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Materialkunde

Expandiertes Polystyrol (EPS)

EPS ist weiß und vor allem unter dem Namen Styropor® bekannt. Dies ist jedoch eigentlich das für BASF eingetragene Warenzeichen und somit ein Handelsname.

Expandiertes Polystyrol wird mit Wasserdampf aufgeschäumt und muss vor dem Schneiden ausreichend abgelagert und trocken sein. Styropor® ist in unterschiedlichen Qualitäten lieferbar.

- Baustyropor: Bezeichnung P15 - P30 mit 15 - 30 kg/m³. Ist meist sehr grobporig geschäumt und enthält manchmal Recyclingmaterial. Styropor® mit Recyclingmaterial kann zwar mit der STEP-FOUR-Schneidemaschine bearbeitet werden, ist jedoch als Schaumstoffkern für Tragflächen absolut unbrauchbar. Viele Baumärkte führen hochwertiges P15-Baustyropor. Wegen seines geringen Gewichts wird dieses Material meist bei Modellflugzeugen in der F3A- und F3A-X-Szene verwendet. Da P15-Styropor recht grobporig geschäumt ist, franst es meist im Endleistenbereich aus. Das heißt, die Endleiste ist recht wellig und sieht nicht besonders schön aus. Trotzdem kommt bei den meisten Wettbewerbspiloten nur P15-Styropor zur Anwendung. Um eine ordentliche Verbindung mit der Beplankung zu gewährleisten, muss in einer Vakuumpresse oder im Foliensack verklebt werden.

- Fassadenstyropor: Qualitäten 18 - 25 kg/m³. Kann in der Regel gut verarbeitet werden, da es aufgrund des Materialschwundes bereits abgelagert ist.

- Modellbaustyropor: Raumgewicht um ca. 20 kg/m³. Sehr feinporig geschäumtes Material, das üblicherweise für die Herstellung von Modellen für die Gusstechnik, für Designmodelle und im Flugmodellbau eingesetzt wird. Gut geeignet für Tragflächenkerne, da durch die feinporige Struktur bereits geringe Harzmengen einen guten Verbund mit dem Beschichtungsmaterial ergeben. Modellbaustyropor verwenden hauptsächlich professionelle Hersteller von Schaumstofftragflächen. Der geschnittene Styroporkern sieht sehr gut aus und vermittelt das Gefühl von Präzisionsarbeit. Wegen der größeren Härte gegenüber Baustyropor eignet sich das Material ausgezeichnet für dünn profilierte Seglerflächen.

Extrudiertes Polystyrol (XPS)

XPS ist unter verschiedenen Handelsnamen bekannt z.B. Styrodur®, Styrofoam® und wird in verschiedenen Farben von zahlreichen Unternehmen hergestellt, wie z.B. Dow Chemicals oder BASF. Extrudiertes Polystyrol wird mit Treibgas in Extrudern aufgeschäumt und besitzt im Gegensatz zum expandierten Polystyrol eine weitgehend geschlossene Zellstruktur. Es wird mit Raumgewichten zwischen 25 kg/m³ und 50 kg/m³ hergestellt.

XPS zeichnet sich durch relativ hohe Druckfestigkeit im Vergleich zu expandierten Materialien aus. Es wird in unterschiedlichen Ausführungen und Dichten hergestellt und ist meist farbig. Besonders gut sind sie geeignet zur Herstellung plastischer Buchstaben und Logos sowie im Modellbau.

Bekannte Markennamen sind zum Beispiel:

- Roofmate®: Extruderschaum mit Schäumhaut, Farbe blau, (DOW) Raumgewicht ca. 35 - 40 kg/m³, glatte Schnittfläche. Wegen der Schäumhaut neigen die Teile zum Verziehen. Besonders in England und Amerika erfeut sich der „blue foam" großer Beliebtheit. Wegen der relativ großen Oberflächenhärte und guten mechanischen Bearbeitbarkeit eignet sich das Material gut zum Bau von Urmodellen.

- Styrofoam®: Extruderschaum ohne Schäumhaut, Farbe blau, (DOW) Raumgewicht ca. 28 - 30 kg/m³. Da relativ geringes Gewicht und gute Oberflächenqualität, eignet sich Styrofoam® ausgezeichnet als Schaumstoff für den Tragflächenbau. Relativ starke Qualitätsschwankungen bei dünnem Plattenmaterial. Weitere ausführliche Informationen finden Sie hier.

- Styrodur®: Extruderschaum mit Schäumhaut, Farbe grün (BASF) Raumgewicht ca. 35 - 40 kg/m³. Eigenschaften gleich wie Roofmate®. Mit der STEP-FOUR-Styroporschneidemaschine geschnitten, eignet sich Styrodur® sehr gut zum Bau von dünnen Tragflächen ohne Holm oder zur Fertigung von Rumpf- und Tragflächen-Urmodellen.

- Fina-X®: Extruderschaum in unterschiedlichen Qualitäten (AIREX) von ca. 28 kg/m³ bis 35 kg/m³, mit und ohne Schäumhaut. Gut geeignet bei relativ gleichbleibender Qualität.

- Styrodur® und Styrofoam® sind schwer entflammbar nach DIN 4102, Baustoffklasse B1. Styrodur®, der grün eingefärbte XPS Hartschaum von BASF, ist frei von FCKW.

Gängige Plattenmaße: 1250 mm x 600 mm (Stärken: 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120mm)

 

Expandiertes Polypropylen (EPP)

EPP wird aus Rohöl gewonnen, es ist leicht und trotzdem stabil und nahezu beliebig verformbar. EPP ist von -40° bis +110° C temperaturbeständig und weitgehend beständig gegen Chemikalien, kann also mit lösungsmittelhaltigen Lacksystemen behandelt werden.

EPP lässt sich mit Heizdraht-Schneideanlagen bearbeiten (Schneidestrom ca. 2,6A, Vorschub ca. 190mm) und wird ein wenig heißer als Styropor geschnitten. Stellt man die Temperatur so ein, dass das Material beim Schneiden Fäden zieht, wie es bei Styropor üblich ist, verklebt es leicht. So kann es passieren, dass beim Abnehmen der Negativschalen die Endleiste oder andere dünn auslaufende Bauteile beschädigt werden.

EPP kann auch mit Messer, Säge, Raspel und Feile bearbeitet werden. Verklebt wird es mit handelsüblichem Superkleber, UHU-Schnellfest oder ähnlichen 2K-Klebstoffen. Um die Haftung von Folien und Klebebändern zu erhöhen, sollte man die zu beklebenden Teile mit Sprühkleber einsprühen, trocknen lassen und anschließend die Klebebänder oder Folien aufbringen.

Produkte aus EPP: Behälter, Schockabsorber in den KFZ-Stoßfängern, medizinische Liegen, Kissen und Körperstützen, Modellbau (es können fast unzerstörbare Flugmodell gebaut werden z.B.: Zagi Nurflügel, Park- und Slowflyer)

- Formate: 1500x1000x120mm bis 1800x1200x150mm

- Raumgewicht: 15 bis 60kg/m³

- Farben: Weiß und Schwarz

Schnittgeschwindigkeit und Schneidestrom

Die Profi-Schneidesoftware von STEP-FOUR besitzt eine integrierte Datenbank zur Eingabe materialspezifischer Kennwerte wie unter anderem Schnittgeschwindigkeit, Schneidestrom und Abbrandkennlinie. Wird ein Teil aus verschiedenen Materialien oder mit unterschiedlichen Schneidedrähten geschnitten, so braucht nur die geeignete Materialdatei geladen werden, um alle Parameter an die geänderten Gegebenheiten anzupassen. Die im Lieferumfang enthaltene Materialdatei enthält einige Beispiele zur Materialdefinition. Diese Dateien basieren auf dem Einsatz eines Hochleistungswiderstandsdrahtes mit 0,4mm Durchmesser.

Folgende Schnittgeschwindigkeiten und Schneideströme haben sich mit dem Standardschneidedraht bewährt und können als Richtwerte angesehen werden:

Material

Schnittgeschwindigkeit

Schneidestrom

Expandiertes Polystyrol 12 - 18 kg/m³

300 - 500 mm/min

2,3 - 2,5 A

Expandiertes Polystyrol 20 - 25kg/m³

200 - 300 mm/min

2,5 - 2,7A

Extrudiertes Polystyrol 25 - 40kg/m³

175 - 300 mm/min

2,6 - 2,8A

Verarbeitungstipps

Verkleben von EPS und XPS

Teile aus EPS und XPS können Sie miteinander verkleben, ebenso wie mit anderen Materialien, wie z.B. Acrylglas. Der verwendete Klebstoff muss lösungsmittelfrei sein.

  • 2 Komponentenkleber, Kömmerling Chemische Fabrik KG Pirmasens: Packungseinheit: ca. 1 kg Klebstoff + Härter; Verbrauch ca. 500 - 750 g/m² bei geraden Oberflächen, entsprechend mehr beim Ausfüllen von Hohlräumen bzw. ovalen Flächen. Verwendung für groß- und kleinflächige Verklebungen von Styropor PS 15, PS 30 sowie Styrodur miteinander und auf Metalle, Beton, Stein, Kunststoffe, Glas.
  • PUR-Leim im Dosiersystem von Würth, Künzelsau: Einkomponenten-Polyurethankleber, der durch Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchtigkeit aushärtet. Aushärtungszeit etwa 20 Min.
  • Styroporkleber der Firma Bickers in Essen: Dieser Kleber wird mittels Niedertemperatur-Klebepistole aufgetragen.
  • UHU por: Schnellanziehender Spezialklebstoff zum Verkleben von Polystyrol-Hartschaum (z.B. Styropor®) auch in Verbindung mit anderen Materialien. Klebstoff wird zweiseitig (Kontaktverklebung) aufgetragen. Nach 5 - 20 Minuten Ablüftezeit erfolgt Soforthaftung. Der Klebefilm ist farblos und wasserfest. Auch für Farbfotos und Fensterbilder (problemlose Entfernung mit Waschbenzin) gut geeignet.

Weitere geeignete Klebstoffe: Holzleim, Fliesenkleber, Silikon, Epoxidharz

Befestigung von Dekorationselementen aus EPS und XPS1872

Zum Befestigen oder Verbinden von Dekorationselementen eignen sich hervorragend Kunststoffdübel, erhältlich aus dem Baumarkt. Sie halten sicher vor allem bei Abhängungen von Hallendecken.

Oberflächenbearbeitung

Mechanische Bearbeitung: wie Schleifen und Schmirgeln zur Glättung der Oberflächen.

Chemische Bearbeitung: durch die gezielte Benetzung mit Lösungsmitteln lassen sich wirkungsvolle Struktureffekte erzielen.

Beschichtung

Dekorative Farbanstriche mit matter Oberfläche erreichen Sie mit wasserlöslichen Acrylfarben. Mit Farben wie "Creanox Rostfarben" und Steinfarben (Rockstone) lassen sich verblüffende Effekte erzielen, z.B. rostige Schrauben aus Styropor® und Steinlandschaften. Wetterfeste Oberflächen erreicht man durch Verputzen mit Spritz- und Rollputz, durch Beschichtung mit Polyurethan oder Epoxidharz, sowie durch eine Spezialharz mit Quarzsandbeschichtung. Diese Beschichtungen sind auch bestens geeignet, um das Styropor® gegen mechanische Einflüsse zu schützen.

 
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