Fertigungsstand des Monocoques

Zum ersten Mal wird in dieser Saison der langjährige Gitterrohrrahmen durch ein Monocoque aus Carbon ersetzt. Ohne die Unterstützung von unserem Sponsor Geiss AG aus Seßlach, die für uns neben den Aerodynamik-Formen, auch die sehr großen Formen aus MDF gefräst haben, wäre die Umsetzung dieses Projektes nicht möglich gewesen.

Monocoque im CAD-Programm

Das Monocoque wird, wie alle anderen Bauteile auch, im CAD-Programm regelkonform konstruiert. Auch Tests zum Nachweis der geforderten Stabilität des eingesetzten Laminars müssen vorab durchgeführt werden. Die Besonderheit bei dieser Baugruppe ist jedoch, die sehr aufwändige und zeitintensive Fertigung, mit vielen Arbeitsschritten und Bearbeitungsmethoden.

Als Grundlage werden vier Positivformen bei Geiss aus verklebten MDF-Platten gefräst, welche dann später zur gesamten Form des Monocoques zusammengesetzt werden. An den Trennstellen der Formen sind Bohrungen für Passstifte eingearbeitet. Auch an Stellen, bei welchen Genauigkeit besonders wichtig ist, wie beispielsweise für Anbindungen des Fahrwerks oder Motors, sind diese ebenso vorzufinden.

In Handarbeit werden die gefrästen Formen von unserem Team mehrmals geschliffen, gespachtelt und gefüllert. Nach dreimaliger Wiederholung wird in der letzten Schicht Lack aufgetragen, welcher wiederum mit unterschiedlichen Körnungen glatt geschliffen und poliert wird. Anschließend werden die Formen versiegelt und schichtweise Trennmittel aufgetragen, welches später das Ablösen der laminierten Form gewährleistet. Für die spätere Passung werden sowohl konventionell gedrehte als auch gekaufte Hülsen über die eingesetzten Passstifte geschoben.

Beim ersten Schritt des Laminieren wird aus den Positivformen aus MDF eine Negativform aus Carbon angefertigt, in welcher dann später das eigentliche Monocoque entsteht. Dafür wird zuerst ein Gelcoat aufgetragen, wodurch die Entstehung einer glatte Oberflächen sicher gestellt wird. Die erste Schicht aus Carbon-Kurzfasern wird überall dort eingelegt, wo kritische Stellen, wie Innenrundungen oder Ecken, vorzufinden sind. Dafür eignen sich die Kurzfasern besonders gut, da diese auch zur Verstärkung in schwer zu erreichende, kleine Stellen gedrückt werden können. In der nächsten Schicht entsteht die Geometrie der Negativform. Kleine, drappierte Stücke aus Leinwand-Gewebe mit 70 g/m2 eignen sich sehr gut, um sich an die Konturen der Negativform anzupassen. Anschließend folgen zehn Lagen mit abwechselnden Carbon-Gelege aus 0/90° und +/-45° mit einem Flächengewicht von 350 g/m2. Die in streifen-geschnittenen Fasern werden mit einem speziellen Epoxidharz auflaminiert, damit die Negativform ausreichend Stabilität aufweist.

Laminierte Negativform aus High Temp Epoxid mit Gelcoat und 12 Lagen biaxialem CFK-Gelege

Für die im Autoklaven notwendige Temperaturstabilität werden vorher alle vier laminierten Negativformen bei 130 bis 160°Grad getempert. Danach können die Formen zusammengesetzt, die Flansche verschraubt und die Passstifte eingesetzt werden. Jetzt beginnt das eigentliche Herstellen der Monocoque-Form durch das Einlaminieren der ersten Lage aus Prepreg in der großen Negativform. Diese wird anschließend unter Vakuum verdichtet, damit eine möglichst glatte Oberfläche entsteht, bevor weitere Innenlagen platziert werden. Mit den eben genannten Lagen werden auch die Inlays für verschraubte Bauteile, sowie der Front-Hoop eingesetzt.
Die gesamte Negativform mit genannten Zusätzen wird zum ersten Mal im Autoklaven unter Unterdruck und gleichzeitigem Überdruck von außen gebacken. Beim zweiten Backen werden vorher ein Wabenkern aus Aluminium eingeklebt und die finalen, inneren Gelege aus Carbonfasern eingesetzt.

Im Optimalfall kann nach dem Entformen das fertige Monocoque ohne große Nachbearbeitung sofort genutzt werden.

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