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Laminierverfahren

Laminierverfahren 

Die Laminierverfahren richten sich nach der Anzahl der zu erstellenden Bauteile, der geforderten Qualität und der möglichen Kosten. Übliche Verfahren sind

  • Laminieren in Negativformen 
  • Laminieren auf Positivformen 
  • Laminieren auf verlorenen Formen 

 

Laminierverfahren 1-2-do WissenLaminieren in Negativformen

Die Form ist ein negatives Abbild des späteren Bauteils. Die Innenabmessungen der Form sind die späteren Aussenabmessungen des Bauteils. Die Aussenseite des Bauteils entspricht der Oberflächenqualität der Form, ist also im Regelfall die saubere, glatte Seite. Die Herstellung von hochwertigen Negativformen ist aufwendig.

 

Laminieren auf Positivform 

Die Form ist ein positives Abbild des späteren Bauteils. Die Aussenabmessungen der Form sind die späteren Innenabmessungen des Bauteils. Die Aussenseite des Laminates ist rau. Wenn sie die spätere Oberfläche des Bauteils sein soll, sind erhebliche Nachbearbeitungen wie Schleifen, Spachteln und Lackieren notwendig. Die Herstellung der Positivform ist vergleichsweise einfach. 

 

Laminieren auf verlorene Form 

Verfahren entspricht der Positivform. Im Gegensatz zu dieser wird aber das Bauteil nicht von der Form genommen (entformt), sonder die Form bleibt ein Bestandteil des Bauteils. Beispiel: Im Bootsbau wird ein Spantengerüst mit leichten Holz- oder Schaumstoffstreifen beplankt. Die Beplankung wird aussen laminiert. Nach Aushärtung wird das innere Spantgerüst entfernt und dann die Form von innen laminiert. Auf diese Weise ist ein Verbundbauteil entstanden, dessen Innen- und Außenseiten aus Laminat bestehen. 

 

Praxistipps Faserverbundwerkstoffe 

Zur optimalen Konstruktion müssen die künftigen Belastungen und Restriktionen des Bauteils bekannt sein. Hinweise und Beispielrechnungen für werkstoffgerechte Konstruktion und Gestaltung von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen sind in Fachpublikationen und den Praxishandbüchern der Werkstofflieferanten enthalten. An dieser Stelle sei nochmals auf das hervorragende Handbuch von R&G verwiesen (www.r-g.de). 

 

Wanddicken 

Die Wanddicke und der Laminataufbau sollte möglichst gleichmäßig sein. Harzanreicherungen in Vertiefungen und an Kanten führen zu Eigenspannungen, Verzug und Rissbildung. 

 

 

 

Entformungsschrägen Laminierverfahren 1-2-do Wissen

Die Seitenflächen der Form müssen ausreichende Schräge aufweisen, um ein gewaltfreies Entformen nach dem Aushärtvorgang zu ermöglichen. Dies gilt besonders für räumliche Bauteile. Hinterschneidungen müssen vermieden werden. 

 

Ecken und Kanten 

Zu kleine Radien sind zu vermeiden. Größere Radien fördern ein besseres Anliegen der Fasern an die Form und einen besseren Kraftübergang. 

 

Versteifungen 

Statt dickerem Schichtaufbau sollten Bauteile durch 

  • Sicken 
  • räumliche Gestaltung 
  • eingebettete Profile
  • Verbundbauweise 

 

versteift werden. Innerhalb dieser Möglichkeiten gibt es mehr oder weniger günstige Varianten. 

 

Verbundbauweise 

Durch die Verbundbauweise erreicht man eine optimale Steifigkeit bei geringem Gewicht für flächige Bauteile. Als Kernmaterial verwendet man Aramid- oder Aluminiumwaben, Hartschäume oder Balsaholz. Eine andere Möglichkeit stellt das Einbetten von Profilen dar. 

 

Praktisches Laminieren 

An einem einfachen Beispiel mit Polyesterharz (UP-Harz) wird der übliche Ablauf des Laminierens gezeigt. Der klassische Laminataufbau in der Form erfolgt stufenweise durch 

  • Deckschicht 
  • Tragschichten 

 

Deckschicht 

Die Deckschicht, auch Gelcoat oder Feinschicht genannt, hat die Aufgabe, das spätere Eindringen von Feuchtigkeit in das Laminat zu verhindern und gleichzeitig dem Fertigteil eine glatte, meist eingefärbte und glänzende Oberfläche mit erhöhter Chemikalien- und Witterungsbeständigkeit zu geben. Die Deckschicht wird zuerst in die Form eingebracht. Üblich sind Schichtdicken von ca. 0,2mm, entsprechend ca. 250 g/m². 

Tragschicht 

Nach ausreichender Härtezeit von ca. 1 – 2 Stunden kann mit dem Laminieren der Tragschicht begonnen werden. Bei zu frühem Auftrag kann die Deckschicht bei UP-Harzen anquellen, was zu dem typischen „Elefantenhaut“ oder „Orangenhaut“- Effekt führt. An der Luft ausgehärtete UP-Harze zeigen im Gegensatz zu der auf der Form gehärteten Seite eine leicht klebrige Oberfläche. Diese Seite sollte später nicht mit Wasser in Berührung kommen, da sie an der Oberfläche etwas löslich bleibt. Das nachträgliche Aufbringen einer Versiegelung mit UP-Vorgelat beseitigt diese Eigenschaft. Die Anzahl der Tragschichten richtet sich nach der gewünschten Festigkeit und Stabilität des späteren Bauteils. Die Arbeitsabfolge bleibt dabei dieselbe. 

 

Laminierverfahren 1-2-do WissenWabensandwichlaminate 

Laminate mit einem Wabensandwichaufbau haben eine hohe mechanische Steifigkeit bei geringem Gewicht. Das Prinzip dieser Bauweise beruht darauf, dass zwischen zwei dünnen Decklagen ein leichtes, druckfestes Kernmaterial eingebracht wird. Die Anwendung erfolgt insbesondere bei flächigen Bauteilen. Die Verarbeitungsschritte sind folgende: Zunächst wird das äußere Decklaminat wie bei normalen Laminatbauteilen in die Form laminiert. Bei sehr dünnen Deckschichten muss das äußere Decklaminat vollständig aushärten, bevor der Wabenkern verklebt werden kann, weil sich sonst die Wabenstruktur auf der Außenseite abzeichnet. Die Verklebung erfolgt auf das angeschliffene (oder nach Entfernen des Abreißgewebes) Laminat durch Aufbringen eines sehr dünnflüssigen Laminierharzes, das zweckmässigerweise mit einer Moltoprenwalze aufgebracht wurde. Eine gute Verbindung ist nur dann gewährleistet, wenn der Harzauftrag nicht zu dick, sondern in erster Linie gleichmäßig ist. Solange das Harz aushärtet, muss der Wabenkern fest und gleichmäßig auf das Decklaminat gepresst werden. Nach dem Aushärten der Klebung wird der Wabenkern an den Stellen, wo später Kräfte eingeleitet werden und um Bohrungen oder Durchbrüche lokal mit einem Füllstoff- Harz-Gemisch gefüllt. Das innere Decklaminat wird, bevor es mit dem Wabenkern verklebt wird, auf einer Folie vorgetränkt. Damit wird vermieden, dass die Waben mit Harz vollaufen.

 

TIPP 

Bei geschlossenen oder wannenförmigen Formen können die Styroldämpfe nicht abfließen, weil sie schwerer als Luft sind und erheblich die Aushärtung verzögern. Man sollte deshalb die Form so positionieren, dass die Dämpfe ablüften können oder einen auf ganz langsame Drehzahl eingestellten Ventilator zum Ablüften benutzen.

 

Links

Füllmaterial

Guss- und Laminiertechnik

Laminieren: Arbeitsgeräte & Arbeitsschutz


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