Bouw van een vleugel-tip

[Ron Gijzen]

Eind vorig jaar heb ik een Fletcher overgenomen van Jeroen Smits.
(Een Fletcher is een F3B-model ontworpen door Frits Donker Duyvis begin jaren negentig. Hij is er in 1994 europees kampioen mee geworden. Zie voor ontwerpachtergronden Fletcher Design Study ).
Oh wat was ik trots toen ik die kist net had:

Helaas, begin dit jaar had ik een onfortuinlijk incident met een boom, waarbij de rechter-tip sneuvelde:

Jeroen had dit model zelf gebouwd en ik mocht van hem de mallen lenen om een nieuwe tip te bouwen.
Omdat het voor mij de eerste keer is om een vleugel(deel) uit 'echte' negatieve mallen te bouwen, en sommigen van jullie het wellicht ook interessant vinden eens te zien hoe dat gaat, heb ik er een klein bouwverslagje van gemaakt.

 

[Ron Gijzen]

De mallen zijn gefreesd uit polyurethaan. Daarna zijn ze met de hand geschuurd en gepolijst.
Dit is de mal voor de onderste schaal van de rechter-tip, net in de lossingswas gezet:

De schaal bestaat uit een buitenhuid van 25grs glas en 80grams carbon (diagonaal, textreme van R&G),
daarop een 1,5mm balsa 'voering' met een taps toelopende uitsparing,
gevuld met carbon rovings, en een binnenhuid van 54grams glas.
Het rolroer krijgt geen balsa maar een laagje extra carbon.
Ter plaatse van het scharnier is een strookje 61gras kevlar aangebracht.

Ik heb eerst de buitenhuid + balsa gelamineerd, daarna pas de rovings+binnenhuid.

Hier ligt de eerste laag glas, carbon, kevlar en balsa in de mal.
De weefsels zijn verzadigd met epoxy, platgewalst met een harde roller en enigszins nagedroogd met keukenpapier.
Ik heb het carbon bij de leading edge met een gebogen schaar strak langs de mal afgeknipt, en aan de trailing edge met een klein schaartje in een 4mm breed gootje geknipt (niet kritisch, trim je later weg).
Jeroen adviseerde het carbon eerst op maat te knippen en dan tegen de leading edge aan te schuiven (geen knippen op de mal), maar ik kreeg dat niet netjes. Het textreme weefsel is zo stevig voorbehandeld dat de vezels ten opzichte van elkaar niet willen schuiven. Er valt dus vrijwel niets mee te manipuleren. Met gewoon keper C93 zou het waarschijnlijk beter gaan.
Het balsa ligt er betrekkelijk los op.

Het geheel is nu bedekt met scheurweefsel (nylon weefsel dat slecht hecht aan epoxy zodat je het er later makkelijk af kunt 'scheuren' en keukenpapier. Deze laagt zuigt overtollige epoxy op en verdeelt het vacuum goed over het oppervlak, zodat het weefsel overal goed tegen de mal wordt gedrukt.
Het witte nylon koord is ook bedoeld om zo veel mogelijk een gelijmatige verdeling van de onderdruk te krijgen (het is ahw een poreuze vacuumslang).

Langs de randen van de mal heb ik een rups siliconenkitaangebracht, en hier een vel plastic opgelegd. De aansluiting voor de pomp in het plastic ligt op het nylon koord.
Ik haal een onderdruk van ongeveer -0,6bar in de slang naar de pomp.

 

[GJVO]

Hoi Ron,

Je spuit de kleur niet in de mal?
En is het echt siliconenkit?
Dan kan je nooit meer kleur in de mal spuiten, siliconen kan je zeer moeilijk verwijderen, de meesten gebruiken acrylaatkit, kan je gewoon met water verwijderen.


GJ

 

[jeroens]

Ha GJ,

Wat je ziet is de onderkant.
De bovenkant is al gespoten (toevallig zelf gedaan ;-) )

Jeroen

 

[Ron Gijzen]

Na uitharden kan de binnenhuid op de onderschaal worden gebouwd.
Als eerste heb ik de carbon rovings geknipt voor in de taps telopende uitsparing in het balsa (dit zorgt voor de buigsterkte van de tip).
Ik heb roving 1600TEX (=1,6gr/meter) oftewel NF24 (=24000vezels per roving) gebruikt met een sterkte van 4300MPa en een stijfheid van 240GPa. Dit is de 'gewone' HT roving, dus een goede sterkte maar geen bijzonder hoge stijfheid (er is beter te koop).
Er gaat zo'n 5.1m roving in een tip.
Het plankje met de spijkers is gebruikt om twee bosjes te krijgen met rovings van oplopende lengte, ingeklemd aan het begin.

Het scheurweefsel kan van de buitenhuid worden afgepeld. Dit moet wel voorzichtig omdat je vrij gemakkelijk de buitenhuid in zijn geheel uit de mal kunt trekken. Hier had Jeroen al voor gewaarschuwd maar het ging toch nog een beetje mis aan de achterlijst en bij de tip.
Het scheurweefsel laat een zeer schone, ruwe ondergrond achter die ideaal is om op te verlijmen.

Hier zijn de rovings in de uitsparing van balsa geplaatst.
Ik heb ze vantevoren verzadigd en droog geveegd met keukenpapier. Het houten klosje aan het begin klemt ze samen zodat ze makkelijk gehanteert kunnen worden.

Vervolgens en het 54grams glas eroverheen en stroken scheurweefsel op de plaatsen waar de liggers straks moeten worden verlijmd.
Weer plastic erover, vacuum zuigen en uitharden.

 

[Jaap Gaasbeek]

Hoi

Ik neem aan dat die siliconenkit er makkelijk af gaat omdat de mal in de was zit.

Dat nylonkoord is die om de nog aanwezige lucht in het midden makkelijk weg te zuigen???

(Het geheel is nu bedekt met scheurweefsel (nylon weefsel dat slecht hecht aan epoxy zodat je het er later makkelijk af kunt 'scheuren')

Wat is dat ik ken het niet, wel van gehoord dat dan wel.

Gr Japiooooooooo

 

[Ron Gijzen]

Hoi Gert-Jan,

Ik had me inderdaad even afgevraagd of siliconen een probleem zouden kunnen vormen, maar het leek me dat je sowieso nooit wilt dat er iets hecht aan het maloppervlak dus een eetje siliconen meer of minder boeit dan niet, toch? Wat is het probleem? Overigens heb ik de kit niet op het vormende gedeelte van de mal aangebracht, alleen langs de buitenranden.

Hoi Jaap,

Als het plastic direct tegen een hard vlak aangezogen ligt kan er vrijwel geen lucht meer langs. Als er dan aan 'de overkant' en lekje in de zak zit haal je daar bijna geen onderdruk. Ik geloof dat je eigenlijk zelfs fiberfill of een soort 'breather-mat' moet gebruiken om 100% goede drukverdeling te krijgen. Het keukenpapier eigenlijk niet zo heel goed omdat het nogal makkelijk 'plet' en dan toch weer vrijwel afdicht.
Scheurweefsel of 'Abreissgewebe' is een nylon weefsl dat als laatste in een layup wordt gebruikt.
Na uitharden kan het makkelijk worden weggetrokken. Je hebt dan een mooi schoon en ruw oppervlak om op te verlijmen. En het transporteert overtollige epoxy vanuit de lay-up naar de breather. En voorkomt dat de breather finaal vastgelijmd omt te zitten aan het produkt. Kost bovendien maar een paar euro /m2. Kan ook als scharnier worden gebruikt.

Jullie zijn wel snel met reageren zeg, pff.

 

[GJVO]

Haha, ja, snelle jongens he!

Lossen ben ik niet zo bang voor, alles lost op een goed gepoetste mal.
Maar aangezien siliconen, en ook siliconendamp "fisheyes" kan geven is mij altijd aangeraden om geen siliconenkit te gebruiken.
Iedereen die ik ken gebruikt acrylaatkit.
Is ook veel goedkoper (1.25 per spuit) en je hebt dan zeker geen last van siliconen.
De kit zet ik aan de rand van de mal, zo ver mogelijk van de vorm.

Ook gebruiken we meerdere lagen keukenpapier, 3 of 4 lagen, dan zuigt ie beter vacuum.

En Jaap. scheurweefsel is beter bekend als Peelply.

Hmm, ik krijg weer zin om te bouwen maar dan weet ik nu al dat ik een maand ziek ben door die rot-epoxy.
Nou, ik blijf je volgen!

Succes

 

[knife-edge]

Lost siliconen ook niet op door azijn ???

mvg

Dirk

 

[Ron Gijzen]

De boven-schaal wordt op dezelfde wijze gebouwd als de onderschaal.
Het enige verschil is dat deze wit is gespoten door Jeroen (na het in de was zetten en voor het lamineren).
De kleur dient als bescherming tegen UV en opwarming door straling, en verbetert de herkenbaarheid.

Tussen de rovings van boven- en onderschaal moet een ligger ('webbing') worden aangebracht.
Deze beschermt de op druk belastte rovings tegen knik en neemt de dwarskrachten op.
Omdat hij netjes moet passen tussen onder- en bovenschaal meet ik de hoogte op vanauit het deelvlak van de mal, op elke 10cm. Ik heb de ligger ca. 1mm lager gehouden dan de binnenhoogte. Die ruimte moet dus opgevuld met epoxy. Dit is niet ideaal voor gewicht en sterkte, maar als de ligger argens te dik is zit er straks een bult/richel in de vleugel en dat is natuurlijk rampzalig

Met deze hoogtes kan een ligger worden uitgezaagd.
Jeroen had me een plankje gegeven dat hij al had voorbewerkt:
kops balsa, verjongend naar de tip ingeklemd tussen dun triplex en bekleed met diagnoaal glas:

Behalve bij de rovings komt er ook een ligger net voor en achter het scharnier.
Hiervoor heb ik gewoon (niet kops) balsa gebruikt, bekleed met een laagje 93grams carbon diagonaal.
Het carbon is eerst aangebracht met een beetje spuitlijm en naderhand verzadigd met epoxy:

Hier zijn de liggers verlijmd op de onderschaal.
Bij de neuslijst is een klein strookje roofmate (styrofoam) geplakt.
Dit dient om straks een rups epoxy+katoenvlokken te kunnen aanbrengen als verbinding met de neuslijst van de bovenschaal en om een stevige, harde neuslijst te krijgen.

De liggers en de neuslijst worden voorzien van een rups epoxy+microballoons+thixotropeermiddel.
Hiervoor gebruik ik een plastic zakje waar ik een klein punje af knip, als een slagroomzak:

Hier kun je de rupsen zien liggen:

Mogelijk was dit wat te veel van het goede, Jeroen had gewaarschuwd voor het risico in deze fase onnodig gewicht toe te voegen aan lijm. Maar ja, te weinig en hij overleefd de eerste start niet.

Hier een zijaanzicht van de gesloten mal. De roofmate strookjes sluiten de rups epoxy op die beide delen moet verbinden.

Beide mallen samengeklemd:

 

[Ron Gijzen]

Na 48 uur, waarvan zeker 24 in de warme huiskamer, durfde ik het aan de mallen open te splijten.

Overigens waren de mallen onderling uitgelijnd door 2 6mm paspennen, waarvan één afgeplat om overbepaaldheid en us klemmen te voorkomen.

Het resultaat aan de onderzijde:

En de bovenzijde:

Het carbon heeft niet goed aangelegen tegen de mal ter plaatse van de uitsparing in het balsa. Daar zitten nu dus kleine dellen of deukjes.
Ik zag dit wel gebeuren tijdens het verzadigen met epoxy maar ik nam aan dat het vacuum de zaak wel glad zou strijken . Niet dus
Mogelijk dat ik toch een betere breather moet gebruiken (dan meer druk op het weefsel).
Ook vermoed ik dat dit te maken heeft met de moelijke impregneerbaarheid van het textreme weefsel.
Toen ik het op de natte mal legde trok de epoxy er niet vanzelf doorheen.
Vervolgens ben ik er maar epoxy overheen gaan rollen in de hoop het toch verzadigd te krijgen.
Ik denk dat hierbij lucht ingesloten is geraakt(en dus ook geeen 100% verzadiging!).
Met C93 weefsel gaat dit veel makkelijker, je ziet de epoxy gewoon door het weefsel heen trekken en met de harde roller wals je het eenvoudig strak tegen de ondergrond aan.
Afijn, een beetje polyesterplamuur dan maar, maar natuurlijk wel zonde van het mooie spuitwerk.

Ik ben nog bezig met vleugelverbinder inlijmen, rolroer losmaken en servo inbouwen.
Update volgt binnenkort.

 

[GJVO]

Ron, ziet er niet verkeerd uit.

Je moet het weefsel (maakt niet uit of het textreme of ander weefsel is) eerst impregneren op plastic.
Dus je legt een vel plastic neer, daar rol je wat epoxy op.
Dan het weefsel erop, epoxy er overheen, goed uitstrijken met een creditcard, net zo lang tot het blauwig wordt.
Dan 10 minuten wachten en nog een keer epoxy er overheen en stevig uitstrijken met een creditcard.
Overtollig epoxy wegdeppen met keukenpapier.
Daar een laag plastic overheen en vervolgens snij je het weefsel met het plastic eromheen af langs het sjabloon.
Dan pulk je de bovenste laag plastic eraf en legt het geheel in de mal, stotent tegen de voorlijst.
Weer goed aandrukken met de creditcard en dan ben je van het "droogteprobleem" af.
Liever niet met een roller in de mal, dan krijg je miniscule luchtbelletjes.

En je moet echt 3 a 4 lagen keukenpapier gebruiken, anders drukt het niet goed in de rondingen aan.
Voor hele scherpe hoeken heb je ook nog ander peelply, 65 gr/m dat is een stuk dunner dan degene die je nu hebt.

GJ

 

[lecraM]

zow dat is mooi

*kwijl ;p

hoe diep zijn die deukjes?

 

[Ron Gijzen]

Afwerking

Rolroer losgesneden, dwz eerst aan onderzijde (=scharnierzijde=kevlarzijde) met achterzijde van een breed afbreekmes langs een lineaal door glas&carbon heen gekrast, tot het kevlar begon te pluizen. Daara groefje wat breder gemaakt met zijkant van sleutelvijltje.
Met speld op 2 plaatsen door de scharnierlijn heen geprikt, zodat aan de andere zijde (bovenzijde) op exact de juiste plaats de huid kan worden doorgesneden. Nog een snede gemaakt ca. 3mm meer naar voren en de strook carbon verwijderd.
Rolroer met hand heen en weer bewogen totdat hij lekker soepel ging.

Door het 90 graden open klappen van het rolroer kon de achterste ligger in de vleugel en het rolroer worden bekeken. Dat was geen prettig gezicht:

Midden onder is te zien dat a) de ligger veel te laag was en b) hij niet overal verlijmd zit aan de buitenschaal. Dit was makkelijk te verhelpen met meer epoxy+microballoons maar dat is dus weer extra gewicht.
Gelukkig lag de hoofdligger wel overal netjes tegen de huid aan.
Jeroen adviseerde de liggers in eerste instantie iets te hoog te maken. Door de mal te sluiten en dan met een papiertje de hoge plekken in de ligger te zoeken kan de ligger exact op maat worden gemaakt. Helaas had ik dit niet meer helemaal scherp toen het er op aan kwam.

Afijn, verder met de lip om de roerspleet af te dichten.
Tape tegen buitenzijde rolroer geplakt, ca. 8mm overstekend:

(heveltje voor servo en stalen pennetjes voor koppelen aan middenvleugel zitten er ook al in)
Nog een plaatje van de tape voor de dichtlip;

Vervolgens papje van epoxy+katoen+microballoons+silica op de tape èn de binnenkant van het roer, netjes gladstrijken...

Nu tape (met de epoxy aan de binnenzijde) voorzichtig binnen de uitstekende huid van de vleugel wurmen en rolroer zo ver terugklappen dat de neus van de tape nèt onder de hud van vleugel blijft haken. In deze stand vast tapen en uit laten harden:

Ten slotte servo ingebouwd:

Onderaanzicht met iets uitgeslagen rolroer:

Bovenaanzicht (deukjes zijn geplamuurd en vleugel gespoten, met rood tipje)
(LecraM: deukjes waren ca. 0,3mm diep).

Het gewicht viel enigszins tegen: 426 gram, 74(!) gram zwaarder dan het origineel.
En dat terwijl ik 80grams carbon heb gebruikt ipv van het originele 93grams (scheelt ca. 10g aan carbon+epoxy).
Misschien dat ik, in mijn angst om het textreme niet genoeg te benatten, het toch te nat heb gemaakt. En ik heb zeker te veel lijm gebruikt om de schalen te verbinden.
Maar toch, 74gram, dat is een klein koffiekopje aan epoxy+microballoons
En dan ook nog een plakje lood aan de andere tip, al zijn de meningen verdeeld over hoe kritisch dat is.

Afgezien van het gewicht vind ik het een heel mooie tip geworden, en een bijzondere ervaring om eens met een professionele mal te werken.

Jeroen, bedankt voor het lenen van de mal en de vele tips.

Tot in de wei.