[oaseforum.de] - Einzelnen Beitrag anzeigen - Hollow-Kitesurfboard mit 3D-gedruckten Rails

Ganty · 12.05.2016, 08:45

Hi,
nachdem ich immer fleißig und gerne die Projekte hier im Forum verfolge – hier endlich der Bericht zu meinem Projekt für euch

Ich war auf der Suche nach einem kurzen, breiten Leichtwind-Directional mit viel Volumen á la North Nugget/RRD Pop. Allerdings waren mir die Genannten ein wenig zu lang (das Nugget hatte damals noch die spitze Nose).

Deshalb beschloss ich mir ein Board nach meinen eigenen Vorstellungen zu konstruieren und zu bauen. Nach tagelanger Internetrecherche über Surfboardbau & Co hat es mir vor allem der Blog von Tobias Herold (www.tobiasherold.de) mit seinen Hollow-Wood-Konstruktionen angetan. Hier holte ich mir Inspiration zur Umsetzung meines Board-Projekts – vielen Dank an dieser Stelle!
Nur leider hatte ich weder eine CNC-Fräse, noch sonstige Gerätschaften zur großflächigen Holzbearbeitung zur Verfügung – dafür einen 3D-Drucker. Mein Ansatz:
3D-gedruckte Rails und Stringer mit Carbon-Skelett und Deckplatten aus Sperrholz.

Das Board wurde in einem CAD-Programm konstruiert und in die zu druckenden Elemente unterteilt. Rails und Stringer mussten aufgrund des begrenzten Bauraums des 3D-Druckers in 16cm-Segmenten gedruckt werden.
Außerdem sollten selbstkonstruierten Finnenboxen bereits in die Segmente am Tail integriert sein. Die Form des Boards basiert auf dem RRD Pop, nur ein wenig kürzer aber ähnliches Volumen. Als Druckmaterial kam PLA zum Einsatz – ein auf Maisstärke basierender, bio-kompatibler Kunststoff.
Das Drucken der Segmente (insgesamt 26) dauerte recht lange – allerdings war es faszinierend zu sehen, wie das Board wortwörtlich „Stück für Stück“ wuchs.

Die einzelnen Rail-Segmente wurden mit Aluminiumstiften und Montagekleber sorgfältig in kleineren Gruppen zusammengefügt und fixiert. Im Anschluss wurde die komplette Outline des Boards zusammengefügt. Hier musste vor allem darauf geachtet werden, dass die Konkave im Unterboden nicht verloren geht und der Fluss der Rails möglichst harmonisch bleibt.
Der elastische Montagekleber und die vielen Einzelsegmente stellten sich im Nachhinein als vorteilhaft heraus, da so ein deutliches Flexverhalten entstand – ich hatte die Befürchtung, dass es zu instabil wird.
Der Stringer wurde an den Nahtstellen mit Stücken Carbon-Rohr und am Schluss mit einem durchgehenden Carbon-Streifen auf der Unterseite verstärkt.

Im Anschluss wurden dünne Carbon-Stäbe an Ober- und Unterseite mit Epoxy eingeklebt. Diese stabilisieren Rail & Stringer und dienen als Auflagepunkte für Ober- und Unterdeck.
Außerdem wurden Ventil und Gewindeinserts in den Stringer eingeklebt.
Im Gegensatz zu klassischen Surfboards aus Schaum und stabilisierendem Holzstringer, fungieren hier primär die Rails als stabilisierendes Element. Der Stringer dient eher zur Formgebung und Abstützung für Ober- und Unterdeck.
Die Decks wurden aus 3mm starkem Pappelsperrholz passgenau ausgesägt und unter Druck verklebt. Das Unterdeck wurde wegen der Konkave in zwei Stücke geteilt, mit Fuge entlang des Stringers. Rails und Stringer mussten an einigen Stellen gestützt werden, um den Rocker zu erhalten.

Anschließend wurden alle Fugen entlang der Rails mit Leichtbauspachtel gefüllt und glattgeschliffen, damit eine ebene Oberfläche entsteht.

An dieser Stelle war das Board in seiner geplanten Form fertig und konnte bezüglich Stabilität untersucht werden. Die einzige, festzustellende Schwachstelle war das Oberdeck im Standbereich: Das Sperrholz und die Carbon-Stäbe waren nicht so stabil wie gewünscht. Das war sehr bedauerlich, da das Board insgesamt durch Rails und Stringer sehr stabil war.
Damit war die Hoffnung, dass einige Schichten Bootslack zur Abdichtung genügen würden, dahin.
Also wurde das Board mit einer Lage Glasfaser umhüllt, um keinen Bruch des Oberdecks zu riskieren. Leider bedeutete das auch ein Zusatz an Gewicht – allerdings musste ich mir im Gegenzug keine Gedanken mehr über das Design machen.
Es folgten also eine Schicht Glasfasergelege und abschließend ein Überzug mit eingefärbtem Hot-Coat. Hier wurde ich glücklicherweise von einem Spetzl unterstützt, da das für mich totales Neuland war.

Nach dem Freilegen von Ventil, Inserts und Finnenboxen erfolgte der finale Schliff.
Dann noch Pads drauf und fertig

Finnen:
Wie anfangs erwähnt, besitzt das Board eigens konstruierte und in die untersten Rails eingebettete Finnenboxen. Ich wollte hier keine halben Sachen machen und beschloss auch die Finnen selbst anzufertigen und nicht Finnen + Finnenboxen fertig zu kaufen.
Die Finnen sollten mithilfe einer Nase vorne und einer Schraube hinten fixiert werden. Leider stellte sich dies als nicht besonders stabil heraus, weshalb ich mich dazu entschloss, die Finnen fest einzukleben.
Als Ausgangsmaterial kam eine 5mm-dicke FR4-Platte zum Einsatz. FR4 ist ähnlich zu G10 und lässt sich gut bearbeiten.
Zunächst wurde die Kontur mit einer Stichsäge und einem speziellen, extrem widerstandsfähigem Sägeblatt ausgeschnitten. Danach wurde mit einem Messerschleifer einseitig Material abgetragen um eine grobe Finnenform zu erhalten. Zuletzt folgte der Feinschliff mit einem Exzenterschleifer und feinerer Körnung.

Testbericht und Evaluierung folgen demnächst!

12.05.2016, 08:45	#1
Ganty Benutzer Registriert seit: 10/2011 Beiträge: 28	Hollow-Kitesurfboard mit 3D-gedruckten Rails Hi, nachdem ich immer fleißig und gerne die Projekte hier im Forum verfolge – hier endlich der Bericht zu meinem Projekt für euch Ich war auf der Suche nach einem kurzen, breiten Leichtwind-Directional mit viel Volumen á la North Nugget/RRD Pop. Allerdings waren mir die Genannten ein wenig zu lang (das Nugget hatte damals noch die spitze Nose). Deshalb beschloss ich mir ein Board nach meinen eigenen Vorstellungen zu konstruieren und zu bauen. Nach tagelanger Internetrecherche über Surfboardbau & Co hat es mir vor allem der Blog von Tobias Herold (www.tobiasherold.de) mit seinen Hollow-Wood-Konstruktionen angetan. Hier holte ich mir Inspiration zur Umsetzung meines Board-Projekts – vielen Dank an dieser Stelle! Nur leider hatte ich weder eine CNC-Fräse, noch sonstige Gerätschaften zur großflächigen Holzbearbeitung zur Verfügung – dafür einen 3D-Drucker. Mein Ansatz: 3D-gedruckte Rails und Stringer mit Carbon-Skelett und Deckplatten aus Sperrholz. Das Board wurde in einem CAD-Programm konstruiert und in die zu druckenden Elemente unterteilt. Rails und Stringer mussten aufgrund des begrenzten Bauraums des 3D-Druckers in 16cm-Segmenten gedruckt werden. Außerdem sollten selbstkonstruierten Finnenboxen bereits in die Segmente am Tail integriert sein. Die Form des Boards basiert auf dem RRD Pop, nur ein wenig kürzer aber ähnliches Volumen. Als Druckmaterial kam PLA zum Einsatz – ein auf Maisstärke basierender, bio-kompatibler Kunststoff. Das Drucken der Segmente (insgesamt 26) dauerte recht lange – allerdings war es faszinierend zu sehen, wie das Board wortwörtlich „Stück für Stück“ wuchs. Die einzelnen Rail-Segmente wurden mit Aluminiumstiften und Montagekleber sorgfältig in kleineren Gruppen zusammengefügt und fixiert. Im Anschluss wurde die komplette Outline des Boards zusammengefügt. Hier musste vor allem darauf geachtet werden, dass die Konkave im Unterboden nicht verloren geht und der Fluss der Rails möglichst harmonisch bleibt. Der elastische Montagekleber und die vielen Einzelsegmente stellten sich im Nachhinein als vorteilhaft heraus, da so ein deutliches Flexverhalten entstand – ich hatte die Befürchtung, dass es zu instabil wird. Der Stringer wurde an den Nahtstellen mit Stücken Carbon-Rohr und am Schluss mit einem durchgehenden Carbon-Streifen auf der Unterseite verstärkt. Im Anschluss wurden dünne Carbon-Stäbe an Ober- und Unterseite mit Epoxy eingeklebt. Diese stabilisieren Rail & Stringer und dienen als Auflagepunkte für Ober- und Unterdeck. Außerdem wurden Ventil und Gewindeinserts in den Stringer eingeklebt. Im Gegensatz zu klassischen Surfboards aus Schaum und stabilisierendem Holzstringer, fungieren hier primär die Rails als stabilisierendes Element. Der Stringer dient eher zur Formgebung und Abstützung für Ober- und Unterdeck. Die Decks wurden aus 3mm starkem Pappelsperrholz passgenau ausgesägt und unter Druck verklebt. Das Unterdeck wurde wegen der Konkave in zwei Stücke geteilt, mit Fuge entlang des Stringers. Rails und Stringer mussten an einigen Stellen gestützt werden, um den Rocker zu erhalten. Anschließend wurden alle Fugen entlang der Rails mit Leichtbauspachtel gefüllt und glattgeschliffen, damit eine ebene Oberfläche entsteht. An dieser Stelle war das Board in seiner geplanten Form fertig und konnte bezüglich Stabilität untersucht werden. Die einzige, festzustellende Schwachstelle war das Oberdeck im Standbereich: Das Sperrholz und die Carbon-Stäbe waren nicht so stabil wie gewünscht. Das war sehr bedauerlich, da das Board insgesamt durch Rails und Stringer sehr stabil war. Damit war die Hoffnung, dass einige Schichten Bootslack zur Abdichtung genügen würden, dahin. Also wurde das Board mit einer Lage Glasfaser umhüllt, um keinen Bruch des Oberdecks zu riskieren. Leider bedeutete das auch ein Zusatz an Gewicht – allerdings musste ich mir im Gegenzug keine Gedanken mehr über das Design machen. Es folgten also eine Schicht Glasfasergelege und abschließend ein Überzug mit eingefärbtem Hot-Coat. Hier wurde ich glücklicherweise von einem Spetzl unterstützt, da das für mich totales Neuland war. Nach dem Freilegen von Ventil, Inserts und Finnenboxen erfolgte der finale Schliff. Dann noch Pads drauf und fertig Finnen: Wie anfangs erwähnt, besitzt das Board eigens konstruierte und in die untersten Rails eingebettete Finnenboxen. Ich wollte hier keine halben Sachen machen und beschloss auch die Finnen selbst anzufertigen und nicht Finnen + Finnenboxen fertig zu kaufen. Die Finnen sollten mithilfe einer Nase vorne und einer Schraube hinten fixiert werden. Leider stellte sich dies als nicht besonders stabil heraus, weshalb ich mich dazu entschloss, die Finnen fest einzukleben. Als Ausgangsmaterial kam eine 5mm-dicke FR4-Platte zum Einsatz. FR4 ist ähnlich zu G10 und lässt sich gut bearbeiten. Zunächst wurde die Kontur mit einer Stichsäge und einem speziellen, extrem widerstandsfähigem Sägeblatt ausgeschnitten. Danach wurde mit einem Messerschleifer einseitig Material abgetragen um eine grobe Finnenform zu erhalten. Zuletzt folgte der Feinschliff mit einem Exzenterschleifer und feinerer Körnung. Testbericht und Evaluierung folgen demnächst!