Schaumstoffe sind künstlich hergestellte Stoffe mit zelliger Struktur und niedriger Dichte. Es eignen sich fast alle Kunststoffe zum Schäumen.

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1 Schaumstoff Schaumstoffe sind künstlich hergestellte Stoffe mit zelliger Struktur und niedriger Dichte. Es eignen sich fast alle Kunststoffe zum Schäumen. 1.1 Arten Polyurethan (PUR) Expandiertes Polystyrol (EPS) Extrudiertes Polystyrol (XPS) Eigenarten/ Typen Geschlossenzelliger Schaumstoff: die Wände zwischen den einzelnen Zellen sind komplett geschlossen. Offenzelliger Schaumstoff: die Zellwände sind nicht geschlossen, diese Schaumstoffe können daher Flüssigkeiten aufnehmen. Gemischtzellige Schaumstoffe enthalten beide Arten von Zellen. Integralschäume: Sie haben eine geschlossene dicke Außenhaut und einen zelligen Kern, die Dichte nimmt nach innen hin ab. Schaumstoffe zeichnen sich durch eine sehr niedrige Dichte (hier Raumgewicht genannt) und Wärmeleitfähigkeit bei nur geringer Festigkeit aus. Die Ver- und Bearbeitbarkeit ist bei geringen Werkzeugkosten einfach möglich. Bedingt durch den inneren Aufbau, sind Bauteile aus Schaumstoff nahezu eigenspannungsfrei. Festigkeiten und Gewicht Die Festigkeit wird in Stauchhärte z.b. Stauchhärte 40=4kPa bei 40% zusammendrücken (meistverbreitet, aber ungenau) oder Eindruckhärte (unbekannter, aber aussagekräftiger) ausgedrückt. Das Raumgewicht z.b. RG 35=35kg/m³ und die Stauch- bzw. Eindruckhärte sind zumeist nicht voneinander abhängig. Ein schwerer Schaumstoff muss kein fester Schaumstoff sein. Dies ist vielmehr vom Einsatz der Rohchemikalien, dem Wetter (das relative Klima bei der Schäumung) und den handwerklichen Fähigkeiten des Schäummeisters abhängig. Daraus ergeben sich Toleranzen. Festigkeitstoleranzen werden im Bereich ±15 % von Charge zu Charge und innerhalb der Charge akzeptiert. Die Angaben bei Schaumstoffe z.b.: RG35/40 = Raumgewicht/Stauchhärte (also 35kg/m³ / 4kPa bei 40% zusammendrücken).

2 2. Bearbeitung Schaumstoff 2.11 Schere Von der normalen Haushaltsschere bis zur Nagelschere lässt sich so ziemlich jede Schere zur Bearbeitung von Schaumstoff einsetzen Messer Mit einem scharfen Messer kann man sowohl feine Details als auch große Schnitte machen. Dabei verzieht sich häufig das Material und der Schnitt wird unsauber. Dem kann man etwas entgegenwirken wenn man beim Schneiden nicht aufdrückt und lange Sägebewegungen macht. Aushöhlungen bekommt man hin, indem man den Schaumstoff beim Schneiden etwas nach außen wölbt Abflammen Versucht man die Schaumstoffoberfläche mit einem Gasbrenner abzuflammen, bekommt man nur viel Gestank und eine klebrige Oberfläche. Gezielte Bearbeitung ist kaum möglich Fräsen mit rotierender Drahtbürste Schaumstoff kann mit einer rotierenden Drahtbürste hervorragend bearbeiten. Man lässt die Drahtbürste mit der größtmöglichen Geschwindigkeit rotieren, und führt den Schaumstoff mit beiden Händen an die Drahtenden. Die Bürste reißt feinste Schaumstoffteile aus dem Block und fräst problemlos feine Rundungen, Aushöhlungen und Flächen Kleben Schaumstoffe lassen sich gut verkleben. Gut eignen sich Kontaktkleber die man auf beide zu verklebenden Einzelteile aufträgt und trocknen lässt bevor man die Teile dann fest zusammendrückt (z.b. Schusterkleber) Nähen Dünner Schaumstoff lässt sich mit einer guten Nähmaschine oder per Hand auch mit Stoff vernähen. Vorteil gegenüber Verkleben: atmungsaktiv und waschbar. 1/8

3 2.17 Thermosäge Styrocut, Hotwire, Heißdraht-Schneidegerät, Styroporschneider, Schaumschneidemaschine Die Thermosäge bietet die Möglichkeit härtere Schaumstoffe zu schneiden (Styrodur). Es sind nur Materialien geeignet, welche bei geringen Temperaturen schmelzen. Die hauptsächliche Anwendung der Thermosäge ist im Architektur- und Flugzeugmodellbau. Das zu sägende Material wird durch einen glühenden Draht geschmolzen. Hierbei handelt es sich um einen Draht, welcher bei hohen Temperaturen nicht reist (man könnte auch eine A-Gitarrenseite verwenden). Der Metalldraht besteht meistens aus Konstantan. Dieser wird direkt von Strom durchflossen und dabei auf die gewünschte Arbeitstemperatur erhitzt. Je wärmer der Draht desto größer muss die Geschwindigkeit sein, da ansonsten der Schnitt nicht exakt ist und der Schaumstoff zu stark schmilzt. Zur Stromversorgung wird meist ein Niedervoltnetzgerät verwendet, damit ein versehendliches Berühren des Drahtes nicht zu Stromschlägen führt. Angefangen bei Tischschneidegeräten bis zu computergesteuerten Geräten ist hier alles zu finden. Aufwendigere Modell haben zusätzlich einen Ventilator zur Belüftung des Heißdrahtes, um eine Überhitzung zu vermeiden. Beispiele: Cnc-Styrocut 3D pro Dabei handelt es sich um eine computergesteuerte CNC Heißdraht Schneidemaschine zum thermischen Schneiden von 2D und 3D Körpern aus Styropor, Styrodur und EPP. Alle Achsen können unabhängig von einander angesteuert und gefahren werden. Dies ermöglicht das Schneiden von z.b. Kegeln, Kegelstümpfen und konischen Säulen. Es gibt keinen festen Maschinenrahmen. Die Lineareinheiten können auf dem Maschinentisch bis auf eine maximale Drahtlänge von 3m (10') beliebig weit auseinander gestellt werden. Anwendung: Werbung, Schalung, Verpackung, Modelbau, Dämmung, etc. VIDEO: 2/8

4 Cnc Drehtisch Ohne großen Aufwand können computergesteuert Kugeln, Figuren, symmetrische und unsymmetrische 3D Körper aus EPS, XPS und EPP schneiden. Vorgebogener Draht Zum Schneiden von Kugeln, Bälle, Säulen oder andere 3D Körper aus EPS, XPS und EPP. Der Draht wird anhand einer Schablone gebogen und diese Drahtaufnahmen werden auf dem Styrocutter montiert CNC Fräse Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeit beim Fräsen von Schaumstoff. Allgemein kann man sagen, dass Schaumstoff mit Schnittgeschwindigkeiten von m/sec. gefräst werden kann. Diese Werte sind raumgewichtsabhängig, doch kann man aufgrund dieses sehr großen Bereiches bei der Auswahl der Fräser-Durchmesser und Drehzahlen fast beliebig kombinieren. 3/8

5 Die jeweils optimale Vorschubgeschwindigkeit ist von verschiedenen Faktoren abhängig, so z. B. von der Werkzeugart und -größe, vom Fräserquerschnitt, von der Leistung der Fräser- Antriebsmotoren und natürlich von der Güte (Materialbezeichnung/Handelname) und Raumgewicht des zu bearbeitenden Werkstoffes. Beim CNC-Fräsen können bis zu 5-achsige Maschinen über eine Maschinensteuerung programmiert werden. Die Achsen werden einzeln oder gleichzeitig mit Vorschüben geregelt. Die Verfahrwege werden durch Glasmessleisten gemessen. Man unterscheidet inkrementelle und absolute Wegmesssysteme. CNC-Fräsmaschinen laufen mit teilweise extremen Vorschüben von 60 m/min und Drehzahlen von U/min, jedoch liegen die Werte üblicherweise deutlich darunter. Die Werkzeuge werden in einem Werkzeug-Wechselmagazin gelagert, automatisch im Bedarfsfall 4/8

6 aufgerufen und durch einen Werkzeugwechsler eingewechselt. Die CNC-Technik ermöglicht das 3D-Fräsen, mit dem komplizierte 3D-Konturen erzeugt werden können. Häufig wird das Werkstück in vielen kleinen nebeneinander liegenden Zeilen abgefahren. Beim 5-Achsen-Fräsen kann die Maschine den Fräser unter jedem Winkel am Werkstück positionieren und verfahren, wodurch die Fertigung von extrem komplexen 3D-Konturen ermöglicht wird. Kenndaten einer Fräsmaschine sind die Arbeitsraum-Koordinaten, das heißt welche Verfahrwege in den Koordinaten X, Y und Z möglich sind, welche Antriebsleistung und welche Drehzahlbereiche verfügbar sind. Neuerdings gibt es Maschinen mit bis zu 8 Achsen beim Fräsen (Chiron FZ 08S) oder bis 15 Achsen (Langdrehen). Beispiele: Cnc Styropor Fräse 3D pro Bei handelt es sich um eine computergesteuerte CNC Fräsmaschine. Sie ist über alle 3 Achsen frei fahrbar. Bei dieser Maschine handelt es sich um modifizierte Styropor Schneidemaschine. Benutzt wird diese CNC Styroporfräse zum 2D und 3D Fräsen von PVC, Holz, GFK, CFK, weichen Metallen wie z.b. Aluminium, Kupfer, Messing oder zum 3D Formenfräsen von EPS, XPS, EPP, etc. 5/8

7 Cnc Fräse 3D pro Es ist eine computergesteuerte CNC Fräsmaschine, zum Fräsen von 2D und 3D Teilen. Sie ist über alle Achsen frei fahrbar. Anwendung: EPS, XPS, EPP, PVC, Holz, Fiebergla, Carbon und Weichmetallen wie z.b. Aluminium, Messing, Kupfer etc. VIDEO: Software DeskCNC Diese Software kann sowohl eine CNC Styropor Schneidemaschine als auch unsere CNC Fräsmaschine ansteuern. Notwendig ist ein CAD-Zeichenprogramm. DeskCNC wurde zum Ansteuern von bis zu vier Achsen gleichzeitig entwickelt. Die vierte Achse kann dabei sowohl eine Rundachse als auch eine Linearachse sein. DeskCNC besteht aus den Modulen CAM, G-Code Editor und dem Maschinenmodus. 6/8

8 Modus kann man DXF, HPGL und PLT Dateien öffnen und entsprechend skalieren, drehen und verschieben. Anschließend wird die Schnittrichtung sowie den Start- und Endpunkt definiert und eine ISO-G-CODE Schnittdatei erstellt. Der Abbrandfaktor wird von DeskCNC automatisch berücksichtigt. Die Schnittdatei kann sofort im Maschinenmodus geschnitten oder aber im G-Code Editor manuell nachbearbeitet werden. Fräsen: im CAM Modus kann man DXF, HPGL und PLT Dateien öffnen und entsprechend skalieren, drehen und verschieben. Anschließend wird für einzelne oder alle Regionen der Zeichnung die gewünschte Fräsart ausgewählt. Zur Auswahl stehen Konturfräsen, Taschenfräsen, 3D Fräsen, Bohren, Gravieren usw. Zum Abschluß wird die Fräsdatei als ISO- G-CODE Datei abgespeichert. Die Fräsdatei kann sofort im Maschinenmodus gefräst oder aber im G-Code Editor manuell nachbearbeitet werden. Folgende Fräsprogramme werden unterstützt: - Konturfräsen, Taschenfräsen, 3D Fräsen, - Gravieren, Bohren. Weitere Funktionen: - 3D scannen mit optionalem TP-100 3D Tastscanner, - Bilder in Gravier- und Fräsdateien umwandeln, - Leiterplatten fräsen und bohren, - Ringe gravieren mit 4D Rotationsachse, - Drehen. 7/8

9 Oberflaechen Pu Beschichtungen

10 Oberflaechen Harzbeschichtungen

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