Passendes Material für Großprojekt

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    • Passendes Material für Großprojekt

      Hallo Leute,

      Für eine Erfindung (in Entwicklung) suche ich einen passenden Werkstoff und bin nun bei den Kunststoffen gelandet. Da ich mich da aber leider so gut wie gar nicht auskenne (bis auf eine kurze Recherche), möchte ich mich nun einmal an Euch wenden. Außerdem interessiert es mich, ob Die Fertigung über Kunststoffe überhaupt möglich wäre.

      Ohne zuviel zu verraten: bei dem Werkteil handelt es sich um das obere Drittel einer Kugel - mit Aussparungen an der Seite. Der Durchmesser liegt bei etwa 20 Metern, die Dicke sollte maximal 25 Zentimeter betragen. Die gesamte Form soll sich mehr oder minder selbst tragen. So, als wenn man eine Plastikschüssel auf den Kopf stellen würde.

      Ich dachte vor allen Dingen an Kunststoff, da das Gewicht selbst bei dieser Größe noch relativ gering ausfallen sollte (ein paar Tonnen werden es wohl trotzdem, nehme ich an).

      Wichtig ist mir, dass das Material weiß und selbst bei der Dicke noch lichtdurchlässig ist, dass es wetterfest ist und Temperaturen von langer direkter Sonneneinstrahlung bis zum tiefsten Winter aushält (also vielleicht so 120 bis -30 Grad). Schön wäre es, wenn es auch nach Jahrzehnten noch wartungsarm wäre und es nach Abnutzung auch gut abbaubar oder sogar wiederverwertbar wäre.

      Viel mehr als das Eigengewicht muss es nicht tragen, natürlich bis auf wetterbedingte Einflüsse. Lediglich eine Schicht durchsichtige Solarkollektoren werden auf der Oberfläche eingearbeitet.

      Meine Fragen wären jetzt also:

      Wäre dies überhaupt in dieser Größenordnung möglich?
      Welches Material entspricht meinen Anforderungen? (Bei meiner bisherigen Recherche bin ich auf PA6 G natur gestoßen, weiß aber nicht, ob das so richtig ist)
      Mit welchen Material- und Fertigungskosten müsste ich über den Daumen gepeilt rechnen? (Ich weiß, dass es teuer wird)
      Könnte die Fertigung vielleicht sogar vor Ort vorgenommen werden, um Transportkosten zu sparen?
      Welche Firma fertigt solche Größenordnungen?
      Und bei welcher Firma könnte ich ein Modell mit dem gleichen Material anfordern? (Größe 1:50, also Durchmesser 40cm)

      Vielen Dank schon mal für die Auskunft!
    • Durchsichtig?

      Zuerst mal denke an das Verfahren zur Herstellung: Rotationsformen oder Glasfaser, wobei du mit beidem keine zufriedenstellenden Resultate bezüglich Durchsichtigkeit erreichen wirst.

      Möglich: Konstrukt aus Stahl und aufgesetzte Kunststoffplatten, die mit Wärme vor Ort zurechtgebogen werden.

      Natürlich könnte man über den Radius das Objekt aufteilen und die Stücke spritzgiessen, aus sichtbarem Material. Kosten sehr hoch.
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    • Hallo Musikuss,

      erstmal wilkommen in unserem Forum.

      Zu Deinem Projekt:
      Das hört sich für mich nach einer einmaligen Sache an.
      Ich glaube, dass Du da um einen Architekt nicht herum kommen wirst.
      Alleine Schon wegen der Statik etc.
      Nächste Frage wäre auch, muss es unbedingt 25 cm dick sein ?
      Bei selbst dieser Dicke wiegt der Kunststoff schon einige Tonnen auf die Fläche gesehen.
      Es hört sich für mich an, als wenn Du soetwas wie eine Hall machen möchtest.

      Ich würde mich mal mit einem Architekten unterhalten.

      Gruß

      The Problem Solver 8)
    • Also meinst du nicht durchsichtig sondern transluzent... ;)
      Also du solltest dir definitiv "abschminken", das teil aus einem Stück und einem reinen thermoplastischen Material herzustellen/herstellen zu lassen. Ich empfehle dir auch eine Art Grundgerüst aus Stahl und das Einsetzen von vorgefertigten und für dich konfektionierten Platten. Dann KANN die gesamte Konstruktion auch wesentlich dünner sein als 25cm.
    • Erstmal vielen Dank für Eure Antworten!

      @TheProblemSolver und @Engel42

      Wenn es in die Produktion gehen sollte, geht es mir NICHT nur um ein Einzelstück. Bis dahin muss ich aber noch viel ausloten. Darunter natürlich auch die Statik. Die 25 cm sind ein Maximalbetrag, da das Material, das ich suche, ja auch dann letztlich für die Statik und damit auch die Dicke ausschlaggebend sind. Natürlich kann das durchaus noch dünner werden - das entscheidet dann die Berechnung.

      Die Formgebung sieht auf jeden Fall voraus, dass sich die gesamte Konstruktion selbst trägt, sofern das Material nicht zu weich ist oder langfristig spröde wird. Das ist Teil der Erfindung und durchaus realistisch. Dass da einige Tonnen zusammen kommen, ist mir klar. Für die Fertigung oder denn Aufbau kann natürlich gern ein Gerüst stehen, danach aber nicht mehr. Was ich mir aber vorstellen kann, dass große Stücke produziert werden und vorort "zusammengeschweißt" werden, sofern dies nicht die Stabilität behindert und dies nahtlos geschieht. Oder eben, dass eine Form aufgebaut wird und das darin dann in einem Stück gegossen wird.

      Wichtig wäre mir, dass Modell und Prototyp durch eine bestehende Firma entstehen können. Sollte das Produkt in Serie gehen, strebe ich natürlich eine eigene industrielle Fertigung an, dessen Entwicklung sicher noch die eine oder andere Problemlösung für diese Größenodrnung mit sich bringt.

      Ja, ich meine natürlich transluzent, danke für den Begriff! Durchsichtig habe ich auch nie geschrieben ;)

      Und einen Statiker oder Architekten werde ich natürlich noch zu gegebener Zeit zu Rate ziehen. In diesem Stadium geht es mir aber zuerst einmal um das mögliche Material und die eigenen Berechnungen.
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    • Ich meinte auch nicht "Einzelstück" im Sinne von "nur ein Stück produzieren" sondern ich meinte "das teil in einem Stück fertigen".
      Ich sags dir klar raus: Wenn du das "in Serie" aus einem Material ohne bleibende Rahmen bzw. Trägerkonstruktion machen willst, kannst du das in der Größenordnung mit einem Kunststoff fast vergessen.
      Einzelteile produzieren und zusammenschweißen kannst auch knicken. Wenn du nur Kunststoff nimmst (und da würde sich die Auswahl schon einschränken im bezug auf Schweißbarkeit) und die Rahmen oder Trägerkonstruktion weg lässt, brauchst du ne ziemlich hohe Materialstärke bei der Größe, das bedeutet wiederum mehr Gewicht und das wiederum ne größere Belastung gefolgt von wieder größerer Materialstärke. Da kannst du leicht in einen Teufelskreis kommen. Ab einer gewissen Materialstärke wirst du die Teile auch garnicht mehr vernünftig zusammenschweißen können. Gerade dabei musst du durchs volle Material schwießen und nicht nur Oberflächennah. Zudem musst du nach dem eigentlichen Schweißen noch das Material zusammendrücken, damit in der Abkühlphase keine Fehlstellen bilden. Das alles wirst du in der Größenordnung nicht mit der nötigen Sicherheit am Ende hin bekommen.
      In einem Stück gießen kannst du dir genauso knicken. Kunststoff (Spritz)gießen oder auf eine andere wiese aus dem flüssigen Zustand in einen formgegebenen festen Zustand überführen bedarf ja einer Form, die nicht nur abbildet sondern auch Kühlung etc enthält. Das gibt e sin dieser Dimension definitiv nicht. Das größte spritzgegossene Teil was es (soweit ich weiß) gibt, ist ein Erdtank der etwas größer als ein Mini ist.... Schon gewaltig aber deine Anwendung würde das um ein zig faches übersteigen....
    • Rotationsformen mit Einlegerippen, sodass das Metallgerüst komplett im Kunststoff verschwindet. Dafür musst du erstmal einen Rotationsformer finden der so eine Anlage hat. Der groesste Tank der im Rotationsformen hergestellt wurde fasst ca. 46.000 liter, damit dürftes du deinem Projekt schon näher kommen.

      Wieso kein Stahlgerüst und von innen und aussen befestigst du Kunststoffplatten? Dein Rahmen wäre komplett verborgen, du hast eine viel einfachere Konstruktion und schnell aufzubauen. Günstiger, sicherer, viel wartungsarmer (da du bei Bedarf einfach eine Platte austauschen kannst), du bist nicht abhängig von deiner Zuliefererfirma etc.
    • Mal weg von den Thermoplasten und hin zu den Duroplasten.


      Sinnvoll wäre für mich eine einfache Form, die an die Oberflächenqualität angepasst wird. Ich würde da dann auch berechnen lassen, ob die Form aus Alu oder Kupfer mit relativ geringer Wandstärke hergestellt werden kann, damit die Form hält und das Material aufnehmen kann. Das ganze dann so ausführen, dass man da noch herumgehen kann und Material auftragen kann. Das ganze dann mit einem duroplastischen KS besprühen und gleichzeitig aushärten lassen, damit keine Probleme bei der Wärmeabfuhr vorhanden sind. Ähnlich werden die Flügel für Windkraftanlagen herstellt. Für deine Anwendung wäre es sogar möglich einen glasfaserverstärkten Duroplast zu nehmen, damit die Wandstärke deutlich reduziert werden kann.
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    • Ja, genau. Das wäre doch die Idee!!!

      Bei einem Jachtbauer (Bootsbauer) anfragen! Jachten werden doch auch in großen Formen laminiert. Durch die Faserverstärkung spart man eine Menge Gewicht, erreicht aber eine sehr hohe Stabilität. Und die Größe durfte ja schon in die Richtung "Große Jacht" gehen.
      MfG. petersj
    • Hallo Kollegen,

      erstmal grundsätzlich. In der Regel geht alles, es kommt nur drauf an was man investieren kann/möchte/muss/soll.

      Und das Projekt hier ordne ich bedenkenlos in die Sparte "Wunschdenken" ein.

      Vom Prizip her ist das ja eine riesige Frisbee-Scheibe aus transluzentem Kunststoff. Optisch sieht das sicher super aus, wenn auf der Wiese eine riesige Fleigende Untertasse steht, die noch schön von innen beleuchtet ist.

      Bei solchen Projekten kommt mir oft der Stadionbau in den Sinn. Viele Fussballstadien oder Olympiastadien haben Dachkonstruktionen aus Polycarbonat. Dies kommt meiner Meinung nach diesem Projekt am nähesten.

      Diese Dächer haben jedoch immer auch Alu/Metall-Gerüste als Grundlage. Das hier beschriebene Projekt aus PC zu verwirklichen ist eine richtig harte Herausforderung. Selbst wenn man die Kosten stemmen kann, ist erstmal zu prüfen ob PC überhaupt das richtige ist(Spannungsrisse usw.). Allein zur Mitte hin wird die Belastung durch das Eigengewicht so groß sein, dass die Kuppel mit Stützen versehen werden muss.

      Der Faktor Preis ist natürlich das nächste. Nochmal kurz übern Daumen gepeilt. Das Teil wiegt ca. 9t, und würde etwa (je nach Kilopreis) zwischen 35000 - 45000€ kosten. Reine Materialkosten wohlgemerkt!! Da praktisch jede "Kuppel" ein Unikat wäre, sind die Fertigungskosten utopisch hoch.

      Wandstärken von 200mm zu verschweißen ist sicher auch nicht einfach, da kenne ich mich jedoch zu wenig aus. Vielleicht mal mit Unternehmen reden die z.B. Behälterbau aus Kunststoff machen. Die kennen sich da am besten aus.

      Herstellung vor Ort ist praktisch unmöglich. Als Firma die evtl. sowas könnte (ich betone KÖNNTE!!) wäre vielleicht Evonik.

      Du möchtest das irgendwann ja vertreiben. Als ganzes Teil bei einem Durchmesser von 20m bin ich mal gespannt wie das mit der Logistik laufen soll. Da kommen nur Einzelteile in Frage.

      Eigene Produktion von diesen Teilen finde ich, entschuldige bitte den Ausdruck, schlicht lachhaft. Ich frage mich wie manche über die Kunststoffindustrie denken? Plastik ist Plastik und das kann doch jeder? Ich schau mir das ab und gründe meine eigene Firma. Wird schon irgendwie laufen.
      Hier steckt unglaublisches Know-How drin und ist nicht einfach drauflos produzieren! Und wenn wirklich irgendwann die Möglichkeit besteht dieses Produkt herzustellen, dann reden wir hier von Investitionen im 7, vermutlich 8-stelligen Bereich um eine eigene, geeignete Firma aus dem Boden zu stampfen.

      Nur so als Anregung. Vielleicht bringt das Prinzip der Luftkissendächer wie z.B. bei der Allianzarena in München eher einen Erfolg.

      Jedenfalls ein...wie soll ich sagen....sportliches Vorhaben.

      Grüße

      Klabuster
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    • Oh sorry, hab wohl einiges an Nachrichten verpasst... Na dann versuche ich noch auf alle Aussagen einzugehen:

      Gut, einzelne Teile zu fertigen und zusammenzuschweißen war wohl ein Trugschluss. zumal es ja sicher auch an der Stabilität des Gesamtkonstrukt zehren würde. Grundsätzlich habe ich nichts gegen eingearbeitete Streben zur Verstärkung. Nur sollen die nicht die Transluzenz des Materials behindern, so dass Licht weiterhin ungehindert nach drinnen befördert werden kann. Und sie sollten natürlich auch nicht unschön wirken. Ein Stahlkonstrukt im Kern und innen wie außen Platten würde ich aber eher ablehnen, da beide Seiten keine Nähte oder Lücken aufweisen sollen.

      Zumal so eine Verstärkung in dieser Form wohl noch ordentlich mehr Gewicht schaffen würde, was dann tatsächlich dazu führen würde, dass sich die Form nicht mehr selbst tragen kann.

      Die Idee mit dem Rotationsformen von Sven und die Sache mit den glasfaserverstärkten Duroplast von 1u21 finde ich gerade am interessantesten. Insbesondere letzteres. Habe ich das richtig verstanden, dass dies tatsächlich vorort gegossen werden könnte? @1u21 Aber wenn ich an Windkraftanlagen denke - da gibt's doch keine Transluzenz. Oder gibt es da auch Möglichkeiten? Auf jeden Fall sollte ich mich damit mal genauer auseinandersetzen. :)

      So, zum Schluss mal zu Dir, Herr @Klabusterbär...
      Ich finde es toll, dass du Tacheles redest! Denn auch ungefähre Preise und Gewicht und Machbarkeit interessieren mich. Aber mal zur Aufklärung ein paar Sachen:

      - 9 Tonnen wären voll in Ordnung, im Gegenteil, da komm ich gut damit weg.
      - Für diese Form hatte ich einen Richtpreis/ Budget von über den Daumen gepeilt 100.000 Euro. Mit allen Extras wäre ich dann bei 180.000 Euro für diese Konstruktion.
      - Das große Kunststoffstück ist nur ein Teil meiner Erfindung, zugegeben, der bedeutendste. Der Wert des ganzen Produkts wäre top bei 750.000 Euro, realistisch bei 1,5 Mio. Euro - nur mal, um einen Richtpreis für die Größenordnung zu geben.
      - Ähnliche Aufbauten habe ich für andere Zwecke in 2/3 meiner Größe vorort aus Beton gegossen gesehen. Im übrigen ohne Metallgerüst.
      - Grundsätzlich habe ich von Anfang an erwähnt, dass ich kein Experte für Kunststoffe bin, sondern lediglich ein geeignetes Material suche zur Recherche für das Projekt. Sofern ich einen Tipp habe, der machbar zu sein scheint, werden noch jede Menge Experten angefragt, die das berechnen und auch umsetzen können.
      - Ich habe auch nie behauptet, dass ich mich selbst in den Garten stellen will und drauf los gießen :D es ging mir darum, für eine Serienproduktion mit vielen Spezialisten an meiner Seite eine eigene Produktionsstätte für das ganze Produkt zu entwickeln.

      Jede Erfindung startete mit "Wunschdenken" und "Träumen". Ohne diese Kraft hätten wir keine einzige Innovation. Mit Recherche, Expertenmeinungen, Ausprobieren (Try-and-Error) und manchmal sogar Zufällen wird dann ein Produkt daraus. Und so handhabe ich das auch. Naja, bei der Größenordnung vielleicht nicht zu viele Errors^^
    • Ich hab mal überlegt:

      20m Durchmesser ist schon ordentlich. Der Transport in einem Stück dürfte recht interessant werden, da das Ding nicht mehr überall durchpasst. Das wird wirklich Probleme geben und muss am Anfang mit bedacht werden.

      Der Grad der Transluzenz ist noch nicht geklärt worden. Schließlich geht das von fast bilddurchlässig bis nur noch gering lichtdurchlässig. Und auch dabei gibt es noch verschiedene Streuungseigenschaften.

      So eine Form aus Beton ist allerdings schon mit Versteifungen versehen. Nur sieht man die nicht, da sie im Beton liegen. Da dürften schon einige Tons an Armierung aus bestem Baustahl verflochten worden sein. Fällt nur nicht auf, da Beton nur gering zur Durchsichtigkeit neigt.

      Jede Fügenaht wird zu einer Abweichung der Lichtdurchlässigkeit führen, da Licht sich an Schichtdickenänderungen anders bricht und auch reflektiert wird. Da würde es schon Sinn machen, sich von vorn herein auf ein innerliches Strebensystem zu einigen - gerne werden hier Fünf-, Sechs- und Achtecke benutzt. Die Einzelteile lassen sich dann über entsprechende gleichfarbige Verbindungselemente optisch ansprechend verbinden.

      Eventuell würde als aussteifendes Element ein kompletter Außenring reichen, da eine runde Kuppel die Kräfte gleichmäßig auf den Außenkranz übertragen wird (siehe Kuppel des Pantheon in Rom).

      Ab ca 1cm Dicke wird die Transluzenz eines glasfaserverstärkten Materials, egal ob Thermoplast oder Duroplast, gegen null gehen. Sollte auch noch ein recht deutliches "weiß" gewünscht werden ist da mit der Lichtdurchlässigkeit Ende, da Weißpigmente immer Licht reflektieren und dann irgend wann nichts mehr durch kommt. Es wird bei einem Material ohne Faserverstärkung enden, mit einer entsprechenden UV-Stabilisierung, gering mit Weißpigmenten versehen um bei der erforderlichen Schichtdicke noch genügend Licht durch zu lassen.

      Un nu kann´s weiter gehen.
      MfG. petersj
    • Wenn es möglichst durchsichtig sein sollte, bleibt nur noch PC oder PMMA mit hohem Anteil an UV-Stabis über. Glasfasern trüben das Material extrem. Vielleicht könnten Glaskugel helfen, aber ich habe da geringe Hoffnung. Jeder Phasenübergang bricht und streut das Licht, wie petersj es schon geschrieben hat. Und bei Glaskugeln wird es extrem über die Dicke.
      Wenn es nur etwas Licht durchlassen muss, wäre das Sprühen von Duroplasten möglich. Es geht sogar vor Ort, nur wird die entsprechende Gegenform, ein großes luftdichtes Zelt und viel Zeit benötigt.

      Für das richtige Material müssen die genauen Anforderungen bekannt sein. Ansonsten ist es stochern im Nebel und damit ist keinem geholfen.
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    • Bezüglich der Transluzenz haben wir da verschiedene entsprechende PC- und PMMA-Einstellungen, die mit Sicherheit die gewünschten optischen Eigenschaften und bei entsprechender Formgebung auch die mechanischen Eigenschaften bieten. Sie werden von uns unter dem Namen ALCOM PC LD hergestellt und vertrieben.

      Weitere Informationen unter www.albis.com und dann über eines der regionalen Verkaufsbüros.
      MfG. petersj
    • Dafür muss dann erstmal ein Konstrukteur, ein Werkzeugbauer und ein Spritzer gefunden werden. Mit Selbstbasteln wird das ganze Projekt sowieso nichts. Deshalb haben wir ja schon ziehmlich am Anfang darauf hin gewiesen, dass er sich an einen "Architekten" wenden möge.

      8) Das ganze Konstrukt deutet irgend wie auf eine Musikbühne hin. Und Hamburg bezahlt ja gerne mal etwas mehr für Konzertsäle(Elbphilharmonie). Ich würde keine 1,5 Mio für eine "umgedrehte Salatschüssel" investieren. Sorry @ musikuss. (Stehe mehr auf "Wacken")
      MfG. petersj
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    • Guten Morgen,

      mit Beton eine Form ausgießen ist also in ähnlicher Form üblich bzw. machbar?
      Ggf. geht's dann auch mit einem Gieß- bzw. Gussharz auf 2K-Basis. Fa. Rampf ist hier ein ganz guter Ansprechpartner.

      Gruß
      Rechtschreibfehler und ungünstige Satzstellungen sind Eigentum meinerseits und dürfen nicht weiter publiziert werden!
    • Mit Beton ist das Stand der Technik. Wie sonst sollen z.B. die ganzen Brückenpfeiler und andere Dinge herstellt werden? Nur muss man bedenken, dass es Beton gibt, dem die Umgebungseinflüsse nichts ausmachen beim durchhärten. Bei Duroplasten sieht es ganz anders aus. Da sollte es möglichst staubarm sein. Ansonsten gibt es Verunreinigungen, die den Prozess behindern oder das Endergebnis negativ beeinflussen.

      Aktuell ist es einfach nur raten. Bekannt sein müssen folgende Dinge:

      - Geometrie
      - Anwendung mit allen Belastungen
      - optische Anforderungen