Onderwerp: Lamineertechniek gebogen carbon tube

Ik wil op basis van een carbon-braid/epoxy laminaat een gebogen buis fabriceren. Deze buis dient uit één stuk te bestaan met een vorm zoals hieronder, bijvoorbeeld:



Wanddikte en buitendiameter weet ik nog niet precies en zullen nog bepaald moeten worden. Ik ben nu vooral benieuwd naar jullie ervaringen/ideeën over de meest kansrijke methode.

Na wat Googelen kom ik bijvoorbeeld tegen:

Building Composite tubes with epoxy and braided fibers
Hier lamineert men om een mannelijke mal, bestaande uit een isolatiemantel voor een verwarmingsbuis. Een recht stuk kan je maken door een lijn in deze mantel strak te trekken; een gebogen vorm (zuiver rond is het enige dat kan!) door deze mantel rondom een gebogen koperbuis te gebruiken. Door ook beide uiteinden van de braid uit elkaar te trekken vormt zich een aaneengesloten laminaat.
De diameter die de braid aanneemt tov haar nominale diameter bepaalt de richting van de vezels: de vezels van een braid die je ver uitrekt zullen meer in lengterichting liggen dan bij gebruik van een braid met kleinere nominale diameter.

De vorm zoals ik voor ogen heb lukt dus niet uit één stuk bij deze methode omdat de mal niet lossend is.

Het makkelijkst zou denk ik een mannelijke mal zijn die je wél kunt verwijderen na uitharding. Bijenwas? Een gebogen PVC pijp die je tot het vloeipunt verhit na uitharding? Een gebogen kaars die je smelt na uitharding? Weet iemand iets creatiefs wat zou kunnen werken?



Of iets met een vrouwelijke mal? Die kun je na afloop wellicht slopen zonder de buis te beschadigen. Verder kan ik me voorstellen dat het eenvoudiger zal zijn om een gladde en egale zichtzijde te krijgen:

• Dikwandige, gladde slang in houten frame leggen die de slang de gewenste curve geeft (ongeveer zoals je doet bij het lamineren van een houten helmstok) ;
• Binnenkant slang met losmiddel behandelen;
• Braid om dunwandige silliconenslang/ballon schuiven en rijk insoppen met hars;
• Slang met braid door dikke slang trekken;
• Silliconenslang/ballon opblazen.

Bovenstaand is eigenlijk het omgekeerde van vacuuminfusie bedenk ik me: in plaats van dat de hars IN het laminaat gezogen wordt en uithardt met 1 kg/cm2 oppervlaktedruk, wordt hierbij het teveel aan hars er UIT geperst bij een oppervlaktedruk zoals je in de ballon aanbrengt. Wél met het risico van luchtinsluiting lijkt mij.

Wat zijn jullie ideeën hoe zoiets te maken?

Ding wordt een meter lang ongeveer dus gewicht is belangrijk. Stijfheid, sterkte en windvang ook. Ligt carbon dan voor de hand? Of toch gewoon glas, aramide oid?

Een buitenmal met een siliconenslang erin die je opblaast!
Je begint ook wel meteen met hogeschool-werk, niet..
Neem geen aramide das niks voorzoiets. Gewoon carbon-kous.
Met opblazen heb je wel grote kans op hier en daar wat luchtinsluiting. Of dat erg is betwijfel ik.
Het mooist zou zijn als je ergens pre-preg kon regelen.

Polystyreen of ander schuim in ronde vorm gebruiken als vrouwelijke mal, lamineren wat je wil en als het uitgehard is met aceton of ander oplosmiddel passend bij het het gebruikte schuim zo dat het oplost.

Hé dat vind ik een interessant idee! Zou er voorgebogen PS stafmateriaal verkrijgbaar zijn, waarmee je een stuk bocht aan een recht stuk kunt lijmen om de gewenste vorm te maken? Oplossen na uitharding lijkt me een prima idee.

Kwam zelf nog dit tegen: zou het werken om zoiets in te tapen met PVC tape, van lossingsmiddel te voorzien en na uitharding terug te trekken? Zal te stijf worden denk ik?



Of de groeven tussen de ribbels na het in vorm buigen invetten met een gesmolten vet/bijenwas wat daarna weer uithardt? Om te lossen dan weer verwarmen en hopen dat het eruit te trekken is.

Nachtvlinder schreef :
Of een pvc buizen buiger, dat zal veel beter gaan om dat die bij het er uit trekken uitrekt en dus ook krimt...

Uitdagend interessant. Ik geloof niet zo in mannelijke mal die eruit terug kunt trekken, al zou die truc met kaars misschien nog kunnen werken
Ik zou met wat ikzelf kan kiezen uit twee mogelijkheden:
1. Mannelijke mal van dunne (Pvc?) buis en die met carbon sok onder vacuüm lamineren en pvc gewoon laten zitten. Dit kan simpel snel eenvoudig gerealiseerd worden.
2. Als ik een mooi verjongde (en evt nog geprofileerd ook) staf zou willen maken zou ik dat doen door twee vrouwelijke mallen te maken, daarin lamineren onder vacuüm, dan twee delen aan elkaar lijmen en evt nog een carbon sok er omheen.

Sunday schreef :
Niet lijmen, in een keer lamineren, een kant flush, andere kant overmaats, en daarin een buiszak plaatsen, maldelen op elkaar plaatsen, grote buiszak zak on de maldelen heen trekken, binnenzak met buitenzak verbinden en vacuum trekken. De buizak binnen in drukt tegen je laminaat aan, en laat de overmaatse flappen verbinden met de andere kant. Een stuk buis zonder lijmen

Klinkt uitdagend voor mij, vast omdat ik niet goed voor me zie wat je bedoelt. Heb je een link naar wat plaatjes/voorbeelden?

De methode met de kern die opgelost wordt, wordt ook gebruikt voor vleugels, romp en staart van modelviegtuigen.

Je kunt dan evt een meerlaags laminaat maken: een braid, een laag parallel aan de hartlijn, een braid, etc.

Zo kun je een licht en toch stijf geheel maken.
De overgang naar de mast wordt het zwaarst belast, daar mogen gerust wat extra lagen zitten.




Gepost met de officiële Zeilersforum-app

JRomkes schreef :
Gebruik je hierbij nog iets van een bleeder, en/of perforatie in de mal ?

Bij voorkeur met 5 bar in de autoclaaf Maar nee, niets er in, eventueel voor vacuum trekken goed droog maken, en een paar groeven in de mal voor overtollige hars. (eventueel kun je ook tackytape groeven maken en daar de binnenzak aan de buitenkant op aansluiten. ) Wat er in gaat krijg je er eigenlijk amper uit. (Er zijn heel wat onderdelen waar de zak zelf ook nog gewoon in zit.)


Plaatjes heb ik niet, mag vaak geen foto's maken/publiceren op/van de plekken waar ik werk.
Een schetsje kan ik wel delen: zwart is mal, geel laminaat, blauw zak.

Een filmpje van een vorige werkgever laat een M32 beam onder vacuum zien, op dezelfde manier gemaakt:

Op 1:06-1:08 zie je de beam onder vacuum, 1:53-2:04 wordt die gelamineerd

Hoewel ik je begrijp, moet je je wel afvragen of je niet beter gewoon alu buis kunt buigen. Het is de vraag of je het met je huis-tuin-en-keukentechnieken heel veel lichter krijgt.

Je kunt het ook gewoon recht houden zoals Nexus/Garmin dat doet.

Koop kant en klare buizen van carbon en hoekstukken bij een vliegerwinkel.

www.vliegerop.nl/merken/exel-t...s-carbon-glassfiber/

Vlieger-op was een van de eerste met standaard maten zowel in hoekstukken ( ook meerdere graden bv 90 of 45)

Die methode met zo'n vrouwelijke mal en opblaasbare balg blijkt standaard te zijn en heet "inflatable bladder moulding". Wordt gebruikt voor complexe vormen zoals een fietsframe, of golfstick etc.

Dit wordt dan toegepast in een gedeelde vrouwelijke mould, waarbij met laminaat (prepeg of nat) met hand-layup zo mooi mogelijk tegen de mal aangelegd wordt. Is de mal bekleed, dan wordt de balg ingelegd, de mal gesloten en de balg onder druk gezet.

Het "tuinslangidee" zal denk ik niet goed gaan werken, omdat ik maar moet afwachten hoe mooi die braid tegen de binnenkant van de slang aangedrukt wordt. Ook is het onzeker hoe het overschot aan hars het systeem verlaat. Of blijft dat gewoon aanwezig en wordt de buis daardoor zwaarder dan nodig?

Gezien mijn (nul) ervaring, lijkt me dit (zoals hier al eerder werd genoemd) weinig kans van slagen hebben.

Het moet dus iets rondom een mannelijke mal worden. Infusie wordt dan ook (iets) bereikbaarder, omdat dat bij deze methode eenvoudiger is dan bij de "inflatable bladder mould" methode.

Ik ben er nog steeds niet uit hoe ik een stijve maar verwijderbare mal kan realiseren. Het polystyreen idee lijkt me ideaal, maar ik kan geen rond en gebogen staf-materiaal vinden wat ik zou willen gebruiken (diameter plm 8 mm). Heeft iemand daar een verwijzing naar?

Van de gebogen ingewaxte lampen-steel betwijfel ik of die onder druk glad genoeg zal blijven om na uitharding uit het produkt te kunnen trekken...

Hoe zou onderstaand werken?

• VD-koperdraad met boormachine in elkaar twisten tot de gewenste stijfheid;
• Silliconenslang kopen met de gewenste mal-diameter;
• Deze slang geheel vullen met zand en koperdraad in het midden daar doorheen;
• Beide uiteinden dichtklemmen/afdichten;
• Slang buigen in de gewenste vorm.

Na het lamineren (evt onder vacuum al of niet met infusie) in omgekeerde volgorde het zand uit de slang schudden, koperdraad terugtrekken en slang eruit trekken.

Waarom zou dit wel/niet kunnen werken?

PS: zacht koperen dunne gasleiding? Is van zichzelf al mooi rond. Intapen met schuimtape wat op te lossen valt en daar omheen de braid lamineren?

Je kan je ook eerst richten op een structureel goede antenne maken van carbon. Maak je niet te druk over het uiterlijk. Bijvoorbeeld door twee helften over een manlijke mal te lamineren. Met de hand of vacuüm. Na samen voegen kan je nog 1 laag aanbrengen voor het mooie uiterlijk. Dit is natuurlijk wel zwaarder dan in een keer strak. Je kan ook na het samen voegen van de manlijke delen vinden dan op 15meter afstand je de imperfecties toch niet ziet.

Ik reed dit weekend langs wat vissers, en dacht, kan je niet een stuk hengel als mannelijke mal gebruiken? Dan heb je niet het probleem dat je de mal eruit moet halen...

Hengel in een boogje spannen en vervolgens wat laagjes laminaat eromheen om de vorm vast te zetten...

Groeten,
Johnnie

Dank voor het meedenken en creatieve ideeën.

Ik ben er wel uit wat m'n eerste poging gaat worden. De kern waar omheen de braid gelamineerd wordt, wordt LDPE slang. Deze gebruik ik al in verschillende maten om hoekjes in de bilge en de motor leeg te zuigen met een boormachinepomp. Is een slang van polyetheen: moeilijk indrukbaar maar wel buigzaam. Hier voer ik vóór het lamineren de getwiste VD-kernen in zodat dit geheel de gewenste vorm houdt (recht en een flauwe bocht aan het eind).

www.conrad.nl/nl/norgren-pe001...x-11-bar-582635.html

Zijn ook in andere maten verkrijgbaar.

Maar hoe dimensioneer ik dit in hemelsnaam!? Met wat oude leerboeken erbij lukt het wellicht om aluminium uit te rekenen, maar een composiet gaat mijn kennis echt teboven. En wat zijn de uitgangspunten überhaubt?

• Maximaal te verwachtten winddruk?
• Een bepaalde G-kracht (stampen van de boot) die het op moet kunnen vangen zonder te breken?

Verder kan ik me voorstellen dat voor "de" (welke?) gewenste sterkte geldt:

• Hoe groter de binnendiameter, hoe dunner de wanddikte mag zijn
• Hoe groter de buitendiameter, hoe meer wind het ding vangt (en wellicht de meting verstoort)

Is er iemand die hier wél kennis van heeft? Wordt "dikker met kleinere wanddikte" lichter, of zit er ergens een optimum?

Braids (bij gebruik als nominale diameter - dus niet uitgerekt noch in elkaar gedrukt) hebben de vezels onder 45 graden liggen. Er lopen géén vezels in lengte- of breedterichting.

Ik heb gelezen dat vezels in breedteligging voornamelijk werken tegen indrukking/knikken, en de vezels in lengterichting tegen buigen.
Betekent dit dat voor deze toepassing een zoveel mogelijk uitgerekte braid geschikt is? Of twee braids van verschillende diameter over elkaar?

Wat zegt jullie gevoel over de gewenste wanddikte, indien ik (bijvoorbeeld) om deze slang van 10 mm diameter ga lamineren?

Mijn gevoel zegt 3 braids als hieronder over de 10 mm slang. Er ontstaat dan een wanddikte van 1 mm. Braid is nominaal 18 mm in diameter: vezels komen dus een stukje gestrekter dan de 45 graden te liggen. Wat waterman zegt lijkt me ook een goed plan: bij de voet versterken (puntbelasting).
www.carbonwinkel.nl/nl/carbon/...gevlochten18-mm.html

Qua lamineermethode lijkt vacuum mij erg de moeite waard en interessant om mee te stoeien; infusie gaat mij echt boven de pet.

Ik zie vacuumpompen vanaf eur 150 aangeboden. Kan dat iets goeds zijn voor dat geld? De (veel) duurdere gaan tot hoog-vacuum (0.01 bara), terwijl die van het genoemde bedrag 0.15 bara halen. Is 0.15 voldoende hier?

0,6 bar/60% vacuum is voor de meeste harsen en gaatjesfolie meer dan voldoende bij vacbaggen, dan voldoen al veel pompen/compressoren. Een instelbare drukschakelaar en buffervat is altijd wel fijn als je er vaker mee werkt/gaat werken, dan staat de pomp niet de hele tijd aan.
Qua sterkte kan ik je niet helpen, je zou eens iemand met bijvoorbeeld solidworks lief aan kunnen kijken voor een simulatie, dat geeft een aardig idee bij simpele laminaatjes. Je zou er een UD tussen kunnen plakken voor wat stijfheid in de lengterichting.

Waarom neem je geen electra pvc buis en buigt deze in de juiste vorm. De kern er uit halen kun je wel vergeten, ongeacht het te gebruiken materiaal (mischien met uitzondering van een trekveer dienverjongd als je er aan trekt) Dikte, ik zou zeggen trial &error. Ga er maar van uit dat de derde pas een beetje naar je zin is. Dan krijg je ook een idee van de sterkte. Inderdaad aan de voet wat meer, daar is die ingeklemd en treedt het grootste moment op.

Wat denk je te bereiken met vacuum? Met een mannelijke mal wordt het er niet beter van. Er is ontstaat immers een overschot aan materiaal omdat de ruimte als gevolg van het vacuum kleiner wordt, met rimpels als gevolg. Waarschijnlijk krijg je het niet strak genoeg er omheen om dat te voorkomen.

Met een vrouwelijke mal (twee helften cq buitenmal) is dat uiteraard precies andersom en krijg je een mooi strak laminaatje als resultaat. Wat je nog zou kunnen overwegen is krimpkous. De kans dat je daarmee een strak uiterlijk krijgt lijkt mij groter.

Ik heb zelf al heel wat buisjes gemaakt en de te gebruiken lamineer methode laten afhangen van het gebruik (buitenzijde strak of binnenzijde strak) met en zonder vacuum injectie of vacuum bagging. Maar nogmaals, ik zou geen vacuumgebruiken in dit geval. Het voegt niets toe en heeft eerder nadeel (risico op plooien) dan voordeel.

Het idee van een slang als mal lijkt mij goed, maar dan als buitenmal. Met stanley mes doorsnijden. Rondom een opblaasbare dunnere slang de koolstof kousen. Deze weer inde dikkere doorgesneden slang. Omwikkelen met tape om er weer eenslang van te maken. Binnenslang oppompen en het geheel in de vorm leggen die je wilt hebben.

Zelf geen ervaring mee


Edit: vezelrichting, ik zou zoveelmogelijk in de lengterichting willen hebben, dat is het meest stijve. Dus de kous ver uitrekken, dat komt ook de strakheid ten goede. Dan wel wat meer laagjes nodig denk ik. Bij masten is het heel globaal 65-70% UD, 25-30% 45/45 en nog een beetje 90

Om een mannelijke mal met een braid zou het plooien amper moeten gebeuren, helemaal als je er een bandje peelply goed strak om wikkelt. Een krimpkous is trouwens wel een goede, of krimptape, als je geen vacuumpomp hebt staan, scheelt weer een paar centen.

Ofhet opblazen van de slang in een flexibele buitenmal wil werken? Ik denk dat je die dan weer tussen 2 in vorm gezaagde delen moet leggen, anders wordt ie door de druk weer recht.

1)ga voor recht. Wat haal je in vredesnaam nou meer met krom. 15 cm langer heeft net zo veel invloed als de buiging. Die carbon stokken koop je gewoon online.

2) je maakt carbon voor de looks/het idee. Als amateur haal je hooguit 10 gram uit zon klein laminaatdeeltje aan hars tov gewoon nat werken. Dat hele vacuumidee heeft hier gewoon nagenoeg geen zin.

3) als het per se vacuum moet, sloop je een compressor uit een koelkast. Die halen tot 0,15 bar (0,85 onderdruk)

4) ga je voor een mannetje, neem dan die siliconenslang. Origineel idee en de insnoering van hey rubber helpt enorm met lossen.

5) koop carbon sok. 2 á 3 laagjes is zat

Is toch cool

Als je door hebt hoe het moet maak er dan meteen een paar meer. Die raak je hier wel kwijt

@BB: de bestaande windset die ik ga gebruiken heeft een pijp-aansluiting onder een hoek van plm 40 gr tov horizontaal. Ik wil deze in haar normale orientatie gebruiken, maar dan 1 m boven de masttop. Als ik dat met een rechte pijp wil bereiken komt het neer op een verlenging van de bestaande pijp tot "veel te lang". Ook is de bestaande voet in die (en andere) oplossingen te zwak.

Verder idd: omdat het kan, gaaf is en leuk om te maken. Nodig is het natuurlijk helemaal niet: ik kan ook gewoon de bestaande windset terugzetten, maar dat is het idee niet.

Noballast schreef :
OK, dan toch een vrouwelijke mal uit een in vorm gebogen en in lengterichting gedeelde PVC buis!

Op basis van een geschaalde tekening van de aluminium voet die B&G gebruikt voor haar units kom ik op een buitenmaat van plm 20 mm.



Als ik een drukpijp PVC PN16 gebruik van 25x1.9 mm heb ik nog enige wanddikte voor de schaaldelen en een buitendiameter van 21 mm. Lijkt me prima, al wordt hand-layup nog wel een gepriegel met een klein kwastje/spateltje.

Seldén doet het als hieronder voor haar masten, ongeveer zoals Noballast al zei.



Zou voor deze toepassing die 90gr UD binnenin nodig zijn? Wat voegt dat toe? Ik ben van plan de pijp met een aantal rubber gevoerde beugels vertikaal tegen de mast aan te monteren. Op die plekken treedt dus inklemming (en de grootste buigmomenten) op lijkt mij. Ik zou ook alleen op díe plekken een gedeelte 90gr kunnen toevoegen? Of kan ik daar beter iets anders voor toevoegen?

Graag jullie mening over onderstaand laminaatschema. Van buiten naar binnen:

1. Carbon Weefsel 160 g/m² (voornamelijk estetisch)
2. Carbonvezel tape 300 g/m² UD (in lengterichting voor de buigstijfheid)
3. Carbon Legsel Biaxiaal 411 g/m² (tegen torsie)
4. Alléén onderste 20 cm: Carbon Legsel NCF UD 400 g/m² (90 graden, terplekke van inklemming

Bij hand-layup resulteert daarmee een wanddikte van 1.5 mm en 2 mm in het onderste deel.

Gewicht bij 1 m lengte zou 150 g worden bij 15% teveel aan hars tov de "standaard 35 volume% aan fibers" wat voor hand-layup gebruikelijk schijnt te zijn.

Gevoelsmatig (op niets gebaseerd eigenlijk) lijkt de wanddikte mij OK, echter het gewicht vind ik nogal laag (maar heb nog nooit een koolstof buis in m'n handen gehad...)

Is dit een realistisch schema?

Heb je als positieve mal ook aan andere materialen gedacht, zoals klei, of gips.
Klei maak je je model en laat het drogen, dan is het hard en drukvast genoeg.
Eenmaal je epoxy carbon tube klaar leg je het geheel in water, wacht een tijdje, de klei wordt weer week en kan verwijderd worden.
Met gips is het iets anders, die klop je naderhand kapot.