Board komplett aus CFK

[backlooper]

Moin zusammen,

nun ist es mal wieder soweit und ich plane zwei neue Boards zu bauen.
Ein Leichtwindboard so um 145x45 (einfach aus´m Bauch raus, dass jetzige ist nur 128x40 und läuft auch ab 9-10kn)
und ein kleineres so um 126x38.

Bei der eigentlichen Outline des Shapes habe ich mich noch genauso wenig festgelegt, es wird aber eine konkave verbaut die zu den Tipps hin ausläuft.

Als Material soll CFK zum Einsatz kommen, da ich das nunmal liegen habe und es in den Eigenschaften dem GFK deutlich überlegen ist.

Daher meine Frage:
Hat schon jemand voll CFK Boards gebaut und verrät mir seinen Lagenaufbau?

Ich habe ja schon von vielen gelesen, dass unter einer voll CFK Bauweise der Felx extrem leidet, aber das sollte doch durch einen entsprechend geringeren Lagenufbau und ausgedünnte Tipps wieder zu kompensieren sein. Momentan tendiere ich zu zwei Lagen (180iger, ich hoffe das ist auf der Rolle. habs noch nicht getestet) unten und oben, mit ordentlich Vertärkung unter den Pads. Evtl. reicht oben an den Tipps sogar eine Lage, da ja hauptsächlich Zugkräfte im Unterschiff entstehen sollten.


Weiterhin soll noch ein variabler Rockertable entstehen. Über Gewindestangen und einen vierkant Stahlrahmen soll ein Holzplatte in Form gebracht werden. Als Decklage wollte ich eine dünne Acrylplatte verwenden.
Leider kann ich mich nicht mehr genau errinnern wo da der Unterschied war, ob Acryl, Plexiglas oder einfach PVC. Ich meine irgendeins lässt von Haus keine molekulare Verbindung zum Duromer zu...(ist schon länger her, aber irgendwie so war´s)

Hat schon jemand so einen ähnlichen Tich zu Hause stehen? Ich bräuchte nämlich noch ein paar Infos zu einem sinnvollen Abstand der Gewindstangen. Ist alle 10cm zu eng, reichen weniger???

Über ein paar hilfreiche Tips würde ich mich freuen

aloha

[becrazy]

Hallo,

zum Thema Rockertable, ich habe mir für meine Woodys so ein Ding gebaut. Als Abstand habe ich 10 cm zwischen den Gewindestangen gewählt, da ich meine Woodys damit auch zusammenpressen wollte. 10 cm ermöglichen zwar eine sehr genaue Einstellung des Rockers, aber so wie ich das jetzt beurteilen würde wären auch größere Abstände kein Problem, zudem die Einstellung dann auch leichter ist. Ich für meinen Teil habe meinen Rockertable vor ein paar Wochen zerlegt und plane jetzt einen kleineren und leichteren da ich die nächsten Boards mit Vakuum bauen möchte. Bei dem werden dann wohl alle 15 cm, evtl. sogar alle 20 cm eine Stange sein, je nachdem welches Material ich für die Platte finde.

Gruß
Benny

[backlooper]

moin Benny,

sehr interessant, danke.

Das kommt mir sehr entgegen. Da ich mit einer Konkave bauen will, muß die Verbindung zwischen Platte und Gewindestange entsprechend beweglich sein. Ich hatte dafür zwei Winkel vorgesehn, die über einen Stift mir der Gewindestange verbunden sind. Eine größere Bohrung soll dabei für die Beweglichkeit sorgen.
Für die Platte wollte ich eine dünne MDF-Platte verwenden, hat schon beim festen Tisch ganz gut funktioniert.

Hast Du evtl. noch ein Foto vom alten Tisch? Wie hast Du verpresst? Einfach oben noch eine Platte rauf und dann verspannt?
Mit Vakuum bauen ist schon angenehm, bei mir saugen zwei alte Kühlschrankkompressoren. Mit einem Ventilator davor halten die auch den Dauerbetrieb aus.

viele Grüße
Torben

[housi]

Zitat von backlooper

Für die Platte wollte ich eine dünne MDF-Platte verwenden, hat schon beim festen Tisch ganz gut funktioniert.

eine beschichtete? ich hab ne aluplatte, auf der ich auch gleich die formtrennung mache, funktioniert super uns ist sicher dicht.

[backlooper]

jein, also erst MDF-Platte auf die noch ein dünne Plexiglasplatte geklebt wird. Das ganze schön eingetrennt, fertig.

Ist die Alu Platte den variabel oder fest verschraubt?
Variabel wird in meinen Fall glaub ich eher schwierig, müßte ja die Gelenke unter die Platte schweißen...

viele Grüße
Torben

[becrazy]

Hi Torben,

ich hab im Moment leider kein Foto zur Hand. Ich habe als Verstärkung quer unter der Platte bei jeder Gewindestange eine Dachlatte laufen lassen, und zum Pressen von oben dann ebenfalls eine Platte auf die dann auch wieder quer die Dachlatten waren. Das ganze hat zwar recht hohen Druck ausgeübt, aber leider war der nicht so gleichmäßig. Eine Konkave habe ich bei dem Board noch nicht verbaut, das möchte ich bei meinem nächsten mal ausprobieren. Wie ich die dann realisiere weiß ich aber noch nicht so genau, meine bisherigen Versuche in eine Platte die einen Rocker hat noch eine Konkave reinzudrücken waren nicht sehr erfolgreich da die Platte doch eine zu Festigkeit hatte.

Gruß
Benny

[backlooper]

Moin Benny,

mit welcher Plattenstärke hast denn deine Versuche durchgeführt (Material)?
Twintail hat das geschafft, bei einer MDF Platte, sieht auf jedefall auf der Homepage so aus.

viele Grüße
Torben

[housi]

ich glaube die jungs von twintail fräsen die rockertables.

ich machs aber auch immer so, das ich die mdf-platte noch in die concave drücke. 15mm auslaufende concave haben wir so schon gemacht.

[backlooper]

früher hatten die auch keine Fräse, alles Handarbeit....

aber viel interessanter ist, welche Plattenstärke verwendest Du. Bei der Verwendung von Vakuum, das zwischen der Platte und Folie gezogen wird, muß die ja eigentlich nicht viel halten.

viele Grüße
Torben

[housi]

sry das es so lange gedauert hat. ich (bzw mein bruder, ich baue meist ohne concave) verwende eine 3mm starke mdf-platte. dann einfach eine klebefolie auf die platte und darauf dichten. dann muss der kern aber schön in die form gehen, denn ansonsten löst es nur die klebefolie ab.

so muss das unterwassserschiff aber noch gespachtelt werden.

aloha reto

[backlooper]

@ housi: Super, da kann ich das Grundgestell doch gleich eine Nummer kleiner bauen. Ich werde dann eine MDF Platte so um die 5mm verwenden und obendrauf eine Plexiglasplatte kleben 2-3mm. Die löst sich bei einer Verklebung mit Patex nicht ab und hat den Vorteil, dass das Unterwasserschiff nicht nachbearbeitet werden muß.


@all: Hat keiner Erfahrungen mit dem Aufbau einer Deckschicht aus CFK? Das kann ich ja gar nicht glauben. Dann werde ich wohl einfach mal dünn anfangen und wenns zu weich ist noch eine Lage drüberziehen....


aloha
Torben

[JojoF]

Oben Dünner ist quatsch, ein Gewebematrix kann super Zugspannungen aufnehmen, aber weniger Druck. Wenn das Laminat zu dünn ist, knickt es einfach weg. Um das zu verhindern probier mal den Decklagenaufbau Gewebe/Holzfurnier/Gewebe. Dann hast auch weniger drcuhdrückgefahr an den Fersen. Mein Board welches so entstanden ist, hat leider nach ner Stunde Probefahrt das Meer für sich behalten.

[backlooper]

@ JojoF Danke dass Du dich an meinem Problem beteiligst, aber die Aussage

Zitat von JojoF

Oben Dünner ist quatsch....

kann ich so nicht ganz nachvollziehen.

Quer zur Faser weist ein CFK Laminat einen Emodul von ca. 13 MPa auf, Holz besitzt parallel zur Faser einen Emodul von 7-20 MPa (mußte leider auf die Daten von Wikepedia zurückgreifen, da meine Unterlagen noch bei einem Kommulitonen liegen)

Das von dir beschriebene Knicken hängt hauptsächlich vom Emodul und dem axialen Flächenträgheitsmoment ab....Sollte also von den Werten her keinen großen Unterschied machen. Zumal die Verklebung mit dem Kern das Laminat zusätzlich gegen ein Ausknicken stützt.

Allerdings gehe ich genauso davon aus das ein Board im Normalgebrauch nur Zugkräfte im Unterwasserschiff aufnehmen muß. Da das CFK hier einen immens höheren Emodul (ca.700MPa) aufweist könnte man theoretisch die obere Decklage komplett weglassen.
Bei Windsurfboards wurde das bei extrem leichten Boards früher schon praktiziert (nur eine dünne Lage Glas in der Deckschicht). Einen Schleudersturz mit der Gabel auf dem Bug haben die Boards allerdings schlecht verkraftet. Nosedives, wobei ebenfalls Zugspannungen im Unterwasserschiff wirken, haben sie dagegen gut überstanden.

Übersehe ich da nun etwas??

viele Grüße
Torben

[housi]

alle gebrochenen bretter die ich bis jetzt gesehen hab, brachen auf der oberseite, neben den pads. also, oben mehr glas als unten.

aloha reto

[Röhrich]

Zitat von backlooper

@ JojoF Danke dass Du dich an meinem Problem beteiligst, aber die Aussage kann ich so nicht ganz nachvollziehen.

Quer zur Faser weist ein CFK Laminat einen Emodul von ca. 13 MPa auf, Holz besitzt parallel zur Faser einen Emodul von 7-20 MPa (mußte leider auf die Daten von Wikepedia zurückgreifen, da meine Unterlagen noch bei einem Kommulitonen liegen)

Das von dir beschriebene Knicken hängt hauptsächlich vom Emodul und dem axialen Flächenträgheitsmoment ab....Sollte also von den Werten her keinen großen Unterschied machen. Zumal die Verklebung mit dem Kern das Laminat zusätzlich gegen ein Ausknicken stützt.

Allerdings gehe ich genauso davon aus das ein Board im Normalgebrauch nur Zugkräfte im Unterwasserschiff aufnehmen muß. Da das CFK hier einen immens höheren Emodul (ca.700MPa) aufweist könnte man theoretisch die obere Decklage komplett weglassen.
Bei Windsurfboards wurde das bei extrem leichten Boards früher schon praktiziert (nur eine dünne Lage Glas in der Deckschicht). Einen Schleudersturz mit der Gabel auf dem Bug haben die Boards allerdings schlecht verkraftet. Nosedives, wobei ebenfalls Zugspannungen im Unterwasserschiff wirken, haben sie dagegen gut überstanden.

Übersehe ich da nun etwas??

viele Grüße
Torben

Hi Torben,

jepp, fürchte Du übersiehts so einiges...
Ich versteh erstens nicht so ganz warum Du mit dem E-Modul quer zur Faser argumentierst - ich hoffe nicht, daß du die Fasern quer aufs Board legen willst?
Und zweitens gehört zu einer Kraft immer eine Gegenkraft - das heißt die Kräfte oben und unten im Lamiant sind immer entgegengesetzt gleich groß.
Da knittern oder knicken und anschließende Delamination wirklich in 90% der Fälle schuld sind am Versagen (es ist extrem schwer dies hinauszuzögern bis wirklich die Faserbruchgrenze erreicht ist) ist die unter Druckspannung stehende Oberseite der wunde Punkt (unten ist nie Druckspannung es sei denn das Board ist extrem kurz und Du stehst extrem breitbeinig). Es ist oben also wichtig:
1. eine perfekte Verbindung zwischen Laminat und Kern zu haben
2. die Deckschicht Eigenbiegesteifigkeit zu haben um sich nicht vom Kern lösen zu können (Hier ist das Furnier-Sandwich wirklich eine gute Methode)
3. Der Kern eine ausreichende Steifigkeit in Dickenrichtung aufweist um knittern zu verhindern (Airex, Corecell, Balsastirnholz oder ähnliches)
4. das ganze wird noch ganz erheblich verschlimmert durch die Vorverformung die man mit den Fersen aufbringt - das begünstigt nämlich knittern, knicken, beulen und delaminieren. Hier also gut verstärken (am besten mit Balsastirnholz oder einem hochdichten Schaum). Verstärkungen durch zusätzliche Lagen sind nicht ganz so effektiv da recht schwer und die Druckfestigkeit und Drucksteifigkeit (hier jetzt senkrecht zum Board) nur langsam ansteigt.
5. Die Druckfestigkeit gerade von Kohle ist vieeel geringer als die Zugfestigkeit (etwa 1:2, bei Glas etwa 1:1.5) Also sollte oben immer etwa doppelt so viel Material liegen wie unten bei einer Auslegung auf Festigkeit.

Windsurfboards hatten oder haben unten mehr Lagen also oben weil hier die Biegemomentenverteilung anders ist aufgrund des Mastes. Hier herrscht Druckspannung vorwiegend auf der Unterseite weshalb die oben beschriebenen Dinge für die Unterseite zutreffen.

Die andere Seite (Unterseite beim Kiteboard, Oberseite beim Windsurfer) steht hauptsächlich unter Zugspannung. Also kann es kein Knittern, Knicken und Beulen geben und die Faserbruchfestigkeit ist auf Zug ja auf viel höher als auf Druck. Also alles easy...

Frohes Schaffen, Röhrich

[backlooper]

Moin Röhrich,

jaja actio=reactio ...da habe ich wohl ein bischen zu schnell und unüberlegt geantwortet!

Den Emodul quer zur Faser habe ich aufgrund der unterschiedlichen Versagensarten gewählt. Da es hier ja um Knicken etc geht, bin ich vom schlechtesten Fall ausgegangen und betrachte den Emodul quer zur Faser. Bei gleichen Emodul und gleicher Geometrie knickt das Funier bei der gleichen Belastung aus wie ein Laminat.
Praktich liegen die Fasern natürlich nicht nur quer auf dem Board.
Wobei ich mir da nicht sicher bin ob 0/90 oder 45/45 oder eine Mischform bei mehereren Lagen. 45/45 sollte doch gut gegen das Verdrehen der Tips sein, oder?

viele Grüße
Torben

[Röhrich]

Hoi,

ja die Knicklast "quer zur Faser" ist geringer als parallel zu Faser. Allerdings sind die Lasten in Querrichtung ebenfalls extrem gering, das heißt die Sicherheit gegen Knicken oder Beulen ist in Querrichtung viel höher als in Längsrichtung.
Ja, das Funier knickt bei gleichem E-Modul und Geomtrie bei gleicher Belastung aus wie das Laminat. Allerdings erhöht das Funier eben die Dicke des Laminates (Geometrie) und somit auch die Knicklast extrem (bei geringer Masse - Sandwicheffekt) Die Gefahr, daß das Laminat vom Funier "wegbeult" existiert nicht, dazu ist die Haftung auf Holz (im Gegensatz zu der auf Schaum) viel zu gut.
Prinzipiell sollte man immer 3 Faserrichtungen im Laminat haben um alle Belastungskombinationen durch Fasern aufnehmen zu können. Da es sich hier um ein achsensymmetriches Bauteil handelt sollten auch die Lagenwinkel symmetrisch sein. Die Hauptbelastungsrichtung ist die Länsgrichtung. Also 0° Fasern währen da angebracht. Da das Board auch noch tordiert ist +-45° auch gerne gesehen. Die können dann auch noch die Belastungen quer zum Board gut aufnehmen. 90° ist in diesem Fall also eigentlich nicht notwendig.
Bei Betrachtung des Gesamtspannungszustandes sieht man, daß sich die Längsbelastung 0° und die Torsionsbelastung +-45° zu einer Hauptspannung irgendwo im Bereich dazwischen kombinieren je nach momentaner Belastung.
Man kann also auch +-30° Geleg prima in ein Board integrieren.
Der Einfachheithalber tuts aber in der Regel hauptsächlich UD-Gelege in 0° Richtung und eine Lage 0/90 Gewebe schräg geschnitten (oder noch besser halt ein BIAX Gelege) und hat so dann einen herrlichen 0/-45/+45 Verbund.

Röhrich

[backlooper]

Danke für die ausführlich Antwort.

Ich werde für die Boards nur Restrollen (Gewebe oder Gelege, liegt noch beim Kumpel im Keller) verwenden und kein neues Material kaufen, von daher werde ich die 90° Lage nicht vermeiden können.
Auf das Funier werde ich trotz der überzeugenden Argumentation verzichten, ich brauch ja auch noch Optierungspotential für die nächsten Boards. Als Kern will ich Corecell (10mm) verwenden und die Tipps stark ausdünnen 3mm um trotz der Kohle noch einen Flex zu erhalten.
Meinst Du das drei Lagen 0/90,-45/45,0/90 CFK 180g/m^2 oben und unten ausreichen? Natürlich ordentlich verstärkt unter den Pads.

viele Grüße
Torben

[Röhrich]

wenn Du sowieso auf die 0/90 Reste zurückgreifen willst und kein UD Material hast, kannst Du auch eventuell die +-45° Lagen weglassen (hast ja dann schon die 90° Fasern drin). Wieviel Lagen Du brauchst hängt von der Boardlänge ab - beim Kurzen reicht wohl eine unten und 2 oben von dem 180g/m²(denk an die Festigkeitsunterschiede Zug-Druck) plus Verstärkungen. Unter die Pads würde ich gerade bei der empfindlichen Kohle wirklich Balsa oder schweren Schaum empfehlen und noch 1-2 Lage als Verstärkung. Schneid diese unbedingt unterschiedlich groß und am besten nicht gerade sondern bogenförmig oder kreisrund.
So ein Board sollte alles "normale" aushalten und trotzdem nicht zu steif sein.
Aber das hängt dann natürlich vom persönlichen Geschmack ab. Auf Faserbruch im Buttom bricht es mit einer Lage unten jedenfalls bestimmt nicht...
Mit einem guten Kern, den Du direkt vor dem Laminieren gut mit einem vom Mischungsverhältnis her gerade noch nicht trockenem (Du merkst beim Anrühren was ich meine) Harz-Microballoon-Mix abgespachtelt hast, delaminiert dann auch nicht die Deckschicht. Hier würde halt das Furnier helfen...
Bei Kohle ist halt die Verarbeitungsqualität wegen der hohen Steifigkeit und der damit verbundenen potentiellen Spannungsspitzen extrem wichtig. Jede kleine Welle im Lamaminat kann eine Beule antriggern. Und wenn dann die Verbindung nicht perfekt ist machst "peng"...
Aber mach einfach mal - hält schon, alles halb so wild

viel Erfolg, Röhrich

[backlooper]

Das ist doch mal ein Wort!

Jetzt nur noch eine Woche warten, den Tisch zusammenbrezeln und dann kann das Geschmiere auch schon losgehen.
Vielleicht bau ich ja doch noch ein Funier in die Deckschicht .

Wieso soll denn das Abspachteln zu einer besseren Verbindung zwischen Kern und Laminat führen? Kann mir vorstellen das es leichter wird da alle evtl vorhandenen Poren im Kern nicht mit reinem Harz gefüllt werden, aber die Festigkeit des Harzes steigern die Microballons doch nicht.

Soll der Kern nach dem Spachteln aushärten und geschliffen werden (anrauhen für bessere Verbindung) oder muß naß weiter gearbeitet werden?

Das waren nun auch erstmal die letzen Fragen .

viele Grüße
Torben

[Röhrich]

ne, naß in naß

wenn Du nur drauflaminierst saugt der Kern das Harz ins Innere weg, das heißt es gibt nicht wirklich eine harzreiche Schicht zwischen Kern und Laminat. Das Laminat wird zu trocken, das Board zu schwer, die Verbindung schwächelt trotzdem und hinterher ist das Geheule groß... Bei Corecell ist das nicht ganz so schlimm wie bei Airex da Corecell weniger saugt. Durch das Abspachteln verschließt Du die Poren und erhöhst so die Oberfläche auf der verklebt wird.
Wenn Du den Kern spachtelst läßt sich hinterher auch viel schöner drauf laminieren - dann "klebt" das Laminat schon mal ein bisschen.
Kannst ja mal beim Boardbau zwei kleine Proben laminieren: einmal mit abgespachtelt und einmal ohne. Hinterher das Laminat runterreißen - Du wirst staunen...
und nicht mit Microballoons sparen - das kann ein ziemlich trockener Spachtel sein, schön leicht - halt grad so, daß er nicht "bröselt"

[benji.hl]

Wird ein Board komplet aus GFK nicht zu schwer um zu schwimmen? Oder wie war das noch mal mit der Dichte?

[backlooper]

Da habe ich doch tatsächlich eine Randbedingung verschwiegen....
komplett aus CFK bezieht sich natürlich auf die Deckschichten des Kernes !!!

Das steht aber auch in Post Nr. 18

viele Grüße
Torben

[uuwee]

Also dann mal mein CFK Aufbau von unten nach oben:
160g Glas
200g C +-45
2 Stringer 100g c UD 10cm breit 90 lang
80kg Airex R63 15mm zu den auf 2 verjuengt
2 Stringer 200g c ud 10cm breit 110cm lang
200g C +-45 unter den Pads
200g C +- 45
240g Carbon 0 90

Brettgewicht bei 130x38 1,4 kg , allerdings injeziert anders laest sich das Biax kaum verarbeiten.

Grusz Uwe

[backlooper]

Moin Uwe,
danke für den Aufbau.

Warum hast Du unten denn noch eine Lage Glas verwendet? Zum Schutz des CFK?

Ich werde bestimmt in Handarbeit laminieren, auch wenn die Harzinjektion zu zu einem schöneren Cleardesign beiträgt und das Harz/Faserverhältnis optimiert. Der Aufwand und die zusätzlichen Materialkosten sind es mir "noch" nicht wert.

viele Grüße
Torben

[uuwee]

Hi Torben,

das Glas ist genau wie du sagst nur als Schutzschicht gedacht.

Grusz Uwe

[backlooper]

So nach einer kleinen Zwangspause...mal schnell neue Dachfenster einbauen (hat natürlich länger gedauert als geplant )... habe ich nun alle Materialien zusammen.

Meinen variablen Rockertable habe ich heute auch schon provisorisch zusammengebaut. Eine Konkave von 15mm bei 400mm breite ist locker möglich.

Falls mir jemand verrät wie ich hier ein Bild einbinden kann, werde ich es an dieser einfügen.


Was mich aber wirklich interessiert: was für eine Aussenkontour verbaut ihr momentan? Konstante Kurve (Kreisauschnitt), im Mittelteil gerade und erst dann rund werden oder doch mehr Snowboardmäßig??

Ich habe mich mittlerweile für 3 Boardtypen entschieden:
1. Leichtwind 140 x 45 Rocker ca. 2-2,5cm, leichte Konkave 8mm zu den Tipps auslaufen; Aussenkontour: gerader Mittelteil und zu den Tipps leicht abrunden

2. Starkwind 125 x 38 Rocker 3- 3,5 cm, stärkere Konkave 12-15 mm, Aussenkontour: konstanter Kreisausschnitt ca. 4-5 m Radius

3. ein Allrounder 125 x 42 Rocker max. 3 cm, stärkere Konkave ca. 10 mm, Aussenkontour: konstanter Kreisausschnitt ca. 4-5 m Radius


Ach ja noch eine Frage an die professionellen Faserverarbeiter: Ich wollte zwischen den Footpads zur Versteifung Griffnuten in den Kern schleifen (eigentlich mehr andeuten da nur 10mm Kern und 4mm Kante). Schädigt das dem Laminat mehr als das es nützt?

viele Grüße
Torben

[GuerillaGärtner]

Falls mir jemand verrät wie ich hier ein Bild einbinden kann, werde ich es an dieser einfügen.

http://surfgalerie.oase.com/ und oben rechts auf fotos hochladen.
oder noch ein bisschen einfacher www.666kb.com

[backlooper]

Moin,

ein paar Fotos sind nun in der Galerie unter variabler Rockertable. Hab gerade noch eine Funktion gefunden, wenn funktioniert sind die Bilder gleich da.

2 Boards habe ich nun auch schon vom Tisch gezogen, müssen noch ausgesägt werden....und dann kommt der Test und vielleicht noch ein paar Bilder

viele Grüße
Torben