Vacuum vergelijken met compressiedruk, kan dat?

[trampo]

Hallo allemaal,

Ik heb een niet modelbouw-gerelateerde vraag maar het is een voor mij onoplosbaar vraagstuk. Korte uitleg:

Voor het bouwen van ski's moet je verschillende lagen op elkaar drukken die verlijmd dienen te worden. Dit wordt doorgaans gedaan met een brandslang die tussen een pneumatische opstelling wordt geplaatst en de lagen waaruit de ski is opgebouwd met een hoge druk tegen de mal perst. De druk die hiervoor wordt gebruikt is tussen 20 Psi en 50 Psi, doorgaans 30 Psi wat overeenkomt met ongeveer 3 bar.

Een eenvoudigere manier van het samendrukken van de lagen is om de gehele ski in een vacuumzak te stoppen en van binnenuit de lagen dus op elkaar te persen.

Nu was mijn vraag: kan ik de druk die vacuum moet worden berekenen vanuit de 3 bar die met compressielucht wordt gebruikt?

De reden dat mij dit sterk lijkt is dat je met compressielucht meer en meer druk kan toevoegen tot bv 10 of 20 bar, terwijl er bij vacuum een limiet is, namelijk het volledige vacuum. En dit heet dan 0? of 1 bar?

Ik zie even door de bomen het bos niet meer. Kunnen jullie mij helpen?

Groeten Ike

 

[brutus]

Voor zover ik kan zien, klopt je redenatie, dat je met vacuum maximaal 1 bar "persdruk" kunt benaderen. Maar die aandrukking is wel véél effectiever dan met zo'n brandslang, omdat de aandrukkracht rondom overal volledig gelijkmatig is.

Overigens is 30 Psi slechts ongeveer 2,1 bar (1 bar is 14.7 Psi).

Ik heb me laten vertellen, dat verlijmen onder vacuum beter is i.v.m. ingesloten luchtbellen, en ik heb begrepen, dat je met vacuum ook de materialen droog in kunt pakken, vacuum trekken en dan via het vacuum de hars kunt injecteren, waardoor je helemaal nul luchtinsluitingen krijgt.

Maar hoe je dat precies moet doen (of je daar speciale uitrusting voor nodig hebt o.i.d.) dat zou ik je niet kunnen vertellen.

Ik heb van drukken meer verstand dan van harsen

Groet, Bert

 

[trampo]

Van de methode dat je eerst vacuum trekt en vervolgens vol giet met epoxy inderdaad de beste methode is om een epoxy arm (dus licht en sterk) eindproduct te krijgen. Helaas is deze methode voor het bouwen van de ski's zoals ik het van plan ben erg lastig.

Ik zie het inderdaad Brutus. 50 psi is ruim 3 bar, maar ik heb rond de 2.1 bar nodig dus.

De vraag is dus vooral of er een theorie achter zit om de gewenste negatieve druk (vacuum) te berekenen. Zou bijvoorbeeld -0.9 bar (zo zegt men dat toch?) genoeg zijn?

 

[DirkSchipper]

Als je een verlijming 'perst' mbv. druk is die druk altijd relatief. Ten opzichte van een andere druk dus. Immers, hier in de buitenlucht staat die ski ook onder invloed van 1 Atm. druk, maar als verlijmpers heb je daar maar weinig aan.
Kortom je brengt druk aan tov. de heersende druk. Het verschil is de effectieve persdruk. 2,1 Atm ga je dus niet halen met alleen de gewone luchtdruk en vacuüm, in een drukkamer met 2,1 Atm luchtdruk wel (maar dat is een dure oplossing )

Met die 'brandslangmethode' heb je kennelijk 2,1 Atm nodig.
Dat betekent dat je dus aan alleen vacuüm niet genoeg hebt.

Een kleine 'maar': waarvoor heb je die 2,1 Atm druk nodig?
Als dat is om de skies in die holle vorm te persen, dan zit er weinig anders op.
Als die druk nodig is om alle luchtbelletjes er uit te persen, dan zou je met 'slechts' 1 Atm vacuüm wel eens een heel eind kunnen komen, want die methode werkt beter omdat de luchtbelletjes onder vacuüm groter worden en dus naar buiten komen, terwijl ze onder overdruk juist kleiner worden, en dus niet verdwijnen ...

 

[trampo]

Dank voor de reactie. Wat ik eruit opmaak is dat het rekenen met negatieve druk relatief tot de atmosfeer nog niet zo eenvoudig is.

De druk is nodig om de lagen met zoveel mogelijk oppervlaktedruk op elkaar te klemmen voor een sterke verbinding. Dit wordt zoals ik zei normaal gesproken gedaan met een slang die van bovenaf op de ski wordt gelegd en opgepompt met 2.1 bar luchtdruk (verschil met atm dus 3.1 bar atm als ik het goed begrijp?)

Het nadeel van het luchtdrukpersen is dat een enorme pers nodig is en die is voor een incidentele productie (ik wil maar 1 of 2 paar ski's maken) veel te prijzig. Een goede methode die veel wordt gebruikt bij incidentele productie is vacuumtrekken.

Ik heb begrepen dat (-?)0,9 bar vacuum redelijk zou moeten volstaan voor een goede uitharding. Maar bereik je hier ook dezelfde oppervlaktedruk mee als 2.1 bar compressiedruk van bovenaf?

2.1 bar staat gelijk aan 0,21 MPa oftewel N/mm^2. Kun je deze oppervlaktedruk ook bereiken negatieve druk oftewel vacuum?

 

[DirkSchipper]

2.1 bar staat gelijk aan 0,21 MPa oftewel N/mm^2. Kun je deze oppervlaktedruk ook bereiken negatieve druk oftewel vacuum?

Nee, met vacuüm kun je max 1 bar lager dan de luchtdruk die hier gewoon heerst. Dus 0 bar. De buitenlucht druk er dan dus met 1 bar op. Dat is hetzelfde als wanneer je die slang met 1 bar zou oppompen.

Toch geef ik je een behoorlijke kans dat de verlijming wel goed zal gaan. omdat je met vacuüm juist evt. luchtbellen verwijdert. Dat doe je niet als je met 2,1 bar perst.
Als het gewicht van de skies niet heel kritisch komt, zou ik het laminaat niet te droog maken. Net glanzend van de epoxy.

 

[brutus]

Dank voor de reactie. Wat ik eruit opmaak is dat het rekenen met negatieve druk relatief tot de atmosfeer nog niet zo eenvoudig is.

De druk is nodig om de lagen met zoveel mogelijk oppervlaktedruk op elkaar te klemmen voor een sterke verbinding. Dit wordt zoals ik zei normaal gesproken gedaan met een slang die van bovenaf op de ski wordt gelegd en opgepompt met 2.1 bar luchtdruk (verschil met atm dus 3.1 bar atm als ik het goed begrijp?)

Het nadeel van het luchtdrukpersen is dat een enorme pers nodig is en die is voor een incidentele productie (ik wil maar 1 of 2 paar ski's maken) veel te prijzig. Een goede methode die veel wordt gebruikt bij incidentele productie is vacuumtrekken.

Ik heb begrepen dat (-?)0,9 bar vacuum redelijk zou moeten volstaan voor een goede uitharding. Maar bereik je hier ook dezelfde oppervlaktedruk mee als 2.1 bar compressiedruk van bovenaf?

2.1 bar staat gelijk aan 0,21 MPa oftewel N/mm^2. Kun je deze oppervlaktedruk ook bereiken negatieve druk oftewel vacuum?

Een verlijming word niet sterker van klemming, dat is een fabeltje.

Een verlijming word sterker van een dunne gelijkmatige lijmlaag en goed aanliggen van de te verlijmen delen.
Die klemming is slechts een hulpmiddel om dat te bereiken.
Het is dus niet zo, dat als je die brandslang met 10 bar oppompt, dat de verlijming dan NOG sterker wordt...

Bij onderdelen met elastische vervorming kan te veel klemming zelfs negatief zijn, omdat de verlijming onder spanning uithard, en na wegnemen van de klemkracht de verlijming dus al continue belast wordt.

Zoals ik al eerder opmerkte: vacuum levert bij het zelfde drukverschil over het algemeen een betere verbinding, vanwege die luchtbellen die beter uit de hars wegtrekken, maar ook omdat over het algemeen de drukverdeling véél regelmatiger is dan met een pers.

Overigens: 2,1 bar, is 2,1 bar t.o.v. de atmosferische druk.

Met vacuum kun je niet meer dan 1 bar drukverschil bereiken, omdat de atmosferische druk nu eenmaal 1 bar is, en negatieve drukken bestaan niet. Wel negatieve drukverschillen: Neem een leeg olievat. De druk van de atmosfeer is 1 bar, de druk in het (open) vat is ook 1 bar, en men spreekt van nul bar drukverschil. Sluit het vat af, pomp er lucht in, en op het moment dat je 1 bar drukverschil hebt, staat er in dat vat dus 2 bar "absoluut" (ofwel "gerekend vanaf nul").
Pomp de lucht er uit tot je een half vacuum hebt, en je hebt een halve bar onderdruk. Er is nu een halve bar drukverschil met de atmosfeer (een negatief drukverschil), maar de druk in dat vat is nog steeds een halve bar.

Ga je verder door zuigen, dan is er bij nul bar absoluut, domweg helemaal niets meer in dat vat aanwezig om weg te zuigen, je kunt dus niet nog lager gaan. Een lege emmer kan nu eenmaal niet nóg leger....

Ofwel, 1 bar onderdruk (-1 bar drukverschil, of 0 bar absoluut) is het laagste wat theoretisch haalbaar is.
Voor de hobbyist is afhankelijk van je methode van vacuum trekken een vacuum haalbaar tot max ongeveer 0.9 bar onderdruk (0.1 bar absoluut).
Bijvoorbeeld drie of vier water-ejectortjes in serie. Kost alleen wel heel veel water.

Er zijn uiteraard ook pompjes te koop die tot 0.05 bar absoluut gaan, maar die zijn best wel prijzig, worden gebruikt voor koel en vries installaties. Ze zullen vast ook wel via de betere kunsthars-zaken te krijgen zijn?

Groet, Bert

 

[Bertus]

Zijn de lagen van hout?
Is het dan niet mogelijk ze nat in een zak te stoppen en in een mal te leggen zodat ze de vorm aannemen?
Daarna uit de zak met een paar klemmen in de mal laten drogen.
Dan lijmen en vacuüm zuigen.
Zomaar een ideetje wat in me op komt.