 C70.130 C70.200 C70.250
Nominaldichte ISO 845 kg/m³ lb/ft3
40 2.5
48 3.0
60 3.7
80 5.0
100 6.2
130 8.1
200 12.5
250 15.6
Druckfestigkeit senkrecht
ISO 844 N/mm² psi
0.45 65
0.60 87
0.90 130
1.45 210
2.0 290
3.0 435
5.2 745
6.6 960
E-Modul (Druck) senkrecht
DIN 53421 N/mm² psi
41 5947
48 7000
69 10000
104 15080
130 18850
170 24650
280 40600
350 50800
Zugfestigkeit in Plattenebene ISO 527-2 N/mm² psi
0.70 100
0.95 138
1.3 190
2.0 290
2.7 390
4.0 580
6.0 870
7.5 1’090
E-Modul (Zug) in Plattenebene ISO 527-2 N/mm² psi
28 4060
35 5’100
45 6530
66 9600
84 12200
115 16680
175 25400
230 33’400
Schubfestigkeit ISO 1922 N/mm² psi
0.45 65
0.55 80
0.85 123
1.2 175
1.7 247
2.4 348
3.5 510
4.7 680
G-Modul ASTM C393 N/mm² psi
13 1900
16 2320
22 3190
30 4350
40 5802
54 7830
75 10900
95 13780
Schubbruchdehnung ISO 1922 % 8 10 16 18 23 30 30 30
Wärmeleitfähigkeit bei Raumtemperatur
ISO 8301 W/m.K BTU.in/ft2.hr.°F
0.031 0.21
0.031 0.21
0.031 0.21
0.033 0.23
0.035 0.24
0.039 0.27
0.048 0.33
0.056 0.39
Standardplatte Breite mm ± 5 1330 1270 1150 1020 950 850 750 700
Länge mm ± 5 2850* 2730* 2450* 2180 2050 1900 1600 1500
Dicke mm ± 0.5 5 bis 80 5 bis 70 5 bis 70 3 bis 68 3 bis 60 5 bis 50 5 bis 40 5 bis 40
Block Dicke mm ± 2 84 80 78 72 68 58 48 47
ContourKore (CK) Breite mm ± 10 690 oder 930 660 oder 900 600 oder 1200 510 oder 1020 510 oder 1020 850 750
Länge mm ± 10 1200 1200 1140 1080 930 950 800
Dicke mm ± 0.5 5 bis 50 5 bis 50 5 bis 50 3 bis 50 3 bis 45 6 bis 40 6 bis 30
Farbe hellgrün violett gelb grün rot blau braun grün Andere Dimensionen und engere Toleranzwerte auf Anfrage * Halbe Plattengrössen für Dicken ≤ 8mm (0.315”)
Bei den angegebenen Werten handelt es sich um Richtwerte für die nominale Rohdichte. Diese können aufgrund von Dichteschwankungen unterschritten werden. Minimalwerte für die Auslegung von Bauteilen stellen wir Ihnen auf Wunsch zur Verfügung. Die Angaben in dieser Publikation stützen sich nach unseren Kenntnissen auf den neuesten Stand von Technik und Wissenschaft. Für die Richtigkeit der Angaben und für die Resultate, die sich aus deren Gebrauch ergeben, kann jedoch keine Garantie übernommen werden. Keine der Angaben ist dazu bestimmt, bestehende Patentrechte zu verletzen oder eine Patentverletzung zu empfeh-len.
Wabenkerne
Wab
enke
rne
Jenny + Co. AGCH-8401 Winterthur
Tel. 052 212 94 94Fax 052 212 89 42
Aluminium 3003Aluminium 5052Aluminium 5056
Aramidfaser NOMEXAramidfaser KEVLAR
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Wabenkerne Honeycomb cores
ALUMINIUM Kommerzielle Qualität 3003 Luftfahrt-Qualität 5052 Luftfahrt-Qualität 5056
ARAMIDFASER Kommerzielle Qualität NOMEX ® oder gleichwertig Luftfahrt-Qualität NOMEX ® oder gleichwertig Luftfahrt-Qualität KEVLAR ® NOMEX ®, KEVLAR ® eingetragene Warenzeichen der Firma DUPONT
Ergänzungsprodukte
CELLITE Wabenplatten Wabenkern zwischen Deckschichten CELLITE METAL Aluminiumdeckschicht CELLITE FIBER Glasfaserdeckschicht, EP-Harz
COREFILLER CF 230/234 Corefiller mit FAR 25-Zulassung, schnelles System CF 180 Einkomponenten-Epoxid-Paste mit FAR 25-Zusl.
KONSTRUKTIONSKLEBSTOFFE (Auswahl) ADEKIT A 140 Epoxid-Klebstoff, hohe mechanische Festigkeit ADEKIT A 211 PU-Klebstoff, selbstverlöschend nach UL 94-V0
Wichtige Bemerkung
Die in den Datenblättern genannten Informationen über die Produkte, Ausrüstung und Prozesse erfolgen nach bestem Wissen. Wir geben keine Garantie bezüglich der Exaktheit und Vollständigkeit jeglicher dieser Informationen, weder ausgedrückt noch darauf hingedeutet, einschliesslich der Eignung der Produkte für eine spezielle Anwendung. Es liegt in der Verantwortung des Benutzers bzw. Käufers, ausreichende Tests durchzuführen, um die Eignung unserer Produkte für die jeweiligen eigenen Zwecke nachzuweisen. Die hier genannten Informationen sollen nicht als Veranlassung, Erlaubnis oder Empfehlung aufgefasst, um gegen Patentrechte, oder Rechte Dritter zu verstossen.
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Aluminium Wabe 3003 Kommerzielle Qualität
Beschreibung
Die Aluminium Wabe 3003 ist ein leichtes Kernmaterial, das exzellente Stabilität und Korrosionsbeständigkeit für industrielle Anwendungen zu niedrigen Kosten bietet. Der Wabenkern wird aus Folie in 3003 Aluminiumlegierung hergestellt.
Eigenschaften
Einsatztemperatur bis zu 177°C Hohe thermische Leitfähigkeit Flammbeständig Exzellente Feuchtigkeits- und Korrosionsbeständigkeit Widerstandsfähig gegenüber Pilzen Niedriges Gewicht / hohe Stabilität
Anwendungen
Werkzeugbaupaneelen, Decken- und Bodenpaneelen, Regale, Arbeitsplatten und andere Anwendungen, für die erhöhte physische und mechanische Eigenschaften nicht benötigt werden.
Mechanische Eigenschaften weitere Abmessungen auf Anfrage
Druck Schub Bandrichtung (L)
Schub Expansionsrichtung (W)
Zell-Grösse Folien-
Stärke
Dichte
Festigkeit Modul Festigkeit Modul Festigkeit Modul
mm Zoll mm kg/m3 MPa GPa MPa GPa MPa GPa
6.4 1/4 0.076 83.3 4.27 1.02 2.38 0.43 1.48 0.21
9.5 3/8 0.076 57.7 2.24 0.63 1.45 0.28 0.90 0.14
12.7 1/2 0.076 40.0 1.14 0.28 0.90 0.17 0.48 0.10
19.1 3/4 0.076 28.8 0.76 0.17 0.66 0.11 0.38 0.06
25.4 1.0 0.076 22.4 0.52 0.11 0.38 0.10 0.28 0.05
Standardformat Breite L Bandrichtung 1270 mm Länge W Expansionsrichtung 2540 mm Dicke Minimum 3 mm Dicke Maximum 150 mm
Die Waben sind mit oder ohne Zellperforation erhältlich. Die Zellperforation dient dazu, die Be- / Entlüftung der Zellen für bestimmte Anwendungen zu erleichtern.
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Aluminium Wabe 5052 Luftfahrt Qualität
Beschreibung
Die Aluminium Wabe 5052 ist ein leichtes Kernmaterial, das überlegene Stabilität und Korrosionsbeständigkeit gegenüber Aluminium Waben in kommerzieller Qualität bietet. Der Wabenkern wird aus Folie in 5052 Aluminiumlegierung hergestellt und erfüllt alle Anforderungen gemäss MIL-C-7438.
Eigenschaften
Erhöhte Gebrauchstemperatur Hohe thermische Leitfähigkeit, Flammbeständig Exzellente Feuchtigkeits- und Korrosionsbeständigkeit Widerstandsfähig gegenüber Pilzen Niedriges Gewicht / hohe Stabilität
Anwendungen
Böden in Flugzeugen, Flugzeugleitwerke, Raketenflügel, Triebwerkgehäuse, Treibstoffzellen, Komponenten für den Flugzeugrumpf, Helikopter Rotorblätter und Trennwandverbindungspaneelen für den Bereich Schifffahrt.
Mechanische Eigenschaften weitere Abmessungen auf Anfrage
Druck Schub Bandrichtung (L)
Schub Expansionsrichtung (W)
Zell-Grösse Folien-
Stärke
Dichte
Festigkeit Modul Festigkeit Modul Festigkeit Modul
mm Zoll mm kg/m3 MPa GPa MPa GPa MPa GPa
3.2 1/8 0.018 49.7 1.86 0.517 1.45 0.31 0.90 0.15
3.2 1/8 0.025 72.1 3.59 1.034 2.34 0.48 1.52 0.21
3.2 1/8 0.051 129.7 9.65 2.413 5.00 0.93 3.14 0.37
6.4 1/4 0.038 54.5 2.21 0.621 1.62 0.34 1.03 0.17
6.4 1/4 0.051 68.9 3.31 0.965 2.21 0.46 1.45 0.20
6.4 1/4 0.064 83.3 4.62 1.310 2.83 0.57 1.83 0.24
Standardformat Breite L Bandrichtung 1270 mm Länge W Expansionsrichtung 2540 mm Dicke Minimum 3 mm Dicke Maximum 150 mm
Die Waben sind mit oder ohne Zellperforation erhältlich. Die Zellperforation dient dazu, die Be- / Entlüftung der Zellen für bestimmte Anwendungen zu erleichtern.
Jenny + Co. AG CH - 8401 Winterthur
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Aluminium Wabe 5056 Luftfahrt Qualität
Beschreibung
Die Aluminium Wabe 5056 ist ein leichtes Kernmaterial, das überlegene Stabilität und Korrosionsbeständigkeit gegenüber Aluminium Waben 5052 und Waben in kommerzieller Qualität bietet. Der Wabenkern wird aus Folie in 5056 Aluminiumlegierung hergestellt und erfüllt alle Anforderungen gemäss MIL-C-7438.
Eigenschaften
Erhöhte Gebrauchstemperatur Hohe thermische Leitfähigkeit, Flammbeständig Exzellente Feuchtigkeits- und Korrosionsbeständigkeit Widerstandsfähig gegenüber Pilzen Niedriges Gewicht / hohe Stabilität
Anwendungen
Böden in Flugzeugen, Flugzeugleitwerke, Raketenflügel, Triebwerkgehäuse, Treibstoffzellen, Komponenten für den Flugzeugrumpf, Helikopter Rotorblätter und Trennwandverbindungspaneelen für den Bereich Schifffahrt.
Mechanische Eigenschaften weitere Abmessungen auf Anfrage
Druck Schub Bandrichtung (L)
Schub Expansionsrichtung (W)
Zell-Grösse Folien-
Stärke
Dichte
Festigkeit Modul Festigkeit Modul Festigkeit Modul
mm Zoll mm kg/m3 MPa GPa MPa GPa MPa GPa
3.2 1/8 0.018 49.7 2.34 0.669 1.72 0.31 1.07 0.14
3.2 1/8 0.025 72.1 4.34 1.276 2.93 0.48 1.76 0.26
3.2 1/8 0.051 129.7 10.48 2.999 6.21 0.99 3.59 0.35
6.4 1/4 0.038 54.5 2.72 0.793 2.00 0.34 1.21 0.15
6.4 1/4 0.051 68.9 4.00 1.186 2.76 0.46 1.65 0.19
6.4 1/4 0.064 83.3 5.45 1.586 3.45 0.58 2.07 0.22
Standardformat Breite L Bandrichtung 1270 mm Länge W Expansionsrichtung 2540 mm Dicke Minimum 3 mm Dicke Maximum 150 mm
Die Waben sind mit oder ohne Zellperforation erhältlich. Die Zellperforation dient dazu, die Be- / Entlüftung der Zellen für bestimmte Anwendungen zu erleichtern.
Jenny + Co. AG CH - 8401 Winterthur
Telefon 052 212 94 94 Telefax 052 212 89 42
Internet: www.jenny.ch E-Mail: [email protected]
Aramidfaser Wabenkern Nomex ® Kommerzielle Qualität
Beschreibung
Die Aramidfaser Wabe 1 ist eine leichte, sehr stabile und nicht metallische Wabe, die aus Aramidfaserpapier (DUPONT Nomex ® oder gleichwertig) hergestellt wird. Das Aramidfaserpapier wird mit einem hitzeresistenten Phenolharz imprägniert.
Eigenschaften
Hohes Verhältnis von Stabilität zu Gewicht Korrosionsbeständigkeit Gute thermische Isolierung, exzellente dielektrische Eigenschaften Einfach zu formen, sehr gut zu verkleben
Anwendungen
Bootsrümpfe, Rennautokarosserien, Paneelen für Boote, Antennen, Spezialpaneelen
Mechanische Eigenschaften weitere Abmessungen auf Anfrage
Zell-Grösse Dichte Druck Schub Bandrichtung (L)
Schub Expansionsrichtung (W)
Festigkeit Festigkeit Modul Festigkeit Modul
mm Zoll kg/m3 lbs/ft3 MPa MPa GPa MPa GPa
3.2 1/8 48.1 3.0 1.91 1.34 0.044 0.67 0.023
3.2 1/8 64.1 4.0 3.37 1.81 0.057 0.99 0.031
4.8 3/16 48.1 3.0 1.99 1.21 0.040 0.73 0.027
4.8 3/16 64.1 4.0 3.39 1.53 0.054 1.09 0.036
6.4 1/4 48.1 3.0 1.91 1.35 0.044 0.67 0.023
6.4 1/4 64.1 4.0 3.37 1.81 0.057 0.99 0.031
Standardformat Breite L Bandrichtung 1220 mm Länge W Expansionsrichtung 2440 mm Dicke Minimum 3 mm Dicke Maximum 400 mm
Jenny + Co. AG CH - 8401 Winterthur
Telefon 052 212 94 94 Telefax 052 212 89 42
Internet: www.jenny.ch E-Mail: [email protected]
Aramidfaser Wabenkern Nomex ® Luftfahrt Qualität
Beschreibung
Die Aramidfaser Wabe 2 ist eine leichte, sehr stabile und nicht metallische Wabe, die aus Aramidfaserpapier (DUPONT Nomex ® oder gleichwertig) hergestellt wird. Das Aramidfaserpapier wird mit einem hitzeresistenten Phenolharz imprägniert. Dieses Kernmaterial zeigt exzellente Elastizität, kleine Zellgrösse, niedrige Dichte und hervorragende Flammeigenschaften. Die Waben erfüllen die Anforderungen nach MIL-C-81986 und AMS 3711A.
Eigenschaften
Hohes Verhältnis von Stabilität zu Gewicht Korrosionsbeständigkeit Gute thermische Isolierung, exzellente dielektrische Eigenschaften Feuerbeständigkeit (selbstverlöschend) Einfach zu formen, sehr gut zu verkleben
Anwendungen
Flugzeugcontainer, Böden und Abtrennungen, Flugzeugleitwerke, Flügel für Flugkörper, Parabolspiegel, Antennen, militärische Schutzeinrichtungen, Treibstofftanks, Helikopter Rotorblätter und Trennwandverbindungspaneelen für den Bereich Schifffahrt.
Mechanische Eigenschaften weitere Abmessungen auf Anfrage
Zell-Grösse Dichte Druck Schub Bandrichtung (L)
Schub Expansionsrichtung (W)
Festigkeit Modul Festigkeit Modul Festigkeit Modul
mm Zoll kg/m3 lbs/ft3 MPa GPa MPa GPa MPa GPa
3.2 1/8 28.8 1.80 0.76 0.034 0.62 0.026 0.34 0.014
3.2 1/8 48.1 3.00 2.07 0.138 1.31 0.048 0.69 0.024
4.8 3/16 32.0 2.00 1.03 0.076 0.76 0.031 0.41 0.019
4.8 3/16 48.1 3.00 2.07 0.138 1.10 0.040 0.62 0.024
6.4 1/4 24.0 1.50 0.62 0.041 0.52 0.021 0.24 0.010
6.4 1/4 32.0 2.00 1.03 0.076 0.76 0.029 0.38 0.019
Standardformat Breite L Bandrichtung 1220 mm Länge W Expansionsrichtung 2440 mm Dicke Minimum 3 mm Dicke Maximum 400 mm
Jenny + Co. AG CH - 8401 Winterthur
Telefon 052 212 94 94 Telefax 052 212 89 42
Internet: www.jenny.ch E-Mail: [email protected]
Aramidfaser Wabe KEVLAR ® N636 Luftfahrt Qualität
Beschreibung
Diese Aramidfaser-Wabe ist eine extrem leichte, nichtmetallische Wabe hoher Festigkeit, hergestellt mit Para-Aramidfaserpapier (DUPONT Kevlar ® N636 oder gleichwertig). Das Para-Aramidfaserpapier wird mit einem hitzeresistenten Phenolharz imprägniert. Dieses Kernmaterial weist hinsichtlich Gewicht, Festigkeit, Steifigkeit und Ermüdung verbesserte Leistungsmerkmale gegenüber Nomex ® und Korex ® auf
Eigenschaften
Bis zu 40% leichter als vergleichbare Nomex ® Wabe Extrem hohes Festigkeit/Gewicht Verhältnis Ausgezeichnete Temperatur- und Feuchtbeständigkeit Verbesserte Scherfestigkeit und – modul Erfüllt strenge Rauch-, Toxizitäts- und Entflammbarkeitsnormen Hohe Widerstandsfähigkeit Gutes Ansprechen auf Wärmeformung
Anwendungen
Flugzeugbordküchen, Flugzeugböden und –trennwände, Flugzeugflügelvorder- und Hinterkanten, Radarnasen, Landeklappen, Verkleidungspaneelen und Türen
Mechanische Eigenschaften weitere Abmessungen auf Anfrage
Zell-Grösse Dichte Druck Schub Bandrichtung (L)
Schub Expansionsrichtung (W)
Festigkeit Festigkeit Modul Festigkeit Modul
mm Zoll kg/m3 Lbs/ft3 MPa MPa GPa MPa GPa
3.2 1/8 40.1 2.5 1.65 1.47 0.103 0.81 0.056
3.2 1/8 48.1 3.0 2.32 1.80 0.108 0.98 0.057
3.2 1/8 64.1 4.0 3.68 2.46 0.114 1.32 0.059
3.2 1/8 72.1 4.5 4.21 2.83 0.154 1.62 0.083
3.2 1/8 96.1 6.0 6.47 3.87 0.163 2.20 0.091
Standardformat Breite L Bandrichtung 1220 mm Länge W Expansionsrichtung 2440 mm Dicke Minimum 3 mm Dicke Maximum 400 mm
www.3ACCorematerials.com
Europe ׀ Middle East ׀ India ׀ Africa North America ׀ South America Asia ׀ Australia ׀ New Zealand
Airex AG Baltek Inc. 3A Composites (China) Ltd. 5643 Sins, Switzerland High Point, NC 27261, USA 201201 Shanghai, China T +41 41 789 66 00 ׀ F +41 41 789 66 60 T +1 336 398 1900 ׀ F +1 336 398 1901 T +86 21 585 86 006 ׀ F +86 21 338 27 298 [email protected] [email protected] [email protected]
DATA SHEET
BALTEK ® SB Select Grade Structural Balsa
CHARACTERISTICS
BALTEK® SB is a core materi-al produced from select kiln-dried balsa wood in the ‘end-grain’ configuration. It has extremely high strength and stiffness to weight ratios, and achieves an excellent bond with all types of resins and adhesives.
It is compatible with a variety of manufacturing processes and is resistant to temperature changes, or exposure to fire, or chemicals such as styrene.
BALTEK® SB is an ideal core material for an extensive range of applications subjected to static or dynamic loads in service. All while being a re-newable resource.
Outstanding strength and stiffness to weight ratios First-class, select grade lumber Ecological product Certified for a range of applications by DNV & Germanischer Lloyd,
Lloyd's Register, American Bureau of Shipping and Korean Register Excellent fatigue and impact resistance Fulfills most FST (flame, smoke, toxicity) requirements Good sound and thermal insulation Extremely wide operating temperature range
-212 °C to +163 °C (-414 °F to +325 °F)
APPLICATIONS
Marine Hulls, decks, bulkheads, superstructures, interiors, tooling/molds
Road and Rail Floors, roofs, side skirts, front-ends, doors, interiors, covers
Wind energy Rotor blades (shear webs and shells), nacelles, spinners
Industrial: Tanks, containers, architectural panels, impact limiters, sporting goods
Aerospace: Floors, cargo pallets, cargo containers, bulkheads, general aviation
Defense: Naval vessels, containers, cargo pallets, shelters, ballistic panels
PROCESSING
Adhesive bonding Compression molding Contact molding (hand/spray) Pre-preg processing (up to 180 °C, 355 °F) Resin injection (RTM) Vacuum infusion
10.2014 (replaces 07.2011)
Typical properties for BALTEK ® SB Unit (metrical) SB.50 SB.100 SB.150
Apparent nominal density ASTM C-271 kg/m³ 109 148 285
Minimum sheet density ASTM C-271 kg/m³ 84 136 248
Compressive strength perpendicular to the plane ISO 844 N/mm² 5.5 9.2 22
Compressive modulus perpendicular to the plane
ISO 844 N/mm² 1616 2526 4428
Tensile strength perpendicular to the plane (polyester) ASTM C-297 N/mm² 3.9 5.7 12.2
Tensile strength perpendicular to the plane (epoxy) ASTM C-297 N/mm² 9 12 18.3
Tensile modulus perpendicular to the plane
ASTM C-297 N/mm² 1682 2791 6604
Shear strength1 ASTM C-273 N/mm² 1.8 2.6 5.2
Shear modulus ASTM C-273 N/mm² 136 187 362
Thermal conductivity at room temperature ASTM C-177 W/m*K 0.048 0.066 0.084
Standard sheet
Width mm ± 5 610 610 610
Length mm ± 10 1220 1220 1220
Thickness mm +0.25 -0.75 4.7 to 76 4.7 to 76 6 to 76
ContourKore (CK) Thickness mm +0.25 -0.75 4.7 to 50 4.7 to 50 6 to 50
Please specify Lamprep surface treatment or AL600 c oating (decreases porosity and increases bond stren gth) when ordering. Perforations (breether holes), grooves and other fi nishing options are also available. Other sheet siz es are available on request. 1) All samples tested @ ¾” thick. Please apply appropriate shear strength reduction factors for greater thickness
Fire Performance+ Standard SB.50 SB.100 SB.150
Aircraft FAR 25.853 Flammability
Smoke density
Toxicity
Heat release
Passed
Passed
Passed
Failed
Passed
Passed
Passed
Failed
Not tested
Rail ASTM E 162 Flame spread factor
Heat Evolution factor
Flame spread index
2.22
6.24
14
2.22
6.24
14
Not tested
Rail ASTM E 662 (non-flaming mode) Ds @ 90 sec
Ds @ 4min
3
39
3
39
Not tested
Rail ASTM E 662 (flaming mode) Ds @ 90 sec
Ds @ 4min
8
25
8
25
Not tested
+ all samples tested with phenolic resin FRP skins.
The data provided gives approximate values for the nominal density. Due to density variations these values can be lower than indicated above. Minimum values to calculate sandwich constructions can be provided upon request.
The information contained herein is believed to be correct and to correspond to the latest state of scientific and technical knowledge. Howev-er, no warranty is made, either expressed or implied, regarding its accuracy or the results to be obtained from the use of such information. No statement is intended or should be construed as a recommendation to infringe any existing patent.
Typical properties for BALTEK ® SB Unit (imperial) SB.50 SB.100 SB.150
Nominal sheet density ASTM C-271 lb/ft³ 6.8 9.3 17.8
Minimum sheet density ASTM C-271 lb/ft³ 5.2 8.5 15.5
Compressive strength perpendicular to the plane
ISO 844 psi 798 1336 3184
Compressive modulus perpendicular to the plane ISO 844 psi 234400 366200 642000
Tensile strength perpendicular to the plane (polyester) ASTM C-297 psi 558 831 1770
Tensile strength perpendicular to the plane (epoxy)
ASTM C-297 psi 1299 1737 2654
Tensile modulus perpendicular to the plane ASTM C-297 psi 243900 404700 957600
Shear strength1 ASTM C-273 psi 267 378 761
Shear modulus ASTM C-273 psi 19700 27100 52600
Thermal conductivity at room temperature
ASTM C-177 BTU.in/ft2.hr.°F 0.331 0.456 0.581
Standard sheet
Width in ± 3/16 24 24 24
Length in ± 3/8 48 48 48
Thickness in +0.01 -0.03 3/16 to 3 3/16 to 3 ¼ to 3
ContourKore (CK) Thickness in +0.01 -0.03 3/16 to 2 3/16 to 2 ¼ to 2
Please specify Lamprep surface treatment or AL600 c oating (decreases porosity and increases bond stren gth) when ordering. Perforations (breether holes), grooves and other fi nishing options are also available. Other sheet siz es are available on request. 1) All samples tested @ ¾” thick. Please apply appropriate shear strength reduction factors for greater thickness.
Fire Performance+ Standard SB.50 SB.100 SB.150
Aircraft FAR 25.853 Flammability
Smoke density
Toxicity
Heat release
Passed
Passed
Passed
Failed
Passed
Passed
Passed
Failed
Not tested
Rail ASTM E 162 Flame spread factor
Heat Evolution factor
Flame spread index
2.22
6.24
14
2.22
6.24
14
Not tested
Rail ASTM E 662 (non-flaming mode) Ds @ 90 sec
Ds @ 4min
3
39
3
39
Not tested
Rail ASTM E 662 (flaming mode) Ds @ 90 sec
Ds @ 4min
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8
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Not tested
+ all samples tested with phenolic resin FRP skins.
The data provided gives approximate values for the nominal density. Due to density variations these values can be lower than indicated above. Minimum values to calculate sandwich constructions can be provided upon request.
The information contained herein is believed to be correct and to correspond to the latest state of scientific and technical knowledge. Howev-er, no warranty is made, either expressed or implied, regarding its accuracy or the results to be obtained from the use of such information. No statement is intended or should be construed as a recommendation to infringe any existing patent.
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ROHACELL®
Technische Information ROHACELL®
Polymethacrylimid-Hartschaumstoff
Das Produktprofil von ROHACELL®
Was ist ROHACELL®
ROHACELL® ist ein geschlossenzelliger PMI-Hart-schaumstoff (Polymethacrilimid-Hartschaumstoff) für denKonstruktionsleichtbau. Die natürliche Farbe vonROHACELL® ist weiss. ROHACELL® besitzt ausgezeich-nete mechanische Eigenschaften, hohe Wärmeform- undLösungsmittelbeständigkeit und besonders bei tiefen Tem-peraturen eine niedrige Wärmeleitzahl. Die Festigkeitswertesowie Elastizitäts- und Schubmodule werden z.Z. von kei-nem anderen Schaumstoff gleicher Rohdichte übertroffen.Die Herstellung erfolgt durch thermisches Schäumen vonPlatten aus einem Methacrylsäure-Methacrylnitril-Copolymerisat. Dieses setzt sich während des Schäum-vorganges zu Polymethacrylimid um.
Die Herstellung von ROHACELL®
Die Schaumtemperatur liegt je nach Dichte und Typ ober-halb 170°C. Nach dem Schaumprozess wird der Block aufRaumtemperatur abgekühlt. Bedingt durch die niedrigeWärmeleitung des Schaumstoffes stellt sich hierbei einTemperaturgradient ein, der eingefrorene Spannungen zurFolge hat. Wird dieser Block zu Platten aufgetrennt, sowerden die eingefrorenen Spannungen frei und die Plattenkönnen leichten Verzug aufweisen. Diese Spannungen sindjedoch so gering, dass selbst bei dünnen Deckschichtenebene Sandwichteile hergestellt werden können.
Information technique de ROHACELL®
Mousse rigide Polyméthacrylique
Presentation du ROHACELL®
Qu’est-ce que le ROHACELL®?Le ROHACELL® est une mousse rigide PMI à cellulesfermées (mousse rigide d’mide polyméthacrylique) pourconstructions légères. Le ROHACELL® est naturellementblanc. Le ROHACELL® présente d’excellentes propriétésmécaniques, une grande stabilité dimensionnel et à chaudune résistance élevée aux solvants et une faible conductivitéthermique en particulier aux basses températures. Lesrésistances et modules d’élasticité et de cisaillementd’aucune autre mousse de même masse volumique nedépassent actuellement creux du ROHACELL®. Laproduction seffedture par expansion thermique de plaquesd’un copolymère acide méthacrylique/nitrile méthacrylique.Ce dernier se transforme en imide polyméthacryliquependant l’expansion.
Production du ROHACELL®
La température d’expansion, supérieure à 170°C, dépendde la masse volumique et du type. Aprés l’expansion, lebloc est refroidi à la tempàrature ambiente. Par suite de lafaible conductivité thermique de la mousse, il s’étabilit alorsun gradient de temérature qui se traduit par des contraintesfigées. Le dècoupage de ce bloc en plaques libére lescontraintes figées et les plaques peuvent présenter un lègergauchissement. Ces contraintes sont toutefois si faiblesque même de minces strates de couverture permettentd’optenir des pièces composites planes.
So wird ROHACELL® geliefertROHACELL® wird in unterschiedlichen Dichten gefertigt.
Formes de livraison du ROHACELL®
Le ROHACELL® existe en plusieurs masses volumiques
Typ Rohdichte kg/m3 Beschreibung DescriptionType Masse volumique kg/m3
ROHACELL® 31 32kg/m3 Typen mit für Schaumstoffe opti- Types à rapport poids spècifique/ROHACELL® 51 52kg/m3 malem Verhältnis zwischen spe- résistance optimal pour desROHACELL® 71 75kg/m3 zifischem Gewicht und Festigkeit mousses et se prêtant ainsi à de
und damit sehr breitem Anwen- trés nombreuses applicationsdungsbereich. industrielles.
ROHACELL® 110 110kg/m3 Sondertyp, der die Eigenschafts- Types spécial à propriétés Inter-lücke zwischen ROHACELL® médiaires entre celles du ROHACELL®
niedriger Dichte und den nachver- de faible masse volumique et cellesdichteten Typen mit höherer des types densifiés de masseDichte schliesst. volumique plus élevée.
ROHACELL® P170 170kg/m3 Nachverdichtete Typen mit ori- Types densifiés à structure cellulaireROHACELL® P190 190kg/m3 entiertem Zellgefüge, die in Plat- orientée, présentant la résistance et
tenebene die höchste Festig- la rigidité maximales dans le plankeit und Steifigkeit aufweisen. des plaques.
* als Lagerware führen wir lediglich die meistverwendete Type ROHACELL® 51Auf Anfrage und bei grösseren Mengen sind ebenfalls die Typen A, WF, HF und S lieferbar
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LieferformROHACELL® wird grundsätzlich in Form von Platten gelie-fert, und zwar
Forme de livraisonLe ROHACELL® est par principe livré uniquement sousforme de plaques.
Dicke/Epaisseur mm 1 2 3 4 5 6 8 10 15 20 23 28 25 30 40 48 45 50 55 65
ROHACELL® 31 A A A A A A A A A A A A
ROHACELL® 51 B B B C C C C C C C C C C C
ROHACELL® 71 A A A A A A A A A A A
ROHACELL® 110 D
ROHACELL® P170 E
ROHACELL® P190 E
Formate: A = 2500 x 1250mm 1250 x 1250mm 1250 x 625mm
Formats: B = 1250 x 625mm 626 x 625mm
C = 2500 x 1250mm 1250 x 1250mm 1250 x 625mm 625 x 625mm
D = 2160 x 550mm
E = 2500 x 600mm
Die thermischen Eigenschaften von ROHACELL® 31, 51, 71 und 110Propriétés thermiques des ROHACELL® 31, 51, 71 et 110
Eigenschaften Dimension 31 51 71 110 NormPropriété Dimension NormeWärmeformbeständigkeit °C 180 180 180 180 DIN 53 424Stabilité dimensionelle à chaud
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient K -1 3,7 3,3 3,5 VDE 0304/1Coefficient de diletation linéaire x10 -5 x10 -5 x10 -5
Wärmeleitzahl W/mK 2) 0.031 0.029 0.030 0.032 DIN 52 612Cunductivité thermique
1) Prüfbedingung bei 20°C Condition d’essai: 20°C2) 1 W/mK = 0.86 kcal/m h °C 1 W/mK = 0.86 kcal/m h °C
Die Eigenschaften von ROHACELL®Mechanische Eigenschaften von ROHACELL®
Propriétés du ROHACELL®Propriétés mécaniques de ROHACELL®
Eigenschaften 1) Propriété 1) Dimension 31 51 71 110P 170 P190 Norm/eRohdichte Masse volumique apparente kg/m3 32 52 75 110 170 190 DIN 53 420
Zugfestigkeit Résistance à la traction N/mm2 1.0 1.9 2.8 3.5 7.5 8.5 DIN 53 455
Druckfestigkeit Résistance à la compression N/mm2 0.4 0.9 1.5 3.0 6.5 (2,8)2 7.8 (3,2)2 DIN 53 421
Biegefestigkeit Résistance à la flexion N/mm2 0.8 1.6 2.5 4.5 10.5 (10)2 12.5 (12)2 DIN 53 423
Schubfestigkeit Résistance à la cisaillement N/mm2 0.4 0.8 1.3 2.4 4.5(3.0)2 5.5(3,0)2 DIN 53 294
E-Modul Module d’élasticité N/mm2 36 70 92 160 320 380 DIN 53 457
Schubmodul Module de Cisaillement N/mm2 13 19 29 50 88 100 DIN 53 445
Reissdehnung Allongement à la rupture % 3 3 3 3 4 5 DIN 53 294
Wärmeformbest. Stabilité dimens. à chaud °C 180 180 180 180 1303) 1303) DIN 53 424
1) Prüfbedingung 23°C/50% rel. Feuchtigkeit. / Conditions d’essai: 23°C/50% H.R.2) Gemessen senkrecht zur Plattenebene. I Mesurée perpendiculairement au plan de la plaque.3) bei höheren Temperaturen beginnt eine Rückverformung des orientierten Zellgefüges. / Début de relaxion de la structure cellulaire orientée aux
températures plus élevées.
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WärmeformbeständigkeitIn der Regel wird die „Wärmeformbeständigkeit“ eines Pro-duktes durch konkrete Anforderungen an dessen Festig-keit, Gewichtskonstanz und Dimensionsstabilität hinrei-chend beschrieben. In den folgenden Tabellen wird dahergezeigt, wie sich das Gewicht, das Volumen und die linea-ren Dimensionen von Probekörpern aus ROHACELL® bei30-tägiger Lagerung in Luft bei verschiedenen Temperatu-ren ändern. Die Messungen erfolgten direkt nach der Lage-rung an abgekühlten Probel.
Stabilié dimensionelle à chaudEn règle générale, la „stabilité dimensionelle à chaud“ d’unproduit est suffisament décrite par des conditions concrètesde résistance, stabilité pondérale et stabilité dimensionelle.Les tablaux suivants indiquent par suite les variations depoids, volume et dimensions linéaires d’éprouvettes deROHACELL® exposées pendant 30 jours à diverses tem-pàratures d’air. Les mesures sont effectuées sur les éprou-vettes refroidies immédiatement après le conditionnement.
Gewichts- und Dimensionsänderungen von ROHACELL®31, 51 und 71 nach 30-tägiger Lagerun bei verschiedenenTemperaturen und anschliessender Lagerung im Normklimabis zur angenäherten Gewichtskonstanz.
Variations pondérales et dimensionelles de ROHACELL®31, 51, 71 aprés 30 jours de stockage à diversestempératures, pous stockage en climat normalisé jusqu’àune stabilité pondérale approximative.
Lineare WärmedehnungROHACELL® zeigt eine für Kunststoffe ausserordentlichniedrige Wärmedehnung. Der lineare Wärmeausdehnungs-koeffizient von ROHACELL® 31, 51 und 71 bei verschiede-nen Temperaturen.
Dilatation linéaireLe ROHACELL® présente une dilatation thermiqueextrêmement faible pour une matière plastique. Coefficientde dilatation linéaire des ROHACELL® 31, 51, 71 à diver-ses températures.
ROHACELL® 31 51 71
Temperatur °C / Temperature °C 1:Kx10-5 1:Kx10-5 1:Kx10-5
- 150 2,5 2,4 3,0
- 100 2,5 2,4 3,0
- 50 2,8 2,7 3,0
0 3,0 3,0 3,2
+ 20 3,7 3,3 3,5
ROHACELL® 31 51 71
Lagertemperatur / Temérature de stockage °C 100 120 160 100 120 160 100 120 160
Gewichtsveränderung / Variation pondérale % 0 -0,2 -1,6 -0,2 -0,6 -2,5 -0,3 -0,9 -2,9
Längenänderung /( Variation de longeur % 0 -0,2 -1,2 -0 -0,4 -1,3 -0,2 -0,4 -1,5
Volumenänderung / Variation de volume % -0,1 -0,2 -2,7 -0,1 -1,1 -3,7 -0,5 -1,3 -2,0
ROHACELL® 31 51 71Lagertemperatur / Temérature de stockage °C 100 120 160 100 120 160 100 120 160
Gewichtsveränderung / Variation pondérale % -3,3 -4,4 -5,2 -4,0 -5,1 -6,1 -3,7 -4,2 -6,0
Längenänderung /( Variation de longeur % -0,8 -1,0 -1,6 -1,0 -1,4 -1,8 -0,8 -1,0 -1,9
Volumenänderung / Variation de volume % -1,7 -3,2 -4,2 -2,3 -3,9 -4,8 -2,3 -3,0 -3,3
Die Ausdehnungskoeffizienten sind deutlich niedriger als dieanderer Hartschaumstoffe. Insbesondere bei sehr tiefenTemperaturen ergeben sich Werte, wie sie z.B. von Metal-len und faserverstärkten Laminaten erreicht werden.Hierdurch ergibt sich für Verbundsysteme ein sehr günsti-ges Spannungs-Verformungs-Verhalten.
Les coefficients de dilatation sont nettement inférieurs àceux d’autres mousses rigides. Aux très bassestempératures en particulier, on obtent des valeurscomparables à celles de métaux ou de stratifiésrenforcés par fibres de verre. Il en résulte uncomportement contraite-déformation très favorable dessystèmes composites.
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WärmeleitzahlDie Wärmeleitzahlen der ROHACELL® Typen unterschei-den sich nur geringfügig, sie liegen innerhalb der in der Ta-belle für verschiedene Temperaturen angegebenen Berei-che. Diese Werte wurden an abgelagerten Proben ermit-telt, deren Zellen im wesentlichen Luft und kein Treibgasmehr enthielten. Sie stellen somit stabile, unter normalenVerhältnissen nicht mehr ansteigende Endwerte dar. DieRechenwerte der Wärmeleitzahl gemäss DIN 4108 betra-gen für alle drei Typen 0.041 W/mK oder 0,035 kcal/mh °C.
Conductivité thermique Les conductivités thermiques desdivers types de ROHACELL® sont très voisines et se situentsur les plages indiquées par les tableaux ci-dessous pourdiverses tempàratures. Ces valeurs ont été déterminées surdes éprouvettes dont les cellules, après vieillissement, necontiennent partiquement que de l’air et pas de gazporophore. Esses représentent donc des valeurs limitesstables, n’augmentant plus dans des conditions normales.La conductivité thermique calculée selon DIN 4108 est de0,041 W/mK ou 0,035 kcal/m h °C pour les trois types.
Temperatur / Temérature ROHACELL® 31, 51, 71 W/mK (1 W/mK = 0,86 kcal/m h °C)
- 160 °C 0.015 - 0.019 + 20°C 0.028 - 0.034
- 100 °C 0.019 - 0.021 +80°C 0.035 - 0.041
- 40 °C 0.023 - 0.028 + 140°C 0.042 - 0.048
Das Materialverhalten bei höheren Temperaturen:In den Abbildungen werden Zug-, Druck, Biegefestigkeit, E-Modul, Schubmodul in Abhängigkeit von der Temperatur unddas Kriechverhalten in Abhängigkeit von der Druckbelastungbei 130°C von ROHACELL® dargestellt.Bei speziellen Verarbeitungstechniken, wie z.B. das Her-stellen von Sandwichteilen im Autoklaven, kann es vorkom-men, dass die Wärmeformbeständigkeit von ROHACELL®nicht ausreicht. Hier empfehlen wir den Einsatz vonROHACELL® WF.
Comportement du matériau aux tempèratures élevées:Les fugures rérésentent les résistances à la traction, à lacompression et à la flexion, ainsi que les modules d’élasticité etde cisaillement en fonction de la température, et le fluage duROHACELL® en fonction de sa contrainte de compression à130°C. Il peut arriver que la stabilité dimensionelle à chaud duROHACELL® soit insuffisante pour des techniques de mise enoeuvre spéciales, telles que la production de pièces sandwichsen autoclave. Nous recommandons alors l’emploi deROHACELL® WF.
Zugfestigkeit (DIN 53 455) in Abhängigkeit von der TemperaturRésistance à la traction (DIN 53 455) en fonction de la tempàrature.
Schubmodul G und mechan. Dämpfung (DIN 53 455) in Abhängig-keit von der Temperatur.Module de cisaillement G et amortissement mécanique (DIN 53455) en fonction de la température.
Druckfestigkeit (DIN 53 421) in Abhängigkeit von der Temperatur.Résistance à la compression (DIN 53 421) en fonction de latempèrature.
E-Modul (DIN 53 457) in Abhängigkeit von der Temperatur.Module d’élasticité (DIN 53 457) en fonction de la température.
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Biegefestigkeit (DIN 53 423) in Abhängigkeit von der Temperatur.Résistance à la flexion (DIN 53 423) en fonction de la température.
Kriechverhalten von ROHACELL®, Prüfdauer 2h, Probe kalt einge-legt, anfangsstauchung ca. 0.6mmFluage du ROHACELL®, durée d’essai: 2h, éprouvette fixée à froid,écrasement initial: 0,6mm env.
Das Materialverhalten bei niedrigen TemperaturenDie nachstehende Tabelle enthält einige Eigenschaften vonROHACELL® 31, 51 und 71, die eine Abschätzung für denEinsatz dieser Materialien bei niedrigen Temperaturen zu-lassen. Von besonderem Interesse ist, dass die Reiss-dehnung selbst bei -196°C noch über 1% liegt. WeitereDaten siehe auch unter „Die thermischen Eigenschaften“.Besonders hervorzuheben ist noch die geringe Wärme-dehnung bzw. Kältekontraktion von ROHACELL®. Sie liegtbei einem Temperatursprung von Raumtemperatur (+23°C)auf -196°C bei nur 5 bis 6 mm/m. Dies sind Werte, die nurvon einigen faserverstärkten Materialien und Metallen er-reicht werden. Hierdurch ergibt sich für Verbundsystemeein sehr günstiges Spannungs-Verformungs-Verhalten.
Comportement du matériau aux basses températuresLe tableau ci-dessous présente quelques propriétés desROHACELL® 31, 51 et 71 qui permettent une estimationde ces matériaux pour leur emploi à basses températures.La fait que l’allongement à la rupture demeure supérieur à1% même à -196°C est particulièrement intéressant. Autrescaractéristiques: cf.“Propriétés thermiques“.Il convient de souligner notamment aussi la faible diletationthermique ou contraction à froid du ROHACELL®. Elle n’estque de 5 à 6mm/m lors d’un passage brutal de la temératureambiente (+23°C) à -196°C. Ces valeurs ne sont atteintesque par quelques Metaux ou Matériaux renforcés de fibres.Il en résulte un comportement contrainte déformation tr!èsfavorable des systèmes composites.
Zugfestigkeit, Druckfestigkeit und Reissdehnung von ROHACELL® 31, 51 und 71 bei niedrigen Temperaturen.Résistance à la traction-, compression et allongement à la rupture des rohacell 31, 51 et 71 à basse température.
Eigenschafrten Dimension Prüftemperatur 31 51 71 NormPropriété Dimension Température d’essai 31 51 71 Norme
Zugfestigkeit N/mm2 23°C 1,0 1,9 2,8 DIN 53 455Résistance -70°C 1,1 2,0 3,0à la traction -196°C 1,1 2,2 3,2
Druckfestigkeit N/mm2 23°C 0,40 0,9 1,5 DIN 53 421Résistance -70°C 0,41 1,0 1,8à la compression -196°C 0,44 1,1 2,0
Reissdehnung N/mm2 23°C 3,5 4,0 4,5 DIN 53 455Allongement à -70°C 2,5 2,7 3,0la rupture -196°C 1,4 1,4 1,5
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Die WasserdampfdiffusionWasserdampf-Diffusionswiederstandsfaktor vonROHACELL® 31, 51 71.
Diffusion de la vapeur d’eauFacteur de résistance des ROHACELL® 31, 51, 71 à ladiffusion de vapeur d’eau.
Eigenschaft Dimension 31 51 71 NormPropriété Dimension Norme
H2O=-Diffusi- 1 400 650 900 DIN 53122onswieder-standsfaktor.
Facteur de ré- 1 400 650 900 DIN 53122sistance à ladiffusion deH2O=Prüfbedingung: 20°C/0-85% rel. Feuchtigkeit.Conditions d’essai: 20°C/85% H.R.
Die in der Tabelle aufgeführten Werte sind überraschendhoch. Messungen haben ergeben, dass die Wasserdampf-diffusion bei ROHACELL® oberhalb von 65% relativer Feuch-tigkeit mit der Messfeuchte zunimmt.
Les valeurs figurant sur ce tableau son étonnammentélevées. Des mesures ont monté que la diffusion de vapeurd’eau par le ROHACELL® augemente avec l^humidé demesure au-delà d’une humidité relative de 65%.
Wasserdampf-Diffusionswiederstandsfaktor in Anhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit von ROHACELL® 31.Facteur de résistance à la diffusion de vapeur d’eau en fonction de l’humidité relative du ROHACELL® 31.
Die elektrischen Eigenschaften
Elektrische Eigenschaften von ROHACELL®
Propriétés électriques
Propriétés électriques du ROHACELL®
Eigenschaften Prüfbedingungen Dimension 31 51 71Propriété Conditions d’essai Dimension 31 51 71Dielektrizitätskonstante 20°C / 2,8 GHz 1 1,04 1,07 1,10Constante diélectrique 20°C / 2,8 GHz 1 1,04 1,07 1,10
Dielektrischer Verlustfaktor 20°C / 2,8 GHz 1 6x10-4 8x10-4 10x10-4
Facteur de pertes diélectriques 20°C / 2,8 GHz 1 6x10-4 8x10-4 10x10-4
Oberflächenwiederstand 20°C / 50%r.F. Ohm 2x10-13 9x10-12 5,5x10-12
Résistance superficielle 20°C / 50%r.F. Ohm 2x10-13 9x10-12 5,5x10-12
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Chemikalienbeständigkeitfür ROHACELL® 31, 51, 71 und 110
Résistance aux produits chimiquesdes ROHACELL® 31, 51, 71 et 110
Bei 20°C
Aceton + Dieselkraftstoff +Aether + Eisessig -Benzol + Essigsäureäthylester +Dibutylphthalat + Isopropylalkohol +Lacklösungsmittel I + Lacklösungsmittel II +Methylalkohol - Methylisobutylketon +Petroläther + Schwefelsäure 10% +Sodalösung 5% - Styrol +Superbenzin + Tetrachlorkohlenw.st. +Tetrahydrofuran - Toluol +Trichloräthylen +
Bei SiedetemperaturTetrachlorkohlenstoff 77°C +Benzol 80°C +Trichloräthylen 88°C +Chlorbenzol 123°C -Xylol 129°C +O-Dichlorbenzol 180°C -
20°C
Acétate d’éthyle + Acétone +Acide Acétique glacial - Solvant pour Vernis I +Acide sulfrique à 10% + Solvant pour Vernis II +Solution de soude 5% - Méthylisobutylcétone +Alcool isopropylenique + Styrène +Alcool méthylique - Supercarburant +Benzène + Tétrachlorure de Carb. +Diputylphatalate (+) Tétrahydrofurane -Tolluène + Trichloréthylàne +Gazole + Ether de pètrole +Ether +
A la tempèrature d’ébulltionTétrachlorure de carbone 77°C +Benzène 80°C +Trichloräthylène 88°C +Chlorobenzène 123°C -Xylène 139°C +o-dichlorobenzè 180°C -
+ = beständig (+) = bedingt beständig - = unbeständig+ = résistant (+) = peu résistant - = non résistant
Unter Berücksichtigung des speziellen Verhaltens in derWärme gilt diese Tabelle auch für ROHACELL® P 170 undP 190. Zu den herausragenden Eigenschaften vonROHACELL® zählt die Beständigkeit gegen organischeLösungsmittel. Das gilt für Benzol, Xylol und Monostyrolgenauso wie für die gebräuchlichen Lack- und Klebstoff-Lösemittel, Treibstoffbestandteile und die meisten sonsti-gen technischen Lösungsmittel. Gegenüber alkalischenMedien ist ROHACELL® nicht beständig.
Le tableau ci-dessus est ègalement valable pour lesROHACELL® P 170 et P 190, à condition de tenir comptedu comportement particulier de ces types à la chaleur.Les remarquables propriétés du ROHACELL® comprennentsa résistance aux solvants organiques tels que benzène,xylène, monostèrene, solvants usuels pour vernis etadhésifs, constituants de carburant ainsi que la plupart desautres solvants industriels. Le ROHACELL® ne résiste pasaux produits alcalins.
Das Brandverhalten
ROHACELL® brennt mit geringer Rauchentwicklung. DieRauchgase enthalten keine korrodierenden Zersetzungs-produkte. Die Toxizität der Rauchgase wurde übr die Mor-talität von Ratten nach halbstündiger Inhalation der thermi-schen Zersetzungsprodukte von ROHACELL®, Zersetzungnach DIN 53136E festgestellt. Gegenüber den Zersetzungs-produkten von Kiefernholz erweisen sich die Zersetzungs-produkte von ROHACELL®, im Temperaturbereich bis600°C, als weniger toxisch. Die Typen ROHACELL® 31,51 und 71 sind ab 10mm Materialdicke „normalentflamm-bar“ (Klasse B 2) im Sinne der DIN 4102 und gelten alsnicht brennend abtropfend. Nach ASTM D-1692-59 T erhal-ten sie die Kassifizierung „Burning by this Test“.Die Abbrandgeschwindigkeit ist bei den einzelnen Typenunterschiedlich und von der Materialdicke abhängig. FürROHACELL® 51, 10mm dick, beträgt diese z.B. 2,4 cm/Min. Mit entsprechenden Decksichten versehen, erfüllendie an den Kanten nicht abgedeckten Sandwichteile die Be-
Comportement au feu
Le ROHACELL® brûle avec un faible dégagement de fuméesne contenant aucon produit de décomposition corrosif. Latox cité des fumées a été mise en évidence par la mortailéde rats après inha ation pendant und demi-heure desProduits de décomposition thermique du ROHACELL®(décomposition selon DIN 53436 E). Les produits dedécomposition du ROHACELL® sont moins toxiques queceux du pn jusqu’à 600°C. A partir d’une épaisseur de 10mm,les types ROHACELL® 31, 51 et 71 sont „normalementinflammables“ (classe B 2) selon DIN 4102 et considéréscomme brûlant „sans gouttes enflammées“. Ils sont classés„Burning by this Test“ selon ASTM D-1692-59 T. La vitessede combustion diffère selon le typ et l’épaisseur du matériau.Elle est par exemple de 2,4 cm/mm pour le ROHACELL®51 d’une épaisseur de 10mm.Munies de peaux appropriées, les pièces sandwichs àchants non recouverts satisfont aux conditions de la FAR §25653 (a) et (b). Les conditions d’Airbus-Industrie relatives
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dingungen der FAR § 25.853 (a) und (b). Ebenso werdendie Bedingungen der Airbus-Industrie bezüglich Rauchgas-dichte und Toxizität der Rauchgase erfüllt. Nach VDE0471-3 (Glühdrahtmethode) beträgt die Zündtemperatur fürROHACELL® 51 bei einer Probendicke von 5mm 710°C.Nach DIN 51 794 beträgt die Zündtemperatur für alleROHACELL® Typen ohne Flamme ca. 600°C und mit Flam-me ca. 350°C. Der Heizwert für ROHACELL® gemessennach DIN 51 708 liegt bei 26000wrS. Der LOI-Wert vonROHACELL® 31, 51 und 71 liegt zwischen 19 und 20.
à la densité et à la toxicité des fumées sont égalementsatisfates. La temérature d’inflammation selon VDE 0471 3(méthode du fil incandescent) est de 710°C pour uneépreuvette de ROHACELL® 51 d’une épaisseur de 5mm.La temérature d’inflammation de tous les typesROHACELL® est selon DIN 51794 d’environ 600°C sansflamme et d’environ 350°C avec flamme. Le pouvoir calorifiquedu ROHACELL® mesuré selon DIN 51708 est de 26 000Ws/g. L’indice LOI des ROHACELL® 31, 51 et 71 estcompris entre 19 et 20.
Die Röntgenstrahlenduchlässigkeit
Mit 100 kV wurden an verschiedenen ROHACELL® ProbenAluminium-Gleichwertmessungen durchgeführt. In dem Di-agramm sind für die ROHACELL® Typen 31, 51 und 71Messkurven dargestellt. Für ROHACELL® 110, P170 undP190 wurden nur die angegebenen Messwerte für die jeweilsangegebene Dicke gemessen.
Transmission des rayons X
Des mesures de l’épaisseur équivalente d’aluminium dediverses épreivettes de ROHACELL® ont été effectuéessous 100kV. Le diagramme ci-dessous présente les courbesde mesure pour les types de ROHACELL® 31, 51 et 71.Dans le cas des ROHACELL® 110, P170 et P190, seulesles valeurs indiquées on été mesurées pour l’épaisseurindiquée dans chaque cas.
ROHACELL® Dicke Aluminium-GleichwertEpaisseur Epaisseur équivalente
d’aluminium
mm mm110 48 0,44P 170 28 0,39P 190 23 0,35
OberflächenverdichtungROHACELL® Platten mit integraler Struktur werden in ei-ner kühl- und heizbaren Presse hergestellt. Die kalteROHACELL® Platte wird mit entsprechendem Uebermasszwischen den auf 160 - 180°C geheizten Presspaltten ein-gelegt. Die Presse wird dann sofort zusammengefahren.Der spezifische Pressdruck sollte ca. 30% unterhalb derDruckfestigkeit der verwendeten ROHACELL® Type bei20°C liegen. Die Wärme dringt nun in die ROHACELL®Platte ein. Entsprechend geben die äusseren Zellen nachund werden flach gedrückt. Hierdurch wird in dieser Schichteine höhere Dichte erzeugt. Die Presszeit richtet sich nachder gewünschten Verdichtungsstärke, bis der beigelegteDickenanschlag erreicht ist. Nun muss auf ca. 80°C abge-kühlt werden, bevor die ROHACELL® Platte der Presseentnommen wird. Somit wird verhindert, dass die flachge-drückten Zellen wieder in ihre Ursprungsform zurückkeh-ren.
Desinfication superficielleDes plaques de ROHACELL® à structure intégrale sontproduites sur une presse à chauffage et refroidissement.La plaque de ROHACELL® froide, surdimensionnée enconséquence, est disposée entre les plateaux de presseportés à 160 - 180°C. La presse est alors actionnéeimmédiatement. La pression spécifique doit être inférieured’environ 30% à la résistance à la compression à 20°C dutype ROHACELL® employé. La chaleur péndètre alors dansla plaque de ROHACELL®. Les cellules extérieuresfléchissent par suite et sont aplatiens. Une masse volumiquesupérieure est ainsi produite dans cette couche. Le tempsde pressage dépend de la densification souhaitée, jusqu’àce que la butée d’épaisseur insérée soit atteinte. Il convientensuite de refroidir à 80°C environ avant de sortir la plaquede ROHACELL® de la presse. Ce refroidissement interditaux cellules aplaties de reprendre leur forme initiale parrelaxion.
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Nach dieser Methode lasse sich auch Formteile partiellverdichten. In der Praxis wird dies auch bei Kernverbund-bauteilen mit dünnen Deckschichten ausgenutzt, um dieBiegesteifigkeit der Verbunde zu erhöhen. Ein wesentlicherGesichtspunkt ist auch, dass durch diese Massnahme dieEnddruckfestigkeit durch die höhere Randdichte erheblichgesteigert wird. Während des Heisshärtens der Klebstoffebzw. der Harze wird gleichzeitig die äussere Randschichtbis zum Erreichen des beigelegten Anschlags verdichtet.
Herstellen von Formteilen mit kompoizierten Aussen-konturenDer zu verdichtende ROHACELL® Zuschnitt wird nach derErwärmung auf Umformtemperatur (je nach Type 170°C -190°C) in eine beheizte Pressform eingelegt und durchVerdichtung auf die gewünschte geometrische Form ge-bracht. Nun muss auf ca. 80°C abgekühlt werden, bevordas Formteil der Pressform entnommen werden kann.Das beschriebene Verfahren ist gegenüber anderenTechnologien wesentlich kostengünstiger, da eine Bearbei-tung der genauen Aussenkontur entfällt.
Cette méthode permet aussi une densification partielle depièces moulées. Cette méthode est également appliquéeen pratique pour accroîte la résistance à la flexion des piècesréealisées dans des sandwichts à âme et fines peaux. Unautre facteur essentiel réside dans l’accroissement notablede la résistance à l’empreinte par la masse volumique plusélevée des couches superficielles. La couche superficielleextérieure est densifiée simultanément pendant ledurchissement à chaud des colles ou résines, jusqu’à ceque la butée insérée soit atteinte.
Production de pièces moulées à contours complexesAprès chauffage à la température de formage (170 - 190°Cselon le type), le flan de ROHACELL® à densifier est disposédans un moule chauffé, puis mis à la forme géométriquesouhaitée par densification. Il convient ensuite de refroidir à80°C environ avant de sortier la pièce moulée du moule. Leprocédé décrit est beaucoup plus économique que d’autrestechnologies par suite de la suppression de tout usinagedu contour précis.
Herstellen von Formteilen mit komplizierten Aussenkonturen. / Production de pièces moulées à contours complexes.
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Das Umformen
Aus ROHACELL® Platten lassen sich verhältnismässigeinfach Formteile fertigen. Der kleinste erzielbare Biege-radius liegt bei ca. 2-facher Plattendicke.
Erwärmung der ROHACELL® PlattenVor dem Erwärmen der ROHACELL® Platten ist es vorteil-haft, diese in einem Umluftwärmeschrank bei 120°C ca.2,5 Stunden zu trocknen. Bei einer Temperatur von 170°Cbis 190°C wird ROHACELL® thermoelastisch und somitverformbar. Die notwendige Umformungstemperatur ist ab-hängig vom Umformungsgrad,der Vorbehandlung und derDichte.In einem Umluftwärmeschrank der schon auf Umformungs-temperatur temperiert ist, beträgt die Aufheizzeit derSchaumstoffplatten ca. 1 Min/mm Plattendicke. Es ist un-bedingt dafür Sorge zu trgen, dass die Warmluft dieSchaumstoffplatten gleichmässig beidseitig überstreift undkein Wärmestau auftritt. Diese Methode ist besonders fürPrototypenfertigung geeignet. Wesentlich einfacher undproblemloser geschieht die Erwärmung zwischen Heiz-patten, die selbst leicht herzustellen sind. Durch die bes-sere Handhabung der erwärmten ROHACELL® Platte istdiese Methode für eine Serienfertigung zu empfehlen. MitHeizstrahlern können dünne ROHACELL® Platten bis zu6mm Dicke erwärmt und abgekantet werden. Auch der Ein-satz einer Vakuumverformungsmaschine zur Herstellung vonROHACELL® Formteilen aus dünnen ROHACELL® Plat-ten, bis 6mm ist möglich.Achtung: Die Umformungstemperatur liegt nahe derSchäumtemperatur, so, dass eine genaue Temperatur-regelung erforderlich ist, um ein Nachschäumen zu verhin-dern. Dies muss besonders beim Erwärmen derROHACELL® Platte mit Strahlern beachtet werden.
Vermeiden zu schnellen Abkühlens
Da ROHACELL® aufgrund seiner geringen Masse eine ent-sprechend kleine Wärmekapazität hat und zusätzlich dieangeschnittenen Zellen der Plattenoberfläche als „Kühlrip-pen“ wirken, müssen die Zuschnitte beim Transport ausdem Umluftschrank oder den Heizplatten in die Umformvor-richtung vor dem Abkühlen geschützt werden. Vermiedenwird die zu schnelle Abkühlung durch allseitige Abdeckungder ROHACELL® Platten mit Baumwollstoff, dünner Alu-miniumfolie, Glasgewebe oder Silikongummi. ROHACELL®wird mit dieser Abdeckung erwärmt und umgeformt. DieAbdeckung soll gerade so lange die notwendige Umform-tempertur in der Schaumstoffplatte halten, bis die Umfor-mung beendet ist. Bei einfachen Formteilen genügt oft aucheine einseitige Abdeckung, wenn rasch gearbeitet wird.Diese muss dann auf der Seite der ROHACELL® Platteaufgebracht sein die bei der Verformung auf Zug beanspruchtwird. Für die Serienfertigung können die Heizplatten unddas Umformwerkzeug so plaziert werden, dass bei schnel-ler automatischer Zuführuntg des erwärmten ROHACELL®Zuschnittes von den Heizplatten zum Umformwerkeug invielen Fällen ganz auf die Abdeckung verzichtet werdenkann.
Formage
Des plaques de ROHACELL® permettent la productionrelativement facile de pièces formées. La rayon de pliage mi-nimal possible est d’environ deux fois l’épaisseur de la plaque.
Chauffage des plaques de ROHACELL®Avant le chauffage des plaques de ROHACELL®, il estavantageux de les sécher pendant 2,5 heures dans un étuveà circulation d’air à 120°C. Le ROHACELL® devientthermoélastique à und tempèrature de formage nécessairedépend de l’importance de celui-ci, du traitement préliminaireet de la masse volumique. Dans une étuve à circulationd’air, maintenue à la tempèrature de formage, le temps dechauffage des plaques de mousse est d’environ 1mn/mmd’épaisseur. Il est indispensable de veiller à ce que l’airchaud balaie réguilèrement les deux faces de plaques demousse en évitant toute accumulation de chaleur (figure37). Cette méthode se prête particulièrement bien à laréalisation de prototypes. Un chauffage beaucoup plus simp-le et sans difficulté s’éffecture entre des plaques chauffantes,faciles à réaliser (figure 38). Cette méthode estrecommandée pour une production de série par suite de lamanipulation plus facile de la plaque de ROHACELL®chaufée. Des radiateurs permettent de chauffer et de plierde minces plaques de ROHACELL® jusqu’à une épaisseurde 6mm. L’emploi d’une machine de formage sous vide estégalement possible pour produire des pièces moulées àparit de minces plaques de ROHACELL®, jusqu’à uneépaisseur de 6mm.Attention: la iempèrature de formage est voisine de la températured’expansion, de sorte que’une régulation précise des températuresest nécessaire pour interdire une postexpansio. Il convient deveiller tout particuliérement à ce point lors du chauffage de laplaque de rohacell à l’aide de radiateurs.
Prévention d’un refroidissement trop rapide
Le ROHACELL® présente une faible capacité thermiquepar suite de sa faible masse et les cellules entaillées surles surfaces de la plaque se comportent en outre commedes „nervures de refroidissement“. Il convient donc deprotéger les flans contre le refroidissement pendant letransport d l’étuve à circulation d’air ou des plaqueschauffantes au dispositif de formage. Un refroidissementtrop rapide est évité en recouvrant toutes les faces desplaques de ROHACELL® avec un tissu de coton, un filmd’aluminium, un tissu de verre ou du caoutchouc silicone.Le ROHACELL® est chauffé et for é avec ce revêtementqui doit maintenir la température de formage nécessairedans la plaque de mousse jusqu’à la fin du formage. Lerefêtement d’une soule face suffit souvent dans les cas depièces formées simples, quand le travail est rapide. Il doitalors être disposé sur la face de la plaque de ROHACELL®sollicitée en traction pendant la formage. Pour unefabrication en série, il est possible de disposer les plaqueschauffantes et l’outil de formage de façon qu’un transfertautomatique rapide du flan de ROHACELL® chauffé desplaques chauffantes vers l’outil de formage permette dansde nombreux cas de renoncer au revêtement.
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Auslegung der FormwerkzeugeFür einfache Teile und geringem Verformungsgrad könnennicht beheizte Werkzeuge eingesetzt werden. Werkzeug-temperaturen von 90°C bis 120°C können notwendig wer-den, wenn schwierigere Teile zu verformen sind. Wegender geringen Wärmekapazität des Schaunstoffes kühlt errasch ab und das verformte Teil kann nach Rückkühlungauf ca. 80°C dem Umformwrkzeug entnommen werden. DieTemperaturbelastung der Formen ist bei einfachen Teilennicht gross, so, dass Hartholzformen genügen. Auch Poly-ester- und Epoxydformen sind üblich. Der Vorteil solcherFormen ist, dass durch die relativ schlechte Wärmeein-leitung während der Verformung die ROHACELL® Oberflä-chen nicht so schnell abkühlen. Bei Metallformen sollteeine Temperierung vorgesehen werden. Damit während derVerformung die ROHACELL® Platte ohne grossen Wieder-stand in die Form gezogen werden kann, sind die Rändermit grossen Radien zu versehen. Sind die Radien zu klein,so drückt sich der Rand zu Beginn der Verformung in denerwärmten Schaumstoff ein und behindert das weitere Glei-ten. Einrisse an diesen Stellen sind dann unvermeidlich.Die Verformung selbst sollte gleichmässig zügig vonstattengehen. Schlagartige Verformungen sind zu vermeiden.
Conception des moulesDes moules non chauffés sont utilisables pour des piècessimples à faible degré de déformation. Le formage de piècesplus complexes peut imposer une température du moulede 80 à 120°C. Par suite de sa faible capacité thermique, lamousse refroidit rapidement et la pièce façonnée peut êtredémoulée après refroidissement à 80°C environ. Lasollicitation thermique des moules n’est pas élevée dans lecas de pièces simples, de sorte que des moules en boissur suffisent. Des moules en résine polyester ou époxidesont également d’un emploi courant. De tels moulesprésentent l’avantage d’un refroidissement plus lent dessurfaces du ROHACELL® pendant le formage, par suite dela conduction thermique relativement mauvaise. Il convientde prévoir une stabilisation de la température des moulesmétalliques. Il convient de prévoir des rayons élevés sur lesbords, afin de permettre la pénétration de la plaque deROHACELL® dans le moule sans grande résistancependant le formage. Un bord de rayon trop faible pénètredans la mousse chauffée au début du formage et interdit lapoursuite du glissement. Des fissures sont alors inévitablesen cex points. Le formage doit s’effectuer régulièrement.Eviter des formages par à-coups.
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Das Kleben
Für alle Klebstoffe bietet ROHACELL® den hoch einzu-schätzenden Vorteil der Lösungsmittelbeständigkeit und derWärmefestigkeit für die Heisshärtung bis 160°C.Es können praktisch alle handelsüblichen Klebstoffe ver-wendet werden. Die Verbindungen zwischen Klebemittelnund ROHACELL® wird durch die mechanische Veranke-rung in den angeschnittenen Zellen zusätzlich wesentlichverbessert.Unabdingbar ist jedoch, dass die ROHACELL® Oberflä-chen vor der Verklebung durch Absugen oder Abblasen mitölfreier Pressluft entstaubt werden.Da ROHACELL® gegenüber Lösungsmitteln sehrdiffusionsdicht ist, muss bei grossflächigen Verklebungenvon ROHACELL® mit ROHACELL® oder anderendiffusionsdichten Werkstoffen unter Verwendunglösungsmittelhaltiger Klebstoffe darauf geachtet werden,dass die Klebeflächen nach beidseitigem Auftrag gut ab-lüften, bevor sie mit Druck aufeinander gepresst werden.
Collage
Le ROHACELL® présente pour toutes les colles le grandavantage de résister aux solvants et à la chaleur depolymérisation jusqu’à 160°C. Toutes les colles ducommerce sont utilisables pratiquement. L’ancragemécanique dans les cellules entaillées améliore notablementla liaison entre la colle et le ROHACELL®. Il est toutefoisindispensable avant l’encollage de dépoussiérer les surfacesdu ROHACELL® par aspiration ou par souflage d’aircomprimé deshuilé. Le ROHACELL® présentant une granderésistance à la diffusion des solvants, il convient de bienventiler les deux faces ancollées avant leur assemblagesous pression en cas d’utilisation de colles contenant unsolvant pour le collage de grandes surfaces de ROHACELL®sur du ROHACELL® ou d’autres matériaux résistant à ladiffusion. Les collages réalisés selon ces principes (le plussouvent à base de caoutchouc) demeurent généralementélastiques et présentent un bonne résistance à l’arra-chement. Une polymerisation à chaud du collage, quandelle est possible, améliore notament la qualité del’assemblage.
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Die mit diesen Klebstoffsystemen (meist auf Kau-tschoukbasis) hergestellten Klebefugen bleiben in der Re-gel etwas elastisch und haben eine gute Schälfestigkeit.Besteht die Möglichkeit die Klebefuge heiss zu härten, sokann die Qualität der Verklebung erheblich verbessert wer-den. Heisskleben ist wegen des erforderlichen gutenWärmeübergangs nur dort sinnvoll durchführbar, wo Werk-stoffe in dünner Schicht mit ROHACELL® verbunden wer-den sollen; z.B. bei Kaschieren mit Blechen oder Laminaten.Dispersionsklebstoffe werden nicht empfohlen. Zu denlösungsmittelfreien Systemen gehören die Schmelz-klebstoffe, Reaktionsklebstoffe und Klebefolien. Reaktions-klebstoffe wie Epoxyd- und Polyesterharze sollten zur gu-ten Füllung der Schaumstoffzellen unter ausreichendemDruck (0.05 - 0.3 N/mm2) aushärten oder beim Auftragensehr niedrigviskos sein. Die Aushärtung kann mittels Tem-peratur (bis 160°C) beschleunigt werden. Die Klebefugenwerden sehr hart und starr.Klebefolien und Schmelzklebstoffe benötigen für dieVerklebung Wärme und können deshalb in der Regel nachdem Heisshärteverfahren verarbeitet werden. Die Klebefolienmüssen ausreichend dich sein (100 - 200g/m2), damit einefeste Verankerung in den angeschnittenen Zellen desROHACELL® erreicht wird.
Reaktionsklebefolien spalten während der Härtung flüchti-ge Bestandteile ab. Deshalb sollten die Folien bei leichtemPressdruckdurchwärmt werden. Vor dem Pressen zurVerklebung sollte die Presse nochmals kurz aufgefahrenwerden, um die flüchtigen Bestandteile entweichen zu las-sen. Bei der Verwendung von Schmelzklebefolien hat essich oft als zweckmässig erwiesen, die Folien vor derVerklebung zu perforieren, um Luftblasen zu vermeiden.In schwierigen Fällen hilft zur besseren Entlüftung eine vor-herige Nutung der ROHACELL® Plattenoberflächen. Be-währt haben sich Nuten von ca. 1 - 1,5mm Tiefe und 2mmBreite. lIm allgemeinen kann bei der Verklebung vonROHACELL® mit anderen Werkstoffe der Klebstoff nachEignung für diese Werkstoffe ausgewählt werden.
Um einwandfrei gerade Sandwichplatten zu erhalten, ist eswichtig, dass beide ROHACELL® Plattenseiten gleichzei-tig mit der Deckschicht verklebt werden. Die beiden Deck-schichten müssen aus dem gleichen Material bestehen undsollen gleiche Dicke aufweisen. Auch beidseitiggleichmässige Aufheizung und Abkühlung sind Grundvor-aussetzung, um ebeneSandwichplatten zu fertigen.
In allen Fällen der Heisshärtung wird empfohlen, für dieVerklebung mit Deckschichten die ROHACELL® Platte miteinem Uebermass von 0.5 - 1mm einzusetzen und in derPresse auf einen festen Anschlag zu fahren, damit bei denhohen Aushärtungstemperaturen die ROHACELL® Platteduch den Pressdruck nicht zu stark belastet und duchthermoelastisches Kriechen das gewünschte Toleranzmassunterschritten wird.
Par suite de la bonne transmission thermique nécessaire,le thermocollage se justifie uniquement pour l’assemblaged’une mince couche de matériau avec du ROHACELL®,par exemple pour le doublage avec des tôles ou des lamines.
L’emploi de colles en dispersion n’est pas recommandé.Les systèmes sans solvant comprennent les collesfusiobles, les colles de mélange et les films adhésifs. Pourbien remplir les cellules de la mousse, les colles de mélange,telles que des résines époxyde ou polyester, doivent prendresous une pression suffisante (0.5 - 0.3 N mm2) ou presenterune faible viscosité lors de l’application. La tempàrature 160°Cmax.) permet d’accélérer la polymerisation. Les collagesdeviennent très durs et rigides.
Les films adhésifs et les colles fusibles exigent de la chaleuret peuvent donc généralement être mis en oeuvre par leprocédé à chaud. Les films adhésifs doivent présenter uneépaisseur suffisante (100-200g/m2) pour assurer un bonancrage dans les cellules entaillées du ROHACELL®.
Les films à adhésif binaire libèrent des composants volatilspendant la prise. Il convient donc de les chauffer sous unelégère pression. Avant la pression de collage, ouvrirbrièvement la presse pour permettre l’échappement descomposants volatils.
Il s’est souvent révélé utile de perforer les films adhésifsthermoplastiques avant le collage afin d’éviter des bullesd’air. Un rainurage préalable des surfaces de la plaque deROHACELL® améliore le dégazage dans des cas difficiles.Des rainures d’une profondeur d’environ 1-1,5mm et d’unelargeur de 2mm ont donné d’excellents résultats.
En règle générale, la colle utilisée pour assembler duROHACELL® avec d’autres matériaux peut être choisie enfonction de sa compatibilité avec ces derniers. Pour obtenirdes plaques sandwichs parfaitement planes, il es importantde coller simultanément la peau sur les deux faces de laplaque de ROHACELL®.
Les deux peaux doivent être réalisées dans le mêmematérial et de même épaisseur. Un chauffage et unrefroidissement réguliers des deux faces sont ègalementessentiels pour obtenir des deux faces qui sont égalementessentiels pour obtenir des plaques sandwichs planes.
Dans tous les cas de polymérisation à chaud, il estrecommandé d’utiliser pour le collage de peaux une plaquede ROHACELL® surdimensionée de 0.5 -1mm et del’appliquer sur une butée fixe dans la presse, afin que lacompression ne surcharge pas trop la plaque deROHACELL® aux températures de polymérisation élevéeset que la tolérance souhaitée ne soit pas dépassée vers lebas par fluage thermoélastique.
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Das Aufbringen von Laminaten
Es können die üblichen Laminierverfahren wie Hand-auflegeverfaren und Pressverfahren, angewendet werden.Zur Erzielung guter Schläfestigkeiten sind dabei Drücke vonmindestens 0.05 N/mm2 wünschenswert. Eine Warmaus-härtung ist wegen der erreichbaren kurzen Taktzeiten zuempfehlen. ROHACELL® hält bis zu 160°C aus! Hierbei soll-te jedoch in der Presse auf Anschlag gefahren werden (sieauch „Das Kleben“). Bei der Verwendung von Polyesterharzenkann wegen der Styrolbeständigkeit auf eine Versiegelungder Schaunstoffoberfläche verzichtet werden.Soll mit einem Vakuumsack der Pressdruck aufgebrachtwerden, kann zur besseren Entlüftung die ROHACELL® Plat-te in einem Abstand von ca. 5cm mit Löchern von ca. 2mmDurchmesser versehen werden. Vor dem Laminieren sind dieROHACELL® Oberflächen einwandfrei zu entstauben, umeine gute Haftung der Harze zu gewährleisten. Auch mit denim Flugzeugbau üblichen Prepregs werden Sandwichteile ge-fertigt. Das aufpressen und Härten geschieht entweder imAutoklaven oder in Presswerkzeugen.Als erste Lage auf ROHACELL® sollte ein harzreiches Prepregvorgesehen werden, um genügend Harz zur Verankerung inden Angeschnittenen Zellen für eine gute Verbundfestigkeitzur Verfügung zu haben. Vor Aufbringen der Prepregs ist dieROHACELL® Oberfläche durch Absaugen oder Abblasen mitölfreier Pressluft zu entstauben! Werden Prepregs eingesetzt,bei denen während der Aushärtung flüchtige Bestandteile ent-stehen, z.B. Wasser bei Phenolharzprepregs, so muss wäh-rend des Härtungsprozesses z.B. im Autoklaven durch ge-eignete Massnahem sichergestellt sein, dass abgesaugtwerden kann. Wird in einem Pressewerkzeug gehärtet, soist die Presse nach Durchwärmung des Prepregs noch einmalkurz aufzufahren, damit die Hauptmengen der flüchtigen Be-standteile entweichen können. Bei Matrixsystemen, die beisehr hohen Temperaturen ausgehärtet werden, kann währendder Härtung im Autoklaven oder in einer Presse ohne An-schlag der Kern zu stark nachgeben. Hier wird durch denEinsatz von ROHACELL®® WF eine Verbesserung erzielt.In allen Fällen wird empfohlen, wenn irgendmöglich, beim Aus-härten, insbesondere beim Aushärten in Formwerkzeugen,gegen einen Anschlag zu fahren, um Untertoleranz durchthermoelastisches Kriechen zu vermeiden. Muss mit relativspröden Deckschichten, z.B. Phenolharzprepregs, gearbei-tet werden, so ist eine erhebliche Steigerung der Verbund-festigkeit dadurch zu erreichen, dass elastische Primer- oderSchmelzklebefilme auf dem Kern aufgebracht werden.ROHACELL® ist ein geschlossenzelliger Schaumstoff. BeimVerkleben oder bei Auftrag eines Laminierharzes dringen dieHarze nur in die offenen Poren der Schittfläche ein. Für nor-male Beanspruchung ist die hierdurch erreichbare Verbund-festigkeit sehr gut. Um eine Aussage übr die Verbundfestigkeiteiner Deckschicht mit dem Kernmaterial zu machen, wird oftein Schälversuch durchgeführt, obwohl dies kein praxisnaherVersuch ist. Am Kernverbund wirkt meist erst dann eine Schäl-kraft, wenn die Deckschichten aus Stabilitäts- (z.B. Knittern)oder Festigkeitsgründen (Risse oder Stauchen) versagt ha-ben. Ueberwiegend zeigt sich in der Praxis ein Stabilitäts-versagen. Erst nach diesen Versagensfällen tritt eine Schäl-kraft auf.
Stratification
Les Procédés habituels de stratification, tels qu’empliagemanuel et moulage, sont applicables. Une pression mini-male de 0,05 N/mm2 est souhaitable pour obtenir de bonnesrèsistances au délaminage. Une polymeérisation à chaudest recommandée par suite des courts cycles réalisables.Le ROHACELL® supporte 160°C! Une butée doit toutefoisêtre prévue dans la presse (cf. aussi „Collage“). Larésistance au styréne rend inutile un colmatage de la surfacede la mousse en cas d’emploi de résines polyester.Dans le cas d’un moulage au sac sous vide, le dégazagede la plaque de ROHACELL® est amélioré par des trousd’un diamètre de 2mm environ, distance de 5 cm environ.Avant la stratification, dépoussiérer parfaitement les surfacesde ROHACELL® afin de garantir une bonne adhérence desrésines. Des pièces sandwichs sont également produits àl’aide de préimprégnés usuels dans la constructionaéronautique. La mise sous pression et le chauffages’effectuent soit en autoclave, soit dans des moules. Unepréimprégné riche en résine doit être prévue commepremière couche sur le ROHACELL® afin de disposer desuiffisamment de résine pour un bon ancrage dans lescellules entaillées et d’obtenir ainsi une bonne résistancedu sandwich. Avant la mise en place des préimprégnés,dépoussiérer la survace de ROHACELL® pa aspiration oupar sofflage d’air comprimé déshuilé. En cas d’emploi depréimprégnés dégageant des composants volatils pendantle durcissement, tels que de l’eau pour les préimprégnés àrésine phénolique, des dispositions appropriées doiventpermettre une aspiration pendant le durcissement, dansl’autoclave par exemple. Lorsque de durcissements’effecture dans un moule, ouvrir brièvement la presse aprèsle chauffage à coeur du préimprégné pour permettrel’échappement de l’essentiel des composants volatils. Dansle cas de systèmes à matrice durcis à trés hautetempérature, l’âme de ROHACELL® risque de présenterune flèche excessive pendant le durcissement en autoclaveou dans une presse sans butée. Une amélioration est obtenuedans ce cas par l’emploi de ROHACELL® WF. Il estrecommandé de prévoir dans tous les cas et dans la mesuredu possible une butée pour le durcissement, en moulenotamment, afin d’éviter des tolérances négatives par fluagethermoélastique. Dans le cas de peux relativement fragiles,telles que des préimprégnés à résine phénolique, le dépôtd’une couche de fond élastique ou d’un film adhésifthermoplastique sur l’âme de ROHACELL® permet d’accroîtenotable ment la résisance du sandwich. Le ROHACELL® estune mousse à cellules fermées. Lors du collage ou du dépôtd’un résine de stratification, les résines pénètrent uniquementdans les pores ouvert de la surface découpée. La résistancede composite ainsi obtenu est très bonne pour une sollicitationnormale. Un essai de délaminage, bien que ne reproduisantpas des conditions pratiques, est souvent effecturé pour trouverla résistance d’un sandwich. Une force de délaminage nes’exerce généralement sur le sandwich qu’après la défaillancedes peaux pour des raisons de stabilité (froissement parexemple) ou de résistance (rupture ou compression). Lesdéfaillances de stabilité prédominant en pratique. Une forcede délaminage n’apparaît qu’après ces défaillances.
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Das Lackieren
ROHACELL® kann mit den meisten handelsüblichen La-cken (einschliesslich Nitrolack) und Farben gespritzt odergestrichen werden. Dispersionsfarben, wie sie z.B. im Bau-wesen eingesetzt werden, sind meist basisch eingestellt.Diese Typen sind nicht geeignet, da ROHACELL® gegenalkalische Medien nicht beständig ist. Für glatte und glän-zende Oberflächen wird der Schaumstoff zunächst gespach-telt und geschliffen. Auch Spritzspachtel, z.B. Polyesterfiller,eignen sich dafür. Wir eine Narbeneffektlackierung aufge-bracht, so brauchen spritzgewpachtelte Flächen vor demLackieren nicht geschliffen zu werden.Müssen Fugen oder Schadstellen an ROHACELL® Teilengespachtelt und nachträglich geschliffen werden, so solltedie Spachtelmasse ein etwa gleiches Schleifverhalten zei-gen wie die verwendete ROHACELL® Type, um einen ein-wandfreien Uebergang von der gespachtelten Stelle zumangrenzenden Schaumstoff zu erreichen. Man kann dieseSpachtelmasse nach folgenden Rezepturen selbst herstel-len:Rezeptur 190 Gew. Teile Spachtelmasse / 20 Gew. Teile Verdünner15 Gew. Teile MicroballonsDie Menge der zugegebenen Microballoons richtet sich nachdem zu spachtelnden ROHACELL® Typ. Je mehrMicroballons zugegeben werden, lum so leichter ist dieSchleifbarkeit. Mit dem Verdünner ist die Konsistenz so zuvariieren, dass ein glattes Verstreichen der Spachtelmasseerreicht wird.Rezeptur 2100 Gew. Teile Porenfüller / 25 Gew. Teile MicroballonsDie Zugabemenge der Microballoons erfolgt wiederum ent-sprechend der zu schleifenden ROHACELL® Type.Zur besseren Haftung wird die zu spachtelnde Stelle einmalmit Porenfüller gestrichen, bevor der Spachtel auftetragenwird. Die Spachtelung erhöht die Druckbelastbarkeit derSchaumstoffoberfläche erheblich. Besonders dekorative undwiederstandsfähige Oberflächen werden im Metallfallspritz-verfahren hergestellt. Es können z. B. Aluminium, Bronze,Kupfer und Eisen aufgespritzt werden.
Herstellen von SMC-Pressteilen mit ROHACELL® 71Unter SCM versteht man nach DIN 16913 eine flächigePressmasse (SMC - sheet moulding compound). Ihre Haupt-bestandteile sind ungesättigte Polyesterharze, Textil-glasfasern sowie Füll- und Hilfsstoffe. Die Verarbeitung er-folgt in Stahlwerkzeugen bei 120 - 160°C.Für die Herstellung von Sandwichteilen mit SMC-Deck-schichten und ROHACELL® 71 als Kernwerkstoff hat sichein Pressdruck von ca. 0.8 N/mm2 als günstig herausge-stellt. Dieser spezifische Pressdruck sollte nur so langeaufgebracht werden, bis der Formhohlraum durch das Flies-sen der SMC-Masse gefüllt ist. Anschliessend wird derPressdruck auf ca. 0.4 N/mm2 abgesenkt und bis zum Endeder Aushärtedauer konstant gehalten. Die Presstemperatursoll 120 - 130°C betragen. Diese Verarbeitungstechnologiehat sich gut bewährt beim Einsatz normal reaktiver undleichtfliessender SMC-Harztypen.
Vernissage
La plupart des vernis (y compris le vernis celluloisique) etpeintures du commerce peuvent être appliqués au pistoletou au inceau sur le ROHACELL®. Des peintures endispersion, du type utilisé dans la construction pa exemple,sont le plus suivent basiques et ne conviennent donc pascar le ROHACELL® ne résiste pas aux milleux alcalins.Pour obtenir une surface lisse et brillante, la mousse estd’abort mastiquée, puis poncée. Des mastics au pistolet,tels qu’un bouche-pores, conviennent également. Pourobtenir un effet de grainage, ne pas poncer les surfacesmastiquées avant le vernissage.Lorsque des joints ou des parties endommagées de piècesen ROHACELL® sont mastiqués en vue d’un ponçageultérieur, le mastic doit présenter un comportement auponçage sensiblement identique à celui du type deROHACELL® employé pour assurer une transition parfaiteentre la partie mastiquée et la mousse voisine. Ce masticpeut se préparer selon les formules suivantes.
Formule 190 parties en poids de mastic / 20 parties en poids de diluant/ 15 parties en poids de microballoonsLe quantité de Microbilles dépend du type de ROHACELL®à mastiquer. La facilité de ponçage augmente avec laquantité de microbilles. Le diluant permet de faire varier laconsistance du mastic jusqu’ ce qu’il s’étale bien.Formule 2100 parties en poids de bouche-pores / 25 parties en poidsde microbillesLa quantité de microbilles ajoutée dépend de nouveau dutype de ROHACELL® à traiter avant d’étaler le mastic. Lemasticage augemente notablement la charge decompression admissible de la surface de la mousse. Lamétallisation au pistolet permet d’obtenir des surfacesparticulièrement décoratives et résistantes. Lest par exemplepossible de pulvériser de l’aluminium, du bronze du couvreet du fer.
Moulage de pièces en préimprégnés (SMC) etROHACELL® 71Un Preimpregne est selon DIN 16913 une masse pourmoulage en feuille (SCM: Sheet moulding compound). Sesprincipaux constituants sont des résines de polyesterinsaturé, des fibres de verre textile, des charges et desadjuvants. La mise en oeuvre s’effecture à 120 - 160°C dansdes moules en acier. L’expérience montre qu’une pressiond’environ 0.8 N/mm2 est favorable pour la production depièces sandwichs à âme en ROHACELL® 71 et peauxSCM. Cette pression spécifique doit être maintenueuniquement jusqu’au remplissage de la cavité du moule parle préimprégné. La pression est ensuite réduite à 0.4 N/mm2 environ, puis maintenue constante jusqu’à la fin dutemps de polymérisation. La température doit être de 120 à130°C. Cette technologie de mise en oeuvre a donnéd’excellents résultats dans le cas de types de résine SMCfluides et à réactivité normale.
swissporEPS 40
Die universellen swissporEPS-Hartschaumplatten erfüllen eine wichtige Aufgabe rund um die Gebäudehülle. Dank denvielseitigen Anwendungsmöglichkeiten lassen sich Wärmedämmprobleme vorzüglich lösen. Die Energiekosten werdendadurch deutlich reduziert.
Anwendungsgebiet
Neubau und RenovationKälte- und Wärmedämmung in höher belastete Böden und SpezialanwendungenIdeales Trägermaterial für Beschichtungen (Deckenplatten, Stellwände, Möbel usw.)Befestigung: mechanisch oder durch Kleben (nur lösungsmittelfreie Kleber verwenden)Für verputzte Aussenwärmedämmung nicht geeignet
Technische WerteProdukt swissporEPS 40
Eigenschaften Symbole, Bezeichnungs-schlüssel und Einheiten nachSN EN 13163 / SIA 279.163
Norm SN ENbzw. SIA
Rohdichte 1) ρa kg/m3 1602 ~40
Nennwert Wärmeleitfähigkeit 2) λD W/(m·K) 279 0.033
Spezifische Wärmekapazität c Wh/(kg·K) 0.39
Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ MU 12086 ~70
Brandverhalten BKZ VKF 5.1
Druckspannung bei 10% Stauchung σ10 CS(10) kPa 3) 826 ≥ 250
Kriechverhalten bei Druckbeanspruchung(50 Jahre, Stauchung <2%)
σc CC(i1/i2/50) kPa 3) 1606 58
Bemessung / Nutzung schwimmende Estriche Kategorie 251 A, B, C, D
Obere Anwendungsgrenztemperatur, unbelastet °C 75
Zellinhalt Luft
Lieferdicken mm 20 - 500
Material Expandierter Polystyrol-Hartschaum
1. Die Rohdichte ist gemäss Norm SN EN 13163 / SIA 279.163 kein Leistungskennwert2. Die verbindliche Wärmeleitfähigkeit ist auf www.swisspor.ch unter Produkte der SIA-Bestätigung zu entnehmen.3. 100 kPa = 100 kN/m2 = 0.1 N/mm2
Hinweis: Vorliegende Angaben basieren auf dem derzeitigen Stand der Technik. Änderungen bleiben vorbehalten.
swisspor AG Bahnhofstrasse 50 CH-6312 Steinhausen www.swisspor.ch
Verkauf Tel. +41 56 678 98 98 Fax +41 56 678 98 99
Technischer Support Tel. +41 56 678 98 00 Fax +41 56 678 98 01
© swisspor AG | Montag, 22. Juni 2015
Produktdatenblatt Seite 1 von 2
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CH-6122 Menznau Fax +41 41 494 94 49 [email protected]
SWISSMDF E1 Mitteldichte Faserplatte – Roh-MDF E1 für Innenanwendungen
Menznau, 1. Juni 2014 | Version 1.1 (ersetzt alle vorgängig publizierten Angaben)
Charakteristik SWISSMDF E1 ist eine rohe mitteldichte Faserplatte in klassischer Kronoswiss Ausführung, umweltschonend hergestellt aus Holz von nachhaltig bewirtschafte-ten Schweizer Wäldern und zu einem Produkt von Schweizer Qualität verarbei-tet.
Die im Trockenverfahren produzierte Faserplatte mittlerer Dichte hat einen na-hezu einheitlichen, homogenen Querschnittsaufbau. Das lässt bei den speziell ausgeführten 3d-Platten eine Bearbeitung in der Flächentiefe zu.
Der als Klebstoff eingesetzte UF-Harz wird schonend hinzugegeben. Dadurch werden gute mechanische Eigenschaften erreicht.
Anwendung SWISSMDF E1 ist geeignet für den Einsatz im Haus- und Objektbau ausserhalb der Dampfsperre im Trockenbereich für allgemeine Zwecke:
im Hausbau: Plattenelement in Wand-, Boden- und Dachkonstruktionen, aber nicht tragend
im Objekt- und Standbau: als stabilisierendes oder gerüstbildendes (aber nicht tra-gendes) Element
als Trägerplatte für Flächenbeschichtungen im Möbel- und Innenausbau im Trocken-bereich
als Oberflächen mit dreidimensionalen Profilverzierungen, zum Beispiel bei hochwer-tigen Küchenfronten, die lackiert werden (spezielle 3d-Platte verlangen)
Technische Klasse Faserplatte nach dem Trockenverfahren zur Verwendung im Trockenbereich für allgemeine (nicht tragende) Zwecke nach EN 622-5, Typ MDF
Produktaufbau Homogener Produktaufbau, Bearbeitung in Plattentiefe bei 3d-Platten (Spezialausführung) möglich.
frische Hackschnitzel aus der Durchforstung und von Sä-geresten werden aufgeschlossen, um einheitliche Fasern ho-her Qualität zu gewinnen.
die Fasern werden beleimt, als homogenes Vlies gestreut und in der Presse stark verdichtet
Es resultiert eine qualitativ hochstehende, umweltfreundlich hergestellte MDF-Platte mit hervorra-genden Verarbeitungseigenschaften.
Verarbeitung Zur Verarbeitung von SWISSMDF E1 sind folgende Punkte zu beachten:
Die Bearbeitung kann mit den üblichen Holzbearbeitungswerkzeugen erfolgen.
Die Platten sind zur Beschichtung geeignet (mit Laminat, Furnier, Decorpapier, La-cken und Farben).
Beschläge lassen sich (je nach Plattendicke) seitlich oder auf der Oberfläche fixieren. Dabei kann gebohrt, geschraubt oder geklebt (Baukleber) werden.
Sollte die Rohplatte nachträglich beschichtet werden, sind die Hinweise nach Lignatec, Holzwerkstoffe in Innenräumen, Zürich 2008 zu beachten (siehe ‚empfoh-lene Plattenbeschichtungen‘).
Vor / nach der Verarbeitung (vor dem Einbau) soll die Platte waagrecht und vollflä-chig gelagert werden (optimale Lagerraumbedingung: 15-25°C, 45-65% Luftfeuchte).
Auszeichnung mit Prüf-Nachweisen
einfach bearbeitbar
umwelt-freundlich
ressourcen-schonend
Schweizer Fabrikat
aus Schweizer Holz
aus nachhaltiger Wald- wirtschaft (auf Wunsch mit Zertifikat lieferbar)
CO2-arm hergestellt
qualitäts-/um-weltgeprüft
Produktdatenblatt 1. Juni 2014 | Version 1.1
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Lieferprogramm und technische Daten
Lieferprogramm
AB LAGER: im Plattenformat 2800mm x 2070mm mit Plattenstärke 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 18, 19, 22, 25, 30, 40 mm im Plattenformat 4100mm x 2070mm mit Plattenstärke 16, 19, 22, 25, 30, 40 mm im Plattenformat 5600mm x 2070mm mit Plattenstärke 8, 10, 12, 16, 18, 19, 22, 25, 30, 40 mm
Platten pro Paket: 3, 4, 5 mm à 100 | 6 mm à 50 | 8-19 mm à 25 | 22, 25 mm à 20 | 30 mm à 15 (2800x2070 mm) bzw. à 10 (4100x2070 mm und 5600x2070 mm) | 40 mm à 10 Platten
Lieferung einzeln oder paketweise gemäss aktuellen Lieferkonditionen
Technische Daten Trägerplatte MDF EN 622-5: Faserplatten – Anforderungen an MDF (allg. Zwecke, Trockenbereich) | EN 13986: Holzwerkstoffe zur Verwendung im Bauwesen
Prüfparameter Werte Anforderung Prüfnorm
Allgemeine und mechanische Eigenschaften (nach EN 622-5)
Dicke (Plattenstärke) 3-4 5-6 8 10-12 16-19 22-30 40 mm EN 324-1
Dickentoleranz [gem. EN 622-1] ±0.2 ±0.2 ±0.2 ±0.2 ±0.2 ±0.3 ±0.3 mm ±0.2 | ±0.3 EN 324-1
Oberflächenfeinheit (Endschliff Korngrösse) 100 100 100 100 100 100 100 Korn
Rohdichte 840-890 800-850 730-780 700-780 700-750 700-750 700-750 kg/m3 EN 323
Biegefestigkeit 23.0 23.0 23.0 22.0 20.0 18.0 17.0 N/mm2 17-23 EN 310
Biege-Elastizitäts-Modul - 2‘700 2‘700 2‘500 2‘200 2‘100 1‘900 N/mm2 1‘900-2‘700 EN 310
Querzugfestigkeit 0.65 0.65 0.65 0.60 0.55 0.55 0.50 N/mm2 0.50-0.65 EN 319
Abhebefestigkeit 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 N/mm2 0.8 – 1.2
1) EN 311
Plattenfeuchte ≥4.5% ≥4.5% ≥4.5% ≥4.5% ≥4.5% ≥4.5% ≥4.5% Gewicht 4-11% EN 322
Dickenquellung (in Wasser 24h) ≤35% 30% 17% 15% 12% 10% 8% Dicke 8-35% EN 317
Chloride: Lindan | Pentachlorphenol PCP n.b | n.b mg/kg (n.b. = nicht bestimmbar), d.h. nicht vorhanden Li. 0 | PCP <5 ChemVerbotV
Formaldehydgehalt | Formaldehydemission E1 ≤ 8mg/100g atro Platte | ≤ 0.124mg/m3 Luft E1 EN120|717-1
Toleranzen gemäss Normanforderung [EN 622-1]
Länge x Breite bei 2.80x2.07 m, 4.10x2.07 m, 5.60x2.07 m ±5.0 mm Kantengeradheit L und B 1.5 mm/m | Rechtwinkligkeit 2.0 mm/m Rohdichte (Abweichung zu mittlerer Dichte innerhalb Platte) ±7%
normkon-form
EN 324-1 EN 324-2 EN 323
Bauphysikalische Eigenschaften (nach EN 13986)
Wärmeleitfähigkeit 0.15 0.15 0.14 0.13 0.13 0.13 0.13 W/(mK) 0.13-0.15 EN 12664
Dampfdiffusionswiderstand [feucht | trocken] 23 | 33 21 | 31 20 | 30 18 | 27 17 | 26 17 | 26 17 | 26 μ 17-23 | 26-33 ISO 12572
Luftschalldämmung (R=13 x log(mA) + 14) -- 2)
-- 2)
24.5 26 28.5 30.5 33 R 24.5-33 ISO 140-3
Schallabsorptionsgrad 0.10 (bei 250-500 Hz) | 0.20 (bei 1‘000-2‘000 Hz) Absorptionsgrad α 0.10 | 0.20 ISO 354
Brandverhalten [Klassifiz. EN 13501-1] gilt für Platten ab 10mm
D-s2,d0 normalentflammbar (leichter Rauch, kein Abtropfen)
entspricht B2 nach DIN 4102 (aufgehoben, ersetzt durch EN 13501)
D-s2,d0 ISO 9239-1
Angaben zu Ökologie gemäss SIA Produkte-Deklaration SIA 493
Erneuerbarer Energie > 90% | Holz 80-85% | UF-Klebstoff 12-15% Schweizer Holz | einheimisches Nadelholz aus Durchforstung und Sä-geresthölzer | enthält kein Altholz | keine Chloride keine Biozide im Holz | thermisch verwertbar
hochwertig SIA 493.05
herausragende Eigenschaften
leicht bearbeitbar
ressourcen-schonend
umweltfreundlich
1) übliche Werte. Keine Anforderung
2) Dämmung nur bei einem Flächengewicht > 5kg/m
2
Sicherheitstechnische und andere Hinweise
Aufgrund von Gewicht und Plattenformat ist beim Handling besondere Sorgfalt geboten (korrektes Heben, Quetschgefahr etc.).
Bei der Verarbeitung können Säge- und Schleifstaub entstehen. Diesen Holzstaub nicht einatmen (Schutzausrüstung und Absaugung)! Zur Vermeidung von Staubexplosionen soll Holzstaub prinzipiell abgesaugt werden. Unverarbeitete Platten trocken und flach lagern!
Das Produkt ist weder Gefahrengut noch kennzeichnungspflichtig (Gefahrenstoffverordnung / Verordnung über Verkehr mit Abfällen).
Die Trägerplatte ist mit Formaldehyd-(Urea) verleimt, freier Formaldehyd ist jedoch kaum vorhanden und tritt aus der korrekt verarbeiteten Platte praktisch nicht aus (E1). Zur Vorsicht sollte aber die unbeschichtete Platte in Innenräumen mit dichter Bauhülle nur ausserhalb der Dampfsperre eingesetzt werden.
Das Produkt ist chemisch stabil und wirkt nicht toxisch. Es ist für Innenanwendungen geeignet.
SWISSMDF E1 ist ein Produkt aus nachhaltiger Waldwirtschaft. Das dazu geschlagene Durchforstungsholz hilft den Schweizer Wald vital zu halten.
Das Produkt kann nach dem ersten Lebenszyklus in einer geeigneten Anlage thermisch genutzt werden (CO2-freie Energie).
RAKU-TOOL® Blockmaterialien RAKU-TOOL SB-0080 RAKU-TOOL SB-0140 RAKU-TOOL SB-0240 RAKU-TOOL SB-0351 RAKU-TOOL SB-0470
Styling-Blockmaterial
Farbe rohweiß hellgrün apricot apricot apricot
Dichte (ISO 1183) g/cm3 ca. 0,08 0,14 0,24 0,35 0,47
Anwendungen
> Design Studien> Programmprüfungen> Unterbau für Close Contour
Pasten > Negativ Fomen zum Gießen für
Close Contour Gießharze
> Design Studien> Programmprüfungen> Unterbau für Close Contour
Pasten> Negativ Fomen zum Gießen für
Close Contour Gießharze
> Styling Modelle> Laminierformen für EP-Laminate > Unterbauten für Close Contour
Pasten > Negativ Fomen zum Gießen für
Close Contour Gießharze
> Styling & Design Modelle> Unterbauten für Close Contour
Pasten> Laminierformen
> Styling-, Ur- und Datenkontroll-modelle
Hauptmerkmale
> Sehr leicht und feine Ober-flächenstruktur
> Einfach zu bearbeiten, gute Spanbildung
> Gute Wärmeformbeständigkeit> Lösungsmittelbeständig
> Sehr leicht und feine Ober-flächenstruktur
> Einfach zu bearbeiten, wenig Staub
> Lösungsmittelbeständig
> Gute Oberflächenstruktur> Gut manuell und maschinell
bearbeitbar> Lösungsmittelbeständig
> Feine Oberflächenstruktur> Gut fräsbar und einfach zu
bearbeiten, wenig Staub
> Sehr gute Oberflächenstruktur> Gut fräsbar
Härte (ISO 868) Shore D – – – – –
Wärmeausdehnungskoeffizient (ISO 11359) 10-6 K-1 – – 60 – 70 45 – 50 60 – 65
Wärmeformbeständigkeit (ISO 75) °C – – 55 – 65 60 – 70 60 – 70
Druckfestigkeit (ISO 604) MPa 0,7 1,8 – 2 2 – 4 8 – 12 10 – 15
Biegefestigkeit (ISO 178) MPa – – 5 – 6 8 – 12 10 – 15
Dimensionen mm (Länge x Breite x Höhe)
2500 x 1200 x 1002500 x 1200 x 2002500 x 1200 x 3002500 x 1200 x 400
2000 x 1000 x 100 2000 x 1000 x 200 2000 x 1000 x 300 2000 x 1000 x 400
1500 x 500 x 1001500 x 500 x 2002000 x 1000 x 1002000 x 1000 x 200
1500 x 500 x 501500 x 500 x 751500 x 500 x 1001500 x 500 x 1501500 x 500 x 200
1500 x 500 x 501500 x 500 x 751500 x 500 x 1001500 x 500 x 1501500 x 500 x 200
Kleben mit RAKU-TOOL > EP-2305/EH-2904-1 > EP-2305/EH-2904-1 > EP-2305/EH-2904-1 > EP-2305/EH-2904-1
Mischungsverhältnis (GwT) – 100 : 30 100 : 30 100 : 30 100 : 30
Farbe apricot apricot apricot apricot
Topfzeit 500 ml (Min.) 25 25 25 25
Minimale Härtungszeit (h) 16 16 16 16
Reparieren mit RAKU-TOOL > UP-4301/UH-4901 > UP-4301/UH-4901 > UP-4301/UH-4901 > UP-4301/UH-4901
Mischungsverhältnis (Gewt.) – 100 : 1 – 3 100 : 1 – 3 100 : 1 – 3 100 : 1 – 3
Farbe apricot apricot apricot apricot
Topfzeit (Min.) 4 – 6 4 – 6 4 – 6 4 – 6
Minimale Härtungszeit (Min.) 25 – 30 25 – 30 25 – 30 25 – 30
SB = Styling-Blockmaterial l MB = Modellbau-Blockmaterial l WB = Werkzeug-Blockmaterial. Sonderabmessungen nach Rücksprache lieferbar
RAMPF
www.rampf-gruppe.de
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RAKU-TOOL® Blockmaterialien RAKU-TOOL MB-0600 RAKU-TOOL MB-0670 RAKU-TOOL MB-0720 RAKU-TOOL WB-0801
Modellbau-Blockmaterial Werkzeug-Blockmaterial
Farbe braun braun braun grau
Dichte (ISO 1183) g/cm3 ca. 0,60 0,67 0,72 0,80
Anwendungen
> Styling-, Ur- und Datenkontroll-modelle
> Design-, Ur- und Datenkontroll-modelle
> Design-, Ur- und Datenkontroll-modelle
> Urmodelle> Datenkontroll Modelle> Lehren und Vorrichtungen> Vakuumtiefziehformen
Hauptmerkmale
> Feine Oberflächenstruktur> Gut fräsbar, gut manuell bear-
beitbar > Geringer Wärmeausdehnungs-
koeffizient> Gute Dimensionsstabilität
> Sehr feine Oberfläche> Gut fräsbar> Geringer Wärmeausdehnungs-
koeffizient> Gute Dimensionsstabilität
> Ausgezeichnete Oberfläche> Gute Druck- und Biegefestigkeit> Geringer Wärmeausdehnungs-
koeffizient> Gute Dimensionsstabilität
> Feine Oberflächenstruktur> Hohe Wärmeformbeständigkeit
und niedriger Wärmeausdeh-nungskoeffizient
> Gute Dimensionsstabilität> Gute Druck- und Biegefestigkeit
Härte (ISO 868) Shore D 50 – 55 60 – 65 60 – 65 65 – 70
Wärmeausdehnungskoeffizient (ISO 11359) 10-6 K-1 50 – 55 50 – 55 50 – 55 45 – 50
Wärmeformbeständigkeit (ISO 75) °C 70 – 75 75 – 80 75 – 80 85 – 90
Druckfestigkeit (ISO 604) MPa 15 – 20 15 – 20 20 – 25 40 – 45
Biegefestigkeit (ISO 178) MPa 15 – 20 20 – 25 25 – 30 35 – 40
Dimensionen mm (Länge x Breite x Höhe)
1500 x 500 x 251500 x 500 x 501500 x 500 x 751500 x 500 x 1001500 x 500 x 1501500 x 500 x 200
1500 x 500 x 251500 x 500 x 501500 x 500 x 751500 x 500 x 1001500 x 500 x 1501500 x 500 x 200
1500 x 500 x 251500 x 500 x 501500 x 500 x 751500 x 500 x 1001500 x 500 x 1501500 x 500 x 200
1500 x 500 x 251500 x 500 x 501500 x 500 x 751500 x 500 x 100
Kleben mit RAKU-TOOL > EP-2306/EH-2904-1 > EP-2306/EH-2904-1 > EP-2306/EH-2904-1 > EP-2306/EH-2904-1
Mischungsverhältnis (GwT) 100 : 30 100 : 30 100 : 30 100 : 30
Farbe braun braun braun braun
Topfzeit 500 ml (Min.) 35 35 35 35
Minimale Härtungszeit (h) 16 16 16 16
Reparieren mit RAKU-TOOL > UP-4310/UH-4900 > UP-4310/UH-4900 > UP-4310/UH-4900 > UP-4310/UH-4900
Mischungsverhältnis (GwT) 100 : 1 – 3 100 : 1 – 3 100 : 1 – 3 100 : 1 – 3
Farbe braun braun braun braun
Topfzeit (Min.) 4 – 6 4 – 6 4 – 6 4 – 6
Minimale Härtungszeit (Min.) 25 – 30 25 – 30 25 – 30 25 – 30
SB = Styling-Blockmaterial l MB = Modellbau-Blockmaterial l WB = Werkzeug-Blockmaterial
Robert-Bosch-Straße 8-10 l D-72661 GrafenbergT +49.71 23.93 42-1600 l F +49.71 23.93 42-1666E [email protected]
Tooling GmbH & Co. KG
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RAKU-TOOL® Blockmaterialien RAKU-TOOL WB-0691 RAKU-TOOL WB-0700 RAKU-TOOL WB-1000 RAKU-TOOL WB-1210 RAKU-TOOL WB-1222
Werkzeug-Blockmaterial
Farbe hellblau hellgrün beige mintblau grün
Dichte (ISO 1183) g/cm3 ca. 0,69 0,70 1,00 1,20 1,22
Anwendungen
> Legewerkzeuge für Niedertem-peratur-Prepreg
> Vakuumtiefziehformen> Anwendungen im mittleren
Temperaturbereich
> Prepreg Legewerkzeuge> Hochtemperaturanwendungen> Vakuumtiefziehformen
> Werkstückaufnahmen> Lehren
> Gießereimodelle und Formplatten speziell für Hochdruckformanlagen
> Kernkästen unter anderem für das Coldbox-Verfahren
> Formplatten> Kernbüchsen> Hilfswerkzeuge> Klopfmodelle
Hauptmerkmale
> Sehr feine Oberflächenstruktur > Sehr gut fräsbar> Gute Dimensionsstabilität> Wärmeformbeständig bis 110°C
> Sehr feine Oberflächenstruktur> Sehr gut fräsbar> Wärmeformbeständig bis zu
135°C> Gute Dimensionsstabilität
> Sehr gut fräsbar> Geringer Wärmeausdehnungs-
koeffizient> Gute Kanten- und Abriebfestigkeit
> Sehr gut fräsbar, einfach zu bearbeiten
> Homogene, glatte Oberfläche> Niedriger Wärmeausdehnungs-
koeffizient> Sehr gute Druckfestigkeit> Sehr gute Chemikalienbeständigkeit> Beständigkeit bei Reinigung mit
Trockeneis
> Sehr gut fräsbar> Gute Wärmeformbeständigkeit> Gute Schlag- und Kantenfes-
tigkeit> Hohe Abrasionsbeständigkeit
Härte (ISO 868) Shore D 70 – 75 65 – 70 75 – 85 82 – 84 75 – 85
Wärmeausdehnungskoeffizient (ISO 11359) 10-6 K-1 35 – 45 35 – 45 50 – 55 60 – 75 80 – 85
Wärmeformbeständigkeit (ISO 75) °C 100 – 110 130 – 140 70 – 80 88 – 93 80 – 90
Druckfestigkeit (ISO 604) MPa 55 – 60 50 – 55 45 – 50 110 – 115 60 – 70
Biegefestigkeit (ISO 178) MPa 28 – 33 30 – 40 50 – 55 125 – 130 70 – 80
Dimensionen mm (Länge x Breite x Höhe)
1500 x 500 x 50 mm1500 x 500 x 75 mm1500 x 500 x 100 mm1500 x 500 x 150 mm1500 x 500 x 200 mm
1500 x 500 x 501500 x 500 x 751500 x 500 x 1001500 x 500 x 1501500 x 500 x 200
1500 x 500 x 251500 x 500 x 501500 x 500 x 751500 x 500 x 100
1000 x 500 x 501000 x 500 x 751000 x 500 x 100
1000 x 500 x 301000 x 500 x 501000 x 500 x 751000 x 500 x 100
Kleben mit RAKU-TOOL > EP-2304/EH-2934 > EP-2304/EH-2934> PP-3310/
PH-3905> EL-2210/
EH-2910*> PP-3311/
PH-3905> EL-2210/
EH-2910*> PP-3311/
PH-3905> EL-2210/
EH-2910*
Mischungsverhältnis (GwT) 100 : 20 100 : 20 100 : 50 100 : 60 100 : 50 100 : 60 100 : 50 100 : 60
Farbe grün grün beige transparent grün transparent grün transparent
Topfzeit 500 ml (Min.) 90 90 5 – 8 60 5 – 8 60 5 – 8 60
Minimale Härtungszeit (h) 16 16 4 16 4 16 4 16
Reparieren mit RAKU-TOOL > UP-4320/UH-4920 > UP-4320/UH-4920
Reparieren durch Einkleben von Teilstücken
Reparieren durch Einkleben von Teilstücken
Reparieren durch Einkleben von Teilstücken
Mischungsverhältnis (GwT) 100 : 3 – 5 100 : 3 – 5
Farbe grün grün
Topfzeit (Min.) 4 – 6 4 – 6
Minimale Härtungszeit (Min.) 25 – 30 25 – 30
SB = Styling-Blockmaterial l MB = Modellbau-Blockmaterial l WB = Werkzeug-Blockmaterial. * Sonderabmischungen siehe technisches Datenblatt
RAMPF
www.rampf-gruppe.de
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vorb
ehal
ten.
RAKU-TOOL® Blockmaterialien RAKU-TOOL WB-1250 RAKU-TOOL WB-1404 RAKU-TOOL WB-1460 RAKU-TOOL WB-1600 RAKU-TOOL WB-1700
Werkzeug-Blockmaterial
Farbe hellgrün olive hellgrün elfenbein dunkelgrau
Dichte (ISO 1183) g/cm3 ca. 1,25 1,40 1,46 1,60 1,70
Anwendungen
> Formplatten> Kernbüchsen> Hilfswerkzeuge> Klopfmodelle
> Formplatten und Kernbüchsen> Gefräste Negative und Positive> Gießereimodelleinrichtungen> Formen und Werkzeuge> Klopfmodelle und Lehren
> Gießereimodelle und Kernbüch-sen
> Gefräste Negative und Positive> Modelle, Formen und Werkzeuge> Klopfmodelle
> Metallumformwerkzeuge> Lehren> Vorrichtungen
> Metallumformwerkzeuge> Vakuumtiefziehformen, Lehren> Schäumformen> Rapid Prototyping Formen
Hauptmerkmale
> Sehr gut fräsbar> Gute Wärmeformbeständigkeit> Gute Schlag- und Kantenfes-
tigkeit> Gute Dimensionsstabilität
> Dichte Oberflächenstruktur> Sehr gut fräsbar> Gute Dimensionsstabilität> Hohe Abrasionsbeständigkeit
und gute Schlagfestigkeit> Polierbar
> Sehr dichte Oberflächenstruktur> Gut fräsbar> Gute Dimensionsstabilität> Gute Abrasionsbeständigkeit und
Schlagfestigkeit
> Dichte Oberfläche> Gut fräsbar> Geringer Wärmeausdehnungs-
koeffizient> Sehr gute Druckfestigkeit> Hervorragende Gleiteigenschaften
bei AL-Blechen
> Sehr dichte Oberfläche, polierbar > Gut fräsbar> Hohe Wärmeformbetändigkeit> Besonders hohe Druckfestigkeit> Hohe Abrasionsbeständigkeit
Härte (ISO 868) Shore D 77 – 83 85 – 90 80 – 85 85 – 90 85 – 90
Wärmeausdehnungskoeffizient (ISO 11359) 10-6 K-1 70 – 75 50 – 55 65 – 75 45 – 50 45 – 50
Wärmeformbeständigkeit (ISO 75) °C 80 – 85 75 – 80 75 – 80 75 – 80 120 – 125
Druckfestigkeit (ISO 604) MPa 70 – 80 85 – 95 70 – 80 90 – 100 125 – 130
Biegefestigkeit (ISO 178) MPa 90 – 100 80 – 90 70 – 80 55 – 65 80 – 85
Dimensionen mm (Länge x Breite x Höhe) 1000 x 500 x 501000 x 500 x 751000 x 500 x 100
1000 x 500 x 501000 x 500 x 751000 x 500 x 100
1000 x 500 x 501000 x 500 x 751000 x 500 x 100
750 x 500 x 50750 x 500 x 75750 x 500 x 100
750 x 500 x 50750 x 500 x 100
Kleben mit RAKU-TOOL> PP-3311/
PH-3905> EL-2210/
EH-2910*> PP-3314/
PH-3905> EL-2210/
EH-2910*> PP-3311/
PH-3905> EL-2210/
EH-2910*> PP-3310/
PH-3905> EL-2210/
EH-2910*> EL-2210/EH-2910*
Mischungsverhältnis (GwT) 100 : 50 100 : 60 100 : 50 100 : 60 100 : 50 100 : 60 100 : 50 100 : 60 100 : 60
Farbe grün transparent olive transparent grün transparent beige transparent transparent
Topfzeit 500 ml (Min.) 5 – 8 60 5 – 8 60 5 – 8 60 5 – 8 60 60
Minimale Härtungszeit (h) 4 16 4 16 4 16 4 16 16
Reparieren mit RAKU-TOOL
Reparieren durch Einkleben von Teilstücken
Reparieren durch Einkleben von Teilstücken
Reparieren durch Einkleben von Teilstücken
Reparieren durch Einkleben von Teilstücken
Reparieren durch Einkleben von Teilstücken
Mischungsverhältnis (GwT)
Farbe
Topfzeit (Min.)
Minimale Härtungszeit (Min.)
SB = Styling-Blockmaterial l MB = Modellbau-Blockmaterial l WB = Werkzeug-Blockmaterial. * Sonderabmischungen siehe technisches Datenblatt
Robert-Bosch-Straße 8-10 l D-72661 GrafenbergT +49.71 23.93 42-1600 l F +49.71 23.93 42-1666E [email protected]
Tooling GmbH & Co. KG
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SikaBlock® Plattenwerkstoffe
Modellplatten Werkzeugplatten
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SikaBlock® Modell- und Werkzeugplatten
Eine breite Palette anwendungsorientierter Systemlösungen, bestehend aus speziellen SikaBlock® Plattenwerk-stoffen und dazugehörigen Biresin® Klebstoffen und Spachtelmassen, bieten alle Möglichkeiten beim Bau von Urmodellen, Design-, Styling- und Cubingmodellen sowie diversen Formen, Gießereiwerkzeugen, Kernkästen und Lehren.SikaBlock® Plattenwerkstoffe bieten für jede Anwendung das optimale Produkt. Dafür sorgen 12 verschiedene Plattentypen mit Dichten von 0,08 bis 1,2 kg/dm³. Sie sind erhältlich in verschiedenen Abmessungen und Dicken.Entsprechend den Anforderungen unterscheiden sich die Werkstoffe hinsichtlich ihrer Materialstruktursowie ihrer mechanischen und thermischen Eigenschaften.Zahlreiche Qualitätskontrollen helfen bei der Überwachung des Standards.Die Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001 ist für uns der selbstverständliche Ausdruck dieses Qualitätsverständnisses.
Bei der Entwicklung und Produktpflege wird besonders Wert auf folgende Eigenschaften gelegt:n Physiologische Unbedenklichkeitn Leichte und werkzeugschonende Bearbeitbarkeitn Geringste Staub- und Geruchsentwicklungn Niedrige Spannungen und daher verzugsarmn Geringer Ausdehnungskoeffizient und damit dimensionsstabil n Homogene Struktur und hohe Oberflächengüten Ausreichende Festigkeit und Wärmebeständigkeit
SikaBlock® Werkzeugplatten SikaBlock® M940 M960 M970 M980 M1000 M1050Dichte [g/cm³] 1,2 1,2 1,2 1,35 1,0 1,0Farbe grün blau türkis blau weiß grau
Eigenschaftensehr abriebfest;
exzellent fräsbar, sehr hohe Festigkeit
sehr abriebfest, exzellent fräsbar, sehr schlagzäh
extrem abriebfest, exzellent fräsbar,
sehr hohe Festigkeit
sehr abriebfest; exzel-lent fräsbar;
sehr hohe Festigkeit
geringe Dichte, gute Druck- und Kantenfestigkeit, geringe Wärmeausdehung und dimensionsstabil
Anwendungen Gießereimodelle und Kernkästen, Blechziehwerkzeuge, Musterteile und Urmodelle
Lehren, Formen, Gießerei- und Urmodelle
VerarbeitungsdatenMaße [mm]; [ltr.]
1000 x 500 x 30; 15 1000 x 500 x 50; 25 1000 x 500 x 75; 37,5 1000 x 500 x 100; 50
1500 x 500 x 50; 37,5
1500 x 500 x 75; 56,25
1500 x 500 x 100; 75
Klebstoff Biresin® Misch.-V. Topfzeit Abbindezeit
Kraft Kleber Thix alternativ Kleber grün 100 : 33 100 : 50 30 min ~ 7 min 16 h 6 h
Physikalische Daten (ca. Werte)Shorehärte D 82 D 78 D 84 D 86 D 75 D 76Biegefestigkeit [MPa] 105 80 110 145 48 50Wärmeformbeständigkeit [°C] 95 80 78 85 85 90Wärmeausdehnungskoeffizient αT [1/K] 82 x 10-6 85 x 10-6 68 x 10-6 60 x 10-6 50-55 x 10-6 50-55 x 10-6
SikaBlock® Modellplatten SikaBlock® M80 M150 M330 M440 M650 M700Dichte [g/cm³] 0,08 0,15 0,24 0,35 0,58 0,7Farbe gelblich hellgrün siena apricot rotbraun hellbraunEigenschaften
dichte, feine Oberfläche; leichte mechanische Bearbeitbarkeit;
geringe Staubentwicklung beim Fräsen,
exzellente Oberflächengüte; sehr gutes Fräsverhalten mit sehr geringer Staubentwicklung
einfache Bearbeitbarkeit; dichte, feine Oberfläche, gute Druck- und Kanten festigkeit;
hohe Wärmeform- und Lösemittelbeständigkeit
Anwendungen Grundkörper für Design-,Styling- und Claymodelle;
Stylingmodelle und Formstudien; Probefräsungen
Design- und Styling modelle; Grundkörper für Cubings und DKM;
einfache Laminierformen
Urmodelle, Cubing, DKM;Formen und Werkzeuge für kleinere Stückzahlen
(Niederdruck-RIM, Vakuum-Tiefziehen usw.)
VerarbeitungsdatenMaße [mm]; [ltr.]
2500 x 1200 x 100; 300 2500 x 1200 x 200; 600
andere Abmessungen auf Anfrage
2000 x 1000 x 100; 200 2000 x 1000 x 200; 400
andere Abmessungen auf Anfrage
1500 x 500 x 50; 37,5 1500 x 500 x 100; 75 1500 x 500 x 200; 150 2000 x 1000 x 50; 50 2000 x 1000 x 100; 100 2000 x 1000 x 200; 200
1500 x 500 x 50; 37,5 1500 x 500 x 75; 56,25 1500 x 500 x 100 ; 75 1500 x 500 x 200; 150
1500 x 500 x 30; 22,5 1500 x 500 x 50; 37,5 1500 x 500 x 75; 56,25 1500 x 500 x 100; 75 1500 x 500 x 150; 112,5
Klebstoff Biresin® Mischungsverhältnis Topfzeit Abbindezeit
Schaum Kleber 1K-Klebstoff, feuchtigkeitshärtend
offene Zeit: 10 min 6-8 h
Kleber orange 100 : 65 20 min 6-8 h
Kleber braun 100 : 65 20 min 8-10 h
Spachtel Biresin® Mischungsverhältnis Topfzeit Abbindezeit
Spachtel orange 100 : 2 5 min
> 20 min
Spachtel braun 100 : 2 5 min
> 20 minPhysikalische Daten (ca. Werte)Shorehärte - - D 25 D 38 D 58 D 66Biegefestigkeit [MPa] 1,0 2,2 5 9 18 26Wärmeausdehnungskoeffizient αT [1/K] 50 x 10-6 65 x 10-6 65 x 10-6 65 x 10-6 55 x 10-6 55 x 10-6
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Sika Tooling & Composites
Sika Industry
Sika Deutschland GmbHNiederlassung Bad UrachStuttgarter Str. 139D-72574 Bad UrachDeutschland
Tel: +49(0)7125 940 492Fax: +49(0)7125 940 401e-mail: [email protected]
Sika – ein weltweites Netzwerk
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Beachten Sie die Hinweise in den Produktdatenblättern!
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