Stand: 03.11.2021
1. Beplankungen, Rippen und Spanten
1.1 Sperrholz
Vorbemerkung:
Zur Ermittlung der Gewichte der unterschiedlichen Sperrhölzer habe ich die vielen, unterschiedlichen Sperrholz-Platten-Abschnitte, welche sich in meinem Fundus befinden, nach Stärke und Größe sortiert und genau vermessen und verwogen, wobei ich meist eine größere Anzahl von kleineren, gleicher Plattenabschnitten zusammen verwogen habe, so dass ein genauerer mittlerer Wert zustande kam.
Hierzu ist noch anzumerken, wie ich zu den vielen unterschiedlichen Sperrhölzern kam. Als Referent für Jugend und Ausbildung im DAeC war ich auch gleichzeitig Vorsitzender des UHU-Ausschusses und somit für alle UHU Wettbewerbe verantwortlich. Bei einer Tagung war auch das Vorfliegen neuer Modelle der Fa. Graupner angesagt und auch ich flog ein von mir entwickeltes Modell vor, natürlich mit meiner „Multiplex“-Fernsteueranlage, was bei Herrn Johannes Graupner, der ebenfalls anwesend war, gar nicht gut ankam. Er machte mir den Vorschlag, dass ich eine 6014, voll ausgerüstet, zu den Konditionen der Spitzen-Wettbewerbspiloten bekommen könne, was ich natürlich nicht ausschlagen konnte. Wenige Tage nachdem ich ein Modell mit der neuen Anlage ausgerüstet hatte, fiel dieses vom Himmel, was ich dann aber als einen Fehler von mir deutete. Als dann wenige Tage danach ein weiteres Modell durch Absturz das zeitliche segnete, schickte ich die Anlage zur Fa. Graupner zurück, mit der Bitte um Überprüfung, was dann eine vollständig intakte Anlage ergab. Eine Woche später fiel nochmals ein Modell herunter, wobei ich so langsam an meinen Flugkünsten zweifelte. Dann stand wieder ein Vorfliegen von UHU-Modellen beim UHU-Ausschuss in Hirzenhain an. Herr Johannes Graupner stand neben mir, wir beobachteten mein Flugmodell und unterhielten uns, als plötzlich das Modell senkrecht zu Boden stürzte und zerschellte. Herr Graupner meinte sofort, dass dies eine Funkstörung gewesen sein müsse und nahm die komplette Anlage wieder in seinen Betrieb, zur Überprüfung, mit. Auch diesmal ergab die Prüfung eine einwandfrei funktionierende Anlage ohne jegliche Beanstandung, wie mir wiederum schriftlich mitgeteilt wurde. Dann stürzte anschließend das 5. Modell ab. In meiner Verzweiflung ging ich dann zu dem Fachhändler über den die Beschaffung der Anlage gelaufen ist und klagte diesem mein Leid. Dieser hängte dann die Anlage an ein Computer-Überprüfungsgerät zur Langzeitüberwachung. Kaum war ich wieder zu Hause angekommen, erhielt ich einen Anruf des Fachhändlers in welchem dieser mir mitteilte, dass das HF-Modul der Anlage in fast regelmäßigen Abständen von 10 bis 15 Minuten für den Bruchteil einer Sekunde, aus völlig unerfindlichen Gründen, vollständig abschalten würde. Er hätte einen neuen HF-Modul eingesteckt und die Anlage arbeite jetzt einwandfrei, ich könne sie wieder abholen.
Das defekte HF-Modul, wie auch das Prüfprotokoll des Fachhändlers, habe ich dann an Herrn Johannes Graupner persönlich, gesandt. Wie mir später von Mitarbeitern mitgeteilt wurde, war in der Reparaturabteilung einiges los, denn der Fehler zeigte sich auch dort immer wieder. Da Herr Graupner wusste, dass ich durch den Anlagendefekt 5 Modelle verloren hatte und die Modelle selbst entwickle und baue, kam einige Tage später ein Entschuldigungsschreiben von ihm persönlich und 3 große Pakete mit Materialresten aus der Produktion. An den damals mir übersandten Sperrholzabschnitten, aller Stärke, von 0,4 bis 5 mm und in Buche und Birke, partizipiere ich noch heute. Die von dem Fachhändler reparierte Fernsteueranlage hat dann viele Jahre, ohne jeglichen Fehler, ihren Dienst verrichtet.
Nun wieder zum Sperrholz. Da Sperrholz aus einem natürlichen Grundstoff, nämlich Holz, besteht, gilt auch hier, dass dieses sehr unterschiedlich in Härte und Gewicht sein kann. Auch hier gilt, dass beim Sägen, Messern oder Schälen des Stammes ein härteres Holz ein gering dickeres Furnier ergibt, was sich jedoch beim Verleimen addiert und dickere Sperrhölzer entstehen. Die mir vorliegenden Sperrholz-Restplatten haben sehr oft den Aufdruck der Herstellerfirma über Stärke, Herstellungsdatum, Serien Nr. usw. was natürlich für einen Baukasten ungeeignet ist und somit Plattenabfall darstellt. Jedoch kann ich hierdurch jetzt die Nennstärke ersehen und ausmessen um wie viel diese im Einzelnen überschritten ist. Alle dünneren Sperrhölzer von 0,4 über 0,6 bis 0,8 mm waren um jeweils 0,1 mm stärker. Den größten Unterschied musste ich bei 5 lagigen 2,0 mm Sperrhölzern feststellen. Hier hatte ich auch Stärken von 2,4 mm feststellen können, was eine Differenz von + 20 % darstellt. Eigentümlicher weise ist das 2,2 mm starke Buchensperrholz leichter als das 2,0 mm und das 2,4 mm Sperrholz ist gleich schwer wie das 2,0 mm Sperrholz. Ich habe 3 x nachgemessen und nachgewogen und kam jedes Mal auf die gleichen Werte. Die hier angegebenen Werte sind also nicht absolut, sondern lediglich Anhaltswerte, um das Gewicht in etwa abschätzen zu können
Die angegebenen Werte sind aus dem Durchschnitt der Wägungen und Vermessungen der einzelnen Sperrhölzer ermittelte Werte, die jedoch in der Praxis immer abweichen werden. Denn auch Sperrholz wird aus dem natürlichen Werkstoff Holz gefertigt und so kann ein Werk, das auf Holz welches von guten Böden stammt, ein leichteres Sperrholz herstellen, als ein Werk, das auf Holz, welches auf kargen, mageren Böden wächst und deshalb fester und schwerer ist, zurückgreifen muss.
Das spezifische Gewicht von Buchenholz beträgt, laut Gewichtstabelle: 720 Kg/m³, bei Birke sind es 650 Kg/m³ Pappel liegt bei 390 kg/m³ und Kiefernholz wiegt, laut Gewichtstabelle 510 kg/m³.
Der Begriff: "Flugzeugsperrholz" ist lediglich ein Qualitätsbegriff für Buche- und Birkesperrholz und hat nichts mit dem Material an sich zu tun. Lediglich diese beiden Holzarten sind für Flugzeug-Sperrholz zugelassen. Die Flugzeug-Sperrhölzer dürfen auch in den Einzelfurnieren keinerlei, noch so kleine Äste, Verwachsungen, schräg verlaufende Faserung (weder in der Oberfläche noch in der Stärke), Risse oder Fehlstellen aufweisen, sondern müssen eine vollständig homogene Struktur haben. Bei diesen Flugzeugsperrhölzern gilt ebenfalls, die bei allen Hölzern im Flugzeugbau anzuwendete Regel von dem maximalen Faserschrägverlauf von 1 : 20. Die Fasern dürfen lediglich in diesem Maximalwinkel aus der Achse herauslaufen, was bei den einzelnen Furnierlagen für die Oberfläche, wie auch für die Furnierlagendicke gilt. Da beim Glattpressen des Sperrholzes beim Verleimen Risse in den einzelnen Lagen entstehen können, die von Spannungen infolge Beulen im Furnier herrühren. Diese Beulen entstehen infolge unterschiedlicher Holzdichte im Stamm und somit unterschiedlichen Schwindmaße beim Trocknen in den einzelnen Furnierblättern. Bei den Rissen können durch Verschiebung Fehlstellen entstehen oder die gerissenen Teile können sich übereinander schieben, was ebenfalls ein Fehler darstellt.
Die einzelnen Furnierschichten dürfen das Stärkemaß von 0,7 mm nicht überschreiten. Aus diesem Grunde kann ein 2,0 mm Sperrholz noch aus 3 Schichten bestehen, aber ein 2,5 mm Sperrholz muss 5 Schichten aufweisen. Ein 4,0 mm Sperrholz muss demnach aus 7 Schichten bestehen. Bei noch stärkeren Sperrhölzern geht dies analog weiter.
Auch die Art der Verleimung, wasserfest und mit geringer Füllwirkung und entsprechendem Pressdruck, ist genau vorgeschrieben. Meist wird die Verleimung mit Tegofilm durchgeführt. Im Flugmodellbau genügen auch normale Sperrholzblätter, da die relativ kleinen Teile auch aus den Bereichen zwischen den Schadstellen heraus geschnitten werden können. Jedoch dürfen auch Bereiche mit Ästen in den Furnierschichten nicht verwendet werden, da hier die gewünschte Festigkeit nicht erreicht wird. Es kommt aber oft vor, dass außen gute Furniere verwendet werden, die inneren Lagen jedoch mangelhaft sind. Dies ist jedoch äußerlich nicht erkennbar. Eine Spezifizierung in "Flugzeugsperrholz", "Güteklasse 1", "Güteklasse 2" und "Ausschuss" erfolgt nach Fertigstellung der Platten, nach optischer Sichtkontrolle, wobei auch eine Durchleuchtung der Platten erfolgt, was bei dickeren Sperrhölzern mittels Röntgenanlagen erfolgen muss.
Bild: 4 mm Pappelsperrholz aus dem Baumarkt
So kann ein Sperrholz auch sein. Bei der mittleren Lage laufen die Fasern im Winkel von etwa 45 Grad zur Lagenoberfläche und somit hat das Sperrholz absolut keinerlei Festigkeit. Das hieraus gefertigte Bauteil ist bereits beim leichten Verschleifen gebrochen. Auf den beiden Außenseite war dieser Mangel absolut nicht zu erkennen. Die beiden Außenfurniere waren vollständig in Ordnung, aber die Mittellage war absoluter Ausschuss.
Bild: Bei einem 5 lagigen Sperrholz hat die 2. Lage eine durchgehzende Fehlstelle. Dieaser Bereich ist nicht zu gebrauchen.
Bild: So sieht eine Sperrholzplatte in der Durchsicht aus bei der die Mittelschicht in einem Bereich vollständig fehlt. Dieses Sperrholz ist lediglich in den nicht betroffenen Bereichen zu gebrauchen.
Bild: Ein Riss in dem Oberflächenfurnier eines Buche-Sperrholzes. Dieser Riss war sicherlich in dem Furnierblatt vor dem Pressen nicht vorhanden und ist erbein Pressen durch das Geradebiegen entstanden.
1.11 Buchesperrholz
0,4 mm (2 Lagen) 280 g/m² (tatsächlich alle 0,5 mm)
0,6 mm (3 Lagen) 450 g/m² (tatsächlich alle 0,7 mm)
0,8 mm (3 Lagen) 710 g/m² (tatsächlich alle 0.9 mm)
1,0 mm (3 Lagen) 730 g/m²
1,2 mm (3 Lagen) 875 g/m²
1,5 mm (3 Lagen) 1100g/m²
2,0 mm (5 Lagen) 1745 g/m²
2,2 mm (5 Lagen) 1620 g/m²
2,4 mm (5 Lagen) 1750 g/m²
3,3 mm (5 Lagen) 2650 g/m²
4,2 mm (5 Lagen) 3090 g/m²
5,0 mm (5 Lagen) 3760 g/m“
1.12 Birkensperrholz
0,4 mm (2 Lagen) ---(Material bei mir nicht vorhanden)
0,6 mm (3 Lagen) ---(Material bei mir nicht vorhanden)
0,8 mm (3 Lagen) 680 g/m²
1,0 mm (3 Lagen) 725 g/m²
1,2 mm (3 Lagen) 870 g/mj²
1,5 mm (3 Lagen) 1050 g/m²
1,6 mm (3 Lagen) 1105 g/m²
1,7 mm (3 Lagen) 1200 g/m²
2,0 mm (5 Lagen) 1275 g/m²
2,9 mm (5 Lagen) 1840 g/dm²
3,5 mm (5 Lagen) 2220 g/m²
1.13 Pappelsperrholz
3,0 mm (3 Lagen) = 1380 g/m²
4,0 mm (3 Lagen) = 1840 g/m²
1.14 Balsasperrholz, hier offeriere ich nur das selbst hergestellte Sperrholz aus 1,0 mm bzw. 1,5 mm Brettchen, da ich zugekauftes Balsa-Sperrholz nicht besitze.
3,0 mm (3 Lagen) = 350 g/m² (bei 1 mm Brettchen von 10 g/Brett)
4,5 mm (3 Lagen) = 500 g/m² (bei 1,5 mm Brettchen von 15 g/Brett)
Das Balsa-Sperrholz kann natürlich auch aus etwas schweren Brettchen hergestellt werden, was die Stabilität wesentlich erhöht, aber auch das Gewicht ansteigen lässt.
2. Balsa-Vollholz
2.1 Balsaholz (mit spezifischem Gewicht von 133 g/dm³)
1,0 mm (13 Gramm Brettchen) 133 g/m²
1,5 mm (20 Gramm Brettchen) 200 g/m²
2,0 mm (27 Gramm Brettchen) 270 g/m²
2,5 mm (33 Gramm Brettchen) 330 g/m²
3,0 mm (40 Gramm Brettchen) 400 g/m²
4,0 mm (53 Gramm Brettchen) 530 g/m²
2.2 Balsaholz mit aufgebrachter Bespannung, Brettchen ebenfalls wie 2.1, zuzüglich 25% Spannlack
1,0 mm mit 12 g Bespannpapier 148 g/m²
1,0 mm mit 21 g Bespannpapier 160 g/m²
1,5 mm mit 12 g Bespannpapier 215 g/m²
1,5 mm mit 21 g Bespannpapier 225 g/m²
1,5 mm mit 21 g Bespannpapier und 26 g/m² Vlies 260 g/m²
2,0 mm mit 21 g Bespannpapier 300 g/m²
2,0 mm mit 21 g Bespannpapier und 26 g/m² Vlies 330 g/m²
2,5 mm mit 21 g Bespannpapier und 26 g/m² Vlies 390 g/m²
3,0 mm mit 21 g Bespannpapier und 26 g/m² Vlies 460 g/m²
2.3 Balsaholz mit aufgebrachter Glasseide, Brettchen ebenfalls wie 1.2, zuzüglich 50% Epoxidharz
1,0 mm mit 25 g/m²-Glasseide 170 g/m²
1,5 mm mit 50 g/m²-Glasseide 275 g/m²
1,5 mm mit 80 g/m²-Glasseide 320 g/m²
1,5 mm mit 110 g/m² Glasseide 365 g/m²
2,0 mm mit 25 g/m² Glasseide 310 g/m²
2,0 mm mit 50 g/m² Glasseide 345 g/m²
2,0 mm mit 80 g/m² Glasseide 390 g/m²
2,0 mm mit 110 g/m² Glasseide 435 g/m²
3,0 mm mit 80 g/m² Glasseide 520 g/m²
3,0 mm mit 110 g/m² Glasseide 565 g/m²
3,0 mm mit 165 g/m² Glasseide 650 g/m²
4,0 mm mit 165 g/m² Glasseide 780 g/m²
Anzumerken ist hierbei noch, dass das Balsaholz, je nach Härte mehr oder weniger Epoxidharz aufsaugt und somit schwerer wird. Das Aufsaugen lässt sich verhindern, wenn das Balsaholz vorher mit Zaponlack, als Sperrgrundierung, gestrichen wird. Zaponlack hat nur ein sehr geringes Eigengewicht.
3. Sonstige Materialien zur Beplankung
3.1 Zeichenkarton (bei historischen Modellen werden vielfach noch die Rümpfe und der Nasenbereich der Flächen mit Zeichenkarton beplankt.
200 g/m² mit Überzugs-Lack: 230 g/m²
4. Bespannmaterial für Flächen
4.1 Vlies und Papier (Materialgewicht zuzüglich 25% für Spannlack)
Papier 12 g/m² 15 g/m²
Papier 17 g/m² 21 g/m²
Papier 21 g/m² 26 g/m²
Polyester-Bespannvlies 24 g/m² 30 g/m²
Polyester-Bespannvlies 30 g/m² 38 g/m²
Papier 21 g/m² und Polyester.Bespannvlies 24 g/m² 57 g/m²
4.2 Gewebe (Materialgewicht zuzüglich 25% für Spannlack)
Seide 20 g/m² 25 g/m²
Nylongewebe 22g/m² 28 g/m²
Nylongewebe 40 g/m² 50 g/m²
4.3 Bespann-Folien
Da ich bisher noch keine Folien verwendet habe, möchte ich hierzu auch keine Bewertung abgeben.
Die Foliengewichte sind in den Prospekten enthalten.
5. Leime und Kleber
5.1. Dispersionsleim
Der Leim ist als Weißleim bekannt und wird unter sehr vielen Namen vertrieben. Dieser Leim wird aus Polyvinylazetat hergestellt und ist ein Kolloid, ähnlich der Mayonnaise, bei der ebenfalls 2 normal sich nicht mischbare Substanzen, durch extremes Quirlen, miteinander verbunden werden und durch Wasserverdunstung wieder in die ursprünglichen Bestandteile zurück geführt werden. Die weiße Farbe entsteht durch die Mischung von Kunstharz mit Wasser und verschwindet nach Wasserverdunstung vollständig und das Polyvinylazetat wird durchsichtig, klar. Auch die Abkürzung von Polyvinylazetat wird als Name benutzt: „PVA-Leim“. Solange noch ein Wasseranteil vorhanden ist, ist der Leim noch gebrauchsfähig und kann somit über einen längeren Zeitraum gelagert werden.
Im Regelfall sind die Leime gebrauchsfertig. Sie lassen sich jedoch mit Wasser verdünnen. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass Leime in den Holzporen millionenfache „Dübel“ bilden, wodurch die enorme Haltekraft entsteht. Ein zu dünner Leim verhindert das Bilden dieser „Dübel“, da das erforderliche Leimmaterial nicht vorhanden ist und die Belastungsfähigkeit der Leimfuge sinkt rapide. Ferner ist auch die gewünschte und bei Flugzeugleimen geforderte Füllwirkung nicht mehr vorhanden. Ein zu dünner Leim fällt, bei saugenden Hölzern, wie Balsa, sehr leicht vollständig ein und dann ist keinerlei Leim, der für eine gute Verbindung notwendig ist, an der Leimoberfläche mehr vorhanden. Das Gegenteil ist bei zu dickem, durch Wasserverdunstung, zäh gewordener Leim der Fall. Dieser Leim bleibt auf der Oberfläche und kann nicht in die Poren der Hölzer eindringen, was ebenfalls zu einer ungenügenden Leimverbindung führt. Hier ist die richtige Leimkonsistenz von enormer Wichtigkeit.
In diesem Zusammenhang muss auch darauf aufmerksam gemacht werden, dass auf einer bereits grundierten oder lackierten Holzoberfläche keine "Minidübel" mehr entstehen können und somit die Klebekraft praktisch auf 0 fällt. Aus diesem Grunde muss vor der Verleimung die behandelte Oberfläche von der Grundierung oder Lackierung mit einem Stecheisen oder einer Rakel oder Ziehklinge oder auch Schleifpapier so gesäubert werden, dass das rohe Holz vorhanden ist. Auch muss aus den genannten Gründen die Leimoberfläche vollständig fettfrei sein. Auch Wachs verhindert eine entsprechende Verleimung. Dies gilt natürlich auch bei sehr stark harzhaltigen Kierfernhölzern.
Dispersionsleime gibt es in unterschiedlichen Qualitäten, wie schnell trocknend, wasserfest, mit Füllstoffen, usw. wobei die entsprechenden Zutaten jeweils Firmengeheimnisse sind.
Bedingt durch den Wasseranteil, der verdunsten muss, benötigen diese Leime eine entsprechend lange Zeit zur Abbindung, was auf der anderen Seite auch ein Vorteil ist, da die „Offene Zeit“ zur Verarbeitung entsprechend lange ist und somit auch größere Werkteile, wie die Beplankung von Tragflächen, problemlos, ohne großen Zeitdruck, durchgeführt werden können.
Ein weiterer Vorteil der Wasserverdünnbarkeit ist das Leimen von feuchten Teilen, wie dies z.B. bei den lamellierten Randbögen der Fall ist. Hier müssen die Lamellen vorher gewässert werden, um diese entsprechend biegen zu können und werden dann in noch feuchtem Zustand zusammengeleimt.
Dispersionsleim hat keine zusammenziehende Wirkung, so dass hierdurch keine Verzüge entstehen. Lediglich der Wassereintrag kann zu Verzügen führen, die jedoch, im Regelfall, nach Verdunstung des Wassers, wieder verschwinden.
Diese Leime sind alle thermoplastisch, was für Flugmodellbauer einerseits von Vorteil, andererseits jedoch ein Nachteil sein kann. Um diesen Vorteil ausnutzen zu können, muss die Leimstelle auf etwa 80 Grad Celsius erhitzt werden. Bei der Beplankungen können hierdurch Bereiche, die nicht geklebt haben, mittels eines Bügeleisens erwärmt werden, wodurch der Kleber erweicht und die Klebestelle wieder regeneriert wird. Ein Nachteil ist bei der Schäftung von zu kurzen Holmen, die gebogen oder geknickt werden sollen. Hierzu müssen diese gewässert und dann erwärmt werden, was der Leim überhaupt nicht verträgt und die Leimstelle somit wieder auf geht. Ich benutze daher zur Schäftung von Holmen keinen Dispersionsleim sondern Epoxidharz. Diese thermoplastische Wirkung kann jedoch beim Furnieren genutzt werden. Hierbei werden die beiden Flächen mit Leim bestrichen, trocknen gelassen und das Furnier kann anschließend aufgebügelt werden. Dies ist jedoch bei Hartschaumflächen meist nicht möglich, da hierbei der Hartschaum, je nach Fabrikat, durch die Wärme von über 80 Grad C, angegriffen wird.
Ein weiterer Nachteil des Leimes ist dessen Elastizität. Ein kleines Modell, welches eine gewisse Steifigkeit erhalten muss, kann mit diesem Leim nicht gebaut werden, auch bei einem Modell in der besten geodätischen Bauweise mit mehreren Diagonalrippenverbänden ist die erforderliche Torsions-Steifigkeit nicht zu erzielen. Ein weiterer Nachteil, bedingt durch die Elastizität, entsteht bei der Verarbeitung, da auf der Oberfläche vorhandene Leimreste, insbesondere bei weichen Hölzern, nicht einfach abgeschliffen werden können. Hier entstehen Rubbeln, welche auf der Oberfläche weicher Hölzer unschöne Riefen hervorrufen.
Bedingt durch den Wasseranteil des Leimes haftet dieser an stark harzigen Hölzern, wie dies beim Kernholz des Kiefernholzes häufig der Fall ist, sehr schlecht. Hier ist nur das Abwaschen der Oberfläche mit Aceton angesagt oder aber gleich der Austausch des Holzes.
Da das Wasser verdunsten muss, können nur Teile miteinander verleimt werden, bei denen die Verdunstung gewährleistet ist. So kann z.B. Hartschaum, untereinander, nicht mit diesem Leim verbunden werden, da die geschlossenen Poren des Schaumes eine Verdunstung unmöglich machen und eine solche Leimstelle, noch nach Monaten, im Inneren feucht und frisch ist.
Bedingt durch die Verdünnung mit Wasser können alle Geräte entsprechend mit Wasser gereinigt werden. Bei angetrockneten Leimen ist ein Aufweichen mit Nitro-Verdünnung oder Aceton erforderlich, mit anschließendem Abwaschen mit Wasser.
Bei Flecken in Kleidung hilft bei frischen Flecken ein Auswaschen mit Wasser, bei getrockneten Flecken muss schon Aceton ran.
Beim Trocknen des Leimes bleibt etwa 50% des Gewichtes des unverdünnten, frischen Leimes, als Feststoffe, erhalten. Bei der Verarbeitung sollte eine Temperatur von 15 Grad C nicht unterschritten werden, da ansonsten der Abbindevorgang extrem lange dauert. Die Endfestigkeit des Leimes liegt bei 60 bis 100 kg/cm², wobei dieser Wert erst nach etwa 24 Stunden, bei einer Raumtemperatur von 20 Grad C erreicht wird. An Klebstoffverbrauch ist mit 150 bis 200 Gramm/m² zu rechnen, was ein relativ hohes Gewicht von 75 bis 100 Gramm/m², nach Trocknung, mit sich bringt. Bei kleineren Klebeflächen muss mit einem höheren Gewichtsanteil gerechnet werden.
Bei der Verarbeitung muss darauf geachtet wertden, dass der Dispersionsleim nicht mit Werkzeugen, Hilfsmittel oder Behältnissen aus Eisen in Verbindung kommt, da der Leim, bzw das Eisen mit Oxydation reagiert, was dann sehr schnell zu unschönen schwarzen Flecken führt.
Dispersionsleime dürfen nicht gefrieren, da hierdurch die Kolloide brechen und der Leim unbrauchbar wird.
5.2. Hartkleber
Hartkleber wird auf der Grundlage von Cellulose hergestellt. Als Verdünnungsmittel wird ein Material auf Acetonbasis verwendet. Dieser Kleber wird von verschiedenen Firmen vertrieben, wobei hier auch unterschiedliche Qualitäten vorhanden sind, da jede Firma ihr eigenes Rezept für die Herstellung hat und so auch unterschiedliche Ergebnisse vorhanden sind. Zu zäher Kleber, bei dem das Lösungsmittel verdunstet ist, kann mit Aceton verdünnt werden und selbst vollständig eingetrockneter Kleber kann hiermit wieder aufgeweicht werden, was natürlich einige Tage dauern kann. In ein kleines Plastik-Spritzfläschchen abgefüllt, kann er bis zur Neige, ohne Klebeverlust, weiter verarbeitet werden.
Bei der Verarbeitung muss darauf geachtet werden, dass der aufgetragene Kleber auf der Oberfläche sehr schnell abtrocknet und dann ist keine Klebung mehr möglich, so dass mit diesem Kleber nur kleinere, überschaubare Bereiche verklebt werden können.
Ein weiteres Problem entsteht, wenn mit diesem Kleber bei heißem, schwülem Wetter gearbeitet wird. Bedingt durch die entstehende Verdunstungskälte beim Verdunsten von Aceton kann sich auf der Leimraupe Kondenswasser niederschlagen, was als feine Tröpfchen gut erkennbar ist und die weitere Verdunstung des Acetons vollständig unterbindet. Erst nach Abtrocknung der Wassertröpfchen ist eine weitere Verdunstung des Acetons möglich, wobei der vorbeschriebene Vorgang wieder in Gang gesetzt wird. Beim Bau von Balsagleitern, bei Veranstaltungen im Freien, hat hierdurch die Trocknung der Balsagleiter, bei Luft-Temperaturen von fast 30 Grad, schon weit über zwei Stunde gedauert. Bei größeren Leimstellen kann dieses Phänomen dazu führen, dass durch das auf der Oberfläche der Leimraupe befindliche Wasser, keinerlei Klebung mehr ermöglicht. Bedingt durch die Härte des Klebers werden die hiermit geklebten Modelle sehr stabil und drehsteif, weshalb sich diese Kleber insbesondere für kleine Modelle eignen. Der Kleber läßt sich auch nach der Aushärtung sehr gut schleifen.
Bei der Verklebung von Balsa-Hirnholz mittels Hartkleber, wie dies bei Balsagleitern immer der Fall ist, ist eine ordnungsgemäße Verklebung nur dann gewährleistet, wenn zuerst die zu verklebenden Teile mit Hartkleber eingestrichen werden. Dann müssen die Klebestellen einige Minuten (3 bis 4 Minuten) ablüften. Anschließend wird auf eine Klebestelle nochmals Hartkleber aufgetragen und die Teile werden aneinander gefügt. Dies gilt auch bei der Schäftung von Balsa-Leisten oder -Brettchen. Notwendig ist diese Arbeitsweise, da die Poren des Hirnholzes Kappilare sind und infolge der hygroskopischen Wirkung, den Kleber regelrecht aufsaugen, wodurch an der Oberfläche keine Klebemittel mehr vorhanden sind und somit eine ordnungsgemäße Verbindung unterbunden wird.
Das Grundieren des Holzgerippes mit Schnellschliffgrund / Hartgrund / Porenfüller kann mit einem Zusatz von etwa 5 % Hartkleber erfolgten, wodurch die Klebekraft der Bespannung wesentlich erhöht wird. Auch beim Aufkleben der Bespannung auf das Holzgerippe kann dem Klebe-Spannlack etwa 5 % Hartkleber zugegeben werden um die erfordertliche Klebekraft zu erhöhen, was insbesondere bei Profilen mit hohler Unterseite, angesagt ist.
Kleinere Reparaturen der Bespannung aus Papier oder Seide sind mit diesem Kleber ebenfalls gut durchzuführen. Einfach eine Kleber-Raupe auf den Riss aufgebracht und der Kleber zieht den Riss wieder zusammen.
Der Kleber trocknet auch weiter nach und wird mit den Jahren sehr spröde, so dass wie bei mir, bei sehr alten Modellen, nach einigen Jahrzehnten der Fall ist. Der Kleber hat keinerlei Bindung mit dem Holz und kann sehr leicht entfernt werden konnte, was ein fast vollständiges Zerfallen des Modelles zur Folge hat.
Da der Kleber sich beim Trockenprozess stark zusammenzieht, können Verzüge bei dem Modell auftreten. Bei den Tragflächen von Balsagleitern können so jedoch, wenn diese im unteren Bereich mit Hartkleber eingestrichen werden, gewölbte Platten entstehen, die einen wesentlich höheren Auftrieb als ebene Flächen besitzen.
Auf diesem Bild ist die Verzugswirkung von Hartkleber und dagegen der Dispersionsleim dargestellt.
Flecken in der Kleidung können nur mit Aceton wieder beseitigt werden
Bei diesem Hartkleber bleibt, nach Trocknung, etwa 50% des frischen Klebers als Fest-Gewichts-Masse übrig.
Noch ein Hinweis zur Gesundheit: In Hartkleber ist als Lösungsmittel Aceton enthalten. Aceton kann über die Haut direkt in die Blutbahn diffundieren und zu Schädigungen führen. Aus diesem Grunde sollte hier eine besondere Vorsicht angezeigt sein.
5.3. Epoxidharz
Epoxydharz entsteht durch die Reaktion von Epichlorhydrin mit Bisphenolen. Durch Zusatz bestimmter basischer oder saurer Stoffe, sowie auch durch Wärmezufuhr können diese beiden Stoffe zur Polymerisation gebracht werden.
Epoxydharz ist im Handel in unterschiedlichen Varianten erhältlich. Bei Epoxidharzen werden die beiden flüssigen Komponenten Harz oder auch Binder und die andere Komponente Härter genannt. Die beiden Komponenten sind in getrennten Behältnissen verpackt. Das Epoxydharz wird nach unterschiedlichen Viskositäten und verschiedenen Aushärtezeiten unterschieden. Beide Komponenten sind vollkommen lösungsmittelfrei.
Epoxidharz ist heute im Modellbau, als Kleber, nicht mehr wegzudenken. Der Kleber hat eine extrem hohe Klebekraft und ist auch für Metallklebungen geeignet. Im Modellbau ist Epoxidharz dort angebracht, wo hohe Lasten eingebracht werden müssen oder wo Metalle oder Kunststoffe mit anderen Materialien verbunden werden müssen.
Wie bereits erwähnt, entsteht bei den Epoxidharzen die mechanische Festigkeit durch die chemische Umwandlung im Molekularaufbau, die eine Verfestigung zur Folge hat. Zu diesem Zweck müssen die beiden Komponenten, Binder und Härter sehr gut miteinander vermischt werden. Nach einer· Anlaufzeit, die bei den verschiedenen Harzen unterschiedlich ist, und als Topfzeit oder offene Zeit bezeichnet wird, erfolgt die chemische Reaktion. Es ist eine Polymerisation oder Polyaddition, bei der ein ganz neuer Stoff mit völlig neuen Eigenschaften entsteht. Beim Kleben mit Epoxidharzen können, bei Kunststoffen, während der Polymerisation einzelne Moleküle des Klebers in die Oberfläche eindringen und mit dessen Molekülen vernetzen. Sobald die Polymerisation, also der Gelierprozess eingesetzt hat, dürfen die Werkstücke nicht mehr gegeneinander bewegt werden, da hierdurch die begonnene Kettenbildung gestört wird, was zu einer beträchtlichen Verringerung der Klebekraft führt. Binder und Härter müssen in dem vorgeschriebenen Verhältnis miteinander gemischt werden. Sollte dies nicht der Fall sein, können bei der Verkettung Moleküle entweder vom Binder oder vom Härter keine Verbindung eingehen und bleiben in der chemischen Verbindung frei, was dann zu geringerer Festigkeit oder bzw. und Klebrigkeit der Oberfläche führt.
Mit Epoxidharz entsteht eine sehr feste Verbindung, wobei die Festigkeit der Fuge oft höher sein kann als die des Grundmateriales, was insbesondere im Holz-Flugmodellbau zutrifft. Epoxidharzkleber sind sehr vielseitig anwendbar, es sind fast alle Materialien miteinander oder auch untereinander klebbar. Dies ist nur deshalb möglich, weil dieses Harz eine sehr hohe Klebekraft besitzt und fast ohne Schwund, ohne Wärmezufuhr und ohne Druck aushärtet. Diese Eigenschaften werden von sonst keinem Klebstoff in diesem Maße erreicht. Durch Zufuhr von Wärme innerhalb der Topfzeit ist es möglich den Epoxydharz sehr stark zu verflüssigen, so dass er in alle Fugen und Ritzen eines Werkstückes eindringen kann, was insbesondere bei Werkstücken, die ineinander geschoben werden müssen von entscheidender Bedeutung für eine ordnungsgemäße Verklebung ist. Die Wärmezufuhr kann in diesem Falle mittels Haarföhn, Infrarot-Lampe, Heizlüfter oder ähnlichem erfolgen. Hierbei muss jedoch beachtet werden, dass eine zu hohe Wärmezufuhr den Gelierprozess beschleunigt und das Material aushärten lässt. Die Erwärmung zur Verflüssigung des Harzes muss also sehr differenziert und vorsichtig erfolgen.
Bei Hirnhölzern sollte beachtet werden, dass das Epoxidharz während der Verflüssigungsphase in die Poren des Hirnholzes eindringt und so zu einer Klebestelle führt bei welcher der Kleber vollständig eingefallen ist und die Klebewirkung gleich 0 sein kann und die Hölzer im Fugenbereich dann einige Millimeter verhärtet sind.
Es kann allgemein gesagt werden, dass ein Harz umso bessere Eigenschaften aufweist, je länger seine Topfzeit ist.
Die Eigenschaften der Epoxidharze sind aus den Merkblättern der Lieferfirmen ersichtlich.
Allen Epoxidharzen können Füllmittel zugesetzt werden, so ist es möglich, alle verschiedenen Metallpulver unterzumischen. Nach Aushärtung des Epoxidharzes und Abschleifen der Oberfläche kann erst nach genauem Hinsehen unterschieden werden, ob es sich um einen Metallgegenstand oder um einen Kunststoffguß handelt. Ein steinähnliches Material entsteht, wenn Quarzmehl, Sand, Talkum, Kreide oder Koalin zugemischt wird. Diese genannten Massen. mit Metallpulver oder steinähnlichem Material wird insbesondere im Formenbau, für GFK-Teile angewendet, da hier sehr hoch belastbare Werkzeuge entstehen, die eine extrem harte und doch glatte Oberfläche besitzen.
Bei der Zugabe von Holzmehl oder Sägespänen entsteht eine holzähnliche Füll- und Spachtelmasse, die sich sehr gut zum Ausbessern eignet, insbesondere 'dann, wenn das Mehl von der gleichen Holzart stammt, wie das Werkstück. Aus diesem Material hergestellte Teile lassen sich mit allen Holzbearbeitungswerkzeugen weiterbearbeiten.
Als weiterer interessanter Füllstoff sind die Micro-Ballons zu nennen. Die sind Kunststoffkügelchen, extrem klein, welche mit Luft gefüllt sind und so ein sehr geringes Gewicht aufweisen. Mit Epoxydharz gemischt ergibt sich ein extrem leichtes Füllmittel, das nach Aushärtung geschliffen' und auch geschnitten werden kann. Diese Mischung benutze ich immer zur Anformung der Übergänge an Flügel und Leitwerken, sowie zum Abspachteln der ungenau zusammen geleimten Beplankungen. Epoxydharz mit Balsastaub gemischt ergibt ebenfalls ein leichtes Füllmittel, wobei Microballons jedoch noch wesentlich leichter sind und sich auch besser schleifen lassen.
Eine Untermischung von Glasfasern ergibt eine reißfeste, hoch belastbare Oberfläche, wobei das Tränken von Glasseidematten 'bzw. Glasseiderovings zu den bekannten GFK-Werkstoffen führt.
Karbonfasern sowie Kevlargewebe in Verbindung mit Epoxydharze ergeben Zugfestigkeiten, die weit über denen von Stahl liegen und die auch bei extrem hoch belasteten Teilen im Flugzeug- und Raketenbau angewendet werden. Die Scherfestigkeit von Kohlefasern ist relativ gering, so dass bei einer etwas härteren Landung die Verbindungsstäbe der Tragflächen ausgetauscht werden sollten. Glasrovings haben in Verbindung mit Epoxidharzen eine höhere Druckfestigleit als Kohlefasern in Verbinbdung mit Epoxidharz
Eine Einfärbung des Epoxidharzes ist mit allen fett- und ölfreien Trockenfarben ebenfalls möglich. Ferner werden auch im Handel spezielle Farben für die Epoxydharze angeboten. Die aus eingefärbtem Epoxydharz hergestellten Werkstücke haben auch nach langjährigem Gebrauch noch ein relativ gutes Aussehen.
Um die manchmal geringe Konsistenz von Epoxidharz zu erhöhen und so streichfähiger zu machen, ist es möglich wasserfreies Methanol beizumischen. Hier gilt natürlich auch wieder die Forderung, dass das Lösungsmittel verdunsten kann. Angewendet wird ein verdünntes Epoxydharz insbesondere bei Verstärkungen mit Glasseidegewebe, sei es auf Rümpfen oder Flächen. Ferner ist darauf zu achten, dass dieses verdünnte Harz nicht mit Materialien in Verbindung kommt, das sich mit Methanol nicht vertragen wie z.B. Styropor oder auch die unterschiedlichsten Lacke, da Methanol öfters auch als Abbeizmittel für alte Lacke genutzt wird.. Ferner sollte dann die Aushärtung nicht in einem zu warmen Raum erfolgen, da es hierbei vorkommen kann, dass die Oberfläche bereits anhärtet ist und das Verdünnungsmittel nicht mehr problemlos ablüften kann was dann zu Blasenbildung führt.
Bei der Verklebung an senkrechten Flächen ist die Konsistenz in vielen Fällen noch nicht gering genug, insbesondere da kurz vor der Gelierphase eine Verflüssigung des Harzes eintritt. Hier wird das Harz ablaufen, was zur Verstärkung der Klebestelle unerwünscht ist und auch sogenannte "Rotznasen" bilden kann. In einem solchen Fall bietet sich die Beimischung eines Tixotrophiemittels an, welches extrem leicht ist und je nach Zugabemenge verschiedene Konsistenzen bis hin zu vollständig steif ergibt. Hierbei ist jedoch zu bemerken, dass auch die Klebekraft der so versteiften Harze geringer wird, da die Moleküle nicht mehr so gut in die zu klebenden Materialien eindringen können und nur auf der Oberfläche haften. Hiermit ist auch klar, dass je höher die Zugabe von Tixotropiemitteln ist, desto geringer wird die Klebekraft. Dies kann im Extremfall so weit führen, dass der Kleber einfach mit einem Messer abgespalten werden kann, da er absolut keine Klebekraft mehr aufweist.
Bei der Verarbeitung muss auch auf die Temperatur geachtet werden. Temperaturen unter 15 Grad müssen vermieden werden, da hierdurch die Topfzeit noch länger wird. Aber auch höhere Temperaturen sind für die Verarbeitung von Epoxidharzen nicht geeignet So ist es mir bereits vorgekommen, dass bei einer Raumtemperatur von 25 Grad und einer Verarbeitung vor dem Fenster, in welches die Sonne hinein schien, das Harz irgendwann warm wurde und trotz Verdünnung mit Methanol immer wärmer und steifer wurde, so dass ich es nicht mehr weiterverwenden konnte. Ein Extremfall war im Sommer im Garten. Ich saß in einer schattigen Ecke, bei 29 Grad Lufttemperatur und das Harz wurde bereits beim Anmischen heiß und nach nur wenigen Sekunden war die Dose so heiß, dass ich sie auf den Boden warf, wo sie sofort anfing zu qualmen. Ideal sind Verarbeitungstemperaturen zwischen 18 und 22 Grad, also normale Raumtemperatur.
Auch die Luftfeuchte ist zu beachten, da bei einer zu hohen Luftfeuchtigkeit die Oberfläche des Harzes die Feuchtigkeit aufnimmt, grau wird und später auch eine klebrige Oberfläche ergibt. Bei verdünnten Harzen ist dieser Umstand noch gravierender, da die Verdunstungskälte des Lösungsmittels, die Kondenswasserbildung fördert. Die relative Luftfeuchtigkeit sollte während der Verarbeitung und der Aushärtezeit 70% nicht überschreiten.
Das Aushärten des Harzes kann durch Wärmezufuhr beschleunigt werden. Ein weiterer Vorteil ist hierbei, dass die erreichbare Endfestigkeit erhöht wird. Die angegeben Werte gelten lediglich für einen bestimmten Harztyp, jedoch ist das im Prinzip bei allen Harzen gleich. So beträgt die Endfestigkeit bei einem Harz bei einer Aushärtetemperatur von 20 Grad C nach 20 Stunden 100 bis 120 kg/cm². Das gleiche Harz hat bei einer Aushärtetemperatur von 100 Grad C und einer Aushärtezeit von ca. 10 Minuten eine Endfestigkeit von 300 kg/cm². Temperaturen von über 180 Grad C müssen vermieden werden, da sich bei ca. 200 Grad C das Harz-Material zersetzt. Jedoch können hierdurch Verbindungen auch wieder gelöst werden, da ab dieser Temperatur das Epoxidharz wieder weich wird. Nach Lösen der Verbindung kann die Klebestelle freigekratzt und der Restkleber mit Methylenchlorid abgewaschen werden. Größere Werkstücke werden in Firmen in eigenen Wärmekammern bei Temperaturen von über 50 Grad C mehrere Stunden getempert um eine höhere Festigkeit zu erhalten. Dieses Verfahren geht auch im Sommer auf einer sonnenbeschienenen Dachfläche, die dann meist über 60 Grad C aufweist, wobei ich bereits des Öfteren beschichtete Rümpfe aus dem Dachflächenfenster auf das Dach gelegt habe.
Angemischte Harzreste, insbesondere bei längeren Topfzeiten, können ohne weiteres einige Tage in einer Tiefkühltruhe noch brauchbar erhalten werden. Jedoch sollten diese Harzreste nicht mehr für hochbelastete Teile verwendet werden, da die Qualität merkbar abfällt.
Flecken von Epoxidharzen können während der offenen Zeit mittels warmem Wasser und Seife ausgewaschen werden. Sofern die Gelierphase bereits begonnen hat, ist eine Fleckenbeseitigung nur noch mit Aceton oder Methanol möglich. Bei ausgehärteten Harzen kann unter günstigen Umständen eine Einwirkdauer von mehreren Tagen mit Trichloräthylen oder Methylenchlorid eine Wirkung zeigen.
Zum Schluss sei noch auf die begrenzte Lagerfähigkeit von Epoxidharzen hingewiesen. Ein frisches Harz, für hochbelastete Teile, sollte nicht älter als 12 Monate sein, wobei eine Lagerung in einem kühlen, dunklen Raum erfolgen muss.
Da bei Epoxidharzen, ohne Verdünnungsmittel, nichts verdunstet, bleibt nach Aushärtung das volle Gewicht des Harzes erhalten.
Da sehr viele Menschen auf Epoxidharz allergisch reagieren, bitte nur mit Handschuhen arbeiten und, sollte einmal etwas Epoxidharz mit den Händen in Berührung kommen, die Hände dann sehr gründlich mit Handwaschpaste, besser jedoch mit einem Scheuerpulver und Wasser reinigen, niemals mit Verdünnungsmittel, wie Methanol, Aceton oder Nitro, da hierbei das verdünnte Epoxidharz noch besser in die Poren eindringen und in die Blutbahn kommen kann. Nach der Reinigung der Hände müssen diese mit einem Hautpflegemittel eingerieben werden, wobei dieses jedoch fettig ist und bei der Weiterarbeit beachtet werden muss um keine fettigten Stellen an dem Werkstück zu erhalten.
5.4. Kontaktkleber (Neoprenekleber)
Kontaktkleber sind Polymere, meist Polychloropren und Polyurethane, welche in einem Lösungsmittel gelöst sind.
Diese Kleber müssen auf beiden Klebeflächen aufgetragen werden. Erst wenn die Klebeflächen entsprechend abgetrocknet sind, können die Teile unter Pressdruck zusammengefügt werden. Sind die beiden Teile auch nur an einer Stelle zusammen, ist ein justieren unmöglich. Das Zusammenfügen muss also absolut passgenau erfolgen. Die Klebestelle ist sofort nach dem Fügen belastbar. Die Ablüftzeit darf nicht unter und auch nicht überschritten werden, da ansonsten die Klebekraft verringert wird.
Bei der Verklebung ist darauf zu achten, dass der Kontaktkleber Lösungsmittel enthält der Bauteile aus z. B. Polystrol-Hartschaum auflöst. Es gibt für diese Materialien auch spezielle Kontaktkleber ohne Lösungsmittel oder mit anderen Lösungsmitteln welche dieses Material nicht angreifen.
Kontaktkleber ist in unterschiedlichen Qualitäten, wie hitzebeständiger, wasserfester, transparent, als Gel, usw. im Handel erhältlich.
Bei mir wird Kontaktkleber lediglich zum Aufkleben der Schleifpapiere auf die Holzklötze verwendet, so dass hierbei die einfachste Qualität des Klebers ausreichend ist und auch die Ablüftzeit des Klebers kann unterschritten werden, da das Lösungsmittel noch durch die Papier-Trägerschicht entweichen kann.
Stumpf gewordene Schleifpapiere lassen sich sehr einfach mittels eines Heißluftgebläses und einer Spachtel wieder entfernen.
Zur Beseitigung von Flecken kann Waschbenzin oder Universal-Verdünner genutzt werden.
Da Kontaktkleber Lösungsmittel enthält, kann bei der Verdunstung dieses Lösungsmittels, infolge der Verdunstungskälte, eine Kondensation der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit eintreten, die dann als kleine Perlen auf der Klebstoffoberfläche erkennbar sind, welche die Klebekraft stark mindern.
5.5 Weitere Leime oder Kleber
Da ich keine weiteren Leime oder Kleber in meiner Modellbau-Werkstatt in Benutzung habe, verzichte ich auf andere Materialien, die ich nur aus der Literatur oder vom Hörensagen kenne.
