Flachfaser-Verstärkung für Oberdecks

Die meisten Hollow-Wood-Surfboards werden für das klassische Wellenreiten gebaut. Erhöhte Materialstärken und konstruktiven Verstärkungen sind dabei selten notwendig, da die Materialbeanspruchung überschaubar ist. Beim Kitesurfen treten jedoch beim Springen oder beim schnellen Fahren über Kabbelwasser enorme Belastungsspitzen auf.

Ich habe aus diesem Grund einmal mit der zusätzlichen Verstärkung des Holzoberdecks mit Flachsfasern experimentiert.

Klassische Verstärkungen

Die Verstärkung mit Glasfasermatten und Epoxidharz dürfte aktuell noch die verbreitetste Methode darstellen, Hollow-Wood-Surfboards zu verstärken. Die Methode ist jedoch alles andere als umweltfreundlich und widerspricht dem eigenen Anspruch, nachhaltigere Surfbretter aus Holz zu bauen und die Umwelt möglichst wenig zu belasten.

Die gängigste konstruktive Art, wie Selbstbauer die Decks ihrer Surfboards und SUPs verstärken, ist die Erhöhung der Materialstärke des Oberdecks. Dies hat jedoch den Nachteil der eingeschränkten Flexibilität, wodurch sich das Oberdeck schwieriger an runde Shapes anpassen lässt bzw. nur noch leistenweise verklebt werden kann. Zusätzlich treibt es natürlich das Gesamtgewicht nach oben.

Alternativ wird der Rahmen durch zusätzliche Verstrebungsleisten verstärkt, die statisch wie ein T-Träger wirken, wenn sie später mit dem Oberdeck verklebt sind . Hier hält sich das zusätzliche Gewicht in Grenzen, der Arbeitsaufwand ist jedoch deutlich höher.

Flachsfaser-Armierung für Paulownia-Oberdeck

Im Automobilbau werden Flachsfasern schon seit einigen Jahren als umweltfreundliche Alternative zu Carbon eingesetzt. Insbesondere bei Türverkleidungen und Armaturenbrettern kommen die Naturfasern zum Einsatz. Flachsfasern haben ähnliche Materialeigenschaften wie Carbonfasern und sind auf Zug extrem belastbar. Leider kosten sie auch ähnlich viel.

Ich hatte von einem alten Projekt noch einen Rest bidirektionales Flachfaser-Gewebe in der Werkstatt liegen und testete den Verbund einer 6 Millimeter starken Paulownia-Bretts mit drei unterschiedlichen Leimen:

1. PU-Leim von Grizzly, wasserfest (D4)
2. UHU Holzleim, wasserfest (D3)
3. Titbond III Ultimate Holzleim, wasserfest (D3)

Nachdem die Verbund-Proben zwei Tage aushärten konnten, wurden sie anschließend gebogen, bis sie brachen.

PU-Leim

Die Probe mit dem PU-Leim brach sehr schnell.  PU-Leim härtet spröde aus und schäumt während des Trocknungsvorgangs auf, wobei der Hohlräume füllt. Eine Eigenschaft, die beim Verkleben von Oberdecks und Rippengerüst bei Hollow-Wood-Surfboards von Vorteil ist, da Ungenauigkeiten ausgeglichen werden und ein lückenlose Verbindung zu gewährleisten.

Beim Verkleben von Holz und Flachsfaser-Gewebe ist diese Eigenschaften aber kontraproduktiv, da sich durch die Aufschäumung Lufträume zwischen Holz und Flachfaser-Matte bilden, an denen kein schlüssiger Verbund entsteht. An diesen Stellen gibt die Probe bei Bruchtest nach. Der Totalausfall des PU-Leims ist aber nicht weiter tragisch, da er umweltmäßig auch als kritisch einzustufen ist.

 UHU- und Titebond Holzleim

Beide Kombinationen haben ähnliche  Eigenschaften und führten zu einer relativ elastischen Verbindung.

Bei der praxisnahen Biegung von der Holzseite her (Stauchung der Holz-Seite, Zugseite Flachsfaser) konnte man beide Proben extrem belasten. Der Effekt war nur, dass sich die Holzseite bog – es kam dabei zu keinem Bruch. Die Flachsfasern nahmen die Zugkräfte komplett auf und lösten sich auch nicht ab.

Bei der Belastung von der Flachfaser-Seite her, brach das Holz sofort. Dies ist aber nicht überraschend und für die Praxis nicht relevant. Einzig die Tatsache, dass das Flachsfaser-Gewebe an der Bruchstelle nicht riss, ist interessant. Der Holzleim sorgt anscheinend für eine gewisse Grundflexibilität.

Fazit

Die zusätzliche Armierung des Oberdecks mit Flachsfaser-Gewebe führt zu einer deutlichen Steigerung der Belastungsfähigkeit. In der Praxis würde man wahrscheinlich weiterhin Längsverstrebungen in den Hollow-Wood-Rahmen integrieren, um das Gewicht des Fahrers zu verteilen, die Holzstärke des Oberdecks kann aber reduziert werden.

Beim Kitesurfen können Brüche des Oberdecks wahrscheinlich mittels der Flachfaser-Verbund komplett vermieden werden.  Bei Sprüngen könnte es höchstens noch zu Dellen kommen.

Beim nächsten Kiteboard werde ich den Holz-Flachsfaser-Verbund mal testen!