Konstruktion eines Carbonholzes

[Liquid Sky]

Hallo!

Ich wollte hier mal mein aktuelles Eigenbauprojekt vorstellen.
Es soll dabei ein Holz entstehen, das verwindungssteif durch Carbon aber außen nicht zu hart ist, damit der Ballabsprung nicht zu flach wird. Das Tempo soll ungefähr Off- sein.

Der Ausgangspunkt ist mein Palio TAT. Es hat einen ca. 4mm dicken Abachikern, dann kommen die beiden Carbonschichten. Als Deckfurnier hat es wieder ca. 0,5mm Abachi.
Durch das dünne Deckfurnier hat das Palio allerdings einen sehr harten Anschlag und einen sehr flachen Ballabsprung. Das ist für mein sehr topspinorientiertes Spiel eher hinderlich, für Konter und Block aber super. Ich möchte also ein Holz konstruieren, das etwas bessere Topspineigenschaften als das Palio hat.

Mein erster Versuch war also ein Holz mit einem dünneren Kern (ca. 3mm Abachi) und dafür dickeren Außenfurnieren (ca. 2mm Abachi). Dazwischen ist jeweils eine Schicht Carbon (163g/m², Leinen, Fadenzahl 4x4/cm). Verklebt habe ich das ganze mit Epoxi- Luftfahrtharz L- 285 mit Härter 285. Dieses Harzsystem habe ich gewählt, da es eine „Aussergewöhnlich gute physiologische Verträglichkeit“ hat und auch bei Raumtemperatur innerhalb von 24h fast vollständig aushärtet. Das Carbongewebe und das Harz habe ich bei Gefa (www.gefa-gfk.de) gekauft.
Das Verkleben führe ich im Freien durch und trage dabei Handschuhe und eine Schutzbrille, da man Dämpfe des Harzsystems nicht einatmen und den direkten Kontakt mit der Haut vermeiden sollte.

Als erstes lackiere ich die Furniere, um ein zu tiefes Eindringen des Harzes in das Holz zu vermeiden. Das Epoxy und den Härter dosiere ich mit 20ml Spritzen, da eine genaue Dosierung bei so geringen Mengen nur mit sehr genauen Waagen möglich ist. Man benötigt für zwei Lagen ungefähr 20ml Epoxy und 9,4ml Härter. Das Epoxy trage ich auf alle Seiten, die ich miteinander verkleben will, mit einem Pinsel auf, also auf die Faser, das Kernfurnier und das Deckfurnier. Überschüssiges Harz sauge ich mit Zeitungspapier auf, indem ich die Faser und die Furniere für ca. 1 min zwischen das Papier lege. Nach dem Übereinanderlegen kommt alles für 24h in die Presse.
Mit einer Stichsäge säge ich den Rohling ungefähr aus. Die genaue Holzform schleife ich dann mit einem Bandschleifer zu Recht. Dazu spanne ich den Bandschleifer in einen Schraubstock ein. So gelingt es recht einfach die Form genau hinzubekommen.
Die Griffschalen entstehen, auch mit Hilfe des eingespannten Bandschleifers, aus 8mm dickem Pappelsperrholz. Dazu zeichne ich mir jeweils eine Linie z. B. 7mm von den Rändern entfernt auf. Die Linie hilft mir eine gleichmäßige Rundung zu bekommen.
Dann klebe ich die Griffschalen auf. Danach noch etwas Feinarbeit mit Schleifpapier und das Holz ist fertig.

Das Holz ist durch seinen recht dicken Aufbau 96g schwer. Das Tempo ist ungefähr Off. Es hat durch die dicken Abachi Außenfurniere einen weichen Anschlag und einen deutlich höheren Ballabsprung als das Palio. Was mich etwas überrascht hat, waren die doch recht deutlich zu spürenden Vibrationen.

Mit dem Holz bin eigentlich schon recht zufrieden. Es ist mir nur zu schwer und etwas zu schnell. Daher werde ich als nächstes einen Aufbau mit einem dünneren Kern (2mm) versuchen. Der 1mm dünnere Kern spart ungefähr 10g und das Tempo wird dadurch auch etwas sinken.

Eins ist mir allerdings noch nicht klar. Sind die für ein Carbonholz recht starken Vibrationen und die etwas fehlende Härte alleine durch das dicke Deckkurnier zu erklären, oder auch durch fehlendes Tempern? Nimmt die Härte des CFK durch Tempern deutlich spürbar zu?
Wenn jemand darauf eine Antwort weiß, wäre das super.

Gruß
Liquid Sky

[Weltklasse]

Hallo Liquid Sky,

Durch Tempern erziehlst du in jedem Fall höhere Endfestigkeiten weil die Eindringtiefe viel höher ist. Entscheidend ist, ob du auch den Kern vorher beidseitig lakiert hast. Für diesen Fall lassen sich deine Vibrationen erklären da somit das Epoxy und das Carbon vom weichen Abachi abgesperrt ist. Bei meinen Carbon-Holz Konstruktionen habe ich den Kern nie versiegelt und daher immer eine recht steife Konstruktion hinbekommen sofern erwünscht.

Wenn du jetzt nachträchlich anfängst zu Tempern dürfte das Ergebnis allerdings nicht stark zuhnehmen, da dass Harz fast ausgehärtet ist. Dies sollte spätestens 1 Tag nach verkleben erfolgen, bei deinem schnell härtendem System wahrscheinlich schon nach 12 Std oder sofort, wenn die Härte noch deutlich zunehmen soll. Beim Tempern im noch frisch verklebten Zustand erreichst du vorallem ein tieferes Eindringen des Epoxy´s in das Holz, da das Harz durch die Temperaturerhöhung an Viskosität zunimmt. Außerdem wird das Holz offenporiger und ermöglicht dadurch ein tieferes Eindringen.

Gruß Arne

PS: Ist das Epoxy durchgeschlagen?

[Liquid Sky]

Vielen Dank!
Das könnte wirklich das "Problem" sein. Ich habe alle Holzflächen die mit Epoxy Kontakt haben lackiert, also auch den Kern.

Bei meinem ersten Versuch, den ich zum Üben mit billiger Glasfaser gemacht habe, ist das Epoxy durch das Deckfurnier etwas durchgedrungen. Jetzt lege ich die getränkte Faser immer zwischen Zeitungspapier. Dadurch wird das überschüssige Epoxy aufgesaugt und ich habe kein Durchdringen mehr.

[Weltklasse]

Zitat von Liquid Sky

V

Bei meinem ersten Versuch, den ich zum Üben mit billiger Glasfaser gemacht habe, ist das Epoxy durch das Deckfurnier etwas durchgedrungen. Jetzt lege ich die getränkte Faser immer zwischen Zeitungspapier. Dadurch wird das überschüssige Epoxy aufgesaugt und ich habe kein Durchdringen mehr.

Wie dick war denn das Deckfurnier welches du mit Glasfaser verbunden hattest?

..d.h nach auftragen des Epoxy auf die Faser packst du diese zwischen Zeitungspapier, entfernst dann das Zeitungspapier und legst die Faser dann zwischen Deckfunier und Kern? richtig? Wie lange legst du denn die Faser zwischen das Zeitungspapier? Streichst du auch das Deckfurnier und den Kern mit Epoxy ein?

[Liquid Sky]

Deine Antwort kam gerade rechtzeitig. Hatte nämlich gerade ein neues Holz verklebt. So war es mir möglich den Kern gegen einen unlackierten auszutauschen.
Ich bin richtig erstaunt, dass man so viel mehr Epoxy braucht um unlackiertes Holz einzustreichen.

Gruß
Liquid Sky

[Liquid Sky]

Zitat von Weltklasse

Wie dick war denn das Deckfurnier welches du mit Glasfaser verbunden hattest?

..d.h nach auftragen des Epoxy auf die Faser packst du diese zwischen Zeitungspapier, entfernst dann das Zeitungspapier und legst die Faser dann zwischen Deckfunier und Kern? richtig? Wie lange legst du denn die Faser zwischen das Zeitungspapier? Streichst du auch das Deckfurnier und den Kern mit Epoxy ein?

Es war dieses 0,5mm Abachifurnier, das ich von Dir habe.

Genau, ich streiche auch den Kern und das Deckfurnier ein und lege dann alles zwischen Zeitungspapier. So muß ich beim Auftragen nicht so sparen. Das Zeitungspapier saugt den Überschuß recht schnell auf. Ich lasse es vielleicht eine Minute zwischen dem Papier. So bekommt man ein sehr gleichmäßigen Auftrag und die Faser ist gleichmäßig durchtränkt. Habe den Tip in irgendeinem Modellbauforum gelesen.

P.S.: Ich habe meinen ersten Beitrag, angeregt durch Weltklasses Fragen, etwas ergänzt um die Verständlichkeit zu erhöhen.

[Liquid Sky]

Nach einiger Zeit Eigenbaupause, habe ich jetzt nochmal ein paar Hölzer gebaut und dabei viel dazu gelernt.

Mein Ziel ist es immer noch ein All+/Off- Holz zu bauen, das einen flachen Ballabsprung, einen harten Ballanschlag und wenig Vibrationen hat.
Meine Ausgangsbasis ist immer noch das Palio TAT, das ich jetzt eine Saison lang gespielt habe. Dieses Holz besteht, anders als ich im ersten Post geschrieben habe, aus einem 4mm Kiri Kern, dann kommt eine Carbonschicht und darauf ein Koto Deckfurnier.

Hauptsächlich habe ich in letzter Zeit fünf Hölzer gebaut:
(Das Epoxy und das Carbon- Gewebe ist immer noch das gleiche)

(1) 2x2mm Abachi Kern, mit Epoxy verklebt / Carbon / Koto Deckfurnier

(2) 3mm Abachi Kern / Carbon / Koto Deckfurnier

(3) 1mm (I) / 1,5mm (-) / 1mm (I) Abachi Kern, mit Hasenleim verklebt / Carbon / Koto Deckfurnier

(4) 2x1,5mm Abachi Kern, mit Epoxy verklebt / Glasfaser / Koto Deckfurnier

(5) 1mm (I) / 1,5mm (-) / 1mm (I) Abachi Kern, mit Epoxy verklebt / Glasfaser / Koto Deckfurnier

Das Abachi habe ich selektiert (max. 0,35 g/cm3) gekauft. Beim Verkleben wurden nur die Deckfurniere versiegelt (Lack). Epoxy wurde mit einem Pinsel eher großzügig aufgetragen. Die Hölzer wurden nicht getempert.


Ergebnisse:

Mein Holz soll möglichst steif und hart werden und dabei nicht zu schnell.

Holz (1) ist steif genug. Aber es ist schwer (>96g wegen unselektiertem Abachi) und sehr schnell (Off).

Holz (2) ist vom Anschlag schön hart, aber durch den dünnen Kern nicht sehr steif. Das Tempo ist All/All+.

Holz (3) Ähnlich zu (2) aber steifer durch den dreiteiligen und etwas dickeren Kern. Das Tempo ist All+/Off-.

Holz (4) Katastrophe! Viel zu weich. Tempo All.

Holz (5) Leider auch zu weich. Tempo All+/Off-.


Erkenntnisse:

Ein Holz wird nicht allein durch die Verwendung von Kunstfaser und Epoxy steif. Der Kern spielt eine große Rolle. Bei 3mm scheint man das Holz nicht steif zu bekommen. Erst ab 4mm wirds richtig steif. Wahrscheinlich kann man durch Tempern noch ein besseres Durchdringen des Kerns mit Epoxy erreichen. Das habe ich aber noch nicht ausprobiert.

Durch die Verwendung von Kunstfaser und Epoxy direkt unter dem Deckfurnier, wird der Anschlag deutlich härter als bei einem Holz ohne CFK/GFK.

Glasfaser (GFK) ist deutlich elastischer als Carbon (CFK).


Jetzt nachdem ich die "Erkenntnisse" aufgeschrieben habe, klingen sie ziemlich trivial. Mich hat jedoch bei fast jedem Holz etwas überrascht. Z.B. dachte ich, dass auch ein Holz mit 3mm Abachi Kern steif werden sollte. Da habe ich aber die Härte von CFK überschätzt. Bis man die wichtigsten Parameter durchgetestet hat, baut man einige Hölzer und erlebt einige Überraschungen.

Sollte jemand die gleichen oder andere Erfahrungen gemacht haben, würde mich das sehr interessieren.

Gruß
Liquid Sky

[Liquid Sky]

Juhu!

Jetzt habe ich es endlich geschafft, ein Holz zu bauen, das meinen Anforderungen entspricht.

Es hat einen 4mm Abachi Kern, dann jeweils eine Lage Carbonfaser und darauf einem Limba Deckfurnier.

Der entscheidende Unterschied zu den Hölzern die ich bis jetzt gebaut habe, ist, dass ich wesentlich mehr Epoxy genommen habe, um das Carbon zu verkleben.

Man sollte das "Durchtränken" der Faser mit Epoxy wörtlich nehmen. Dadurch bekommt das Holz die carbontypische Härte. Ich habe ca. 20 ml Epoxy-Härter Mischung pro Seite verwendet.

Durch die Verwendung von leichtem Abachi (auch als Griffschalen), wiegt das Holz nur ca. 80g.

[whit0r]

wie spielt es sich?

besteht der kern aus mehreren furnieren?

wie stark ist das limba?

wie siehts mit spielgefühl/vibrationen aus?

mfg

[Liquid Sky]

Ich bin mir noch nicht ganz sicher, aber ich glaube es ist genau das Holz geworden, das ich bauen wollte.

Es ist ziemlich steif. Man kann es kaum biegen und es vibriert wenig bis gar nicht. Der Ballanschlag ist aber etwas weicher als bei meinem Palio TAT und der Ballabsprungwinkel einen Tick höher. Das Tempo würde ich so ungefähr Off- einschätzen.

Der Kern ist aus einem 10cm breiten, 4mm dicken Abachi Brettchen. Das Limba ist so ca. 0,6-0,7 mm.


Die Schlussfolgerungen, die ich in den anderen Posts geschrieben habe, sind natürlich teilweise nicht mehr ganz richtig. Dieser Thread soll ja eine Entwicklung nach verfolgen.