Frame aus Sandwich Material - CFK mit Holz oder Schaumkern - Designproblem

Status
Nicht offen für weitere Antworten.
D

DaLinux

Benutzer
#1
#1
Hallo,

nachdem ich überhaupt nichts mit Konstruktionen und Festigkeiten am Hut habe, wollte ich euch mal fragen.
Der Plan ist ein kleines Frame (max. 6" Propeller), mit keinem Gewicht aber einer passablen Festigkeit zu basteln. Basteln deshalb, weil ich auch beim Copter immer noch das Thema ModellBAU weiter führen will.

Nachdem ich die Warthox Frames (Quadrocopter CF Frame Set 18cm arm 130g) gesehen habe und mir 6 mm CFK Arme doch ein wenig dick zum Bearbeiten sind und vom Gewicht bestimmt noch was möglich ist, möchte ich ein Sandwich versuchen. Glaube einfach nicht, dass man die brachiale Festigkeit wirklich braucht.

Bei den Armen, werde ich mich nicht besonders verkopfen. Die werden nach Festigkeitstests einfach mal in einer normal angemessenen Breite gesägt.

Als das schwierigere sehe ich das Zentrum des Copters an.
Wie verhalten sich die Kräfte der Arme im Mittelpunkt?
Wirkrichtung auf Faserrichtung und Torsion?
Wo kann man Aussparungen anbringen?
Sind Verstrebungen notwendig?

Um ein paar Gedanken von mir zu sehen und gegebenenfalls einfacher zu diskutieren, habe ich mal eine stümperhafte Zeichnung angehängt.

Danke fürs lesen.

Gruß!

Frame.JPG
 
Maniac

Maniac

BlackOut Pilot
#2
#2
Was hast du denn mit dem Copter vor? Nur geschmeidiges FPV fliegen oder willst du ordentlich rum heizen?
Sind deine Zeichnungen für die Form des Copters oder für die Ausleger?

Ich bin zur Zeit auch an einem Kopter, in Leichtbauweise, dran. Für die CP's habe ich 4mm Sperrholz und als Ausleger 9x13mm Holzstäbe. Es wird ein kleiner Quad mit ca 400mm Motor - Motor Abstand.
Aktuell ist das Gewich bei ca. 135g. (2CP's die Ausleger inkl. Schrauben)
Ob es im Endeffekt was wird, bleibt abzuwarten.;)
 
D

DaLinux

Benutzer
#3
#3
Bei der angepeilten Größe (< 25 cm) eher zum Heizen.
Es geht mir fast nur um die Dimensionierung der CPs. Die Ausleger werden einfachst gehalten. Gerade und ein wenig Motorschutz.

Gibt es Bilder von deinem Copter?
Wenn du den Copter mittig an eine Tischkante legst und einen Ausleger versuchst nach unten zu drücken, wie viel Millimeter kommst du mit angemessener Kraft? Aber bitte nicht abbrechen :)

Habe mir auch schon überlegt mit Holz und CFK Roving mehr Festigkeit, bei wenig Gewicht zu bekommen.
 
Z

zerosight

Erfahrener Benutzer
#4
#4
Hm, wie willst Du den Sandwich den aufbauen, also mit welchen Materialien?

Bezüglich Design würde ich die Arme so schmal wie möglich machen und jegliche Art von Ecken vermeiden. Die Arme aller mir bekannten Mini-Frames sind mir alle zu breit, da könnte man das Material auch doppelt so dick, aber halb so breit machen. Und die Ecken behindern eine vernünftige Kraftausleitung.
 
N

Nabazul

Erfahrener Benutzer
#6
#6
golf1-franz

golf1-franz

Benutzer
#7
#7
Hi interessant :)
Bin selber gerade am werkeln und entwerfen, um einen kleinen Quad zu bauen, der zum herum heizen Spaß macht.
Also bin ich nach meinem H-Quad hängen geblieben zwar in Sandwitchbauweise aber er fliegt. Vor allem ist er in jede beliebige Größe zu bringen mit verschiedensten Materialien Holz, Alu, CFK, GFK, Plexiglas etc.........

das ganze kann man auch sehr nüchtern und essentiell halten wie Eldar

Werde mir demnächst von HK Motoren esc´s etc. bestellen und einen mini H-Quad bauen zum heizen. Grundmaterial wird wohl GFK werden das dies als Rohr 4 Kant und platten gibt, insbesondere erschwinglich vom Preis und Gewicht ist auch sehr gut bei Festigkeit.
 
D

DaLinux

Benutzer
#8
#8
Vielen Dank für die tollen Anregungen.

@zerosight
Ecken finde ich jetzt auch nicht so besonders hübsch. Muss mich aber mit den Materialien und meiner Dekupiersäge gut stellen. Darum bin ich mir noch nicht sicher, ob es nicht doch ein paar Kanten geben wird. Die zu breiten Ausleger versuche ich mit der Sandwichbauweise zu erschlagen.

@Nabazul
Habe ich schon gesehen. Aber mir ist die ganze Geschichte zu schwer. Sieht aber toll aus!

@golf1-franz
Die H Form ist leider nicht das was ich mir vorgestellt habe. Bei mir geht es gerade auch hauptsächlich noch darum, wie ich das Zentrum meines Quads Designe. Nicht das es super hübsch ist, dass können Leute mit ihren CNC Fräsen eh besser. Eher stabilst mit wenig Gewicht und Aufwand.


Habe für mein Projekt jetzt ein hoffentlich geeignetes Material gefunden.
Es besteht aus 2x 2 mm CFK Platten und dazwischen ein sehr stabil wirkender Schaum.
 
N

Nabazul

Erfahrener Benutzer
#11
#11
DaLinux hat gesagt.:
Habe für mein Projekt jetzt ein hoffentlich geeignetes Material gefunden.
Es besteht aus 2x 2 mm CFK Platten und dazwischen ein sehr stabil wirkender Schaum.
Zum Vergrößern anklicken....
2mm CFK im Sandwich ist der absolute overkill! Ich habe 2x 1,5mm GFK und dazwischen 5mm PCV Hartschaum. Der Frame läst sich mit der hand nicht verbiegen. Wenn du wirklich auf leichtau optimieren willst würde ich es mal mit 0,7-1mm cfk versuchen. Wichtig ist, dass alles aus einem guss ist. Sobald du da was zusammenschraubst ist essig mit der steifigkeit.
 
D

DaLinux

Benutzer
#12
#12
Die Platten sind zum Glück groß genug um alles aus einem Stück zu machen.
Ein dünneres Material habe ich leider gerade keins zur Hand. Versuche dann einfach alles ein wenig filigraner zu gestalten.

Edit:
Was ist ein gutes Gewicht für einen nackten Quadrorahmen mit einer Diagonalen von ca. 19 - 20 cm (max. 6" Propeller)? Keine außergewöhnlichen Leichtgewichte. Eher dass etwas bessere normale.
 
Zuletzt bearbeitet:
Maniac

Maniac

BlackOut Pilot
#13
#13
Auch wenn es bei dir um eine andere Zielverfolgung geht (rum heizen:p) möchte ich doch noch kurz auf deine Frage eingehen.

DaLinux hat gesagt.:
Gibt es Bilder von deinem Copter?
Zum Vergrößern anklicken....
Ja, gibt es. Ist halt in einer K-Form. Für FPV besser, da die Probs nicht im Bild sind.
20130226_210315.jpg

DaLinux hat gesagt.:
Wenn du den Copter mittig an eine Tischkante legst und einen Ausleger versuchst nach unten zu drücken, wie viel Millimeter kommst du mit angemessener Kraft? Aber bitte nicht abbrechen :)
Zum Vergrößern anklicken....
Ich schätze ungefähr 4-5mm. Dann aber auch schon mit ordentlich Kraftaufwand.
Bin selbst überrascht, wie stabil das Frame geworden ist.

Das bringt dich zwar jetzt nicht weiter, aber ich wollte zumindest deine Frage nicht unbeantwortet lassen.
 
D

DaLinux

Benutzer
#14
#14
@Maniac
Vielen Dank für deine Antwort. Sieht gut und sehr stabil aus.
Du bringst mich mit jedem Kommentar weiter. Nachdem noch nichts aus den Platten ausgesägt ist, kann ich das Design ja noch ändern.
 
N

Nabazul

Erfahrener Benutzer
#15
#15
So ich habe jetzt mal mit meinem frame nen bissle rumgerechnet:

1,5mm GFK + 5 mm PCV + 1,5mm GFK = 83,5g (meine Variante)

1,5mm CFK + 5mm PVC + 1,5mm CFK = 69,2g

1,5mm CFK + 5mm Balsa + 1,5mm CFK = 46,8g

1mm CFK + 5mm Balsa + 1mm CFK = 32,4g

Die erste Variante ist eigentlich noch viel zu steif für einen so kleinen frame wenn ich den jetzt noch mal bauen würde würde ich mal variante 3 oder 4 testen. Leider ist das CFK ja nicht so fpv freundlich wie das GFK
 
Z

zerosight

Erfahrener Benutzer
#16
#16
Hm, Balsa als Sandwichmaterial ist ja auch eine gute Idee. Gleich mal merken. Mein Tipp wäre, die 1,5 mm CFK-Platten weglassen. Probier eher 1.0, 0.7 oder gar 0.5. Bei diesen Wandstärken sind natürlich die Kräfte von Schraubverbindungen ein Problem. Da würde ich also entweder das CFK-Material doppelt nehmen oder anderweitig mit irgendwelchen stabilen Unterlegscheiben die Kräfte großflächiger verteilen.
 
D

DaLinux

Benutzer
#17
#17
Danke für deine Berechnungen. Hatte am Wochenende ein wenig Zeit und hab dann einfach ein wenig gezeichnet, geschnitten und geschliffen. Das Ergebnis hab ich euch angehängt. Entschuldigt die Qualität.
In die Mitte passt ein NanoWii, der mit 1 mm Überstand vom Frame geschützt wird. Ach ja, genau. So wie es jetzt zu sehen ist, bringt das Frame 30 g auf die Waage.

@zerosight
Welche Schraubverbindungen meinst du?

Test1_c.jpg
 
N

Nabazul

Erfahrener Benutzer
#20
#20
DaLinux hat gesagt.:
Danke für deine Berechnungen. Hatte am Wochenende ein wenig Zeit und hab dann einfach ein wenig gezeichnet, geschnitten und geschliffen. Das Ergebnis hab ich euch angehängt. Entschuldigt die Qualität.
In die Mitte passt ein NanoWii, der mit 1 mm Überstand vom Frame geschützt wird. Ach ja, genau. So wie es jetzt zu sehen ist, bringt das Frame 30 g auf die Waage.

@zerosight
Welche Schraubverbindungen meinst du?

Anhang anzeigen 50055
Zum Vergrößern anklicken....
Welche Materialkombination hast du jetzt genau verwendet ? Und Was ist jetzt der Achsabstand?
 
Status
Nicht offen für weitere Antworten.
FPV1

Banggood

Oben Unten