Modellflugverein Bassersdorf
Herstellung eines Flugzeugrumpfes aus
Carbon-Honeycomb Sandwich
Jeder Modellbauer hat seine Vorlieben, Stärken und Schwächen. Meine Vorliebe gilt den modernen Faserverbundwerkstoffen, hingegen bin ich ein schlechter Zeichner und Planer.
So wählte ich für den Bau meines Flugzeugrumpfes ein Vorgehen, das ganz meinen Fähigkeiten entspricht, und bei dem man fast komplett ohne Zeichenarbeit auskommt. Ausgangspunkt war ein kleines Standmodell im Massstab 1:200. Den Rumpf dieses Modells habe ich zuerst als Negativform abgegossen und mit Epoxyd-Gussmasse wiederum als Positivmodell ab-geformt. (Bild 1)
Das so entstandene Modell habe ich in Scheiben geschnitten, (Bild 2)
die ich mit dem Fotokopierer um den Faktor 12.5 vergrössert habe. (Bild 3)
Die so erhaltenen Rumpfquerschnitte habe ich auf Styroporplatten übertragen und mit der Thermosäge ausgeschnitten. Im Cockpitbereich und im Heck habe ich dazu dünnere Platten verwendet, um exakter arbeiten zu können, im mittleren Rumpfteil kamen dickere Platten zum Einsatz, da hier die Unterschiede von einem Segment zum aneren viel geringer sind. Anschliessend wurden die einzelnen Segmente mit PU-Kleber zusammengeklebt. (Bild 5)
Was nun folgte, war die Produktion einer grösseren Menge Styroporschnee: Mit Hilfe der Holzraspel und Schleifpapier musste der Rumpf sauber verschliffen werden. Eine besondere Herausforderung dabei waren die Flügel-Übergänge und der Heckbereich mit dem Triebwerkseinlass. Dank meiner Erfahrung aus dem Surfbrettbau gelang dieser Schritt erfreulich gut. (Bild 6)
Nach dem Feinschliff wurde es dann richtig spannend:
Endlich konnte die erste Hälfte ab-geformt werden. Zuerst musste die Positivform mit Folie ab geklebt werden, damit sich später die Halbschale ablösen lässt. Dazu verwendete ich gewöhnliche Abdeckfolie und in den stark gewölbten Bereichen im Heck und an der Flugzeugnase kam Haushaltfolie zum Einsatz. Epoxydharz klebt an solchen Folien wirklich nicht und so kann später problemlos entformt werden. Anschliessend mussten die Gewebelagen und die Waben zugeschnitten werden. Beim Sandwich-Aufbau habe ich zuerst ein dünnes Glasgewebe aufgelegt und getränkt. Die zweite Schicht besteht aus biaxial Carbon-Gelege. Auch diese Faserschicht wurde mit der Schaumstoffrolle getränkt. Dabei ist zu beachten, dass das Gewebe zwar vollständig getränkt ist, zuviel Harz bedeutet aber einen unnötigen Gewichtszuwachs. Bewährt hat sich ein Verhältnis von 1:1, also 100g Harz auf 100g Fasern. Etwas knifflig doch problemlos zu bewerkstelligen war das Fixieren der Waben. Diese Aramidwaben sind erfreulich flexibel und extrem praktisch tu verarbeiten. Mit kleinen Klebebandstreifen habe ich die Waben fixiert, der Rest erledigt der Vakuumsack. (Bild 7)
Zum Aushärten und Pressen wende ich eine ganz einfache Vakuumtechnik an. Das provisorisch fixierte Sandwich kommt in einen grossen Folienschlauch, der mit Klebeband luftdicht verschlossen wird. Eine kleine Laborpumpe saugt die Luft ab und hält ein Vakuum von 0,5 Bar. Das klingt nach nicht viel doch man rechne einmal nach, was ein Druck von 500g pro cm2 auf die Gesamtfläche ausmacht.... Nach dem Aushärten zeigte sich ein erfreuliches Bild. Die Waben waren überall sauber mit den Fasern verklebt. (Bild 8)
Also konnte gleich weiter gearbeitet werden: Besonders belastete oder schwierige Stellen wie die Hinterkante der Seitenflosse oder der Triebwerkseinlass wurden mit einem Gemisch aus Epoxy und Microballoons aufgespachtelt und sauber verschliffen. Zudem mussten die Waben an einigen Stellen etwas ausgeebnet werden.
Und schliesslich war wieder laminieren angesagt. Hier ein herzliches Dankeschön an Marco, der sich als fleissiger Helfer bewährt hat. Das Decklaminat wurde wieder aus Carbon-Gelege und Glasgewebe aufgebaut. (Bild 10)
Zum Vakuumieren kam diesmal noch eine Lochfolie und ein Vakuumvlies über die Gewebeschichten. So wird überschüssiges Harz abgesaugt und der Luftdruck verteilt sich gleichmässig.
Nach dem Aushärten kam endlich der lang ersehnte Moment: Das Abheben von der Form. Welch eine Freude! Der gesamte Rumpf macht einen sehr guten Eindruck. Die Rumpfschale ist so steif, dass man auf Spanten komplett verzichten kann. Die Oberfläche ist äusserst druckfest, muss aber noch etwas geschliffen und gespachtelt werden. Sehr positiv beurteile ich das Gewicht von 1750g für die erste Halbschale. Man bedenke, dass der Rumpf doch fast 350cm lang ist und pro Hälfte etwa 2 Quadratmeter Oberfläche hat.
Nun kann ich es kaum erwarten, die zweite Schale herzustellen und den Rumpf zu verkleben. Ich berichte, wenn es soweit ist. (Bild 12)
