Dominik
Auf Blasted zuhause
Laminieren für Anfänger
Auf dem Frankfurt-Treffen kam das Thema laminieren auf, ich will hier mal versuchen, eine Erklärung für Anfänger zu geben.
Was bedeutet Laminieren?
Ohne hier die exakte Definition zu geben bedeutet Laminieren das Verbinden von mehreren Schichten, hier sind es Gewebelagen, mittels eines Binders, in unserem Fall einem Kunstharz.
Weshalb eine Verstärkung mit Fasern?
Kunstharze sind oft spröde und können hauptsächlich auf Druck belastet werden. Fasern sind flexibel, können aber nur in Längsrichtung auf Zug belastet werden. Das Laminieren kombiniert beide Eigenschaften und man kann die Eigenschaften des Werkstücks beeinflussen.
Wichtige Begriffe
Topfzeit
Die Zeit in der das Harz verarbeitet werden muss, danach geliert es und fängt an auszuhärten. Angegeben für 20°C.
Umgebungstemperatur
Die Reaktionsgeschwindigkeit und die Viskosität hängen von der Temperatur ab, ist die Temperatur höher wird das Harz dünnflüssiger, reagiert aber auch schneller (10°C mehr -> halbe Topfzeit). Umgekehrt wird die Reaktion aber auch verzögert wenn es kälter ist, ein angemischtes 30 min.-Harz kann mehrere Stunden im Gefrierfach verzögert werden.
Für eine schnellere Durchtränkung kann man das Laminat mit Heißluft erwärmen. Ein Haartrockner reicht aus.
Mischungsverhältnis
Das Verhältnis von Harz zu Härter. Das Mischungsverhältnis muss besonders bei Epoxidharz genau eingehalten werden. Es wird sowohl das Volumen- wie auch das Gewichtsverhältnis angegeben.
Das Kunstharz
Das Kunstharz sorgt für den Zusammenhalt des Laminats. Zu viel Harz erhöht nur das Gewicht, nicht die Festigkeit.
Im Hobby werden drei verschiedene Harzsorten angewendet:
Polyesterharz
- billig
- riecht stark nach Styrol
- bildet eine klebrige Oberfläche
- zersetzt Polystyrol-Schaum (Styropor, Styrodur, Depron)
Der Härter (2 Gew. %) ist schwer zu dosieren. Bei Überdosierung des Härters beschleunigte Aushärtung unter starker Hitzeentwicklung.
Epoxidharz
- weitestgehend geruchslos
- verschiedene Topfzeit, je nach Rezeptur
- Harz und Härter werden in ähnlichem Mengen benötigt, je nach Harz ca. 2:1
Polyurethanharz
- hauptsächlich Gießharz
- reagiert schnell
- ist je nach Sorte flexibel aushärtend
Epoxidharz ist das am einfachsten zu verarbeitende Harz, diese Anleitung bezieht sich darauf.
Die Fasern
Die Faserverstärkung ist für die Zugfestigkeit zuständig.
Glasfasern werden dabei am häufigsten verwendet, da sie billig sind und gute Festigkeit bieten, bei höheren Belastungen werden auch Kohle- oder Aramidfasern verwendet, die aber teurer sind.
Es können aber auch alle anderen Fasern verarbeitet werden, z.B. Naturfasern wie Leinen und Jute oder Basaltfasern (leichter als Glas, günstiger als Kohle, im Gegensatz dazu nicht leitend). Manch ein Schiffsmodellbauer hat seinen Holzrumpf zum Abdichten auch schon mit einem Damenstrumpf (sehr feines Gewebe!) laminiert.
Das Gewebe
Beim Laminieren werden drei verschiedene Formen der Fasern unterschieden:
Matte: ungeordnete Ausrichtung der Fasern, sehr steif, wird hauptsächlich für große Bauteile eingesetzt
Gelege, Roving: mehrere Fasern parallel ausgerichtet, nur auf Zug belastbar, für zusätzliche Verstärkungen oder gewickelte Bauteile
Gewebe: je nach Webart unterschiedliche Formbarkeit
Am einfachsten lässt sich Gewebe mit Köperwebung verarbeiten, schweres Leinwandgewebe lässt sich nur schlecht in komplexe Formen drücken.
Je schwerer (dicker) das Gewebe, desto größer sind die nötigen Biegungsradien, ein dünnes Gewebe kann um enge Ecken gelegt werden ohne sich wieder zu strecken.
Schwere Gewebe nimmt man für innere, unsichtbare Lagen, leichte Gewebe verwendet man für die Deckschichten und sichtbare Teile, da das feinere Gewebe einfacher zu glätten und zusammen mit dem Harz fast nicht zu sehen ist.
Füllstoffe
Will man ein Gewebe um Biegungen und Kanten legen, müssen diese Kanten meist abgerundet werden, sonst kann es passieren, dass sich die Fasern während des Aushärtens von den Ecken lösen.
Um das zu verhindern muss die Ecke mit eingedicktem (gefülltem) Harz entschärft werden, dafürkann man fast alles verwenden, je nach Anforderungen.
Die Lieferanten der Harzsysteme haben immer auch entsprechendes Zubehör im Angebot:
Faserschnitzel: kurze Verstärkungsfasern, gibt eine sehr zähe und schlecht zu verteilende Masse, schlecht schleifbar aber mit guter Verstärkung
Glashohlkugeln (Glass Bubbles, Microballoons): winzige Glashohlkugeln die mit Harz eine sehr leichte Spachtelmasse ergeben die gut zu schleifen ist
Baumwollflocken: zum Eindicken von Harz, sind billig und einfach zu verarbeiten
Andere Materialien sind, z.B. für gleiche Farbe, Holzstaub vom Schleifen oder Sand (wird zusammen mit Harz Polymerbeton genannt), wenn zusätzliches Gewicht benötigt wird.
Die gefüllten Kanten werden am besten nass in nass verarbeitet, das heißt das Harz der Füllung ist noch nicht vollständig ausgehärtet und die Füllung kann mit dem Gewebe angepasst werden.
Die Grundausstattung
Für den Anfang braucht man nur wenig Ausstattung:
- Harz und Härter (wird meist zusammen in passenden Gebinden verkauft)
- Gewebe
- Einweghandschuhe aus Nitril
- alte Kleidung
- Einwegspritzen zum Dosieren
- Rührbecher (billiger Plastikbecher oder, wenn man mit Lösungsmitteln arbeitet, aus Pappe)
- Rührer (Rührstäbchen aus Holz z.B. von der Tanke mitgenommen )
- Borstenpinsel, etwa Größe 14
- Schere zum Zuschneiden, vorzugsweise eine Stoffschere mit einer gezahnten Schneide
- Aceton, wenn man den Pinsel mehrfach verwenden will
Grundausstattung
Fortsetzung folgt, weitere Bilder werden nachgepflegt
Auf dem Frankfurt-Treffen kam das Thema laminieren auf, ich will hier mal versuchen, eine Erklärung für Anfänger zu geben.
Was bedeutet Laminieren?
Ohne hier die exakte Definition zu geben bedeutet Laminieren das Verbinden von mehreren Schichten, hier sind es Gewebelagen, mittels eines Binders, in unserem Fall einem Kunstharz.
Weshalb eine Verstärkung mit Fasern?
Kunstharze sind oft spröde und können hauptsächlich auf Druck belastet werden. Fasern sind flexibel, können aber nur in Längsrichtung auf Zug belastet werden. Das Laminieren kombiniert beide Eigenschaften und man kann die Eigenschaften des Werkstücks beeinflussen.
Wichtige Begriffe
Topfzeit
Die Zeit in der das Harz verarbeitet werden muss, danach geliert es und fängt an auszuhärten. Angegeben für 20°C.
Umgebungstemperatur
Die Reaktionsgeschwindigkeit und die Viskosität hängen von der Temperatur ab, ist die Temperatur höher wird das Harz dünnflüssiger, reagiert aber auch schneller (10°C mehr -> halbe Topfzeit). Umgekehrt wird die Reaktion aber auch verzögert wenn es kälter ist, ein angemischtes 30 min.-Harz kann mehrere Stunden im Gefrierfach verzögert werden.
Für eine schnellere Durchtränkung kann man das Laminat mit Heißluft erwärmen. Ein Haartrockner reicht aus.
Mischungsverhältnis
Das Verhältnis von Harz zu Härter. Das Mischungsverhältnis muss besonders bei Epoxidharz genau eingehalten werden. Es wird sowohl das Volumen- wie auch das Gewichtsverhältnis angegeben.
Das Kunstharz
Das Kunstharz sorgt für den Zusammenhalt des Laminats. Zu viel Harz erhöht nur das Gewicht, nicht die Festigkeit.
Im Hobby werden drei verschiedene Harzsorten angewendet:
Polyesterharz
- billig
- riecht stark nach Styrol
- bildet eine klebrige Oberfläche
- zersetzt Polystyrol-Schaum (Styropor, Styrodur, Depron)
Der Härter (2 Gew. %) ist schwer zu dosieren. Bei Überdosierung des Härters beschleunigte Aushärtung unter starker Hitzeentwicklung.
Epoxidharz
- weitestgehend geruchslos
- verschiedene Topfzeit, je nach Rezeptur
- Harz und Härter werden in ähnlichem Mengen benötigt, je nach Harz ca. 2:1
Polyurethanharz
- hauptsächlich Gießharz
- reagiert schnell
- ist je nach Sorte flexibel aushärtend
Epoxidharz ist das am einfachsten zu verarbeitende Harz, diese Anleitung bezieht sich darauf.
Die Fasern
Die Faserverstärkung ist für die Zugfestigkeit zuständig.
Glasfasern werden dabei am häufigsten verwendet, da sie billig sind und gute Festigkeit bieten, bei höheren Belastungen werden auch Kohle- oder Aramidfasern verwendet, die aber teurer sind.
Es können aber auch alle anderen Fasern verarbeitet werden, z.B. Naturfasern wie Leinen und Jute oder Basaltfasern (leichter als Glas, günstiger als Kohle, im Gegensatz dazu nicht leitend). Manch ein Schiffsmodellbauer hat seinen Holzrumpf zum Abdichten auch schon mit einem Damenstrumpf (sehr feines Gewebe!) laminiert.
Das Gewebe
Beim Laminieren werden drei verschiedene Formen der Fasern unterschieden:
Matte: ungeordnete Ausrichtung der Fasern, sehr steif, wird hauptsächlich für große Bauteile eingesetzt
Gelege, Roving: mehrere Fasern parallel ausgerichtet, nur auf Zug belastbar, für zusätzliche Verstärkungen oder gewickelte Bauteile
Gewebe: je nach Webart unterschiedliche Formbarkeit
Am einfachsten lässt sich Gewebe mit Köperwebung verarbeiten, schweres Leinwandgewebe lässt sich nur schlecht in komplexe Formen drücken.
Je schwerer (dicker) das Gewebe, desto größer sind die nötigen Biegungsradien, ein dünnes Gewebe kann um enge Ecken gelegt werden ohne sich wieder zu strecken.
Schwere Gewebe nimmt man für innere, unsichtbare Lagen, leichte Gewebe verwendet man für die Deckschichten und sichtbare Teile, da das feinere Gewebe einfacher zu glätten und zusammen mit dem Harz fast nicht zu sehen ist.
Füllstoffe
Will man ein Gewebe um Biegungen und Kanten legen, müssen diese Kanten meist abgerundet werden, sonst kann es passieren, dass sich die Fasern während des Aushärtens von den Ecken lösen.
Um das zu verhindern muss die Ecke mit eingedicktem (gefülltem) Harz entschärft werden, dafürkann man fast alles verwenden, je nach Anforderungen.
Die Lieferanten der Harzsysteme haben immer auch entsprechendes Zubehör im Angebot:
Faserschnitzel: kurze Verstärkungsfasern, gibt eine sehr zähe und schlecht zu verteilende Masse, schlecht schleifbar aber mit guter Verstärkung
Glashohlkugeln (Glass Bubbles, Microballoons): winzige Glashohlkugeln die mit Harz eine sehr leichte Spachtelmasse ergeben die gut zu schleifen ist
Baumwollflocken: zum Eindicken von Harz, sind billig und einfach zu verarbeiten
Andere Materialien sind, z.B. für gleiche Farbe, Holzstaub vom Schleifen oder Sand (wird zusammen mit Harz Polymerbeton genannt), wenn zusätzliches Gewicht benötigt wird.
Die gefüllten Kanten werden am besten nass in nass verarbeitet, das heißt das Harz der Füllung ist noch nicht vollständig ausgehärtet und die Füllung kann mit dem Gewebe angepasst werden.
Die Grundausstattung
Für den Anfang braucht man nur wenig Ausstattung:
- Harz und Härter (wird meist zusammen in passenden Gebinden verkauft)
- Gewebe
- Einweghandschuhe aus Nitril
- alte Kleidung
- Einwegspritzen zum Dosieren
- Rührbecher (billiger Plastikbecher oder, wenn man mit Lösungsmitteln arbeitet, aus Pappe)
- Rührer (Rührstäbchen aus Holz z.B. von der Tanke mitgenommen )
- Borstenpinsel, etwa Größe 14
- Schere zum Zuschneiden, vorzugsweise eine Stoffschere mit einer gezahnten Schneide
- Aceton, wenn man den Pinsel mehrfach verwenden will
Grundausstattung
Fortsetzung folgt, weitere Bilder werden nachgepflegt
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