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Bauen - Reparieren - Basteln Boardbau, Modifikationen am Material, ...

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Alt 12.05.2016, 08:45   #1
Ganty
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Registriert seit: 10/2011
Beiträge: 28
Standard 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!
Ganty ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.05.2016, 11:33   #2
Der Tuempelritter
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Beiträge: 259
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Servus!

Cooles Projekt, das sieht mir nach viel Arbeit aus!

Am Thema Boardkanten 3d-drucken bin ich witzigerweise auch gerade dran, allerdings mehr für dünne Boards unter 20mm Kerndicke. Idee: Da sich Epoxi/GFK eher schlecht mit den "klassischen" Lowcost-Druckmaterialien wie PLA und ABS verkleben lassen will ich die Boardkanten als möglichst dünnes und druckstabiles Gitter 3d-drucken und erst vor dem Nass-in-nass-Laminieren am Board "anclipsen".

Steht aber noch ganz am Anfang das Projekt

Greetz
Micha
Der Tuempelritter ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.05.2016, 11:52   #3
calvin_1
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Beiträge: 639
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Hey sehr schönes Projekt, schade dass die Stabilität nicht so war wie gewünscht.

Wie hast du denn die einzelnen Teile der Rails miteinander verbunden und wie sind die Carbonstäbe eingefügt? Ich hätte ja vermutlich eher mit Wänden gearbeitet a la hollow wood boards.

Ich vermute mal das Board wiegt jetzt doch eher bei 4kg oder?
calvin_1 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.05.2016, 13:40   #4
Soso000
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Beiträge: 468
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....sehr schönes Projekt.
Allerdings kann ich mir nicht vorstellen, dass das mit einer Lage Glas auf der Oberseite auf Dauer halten soll (hängt vielleicht auch von der Dicke vom Glas ab). Der große Vorteil von einem Schaumkern ist, dass die Kräfte flächig verteilt werden, d.h. es nur geringe Druckstellen gibt. Kunststoffe mögen Druckstellen gar nicht, da die dort konzentrierte Energie bei Belastungen gnadenlos weiter frisst und zum Bruch führt (anders als z.B. Stahl).
Es wäre vermutlich sinnvoll, den Stehbereich als echtes Sandwich zu bauen, d.h. oben und unten Glas, dazwischen Schaum, Waben oder Kork usw.
Soso000 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.05.2016, 14:12   #5
Design
ZEN
 
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@Soso000 Dann fehlt aber die entsprechende Eigenschaft eines hollow boards. Außerdem besteht die Oberfläche nicht ausschließlich aus Glas:
Zitat:
Zitat von Ganty Beitrag anzeigen
Die Decks wurden aus 3mm starkem Pappelsperrholz passgenau ausgesägt und unter Druck verklebt.
Finde die Idee mit dem 3D-Druck im Übrigen interessant!
Design ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.05.2016, 17:47   #6
Soso000
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Registriert seit: 07/2012
Beiträge: 468
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äääh...nicht wirklich, man kann ein Brett auch hohl bauen, wenn das Oberdeck aus Sandwich besteht. Das das Deck nur aus Glas besteht, war nicht so gemeint (aber man kann meine Formulierung mißverständlich finden...). So groß ist mein Knick in der Optik zum Glück noch nicht.
Pappelfurnier mit bisschen Styropor ist wirklich nicht gerade stabil. Pappel ist ein durchaus schönes Holz, aber wird sonst eher für Apfelsinenkisten usw. genommen, das hat Gründe.
Soso000 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.05.2016, 12:45   #7
Ganty
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Beiträge: 28
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Es war in der Tat ein gutes Stück Arbeit. Das fertige Board entlohnt dafür aber

Das Board ist doch recht schwer geworden. Habe es mit Pad und Finnen noch nicht gewogen. Das Laminieren und der Hotcoat haben natürlich ordentlich Gewicht draufgepackt.
Die einzelnen Rail-Segmente haben passende Löcher, in die Aluminiumstifte zur Sicherung eingefügt wurden und dann mit Montagekleber verklebt wurden.
Die Carbonstäbe sind einfach in Fugen eingelassen. Ich hatte mir etwas mehr erhofft - mit Wänden wäre das Laminieren wohl nicht nötig gewesen.

Die Rails sind auf jeden Fall mehr als ausreichend stabil. Da hätte man sich auch vor dem Laminieren draufstellen können, genauso der Stringer.
Belastungen mit der Ferse auf der Fläche zwischen Stringer und Rail dürfte der kritischeste Punkt sein. Das Laminat stärkt das Holz und verhindert Risse, ich hoffe das reicht.

Gruß
Ganty ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.11.2016, 23:25   #8
Ganty
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Registriert seit: 10/2011
Beiträge: 28
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Übrigens konnte ich das Board im Sommer ausgiebig testen.
Da ich noch kein anderes Diri gefahren bin, kann ich keinen Vergleich ziehen, allerdings war es echt easy mit dem Board zu lernen.



Es hat viel Volumen und geht früh los und hat mir viel Spaß an Leichtwindtagen beschert.

Bei genug Druck im Schirm zieht es unglaublich gut Höhe.

Aufgrund des großen Holraums und wohl auch wegen der dunkeln Farbe, muss man allerdings achtsam zwecks Sonneneinstrahlung bzw. Temperaturunterschieden bei verschlossenem Ventil sein. Der Montagekleber, mit dem Ober und Unterdeck mit den Rails verklebt wurden, wird durch Hitze geschwächt und der Überdruck hat einmal das Unterdeck stellenweise vom Stringer abgehoben. Nach Druckablass und Abkühlung war alles wieder beim alten.

Interessantes war auch zu beobachten, nachdem das Board kurz in der Sonne lag mit offenem Ventil. Durch die anschließende Abkühlung durch das Wasser hat sich eine Double-Concave gebildet. Diese war so stark, dass sich an der Unterseite entlang des Stringers ein kleiner Riss im Hotcoat aufgetan hat - bisher ohne Folgeerscheinungen.

Das Oberdeck zeigt übrigens keinerlei Schwachpunkte. Selbst bei harten Einschlägen bei choppy conditions.

Alles in allem bin ich mega zufrieden.
Ganty ist offline   Mit Zitat antworten




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