Kleine Schaumstoff-Übersicht
Für den Modellbauer spielen drei Arten Schaumstoff eine Hauptrolle:
· EPS
· XPS
· EPP
Styropor - EPS (Expandiertes Polystyrol)
EPS besteht nur zu 2% aus Polystyrol, die restlichen 98% sind Luft und der Rest ein wenig Chemie. &xnbsp;Die Größe der einzelnen Lufteinschlüsse ist unterschiedlich, der Anteil jedoch annähernd gleich. Es handelt sich um aufgeschäumtes Polystyrol, das durch Expandieren von kleinen Granulat Kugeln entsteht. Als Treibmittel dient Pentan, das verdampft und das thermoplastische Grundmaterial bis auf das 20- bis 50-fache zu Polystyrol - Schaumpartikeln aufbläht. Durch eine zweite Heißdampfbehandlung zwischen 110°C und 120°C werden Blöcke, Platten oder Formteile hergestellt.
Schmelzpunkt: 110-125°C
Bei Temperaturen wenig über 100 °C schmilzt EPS und tropft ab. Man sollte unterhalb von etwa 300°C bleiben, da sich das Material dann zersetzt, wobei Styrol und etwaig vorhandene Reste vom eventuell verwendeten Treibmittel Pentan frei werden.
Styropor ist nicht elastisch, Druckstellen bleiben dauerhaft im Material und es bricht bei zu starker Biegung.
Die Temperaturleitfähigkeit hat für Material mit Dichten von 30kg/m³ bei Raumtemperatur ein Minimum und steigt dann bis zu einer Dichte 100kg/m³ linear um 30%. Dies erklärt auch die gute Schneidfähigkeit von leichtem Material. Durch die geringe Wärmeleitfähigkeit von Styropor bedingt, bleibt die Eindringtiefe der hohen Temperaturen relativ klein, was sich umso günstiger auswirkt, je dicker Styropor ist. Auf Grund dieser Tatsache lassen sich große Blöcke sehr gut mit dem Heißdraht schneiden.
Die Materialdichte liegt im Allgemeinen zwischen 15 und 90kg/m³.
Styropor mit einer Rohdichte von z. B. 15kg/m3 erreicht bei 2 bis 3 % Stauchung die Elastizitätsgrenze; weitergehende Beanspruchung führt dann zu bleibender Verformung der Schaumstoffzellen.
Styropor Preise
Die Preise werden als Quadratmeterpreise angegeben und variieren hauptsächlich mit der Stärke. Die kleinste Stärke ist 10 mm mit einem Preis von 0,83 €/m². Die Styropor Preise steigen in etwa linear zu der Stärke.
- Baustyropor: Bezeichnung P15 - P30 mit Dichten 15 - 30 kg/m³. Es ist meist sehr grobporig geschäumt und enthält manchmal Recyclingmaterial. Styropor® mit Recyclingmaterial kann zwar mit der 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, was zu Welligkeiten führt und sieht nicht besonders gut aussieht. Trotzdem kommt bei den meisten Wettbewerbspiloten nur P15-Styropor zur Anwendung. Um eine ordentliche Verbindung mit der Beplankung zu gewährleisten, muss es im Foliensack verklebt werden.
- Fassadenstyropor: Dichte 18 - 25 kg/m³. Es lässt sich gut verarbeiten, da es meistens gut abgelagert ist und kaum&xnbsp; Materialschwund aufweist.
- Modellbaustyropor: Dichte um ca. 20 kg/m³. Sehr feinporig geschäumtes Material, das üblicherweise für die Herstellung von Modellen für Gusstechnik, Designmodelle und im Flugmodellbau eingesetzt wird. Gut geeignet ist es für Tragflächenkerne, da durch die feinporige Struktur bereits geringe Harzmengen einen guten Verbund mit dem Beschichtungsmaterial ergeben. 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.
Styrodur - XPS (Extrudiertes Polystyrol)
- XPS ist ein fester, offenporiger Hartschaum, der nicht UV-beständig ist.
- Die Wärmeleitfähigkeit λ(R) ist mit 0,035 bis 0,045 W/(m.K) sehr gering.
- XPS ist temperaturbeständig bis 75 °Celsius und schwer entflammbar.
- XPS ist im Vergleich zu EPS sehr druckfest und feuchteunempfindlich, denn XPS hat eine homogene geschlossene Zellstruktur.
- Die Materialdichte von XPS liegt im Allgemeinen zwischen 25 und 50kg/m³
- Anwendung: Im Modellflug hauptsächlich zum Bau von Leitwerken und Positivformen
- XPS ist üblicherweise teuer als EPS.
- Gängige Plattenmaße: 1250 mm x 600 mm (Stärken: 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120mm)
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. XPS zeichnet sich durch relativ hohe Druckfestigkeit im Vergleich zu expandierten Materialien aus.
Bekannte Markennamen sind zum Beispiel:
- Roofmate®: Extruderschaum mit Schäumhaut, Farbe blau, Dichte ca. 35 - 40 kg/m³, glatte Schnittfläche. Wegen der Schäumhaut neigen die Teile zum Verziehen. Besonders in England und Amerika erfreut 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, Dichte ca. 28 - 30 kg/m³. Styrofoam® eignet sich wegen des relativ geringen Gewichts und der guten Oberflächenqualität ausgezeichnet als Schaumstoff für den Tragflächenbau.
- Styrodur®: Extruderschaum mit Schäumhaut, Farbe grün (BASF), Dichte ca. 35 - 40 kg/m³, Eigenschaften gleich wie Roofmate®. Mit der 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.
Styrodur, Selitron, Depron: Dies sind feinporige Schaumstoffe, die direkt in ihre endgültige Form polymerisiert werden. Meist sind das Platten/Quader. Styrodur wird z.B. im Bau als Dämm-Material benutzt, ist oft hässlich grün und noch druckempfindlicher als Styropor.&xnbsp; Es bricht ähnlich wie Styropor krümelt dabei aber nicht weil es eben nicht aus "Kügelchen" besteht. Es ist sehr steif - ich würde sagen von den hier genannten Schäumen das steifste Material.
Depron und Selitron werden üblicherweise in dünnen Platten mit 3-7mm dicke geliefert. Selitron lässt sich leichter biegen als Depron und wird schneller "weich". Bei Flugzeugen mit großen Ruderflächen (Schockflyer) wird daher lieber Depron genommen.
EPP - Expandiertes Polypropylen
EPP wird aus Rohöl gewonnen. Die wichtigsten Eigenschaften sind:
- temperaturbeständig von -40° bis +110°C
- Dichte: 15 bis 60kg/m³
- dauerelastisch und bricht/reißt wesentlich später
- weitgehend beständig gegen Chemikalien, kann also mit lösungsmittelhaltigen Lacksystemen &xnbsp;behandelt werden
- Farben: weiß, schwarz, rot, blau, gelb, grün und ganz neu rosa
EPP lässt sich mit Heizdraht-Schneideanlagen bearbeiten (Schneidestrom ca. 2,6A, Vorschub ca. 190mm/min) 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. Beim Abnehmen &xnbsp;von dünn auslaufenden Bauteilen muss man sehr vorsichtig sein.
Unterschied zwischen Styropor und Styrodur?
Styropor und Styrodur sind Handelsnamen, werden aber synonym gebraucht: Je nach Herstellungsart unterscheidet man
- eher grobporiges EPS (expandiertes Polystyrol)
normalweise weiß wie z. B. Handelsname Styropor vom Erfinder BASF und
- feinporigeres XPS (Extrudierter Polystyrol-Hartschaum), das &xnbsp;man unter verschiedensten Handelsnamen findet wie z. B.
Handelsname Styrodur (BASF, Farbe grün),
Austrotherm XPS (Farbe rosa),
Styrofoam (Dow Chemical, Farbe blau),
Floormate (Dow Chemical, Farbe lila),
Thermopan, Styrisol, Roofmate(blau),&xnbsp; Isomat usw.
XPS und EPS sind auch für Laien leicht zu unterscheiden: Bei XPS zeigt sich eine gleichmäßige Schaumstruktur, bei EPS sind die einzelnen Partikel (Perlen) zu erkennen. Um jede Verwechslung von vornherein auszuschließen, färben die XPS-Hersteller ihre Produkte in den Pastellfarben Grün, Gelb, Rosa, Lila und Blau ein.&xnbsp; Styrodur ist homogener als Styropor ist, welches ja aus einer Art Kugelgeflecht besteht und daher bei der Verarbeitung auch etwas mehr krümelt.
Styrodur in Blöcken oder Platten hat eine Vorzugsrichtung auf Grund der Gieß-oder Walzrichtung! Die Faserrichtung sollte parallel zum Rumpf bzw. zur Flügelspannweite liegen. Blöcke lassen sich deutlich leichter schneiden, wenn der Schneidedraht parallel zur Faserrichtung geführt wird. Dieses Verhalten liegt offensichtlich in der nicht isotropen Wärmeleitfähigkeit des Materials begründet.