Luft raus – Form rein
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Neue BM-Serie: Multitalent Vakuumtechnik

Neue BM-Serie: Multitalent Vakuumtechnik
Luft raus – Form rein

Mit einer Vakuumpresse lassen sich eine Vielfalt an Werkstoffen prozesssicher miteinander verbinden und perfekt in Form bringen. In den folgenden Teilen dieser BM-Serie stehen verschiedene Anwendungen mit ihren individuellen Detaillösungen im Vordergrund. Zum Start der Serie wird die Technik hervorgehoben, die in Vakuumpressen und Vorheizstationen steckt.

Stefan Katzer

Organische und geschwungene Formen lassen laut Feng Shui das Chi fließen, denn an ihnen fließt die Lebensenergie harmonisch entlang. Neben dem optimierten Energiefluss schaffen die Rundungen aber auch eine großartige Atmosphäre in jeder Wohnung, im Ladengeschäft oder im Objektbau. Durch die Coronakrise erlebt die Caravan-Branche aktuell einen enormen Aufschwung. Der Wunsch nach mehr Freiheit und Unabhängigkeit lässt die Verkaufszahlen in die Höhe schnellen. Egal ob Einsteiger-Wohnwagen oder Luxus-Camper, runde Bauteile in Leichtbauweise sorgen auch hier für das richtige Wohlfühlambiente.

Eine Vakuumpresse ist vielseitig einsetzbar

Zur Realisierung der runden Elemente kommen meistens Vakuumpressen zum Einsatz. Die Gründe dafür liegen auf der Hand: Es wird keine Gegenschablone benötigt, der gleichmäßige Druck sorgt für sichere Prozesse und mit ihren vielen Anwendungsgebieten ist die Vakuumpresse ähnlich flexibel wie ihre Membran. Für Formverleimungen und Furnierarbeiten wird eine Naturkautschukmembran mit hoher Rückstellfähigkeit eingesetzt. Sollen Mineralwerkstoffe oder Kunststoffe thermoplastisch verformt werden, kommt eine Silikonmembran mit höherer Temperaturbeständigkeit zum Einsatz. Beim Folieren von Bauteilen mit 3D-PVC-Folie wird sogar ganz auf eine Membran verzichtet. Hier dient die Folie als Abdichtung des Pressraumes und wird nach dem Erwärmen über das Werkstück tiefgezogen.

Bevor es allerdings an die Verleimung oder an das Verformen geht, muss erst eine passende Schablone gebaut werden. Hier gibt es verschiedene Herangehensweisen: Von der einfachen Spantenbauweise über die massive Bauweise aus MDF oder PU-Schaum bis hin zum Gießen aus Harz oder dem Herstellen der Schablone mit dem 3D-Drucker. Eine hohe Priorität hat hier neben der präzisen Form vor allem die Stabilität, denn auch die Schablone muss dem enormen Druck in der Vakuumpresse standhalten.

Die Vakuumpumpe macht den Unterschied

Erzeugt wird dieser Druck durch die Evakuierung des Pressraumes mit einer Vakuumpumpe. Je mehr Luft hierbei evakuiert wird, desto stärker drückt der umliegende Luftdruck auf den Pressraum, welcher nach oben mit der Membran abgeschlossen wird. Mit einer trockenlaufenden Vakuumpumpe kommt man hier schon auf ca. 8,5–9 t/m², mit einer Klauenvakuumpumpe auf ca. 9,5 t/m² und mit einer ölumlaufgeschmierten Vakuumpumpe auf knapp 10 t/m². Hierbei ist es wichtig zu beachten, dass der zu erreichende Pressdruck auch abhängig von der aktuellen Höhe über dem Meeresspiegel ist. Pro 100 Höhenmeter sinkt der Druck der Atmosphäre um ca. 15 mbar, was ungefähr 150 kg/m² entspricht. Ein Schreiner in Mexiko-Stadt, die 2 250 m über dem Normalhöhennull (NHN) liegt, kann daher sogar mit max. Vakuum nur mit ca. 6,7 t/m² pressen, mit einem Trockenläufer nur noch mit ca. 5,8–6 t/m².

Neben dem erzeugten Druck auf das Werkstück sorgt die Evakuierung für einen weiteren Effekt: Je höher das Vakuum, desto geringer der Siedepunkt von Wasser. Mit einer trockenlaufenden Vakuumpumpe kann man den Siedepunkt auf ca. 60 °C senken, mit einer ölumlaufgeschmierten Vakuumpumpe gar auf ca. 24 °C. Dadurch werden die Leimzeiten bei Verwendung von Weißleim verkürzt, und zwar ohne hohen Energieaufwand durch eine Erwärmung. In der Vakuumpresse werden die Werkstücke in der Regel bei Raumtemperatur verpresst, was auch bei Flächenverleimungen wie dem Furnieren oder dem Belegen mit Schichtstoff einen zusätzlichen Vorteil mit sich bringt: Spannungen im Material werden minimiert. Verkürzt man die Leimzeit durch die Zugabe von Wärme, können sich Platten beim Abkühlen nämlich durch genau diese Spannungen werfen.

Vakuum auf Vorrat und eine plane Arbeitsplatte

Gerade bei Formverleimungen dauert es aufgrund der vielen Leimschichten eine gewisse Zeit, bis das zu verleimende Material in die Vakuumpresse gelegt werden kann. Hier ist die Wahl des richtigen Klebstoffes mit der passenden offenen Zeit sehr wichtig. Zusätzlich muss dafür gesorgt werden, dass der Pressdruck anliegt bevor der Leim mit dem Abbinden beginnt. Hierfür werden Vakuumpressen mit einem entsprechend großen Tank ausgestattet, der ein gewisses Volumen an Vakuum bereithält. Mit einer Bypass-Funktion kann die Leitung zum Tank gesperrt werden, sobald der Unterdruck im Pressraum und im Tank sich angeglichen haben. Andernfalls müsste man den kompletten Tank wieder evakuieren, bis der gewünschte Druck am Werkstück anliegt; der Zeitvorteil wäre dahin.

Wie kommt nun die Luft aus dem Pressraum und wie wird gewährleistet, dass der Pressdruck auch so schnell wie möglich an jeder Stelle des Werkstückes anliegt? Bewährt haben sich Arbeitsplatten mit möglichst vielen Ansaugpunkten, welche wiederum durch viele feine Kanäle auf der Oberfläche verbunden sind. HPL-Vollkernplatten bieten neben der absolut planen Oberfläche den Vorteil, dass sie sehr widerstandsfähig und leicht zu reinigen sind. Außerdem sind sie luftundurchlässig und halten dadurch den Pressraum selbst bei kleineren Beschädigungen dicht.

Da UV-Strahlung die Membran schneller „altern“ lässt, sollte man die Vakuumpresse bei Nichtbenutzung entweder abdecken, oder sie gleich mit einer Abdeckplatte mit Gasdruckfedern ausstatten. Somit ist nicht nur der Schutz der Membran gewährleistet, sondern die Vakuumpresse kann zusätzlich als großer Arbeitstisch eingesetzt werden. Mit einem Fahrwerk hat man sogar einen fahrbaren Arbeitstisch, der überall im Betrieb eingesetzt werden kann.

Thermoplastisch verformen

Für die Verformung von Mineralwerkstoffen und Kunststoffen wird neben der Vakuumpresse noch eine Vorheizstation eingesetzt. Diese kann entweder in einer Kombinations-Maschine unterhalb der Vakuumpresse verbaut sein, oder als eigenständiges Gerät betrieben werden. Je nach Material und Anwendung kann die Vorheizstation entweder mit einer oder zwei Heizplatten oder mit einem Heißluftsystem ausgestattet sein. Kombiniert man die Heizplatte mit einem zusätzlichen Membranrahmen, lässt sich die Vakuumpresse neben der reinen Erwärmung auch für die Sublimation nutzen.


Überblick auf BM TV


Vakuumtechnik: Die BM-Serie im Überblick

In dieser Serie widmen wir uns voll und ganz dem Thema Vakuumtechnik. In den folgenden Teilen zeigen wir verschiedene Probleme und deren praktische Lösungen. Und das beste, das ganze zeigen wir in coolen Film-Tutorials auf www.bm-online.de sowie auf BM-TV, dem Youtubekanal für Schreiner, Tischler und Fensterbauer.

Teil 1: Multitalent Vakuumtechnik

Luft raus – Form rein: Zum Start der Serie wird die Technik hervorgehoben, die in Vakuumpressen und Vorheizstationen steckt.

Teil 2: Das Auge hört mit

Im zweiten Teil dieser Serie geht es um die Herstellung eines Formteils für ein Möbelstück mit integrierter Soundanlage.

Teil 3: Mineralwerkstoff küsst Altholz

Aus dieser edlen Kombination entsteht ein außergewöhnlicher Kopfhörerständer.

Teil 4: Jede Tür braucht ihren Rahmen

Die Ummantelung der Zierbekleidung einer Türzarge mit Furnier eröffnet neue Gestaltungsmöglichkeiten.

Teil 5: Sound of Sublimation

Ein Lautsprecher wird durch die Sublimation zum besonderen Designobjekt.

Teil 6: Kanta na mera?

Ja, die Vakuumpresse kann noch mehr: unter anderem Kanten an runde oder nierenförmige Tische anleimen.


Der Autor

Stefan Katzer ist Inhaber der Firma Atmos Vakuumpressen und verfügt über langjährige Erfahrung und Expertise in diesem Bereich.

www.atmos-vakuumpressen.de

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