Wie stabil ist Glasfaserfolie in Verbindung mit PLA?
Hallo,
ich habe ein Projekt am laufen, bei dem ich eine 3d gedruckte Platte ca 100x120x1mm mit Glasfaserfolie und Epoxidharz beschichten will.
Ich weiß, dass Glasfaserfolie sehr stabil ist, aber ich habe im Internet nichts genaueres gefunden. Angepeilt hatte ich 3 Schichten Folie mit 300g pro Quadratzentimeter. Jede Schicht ist ca. 0,3mm dick.
Das ganze sollte ca. 100 kg aushalten. Kann mir da jemand helfen? Sagt ihr klar hält es easy aus oder sagt ihr Nein! niemals?
Natürlich kommt es auch auf die Art von Folie an aber da kenne ich mich auch noch nicht aus. Und das 3d gedruckte Teil soll übrigens auch nur als Form dienen.
Querschnitt vom Profil
1 Antwort
Bei gleichem Gewicht hat CFK (Carbon Gewebe) die fünffache Zugfestigkeit und Steifigkeit von Stahl.
100 Kg wird das sicher aushalten.
Die Zugfestigkeit alleine reicht aber nicht um sagen zu können was man da tatsächlich für ein Gewicht dranhängen kann.
Das zu berechnen, um dann die die Aussage zu treffen, da kannst du deine Freundin mit sicher aus dem achten Stock abseilen, übersteigt leider meine Fähigkeiten.
Hier was zu lesen:
Moderner Leichtbau mit GFK/CFK Faserverbundstoffen
Reißfestigkeit von CFC (rechen-thread) | RC-Network.de
Da kannst du auch CFK Gewebe in verschiedenen Ausführungen kaufen.
Vielen Dank für die Antwort
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Ich kann dir das leider nicht sagen, da ich da nur über Gefühlswerte verfüge. Wie gesagt die exakte Rechnung ist nicht leicht.
Wenn du vor hast viel damit zu arbeiten, dann würde ich mir das schon mal ausrechnen lassen.
Mir fällt ein, ich kenne ja einen User hier der das kann, und mich interessiert das auch. Schicke mir doch mal das GFK Gewebe welches du nehmen willst.
Brauche den Link vom Händler und die genaue Bezeichnung, dann nehme ich das als Beispielrechnung.
In dem Bereich kenne ich mich eben noch nicht aus und habe mir deswegen aus dem Internet etwas zusammengereimt und bin bei folgendem Gewebe und Harz stehen geblieben.
https://www.phd-24.de/fasern/rovinggewebe/rovinggewebe-e-glas-gewebe_8000_11063
https://www.phd-24.de/harze/epoxidharz/epoxidharz-4305-haerter-1208-f_8004_11138
Wenn wir auch schon dabei sind, gibt es bei den verschiedenen Arten an Glasgewebe große Unterschiede?
Bzw. welches von denen auf der Website wäre für relativ gleichmäßige Belastung und bei Benutzung dauerhafte Belastung, am stabilsten?
Und sind zwei Schichten mit 300g/m² genauso stabil wie eine Schicht mit 600g/m²?
Wenn mir das jemand berechnen könnte wäre das super nett und hilfreich.
Und sind zwei Schichten mit 300g/m² genauso stabil wie eine Schicht mit 600g/m²?
Zwei Schichten halten theoretisch eine höhere Zugkraft aus, da ja noch Harz dabei ist, aber das kann vernachlässigen, wenn die Harzschicht sehr dünn ist. Und eine 5 mm Harzschicht wirst du da ja nicht vergießen.
Ich werde mich morgen weiter um die Sache kümmern.
Wenn wir auch schon dabei sind, gibt es bei den verschiedenen Arten an Glasgewebe große Unterschiede?
Ja da gibt es Unterschiede. Je nachdem wie die gewoben sind, halten die Kräfte in eine Richtungen besser aus, als in andere. Auch beim Verarbeiten ist es wichtig welche Faser man nimmt. Bei geraden, ebenen Flächen geht das noch, aber wenn Krümmungen belegt werden müssen, dann sollten sich die einzelnen Fasern nicht gegeneinander verschieben können.
Du kannst nicht einfach eine Faser bestellen und dann noch Harz dazu, und loslegen. So einfach ist das nicht, wenn du noch nie damit gearbeitet hast.
Morgen mehr.
Mit der Faser die du ausgewählt hast ist die Berechnung zu kompliziert.
Da fehlt die Angabe im Datenblatt welche Zugfestigkeit das Garn hat mit der das Gelege hergestellt ist.
Technisches_Merkblatt_Roving_300.pdf
Ich hab das bei R&G gefunden:
Das Datenblatt dazu:
Da steht dass es eine Leinwandbindung (Webart) ist. Ob das für dich die richtige ist weiß ich nicht, hängt davon ab was du machen willst.
Dann steht da das zwei Garne, einmal Kette und einmal Schußgarn, verwendet werden und welche das sind.
Weiterhin ist die Fadendichte Fd angegeben. Kettfaden 7, 0 und Schußfaden 6,5.
Das sind also einmal 7 Fäden und einmal 6,5 Fäden auf einem cm Länge.
Auf dem nächsten Blatt steht die Zugfestigkeit des Garnes.
Damit kannst du rechnen.
Sie ist für beide Garne 360 MPa, Megapascal.
Das kannst du hier umrechnen in Newton/mm²:
Megapascal (MPa) in N/mm² und umgekehrt umrechnen
360 Newton/mm² sind ca. 36 Kg/mm².
Da hilft auch der online Rechner:
Konvertieren Newton zu Kilogramm-Kraft (N → kgf)
Jetzt weißt du dass das Garn eine maximale Zugkraft von 36 Kg aushält.
Und du weißt das du 7,0 Stränge von dem Garn auf einen cm hast.
Also rechnest du 7 *36 kg= 252 Kg. Wenn dein Bauteil 100 mm breit ist, müsste das 2520 Kg maximal aushalten können, bei mehr würde es reißen.
Da reicht das für 100Kg also bei weitem aus.
Das gilt für Idealbedingungen. Dein Bauteil ist senkrecht nach unten ausgerichtet und die Zugkraft wirkt auf die gesamte Breite der 100 mm, also auf alle einzelnen Garnfäden.
In dem Fall wäre dann eine Unidirektionale verarbeitete Faser besser als die, die du ausgesucht hast. Kohlefaser hat noch höhere Belastungswerte.
Das sind erstmal die Grundaussagen zu deiner Frage.
Ich komme später noch mal, muss jetzt weg.
Also erstmal vielen Dank für die Bemühungen, das hilft mir wirklich sehr.
Zu dem was ich machen will, mit dem 3d gedruckten Teil, welches ich mit Glasfaserfolie überziehen will.
Das wird ein U-Profil. Die 120mm sind die Maße in der Breite und auf dieser Seite in der Mitte wäre sogar Platz für eine ganze Stützwand.
Habe das ganze heute mit groben Maßen (die genauen weiß ich noch nicht) einmal so, mit der Stützwand 3d gedruckt. Das Teil hatte eine Wanddicke von 5mm außer die Stützwand, die habe ich mit 8mm breite gedruckt. Ich habe auch noch die Druckeinstellungen angepasst z.B. mehr Wände oder mehr Infill...
Jedenfalls habe ich das dann auf eine Körperwaage gelegt und versucht das Gewicht gleichmäßig zu verteilen, um dann mit einem Bohrständer Gewicht draufzugeben. Bei 140 kg ist die Waage ausgegangen, allerdings habe ich noch keine Anzeichen von Verbiegungen am Teil beobachten können.
Zu dem Thema Art des Gewebes dachte ich an das E-Glas Gewebe, welches ich schonmal reingeschickt habe, da aber das Körpergewebe, da ich nach einiger Recherche soweit rausgefunden habe, das das stabiler sein SOLLTE. Ob es das ist auch gerne mal reinschreiben.
Dazu aber auch noch eine kurze Frage. Das dünnste ist das mit 300g/m², aber wie gut kann ich das biegen? Immerhin sollte es um 90 Grad gebogen werden. Geht das? Oder sollte ich noch eine Abrundung Innen und Außen am Teil drucken?
Hab in die Frage auch noch eine Skizze vom Profil gepackt für eventuell besseres Verständnis.
Immerhin sollte es um 90 Grad gebogen werden. Geht das?
Das geht schon, aber ein Radius ist immer besser, als eine Ecke. Die Ecken sind oft die Stellen an denen Bauteile zuerst nachgeben, mit einem Radius bringst du da mehr Material ein und hast dort dann eine Verstärkung. Statt 5 mm Wandstärke, hast du dann da, je nach Radius 6,7, 8 .. mm. Um das mit Faser zu bekleben ist es auch einfacher. Bei einer scharfen Ecke musst du die Faser richtig in die Ecke bringen, sonst hast du da schon eine Schwachstelle, wenn sie nicht ganz anliegt, oder vielleicht sogar noch Luft drunter ist. Ist bei einem Radius leichter.
Naja, eine Lage sind bei 100 mm 70 Garnstränge. Bei zwei Lagen hast du also die doppelte Menge und verdoppelst die maximale Zugkraft auf 5040 kg.
Wie gesagt das sind die Werte für Zugkraft bei einem Idealen Bauteil.
Die sind schon ziemlich hoch.
Welches Glasgewebe man da nun am besten nimmt kann ich dir auch nicht sagen. Wenn bei deiner Skizze die Kraft von oben auf das Wertstück wirkt, dann weiß ich nicht, ob du da mit Faserverstärkung überhaupt was erreichst. Das Gewicht wirkt mit Druck auf die drei Stege. Ist es zu hoch werden die zusammengedrückt, eine Faserverstärkung müsste dieser Kraft entgegen wirken. Ich wüsste jetzt nicht wie die verlegt werden muss, um das zu leisten. Schaden wird es nicht wenn du sie mit deinem Bauteil verklebst, ob es was bringt und welche Faser da am besten wäre, müsstest du jemanden fragen der sich damit wirklich gut auskennt.
Was ich noch empfehlen kann ist, dein Werkstück zu fotografieren und an R&G Faserverbundstoffe
Technische Beratung - R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH
eine E mail zu schicken, in der du deine Frage formulierst, mit Zeichnung wie die Kraft wirkt. Die können dir auch sagen was du am besten nimmts, Köper, Leinwand, unidirektional, bidirektional etc.
Die werden dir sicherlich helfen, das sind Profis und die helfen gerne, wie ich auch schon erfahren habe.
Die ganze GFK/CFK Technik ist sehr komplex, da mal schnell einsteigen und was bauen ist nicht möglich, ohne die Grundlegenden Kenntnisse verstanden zu haben.
Ich hab mal als Maschinenbauer, in Donauwörth bei Eurocopter, eine Maschine installiert. Nebendran haben die die Rotorblätter für den Tiger Hubschrauber mit Faserverbundtechnik gebaut, das war sehr interessant. Die haben verschiedene Gewebe mehrlagig, in sämtliche Richtungen verlegt. Das Harz kam mit Vakuuminfusion rein. Dann kamen die Teile noch mehrere Stunden in einen Temperofen. Wenn da Fehler passieren beim Verlegen der verschiedenen Bahnen, dann sind drei Tage Arbeit für die Tonne. Das wird auch alles geröntgt wenn die Teile fertig sind. Da darf keine fehlerhaftes Teil bei sein, da hängen Leben von ab.
Wenn es nur um die Optik geht, wie z. B. bei Verkleidungsdeckel von Autos oder Motorrädern dann spielt das alles keine Rolle. Sieht halt nicht schön aus wenn man da Fehler macht, hat aber sonst keine Konsequenzen.
Ich hoffe ich konnte dir helfen.
Helfen konntest du mir auf alle Fälle, vielen Dank dafür.
Bei R&G Faserverbundstoffe werde ich sicherlich auch mal vorbeischauen, wobei ich mit deinen Antworten auch schon sehr viel weiter komme.
Das mit den Helikopter Rotoren hatte ich mir auch mal eine Reportage angeschaut, sehr interessant, wobei ich das so genau nicht brauche und auch nicht alle Gerätschaften dafür besitze :)
Ja, da gibt es eine Doku drüber, bei Welt meine ich.
Hättest du die Gerätschaften, dann wüsstest du, oder einer deiner Beschäftigten auch wie man das berechnet. Ich wünsche dir gutes Gelingen.
Vielen Dank für die Antwort, aber was würdest du sagen, wie viele Schichten ich mindestens bräuchte um 100 kg auszuhalten?
Ich mein je mehr ich hab, desto stabiler ist es, aber je weniger ich hab desto leichter und billiger ist es natürlich und ich bräuchte nicht so viel Platz bei weniger Schichten. Klar die Schichten sind dünn, jedoch wäre es nicht schlecht zu wissen, da ich sie im CAD Programm mit einberechnen muss.