Selbstbau von Rotorblättern
Hallo Leute
bevor ein Sturm der Entrüstung wie "das macht doch keinen Sinn" und so weiter losbricht, möchte ich erst mal meine Motivation erklären.
Wer meine kleine Lama mit Hauptriemenantrieb und mein großes Lama Projekt mit Motor huckepack kennt, weis das ich immer versuche, den Helis meinen eigenen Stempel aufzudrücken. Obwohl, oder gereade weil ich Elektroingenieur bin, habe ich kein sonderliches Interesse, etwas an den elektronischen Komponenten zu basteln. Was mir aber viel Spass macht, ist die Entwicklung, Konstruktion und Herstellung von Mechanikteilen meiner Helis. So habe ich mir mittlerweile auch einen Maschinenpark zugelegt zu dessen Kosten ich mir mehrere TDR's hätte kaufen können. Würde mir aber nicht so viel Spaß bereite wie etwas selbst entworfenes und gebautes in die Luft zu bringen. Einer, der den Eiffelturm aus Zündhölzchen nachbaut kauf sich auch keinen bei Revell. Höchstens zum Abmessen.
Nun aber zu den Hauptrotorblättern. Solange ich die Dinger für 15€ das Paar gekauft habe, kam es mir auch nicht in den Sinn, hier etwas selber zu machen. Seit dem ich auf auf meiner kleinen Lama Blätter für 80€ ( Dreiblattsatz 325mm von Spinblades mit 18mm Blatttiefe wegen Scale) daraufhabe kommt man schon in's Grübeln ob "einmal Garageneck und nicht mehr zurück" 80€ wert sind.
Hier meine Lama 450 mit den Spinblades.
Für alle die mehr zu meiner kleinen Lama wissen wollen
http://www.iphpbb.com/board/viewtopic.p ... benflieger
So war die Überlegung verlockend, sich die Dinger selbst zu machen. Meine Recherchen im Internet zum Selbstbau von Blättern waren nicht sehr ergiebig. Einzig von Modelltechnik Jung war eine Art Bauanleitung im Netz.
http://www.modelltechnik-jung.de/Divers ... blatt.html
Allerdings findet man zur Technik des GFK/CFK Kompositbaus jede Menge Informationen im Netz. Auch die Hompages der Materiallieferanten haben hier teilweise einen reichhaltigen Fundus. Meine Materialien habe ich bei
http://www.hp-textiles.de/ bestellt. Die Lieferung war immer innerhalb von zwei bis drei Tagen bei mir zuhause.
Die folgende Beschreibung soll keine Aufforderung sein, Blätter zu bauen. Wer dies dennoch tut, tut dies auf seine eigene Verantwortung.
Als erste muß man sich klar werden, was man haben möchte. In meinem Fall war es ein Dreiblattsatz, der ähnlich der von Spinblades verfügbaren
Blätter ist. Also 325mm lang, 18mm tief, tragendes Profil und nicht sher biegesteif. Per CAD habe ich das Rotorblatt konstruiert. Hier lege ich Wert darauf dass ich die Spinblades nicht mit einer Abformtechnik kopiert habe. Geringe Biegesteifigkeit sorgt dafür, dass die Blätter im Stillstand sogar etwas runterhängen. Auf der kleinen Lama habe ich einen starren Kopf, was etwas weichere Blätter erfordert.
Aus dieser CAD- Konstrutkion entstand dann die Konstruktion der beiden Formhälften. Ich habe zum Glück Beziehungen die es möglich machen, eine ALU-Form zu bauen. Hierbei realisiert eine Formplatte die Unterseite und die Andere die Oberseite des Rotorblattes. Die beiden Formplatten
wurden dann entsprechend der Konstruktion aus dem Vollen gefräst. Das dauert mehrere Stunden. Wenn ich das bezahlen müsset könnten wir das nicht machen. Nach dem Fräsen beginnt die mühsehlige Handarbeit. Die Formnester müssen mit verschieden grobem Schleifpapier glattgeschliffen und anschließend poliert werden. Das Ergebnis kann man im flogenden Bild sehen. Hier schon mit einem begonnen Blatt.
Man erkennt die drei Nester und die 8 Bohrungen bzw Gewinde M10 mit denen die Formhälften nach dem Einlaminieren verschraubt werden. Drei
weitere 10'er Bohrungen sind vorgesehen um die beiden Formhälften mit Stiften vor dem Verschrauben perfekt zu justieren. Da wo bei den Blätter die Blattschraube durchgeht, befindet sich in den Formplatten eine Bohrung mit 4mm Durchmesser. Diese Löcher werden vor dem Laminieren mit kleinen Alustiften auf Passung verschlossen. Diese Stifte haben nach innen zeigend eine kleine Spitze die in das Blatt gleich eine Zentrierung für das Bohren formt.
Vor dem Lamieren steht das behandeln der Form mit Trennmittel. Es gibt hier Wachse, Spray's oder Lacke. Bei einer nicht saugenden Aluform kann man gut mit Wachs arbeiten. D.h. alle Flächen der Form die mit dem Harz in Berühung kommen, werden mehrfach mittels weichem Lappen mit dem flüssigen Wachs eingerieben. Ist das Lösungsmittel verdunstet, wird das Wachs auspoliert.
Als erstes kommt in alle Formnester das Deckschichtharz. Dieses hat eine höhere Viskosität und verhindert dadurch ein Zusammenlaufen am
tiefsten Punkt der Form. Es klebt wie Honig an der Form. In das Deckschichtharz eingerührte Farbpigmente machen es besonders zäh. Das Einbringen habe ich mit einer aus einer Eisbox geschnittenen Spachtel gemacht. Furchen die man hier unweigerlich reinzieht verlaufen nach kurzer Zeit wieder. Man muß aber trotzdem versuchen, eine möglichst homogene aber dünne Schicht einzubringen die bis zur Formtrennlinie hochreicht. Und viel Zeit hat man auch nicht. Man muss auch darauf achten, nicht die Wachsschicht zu verletzen.
Das von mir verwendete Harz hat eine Topfzeit von 28 Minuten. Das bedeutet dass man es maximal so lange verarbeiten kann. Dann muß man erst mal ca. 2 Stunden warten bis diese Deckschicht "angeliert" ist. Das bedeutet, sie sollte nicht mehr weich aber noch klebrig sein.
Jetzt geht es an denn Innenaufbau der Blätter. Die Gewebe sollten schon vorher möglichst genau mit Schablonen zugeschnitten sein. Das bedeutet dass die Gewebelagen beim Einlegen nicht über die Formtrennebene hinausragen dürfen da sonst hier die Fasern später hervorstehen würden. Ich habe ein Glasfasergewebe mit 200g/m² verwendet. Das Zuschneiden erfolgt mit einer normalen Papierschere. Allerdings sollte man dabei unbedingt eine Atemschutzmaske aufsetzen. Bei den Blättern habe ich in jedes Nest erst ein 45°Grad und dann ein 0° Gewebe eingelegt. Das ist immer das selbe Material aber mit anderer Orientierung der Fasern zugeschnitten. Für die ersten Versuche habe ich auf Kohlefasern verzichtet, da diese fünf mal so teuer sind wie Glasfasern. 45° bedeutet, dass die Fasern im +/- 45° Winkel zur Längsrichtung des Blattes laufen. Diese Schicht ist für die Torsionssteifigkeit des Blattes verantwortlich. Bei der 0° Ebene laufen die Fasern längs und quer zur Längsrichtung des Blattes. Diese Ebene ist für die Biegesteifigkeit verantwortlich.
Nachdem das Laminierharz (dünnflüssiger als das Deckschichtharz) angemischt ist hat man 40 Minuten Zeit für den Innenaufbau. Erst gießt man etwas Harz auf die noch klebrige Deckschicht und legt dann die erste Matte ein. Diese wird dann festgedrückt, gewalzt oder was auch immer so dass sie fest an der Deckschicht anliegt und das Harz durch das Gewebe steigt. Dann wird sofort mit der zweiten Lage weitergemacht. Man muß richtig aufpassen, dass man nun auch das Gewebe mit der anderen Faserrichtung verwendet. Wenn die ganze Sache zu trocken wird, dann kann man ja noch etwas Harz nachgießen. Wie schon einmal erwähnt, die Gewebelagen dürfen nicht über die Kante hinausragen, sollen aber innen jeden Winkel des Blattes erreichen. Dies gilt besonders für den Bereich der Blattschraube.
Jetzt kommt der Rowing!!!!! Ein wichtiges Element, dass das Blatt durch die Fliehkräfte nicht reißt. Die Gewebelagen sind nicht ausreichend stabil um den Bereich um die Paddelschraube zugfähig genug zu machen. Bei einem 450'er sind das 80 bis 150N je nach Drehzahl. Das entspricht dem Gewicht eines Eimers voll Wasser. Der Rowing ist ein Faserstrang auf der Rolle der von der Blattspitze an der Nase entlang, um das Auge und wieder zurück auf die nasse Gewebelage gelegt wird. Dies sollte man sicherheitshalber in beiden Blatthälften machen.
Die beiden Formnester sollten jetzt schon bündig voll sein. Aus einem Styrodur Material (Isoliertapete) schneide ich jetzt einen schmalen Streifen, den ich in eine! Formhälfte lege. Der Streifen verdrängt beim Zusammenklappen der Form das Harz nach aussen und sorgt so dafür, dass im Randbereich auch sicher eine Verklebung stattfindet. Hier werde ich mal versuchen, noch mehr Gewebelagen einzubringen und auf den Schaumkern zu verzichten. Erst bei größeren Blättern hilft der Schaumkern Material und Gewicht zu sparen. Er liegt auch mittig im Blatt und somit in einer Zone, die weder auf Torsion noch auf Biegung belastet ist.
Am Blattende im Nasenbereich habe ich jezt ein paar Gramm Blei eingebracht. Das sorgt für ein nachlaufendes Blatt und macht den Heli damit weniger agil. Auf jeden Fall sollte man immer versuchen, alle Blätter gleich schwer zu laminieren und das Blei auf jeden Fall an der gleichen Position einzubringen da sont der dynamische Schwerpunkt ein Problem macht.
Jetzt kann endlich zusammengeklappt werden. Keine Angst, das Harz ist so Zäh, dass es nicht sofort rausläuft. Mit den M10 Schrauben werden
die beiden Formhälften zusammengezogen. So richtig mit Schmackes daß das überschüssige Harz an allen Seiten austritt. Die Formplatten
müssen unbedingt plan zusammenliegen weil es sonst unterschiedlich dicke und schwere Blätter mit unterschiedlichem Auftrieb gibt.
Jetzt wird die Form noch aussen gesäubert und dann kann man 24 Stunden auf das Ergebnis warten. Zeit, schon neue Gewebelagen zuzuschneiden.
.....
nach 24 Stunden kommt der Augenblick der Wahrheit. Da das Harz auch in die Gewindegänge der Schrauben eingedringt ist das Fußarbeit mit einem langen Inbusschlüssel. Es wundert nicht, wenn die Form nach dem Entfernen der Schrauben trotzdem noch nicht auseinandergeht. Das Harz sollte zwar bei gutem Wachsen nicht am Alu kleben aber durch das Fehlen von Luft werden die Formhälften sehr gut zusammenhaften. An einer Stelle der Form befindet sich ein Gewinde durchgängig in nur einer Formhälfte. Da in der anderen Formhälfte an dieser Stelle kein Loch ist, kann man mittels einer Schraube die beiden Formhälten auseinander drücken. Es genügt hier eine ganz kleine Kraft und die beiden Formplatten springen förmlich auseinander. Alternativ kann man auch mit etwas Flachem zwischen die beiden Formhälften fahren.
Die Blätter liegen aber immer noch satt in einer der beiden Formhälften. Jetzt kann man mit einem Stift den Einsatz der die Position des Schraubloches am Blatt markiert hat ( wir erinnern uns an die kleinen Alustifte) von hinten herausdrücken oder schlagen und die Blätter sollten sich hervorragend lösen.
Das zwischen den Blättern verteilte Harz sollte eine Dicke von nur wenigen 1/100mm aufweisen und kann einfach abgerissen werden. Mehr Harz im Zwischenraum zwischen den Blättern bedeutet, dass die Form nicht richtig geschlossen war. Ein paar Feilstriche an der Vorder und der Hinterkante des Blattes und bis zum Erstflug ist nur noch das Durchbohren des Auges und das Auswuchten der Blätter.
Aber noch einmal. Do not eat und jeder der es nachmacht, tut dies auf eigene Verantwortung.
Wie's beim nächsten Mal weitergeht?
ich versuche gerade die Methode GFK-Form. Hier kann man ohne Zugriff auf eine Fräsmaschine die Form für Blätter mit Materialien aus dem
Baumarkt herstellen. Es sollen damit demnächst Blätter mit 500mm Länge und 30mm Blatttiefe entstehen. Das ist für mein Projekt
http://www.iphpbb.com/board/viewtopic.p ... benflieger
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