Handlaminat

Das Handlaminat ist ein mit einfachsten Werkzeugen von Hand hergestelltes Bauteil aus faserverstärktem Kunststoff. Die Größe der Bauteile reicht von kleinen Behältern oder Formteilen bis hin zu Segelflugzeugen oder Sportbooten. Im dazugehörigen Handlaminatverfahren wird meist eine Negativform, seltener eine Positivform, des herzustellenden Bauteils verwendet, und darin beziehungsweise darauf das gewünschte Fasergewebe (zum Beispiel Glasfasermatten) und die Matrix (zum Beispiel Epoxidharz) aufgelegt.

Negativform

Die Negativform wird mit einem Trennwachs beschichtet, damit sich das fertige Bauteil nach der Aushärtung gut von der Form lösen lässt. Als äußerste Schicht folgt das Gelcoat, welches die äußere sichtbare Schicht bildet und das Laminat wasserdicht abschließt. Das Gelcoat wird direkt auf das Trennwachs aufgetragen und ist oft mit einem Farbpigment eingefärbt. Die Glasfasermatten werden mit dem Harz getränkt und von Hand schichtweise (Laminat) in die Form eingelegt. Nach jeder Schicht wird nach Bedarf zusätzlich Harz aufgetragen, bis die Fasern ohne Lufteinschlüsse mit dem Harz (der Matrix) getränkt sind. Es dürfen keine Lufteinschlüsse vorhanden sein, da diese die Festigkeit insgesamt und in bestimmten Richtungen herabsetzen können (Isotropie). Lufteinschlüsse werden mit einer harten Rolle aus dem Laminat herausgepresst, oder beim Vakuumverfahren durch Unterdruck zwischen der Form und einer abdeckenden Folie herausgesaugt. Danach muss das Bauteil aushärten. Dies geschieht entweder kalt an der Luft oder warm bis heiß im Härteofen, auch Temperkammer genannt. Durch das heiße Aushärten werden höhere Festigkeiten erreicht und der Aushärtungsvorgang läuft etwas schneller ab.

Prinzip

1: Negativform 2: Trennmittel 3: Gelcoat 4: textiles Halbzeug (z. B. Flies (Wirrfaser bis 150 g/m²), Matte (Wirrfaser ab 150 g/m²), Gelege (Unidirektional) oder Gewebe) 5: Rolle zum Auftrag der Matrix und anschl. Entlüfterrolle bei jeder Lage 6: Matrixsystem (2-Komponenten-Harz) auf jede Lage auftragen

Positivform

Die Positivform ist ein aus beispielsweise Hartschaum gefertigter Grundkörper oder ein mit beispielsweise Hühnerdraht umhülltes tragendes Gerippe. Sie verbleibt nach Fertigstellung des Bauteils meist in dessen Inneren. Je nach Material der Form und des Harzes ist eine Trennschicht erforderlich, damit die Form nicht chemisch durch das Harz angegriffen wird. Bei der Positivform wird das Gelcoat als äußere Schicht zuletzt aufgetragen, oft als Lack gerollt, gepinselt oder gespritzt.

Harz

Häufig verwendete Harze sind ungesättigte Polyesterharze (UP) (preiswert) und Epoxidharze (EP) (etwa doppelt so teuer). Beim Harz ist exakt auf das richtige Mischungsverhältnis aus Binder und Härter sowie auf eine gute Durchmischung beider Komponenten zu achten. So wird zum Beispiel im Segelflugzeugbau das Epoxidharz aus einer Dosiereinrichtung entnommen, anschließend gut verrührt und von jeder angerührten Portion ein kleiner Probetropfen genommen, um die Festigkeit der einzelnen Mischungen nachweisen zu können. Die Verarbeitungszeit beträgt je nach Material zwischen wenigen Minuten bis mehreren Stunden.

Literatur

• AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. (Hrsg.): Handbuch Faserverbundkunststoffe. Grundlagen – Verarbeitung – Anwendungen, 4. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0881-3.

Siehe auch

• Faser-Kunststoff-Verbund

Weblinks

• Glasgewebe (Lagen, Bänder) – Leichtbaulösungen (abgerufen am 7. August 2020)
• Faserverbundwerkstoffe Einführung (abgerufen am 7. August 2020)
• Faserverbund Werkstoffdaten (abgerufen am 7. August 2020)
• KUNSTSTOFF XTRA Null-acht-fünfzehn-Arbeit funktioniert nicht (abgerufen am 7. August 2020)
• Charakterisierung von gewebeverstärkten Einzellagen aus kohlenstoffaserverstärktem Kunststoff (CFK) mit Hilfe einer mesomechanischen Kinematik sowie strukturdynamischen Versuchen (abgerufen am 7. August 2020)