Formenbau mit Faserverbundwerkstoffen

 Epoxidharz mit Kupplungsschicht 

Die Herstellung einer Form ist mit etwas handwerklichem Können gar nicht so schwer. Eine Form sollte unter optimalen Bedingungen gebaut werden, d.h. Material und Raumtemperatur sollten circa 20°C betragen. Eine staubfreie Umgebung und evtl. eine Absaugung sollte vorhanden sein. Weiterhin brauchen Sie die dafür benötigten Materialien. Bei einer GFK-Form wird folgendes benötigt:

Materialien:

- Epoxi-Gelcoat 4300 + Härter 390
- Thixotropiermittel
- Farbpaste
- Epoxidharz 4305 + Härter 1203 F
- Glasfilamentgewebe Finish 163g/ m²
- Rovinggewebe 300/ m²
- Rovinggewebe 580/ m²
- Glasfaserschnitzel
- Microflocks
- Trennwachs
- Folientrennmittel PVA-Trennlack
- Aceton

Werkzeuge und Hilfsmittel:

- Pinsel und Entlüftungsroller
- Mischbecher und Rührstäbe
- Messer und Schere
- Einweghandschuhe
- Atemschutz
- Digitale Waage

 Formentypen 

Hauptsächlich gibt es zwei Formentypen:
Die Negativ-Form ist für glatte Außenflächen z.B: Sichtteile wie Modellbau oder Karosserie (Motorhauben).
Die  Positiv-Form ist  für glatte Innenflä- chen z.B: Behälter oder Pools.

 Urmodell 

Bei dieser Anleitung gehen wir davon aus, dass ein Urmodell vorhanden ist.

Sie können sich ein Urmodell aber auch aus Holz, Gips, Modelliermasse, Aluminium oder GfK fertigen. Bei einem Urmodell aus saugfähigem Material z.B. Gips erzeugt man eine glatte Oberfläche, in dem die Form mit einem Deckschichtharz oder einem Lack beschichtet bzw. versiegelt wird. Wichtig ist, dass das Urmodell sehr sauber und genau gefertigt wird, da es am Ende viel Zeit und Nacharbeit an den gefertigten Teilen spart.

 Trennbrettfugen / Spaltabdeckungen 

Sie können mit Spachtelmasse oder Plastilin arbeiten.
Das Plastilin in kleine Raupen rollen, in den Spalt drücken und danach den Überstand mit einer Klinge oder Spachtel vorsichtig abziehen.
Spachtelmasse wird mit wenig Härter angemischt und in den Spalt eingebracht.
Durch weniger Härter haben Sie Zeit die Spachtelmasse vor dem Aushärten mit einer Klinge oder Spachtel abzuschneiden.

 Trennschicht (en) 

Für eine optimale Trennschicht empfehlen wir folgenden Aufbau:

Schicht 1:
Standard Trennwachs mit einem Pinsel, Baumwolltuch oder einer Sprühpistole (Spritzdruck von 2,5-3,5 Bar und einer Düse von 1,2-1,5mm) auftragen, 2 min einwirken lassen und polieren. Je nach Form bis zu dreimal wiederholen.

Schicht 2:
Der PVA-Lack kann mit einem feinporigen Schwamm, Pinsel oder mit einer Sprüh-Pistole (Spritzdruck von ca. 3 - 3,5 Bar und einer Düse 1 - 1,5mm) aufgetragen werden. Die Trocknungszeit liegt bei ca. 20 min.(bei 20°C), mit der Pistole ca. 10min. Hohe Luftfeuchtigkeit kann die Trocknungszeit verlängern.

 Laminieren 

Sie sollten sich alle Materialien bereitlegen und Glasfasergewebe und Roving zurechtschneiden oder reißen. Um zu errechnen wie viel Gelcoat benötigt wird, können Sie ein für die Form zugeschnittenes Stück Glasfasergelege wiegen.

Beispiel: Das zugeschnittene Stück Glasfasergewebe 163/m² wiegt 120 Gramm. Errechnen Sie die Oberfläche: 120g : 163g/m² = 0,74m²
Empfohlene Auftragsmenge des Epoxi-Gelcoat 300g/m². Errechnen Sie die Harzmenge: 300g/m² x 0,74m² = 222g Gelcoat Mischungsverhälnis 100:55
222g :155=1,43
1,43x100=143g Harz
1,43x 55= 79g Härter (Digitale Waage benutzen)

Tragen Sie das Gelcoat (Epoxi-Gelcoat 4300 + Härter 390) auf die Urform auf, möglichst immer in eine Richtung streichen, um Lufteinschlüsse zu vermeiden. (vorher evtl. gewünschte Farbpaste beimischen, je nachdem welche Farbe Ihr Endteil haben soll.)

Hinweis: Um ein Ablaufen bei sehr steilen Flächen in der Form zu vermeiden können Sie bis 5% Thixotropiermittel dem Harz/Härter-Gemisch beigeben.

Bei der Fingerprobe sollte das Harz so weit angeliert sein, dass die Oberfläche noch leicht klebrig ist, aber keine Fäden mehr zieht. (Handschuhe tragen!)
Nachdem Sie die zweite Schicht aufgetragen haben, streuen Sie gleich Glasfaserschnitzel und Microflocks zu gleichen Teilen vermischt auf.

Wenn das Harz wieder angeliert ist, können Sie die überschüssigen Glasfaserschnitzel und Microflocks mit einem Staubsauger vorsichtig absaugen ohne die Gelcoatschicht zu beschädigen.

Zur Herstellung der Kupplungsschicht rühren Sie Epoxidharz 4305 + Härter 1203 F  mit Glasfaserschnitzel und Microflocks an.  Glasfaserschnitzel und Microflocks zu gleichen Teilen dem Harz beimischen, bis eine zähe, aber streichfähige Masse entsteht. Diese Masse in die Kanten einbringen, dass die Krümmungsradien groß genug werden für anschließende Gewebelagen.

Rühren Sie Epoxidharz 4305 + Härter 1203 F an.

Bei der Harzmenge können Sie nach der Faustformel: Glasgewicht (gesamt) = Harzmenge

Streichen Sie eine Schicht Harz in die Form, legen die ersten Lage Glasfilamentgewebe Finish 163g/ m² ein und benetzen das Gewebe. Streichen und tupfen Sie von der Mitte zum Rand mit einem Pinsel die Luft raus, die sich noch im Laminat befindet. Erscheint die Glasfaserlage transparent ist es optimal, sind weiße Stellen zu sehen, sollte etwas Harz mit einem Pinsel aufgetra- gen werden. Alternativ kann auch mit einer Laminierwalze oder einem Entlüftungsroller gearbeitet werden.

Arbeiten Sie mit einer weiteren Lage Glasfilamentgewebe Finish 163g/m² weiter und legen die- se um 45 Grad versetzt auf die erste Lage. Tragen Sie falls nötig etwas Harz auf, Legen eine Lage Rovinggewebe 300g/m² ein und entlüf- ten die Lage wieder. Arbeiten Sie mit dem Rovinggewebe  weiter, drei Lagen 300g/m² und zwei Lagen 580g/m².

Circa 4-6 Lagen sollten für eine kleinere Form genügen. Die Lagenanzahl ist von den späteren Anforderungen an die Form abhängig. Eine Form sollte immer dicker laminiert werden als ein späteres Fertigteil, damit ein trocknendes Fertigteil nicht eine zu dünne Form durch Schrumpfen verbiegen kann. Alternativ können Sie Rovinggewebe mit 580g/m² durch 800g/m² ersetzen, um eine gewisse Materialstärke schneller zu erreichen. Weiterhin können Sie auch mit Biaxialgelege, Filamentgewebe usw. arbeiten. Die vorletzte Lage sollten Sie harzarm tränken, die letzte Lage sollte aus einem Glasfilamentgewebe Finish 163g/m² bestehen. Laminate sollten immer von unten nach oben getränkt werden.  Achten Sie darauf, dass  immer genügend Harz auf der Oberfläche ist und das Gewebe nach dem Einlegen von der unteren Lage getränkt wird.
Ein Laminat sollte nach dem Trocknen matt schimmern.
Wurde am Ende zuviel Harz aufgetragen, können Sie mit einem Abreißgewebe entgegenwirken.

Die Form sollte mindestens 24 Stunden bei 25°C aushärten.

Nach dem Entfernen des Abreißgewebes ist das Bauteil absolut staubfrei, sauber und hinterlässt eine gleichmäßige raue Oberflächenstruktur, somit ist ein optimaler Untergrund zum weiteren laminieren, versiegeln oder kleben gegeben. Sie sparen sich lästiges anschleifen und Beseitigen des Schleifstaubes entfällt.
Achten Sie darauf, dass bei dem Abreißgewebe an allen Seiten ca. 10 cm Überstand vorhanden ist, da es Ihnen das spätere Abreißen erleichtert.

 Ausformen 

Mit Zuhilfenahme von Plastik- oder Holzkeilen sollte sich die Form von der Urform lösen lassen.

Nach dem Ausformen können Sie die Form besäumen und falls nötig auf Hochglanz polieren. Dazu sollten silikonfreie Poliermittel verwendet werden.
Kleine Fehler in der Oberfläche können mit etwas Formenbaugelcoat gefüllt und durch einen aufgeklebten Streifen Tesafilm geglättet werden.
Anderweitige Fehler können auch mit Schleifpapier (Korn 600 bis 2000) bearbeitet werden. Bei Schleif- und Polierarbeiten sollten Sie darauf achten, keine punktuelle Hitze zu erzeugen.

 Vorsichtsmaßnahmen 

Bei der Verarbeitung von Epoxidharzen sind die Angaben in den Sicherheitsdatenblättern zu beachten!

Eine Anleitung mit vielen nützlichen Abbildungen im PDF Format zum Herunterladen oder Ausdrucken finden Sie hier: Formenbau mit Epoxidharz

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