Fa alapanyagok
A repülőmodellek legfontosabb építőanyagát, a könnyűfémek és a műanyagok
mind nagyobb térhódítása ellenére, még mindig a különféle fafajták és faalapanyagok képezik. A “modern” alapanyagokhoz viszonyítva, tulajdonságuk a kompozit anyagokéhoz hasonlítható, azzal az eltéréssel, hogy a faalapanyagot a természet hozza létre, nekünk csak meg kell ismernünk a fafajtákban rejlő lehetőségeket és megfelelő területen alkalmazni előnyös tulajdonságaikat. Meg kell azonban említeni a leggyakoribb hibáját is a fának: a csavart növekedés – az ilyen alapanyából készített deszka/léc akar 5-10% -kal bizonyulhat gyengébbnek. További természetes hibája a fának az elgyantásodás. A gyantás részek gyengébbek és nehezen ragaszthatóak. Hő hatására a gyanta folyósodik, a kötés gyengülhet, vagy akár teljesen el is engedi a kötött elemeket. Ezenkívül a szakszerűtlen tárolás is okozhat minőségromlást. Kerüljük, tehát, a göcsös, vetemedett, repedezett, penészes vagy korhadt faanyagot.
A fa előnyös és hátrányos tulajdonságait feltétlenül figyelembe kell venni a repülőmodellek építésére alkalmazott anyagok kiválasztásakor. Egy modellrepülőgép elemei eltérő erőknek vannak kitéve, ezért a fa természet adta változékonyságát kellő ismeret birtokában és odafigyeléssel még előnyünkre is fordíthatjuk.
Feldolgozáskor, bármilyen irányba metsszük át a farönköt, a metszés módjára és adott faanyagra jellemző rajzolatot kapunk. Ugyanazon rönk különböző metszetekből kikerülő anyagának eltérőek a szilárdsági és rugalmassági mutatói, emiatt a felhasználási területük is más lehet.
Leggyakrabban három irányban szokták elmetszeni a fát, így kapjuk a sugár-, vagy más néven tükörmetszet (C-grain). Ez a metszet adja a merev, rugalmas alapanyagot mely egyúttal törékeny is. Kiválóan alkalmas olyan kitámasztó alkatrészek gyártására, melyeket nem akarunk hajlítgatni, de jól ellenállnak a nyomásnak (belső kitámasztó pillérek, bordák illetve ultrakönnyű gépek szerkezeti anyaga).
A növekedési gyűrűkre érintőmetszet (A-grain) vékony és hajlékony lemezei kiválóan alkalmasak felületek borítására.
Az átlagmetszése (B-grain) a rönk sugarára 30-45º szögben történik. Ez ötvözi magában bizonyos fokig a fára jellemző átlagolt hajlékonyságot és ellenállóképességet.
Fűrész árú osztályozását tekintve, egy léc lehet A-C vagy B-B metszetű. Csapok, rudak nincsenek osztályozva, deszka és furnér a nagyobb felülete szerint kerül besorolásba.
Rost-menti terhelhetősége a faanyagnak nem függ a metszés típusától.
Az Európában honos fafajták közül a lucfenyőnek van a legnagyobb szerepe. Sűrűsége 0,42-0,5 g/cm³. Minőségileg a legmegfelelőbb a fehér színű, kissé fényes, alacsony gyantatartalmú, egyenes szálú (hidegebb tájról jött a legjobb).
Az erdeifenyő is jól használható, azonban ennek nagyobb a gyantatartalma. Ezt a fenyőfajtát főként repülőmodellek vázszerkezetének kialakításánál alkalmazzák, a váz hosszában futó tartólécekként. Mivel a tartólécekre jelentős erők hatnak, csak válogatott anyagot építsünk be!
Legkönnyebb hazai fafajták egyike a hárs, amelynek sűrűsége ~0,45 g/cm³. Anyaga puha, finom rostozatú, kitűnően vágható/forgácsolható, kevésbé hajlamos a repedésre, mint a fenyő. Magasabb páratartalomnál sajnos hajlamos a vetemedésre, ezért érdemes védőréteget alkalmazni – nagyszerűen lakkozható/fényezhető.
A nemesnyárnak közel azonosak a fizikai és a mechanikai tulajdonságai, mint a hársnak. Szövetszerkezete sok cellulózt tartalmaz, ezért nagyon rugalmas.
Gyakran alkalmazzak a juharfa léceit is a hossz-menti tartókhoz; mivel jól hajlítható gőzben, így ívelt idomok kialakítására is alkalmas. Juhar ugyan nehéz, de minimális az hőmozgása. Használatát érdemes megfontolni nagy hőingadozásnak kitett alkatrészek gyártásához.
Keményebb fafajták közül a gyertyánt használják elsősorban (0,6-0,8 g/cm³). Ez fehér színű, finoman likacsos, rendkívül kemény nehezen megmunkálható, jól polírozható anyag. Leggyakrabban légcsavar, motorágy, futóműbak készül belőle. Azonban ezek készítésére a gőzölt bükk jobb választás lehet, mivel forgácsolhatóbb fafajta.
A repülőmodellezésben legelterjedtebb a Dél-Amerikában honos, könnyű, egyszerű eszközökkel megmunkálható fafajta – a balsafa, – hosszú rostú, porózus szerkezetének köszönhetően könnyű, rugalmas és erős. Mivel a növény gyorsan növő faj, érzékenyen reagál a környezeti változásokra ami a faanyag heterogenitásához vezet. Hosszú elemekhez különös gondossággal válogatott alapanyag szükséges.
A trópusi Afrikából származó könnyű, lágylombos abachi (obeche, wawa) is egyre gyakrabban kerül felhasználásra nagyobb igénybevételnek kitett alkatrészekhez; 0,35 g/cm³ sűrűségével gyarapítja a könnyű modellező alapanyagok sorát.
Az iparilag feldolgozott faanyagok közül leggyakoribb a rétegelt-lemez (RL), ami vékonyra hasított nyír-, juhar-, nyár- vagy bükk-lemezből készül. Három, öt, esetleg több réteget ragasztanak egymásra, mégpedig úgy, hogy a szomszédos lemezek száliránya egymásra merőleges legyen. A ragasztást nagy nyomás alatt végzik, hogy tömörödjön a fa; újabban műgyanta a ragasztóanyag. A modellezésben általában 1, 1,5, 2, 3, 4 és 5 mm vastag lemezeket használnak. Leggyakrabban a modell vázszerkezetének bordai készülnek belőle. 1500mm fesztávolságig elegendő a 2mm vastag rétegelt-lemez, 2500mm fesztávnál már a 3mm szükséges a törzsbordákhoz; a szárnybordákhoz valamivel vékonyabb: 2-2,5mm vastag rétegélt-lemez elegendő.
Rétegelt lemez súlya ugyan elég nagy, ezért a belőle készített alkatrészeket, ahol csak lehet, könnyítjük. Szilárdsági okokból minden alkatrészt úgy rajzoljuk elő a rétegelt-lemezen, hogy annak hosszabbik mérete a lemez külső rétegének szálirányával egyező legyen.
Puhább fafélékből készült rétegelt-lemez erősíti az alapanyag ellenálló-képességét, különösen a nyíró hatásokkal szemben. Legfőbb előnye, hogy a könnyítő kivágások készítésénél nem hasad, rétegződik szét a lemez (ami sajna a basalemezeknél szinte elkerülhetetlen). Súlytöbbletük így szinte elhanyagolható az azonos méretű szilfához képest, miközben megmunkálása a fának sokkal biztonságosabb.
A kemény 5-7-9-11 réteges (Aircraft Quality, állítólag “vízhatlan”) lemezeket főleg a nagy igénybevételű részeknél használjuk fel (tőbordák, szárny-, motor-hordozó törzsbordák). Ezek ragasztásához már kizárólag csak 30 perces vagy hosszabb száradási idővel rendelkező epoxy alkalmas.
Anyagbeszerzésnél figyeljünk a rétegelt lemez minőségére, mivel a nedves alapanyag száradáskor erős vetemedik, különösen ha nyárból, juharból készült. KIZÁRÓLAG “nedvességmentes”, teljesen lapos (pihentetett) lemezeket vásároljunk!
Rétegelt lemezt készíthetünk saját kezűleg is. Ehhez használjunk jó minőségi faragasztót. Ha még jobban meg akarjuk erősíteni a rétegelt lemezt, tehetünk a farétegek közé üvegszövetet vagy szénszálas szövete epoxy gyantával ragasztva, laminálva. Ez ugyan megemeli a költségeket, de egy versenymodell extrém terheléseihez szükség lehet nagyobb teherbírású alkatrészekre is.
A szívósabb “műfából”, és annak egyik változatából, a bakelizált műfából készülnek a légcsavarok. A műfa ugyancsak vékonyra hasított keményfarétegek egymásra ragasztásával készül, vastagsága több centiméter is lehet. Előállításakor igen nagy nyomással préselik, így a fa erősen tömörödik. Megmunkálni többnyire csak csiszoló korongon lehet vagy jó minőségű fémreszelővel. A bakelittel átitatott műfát eredetileg villamosított vasútvonalakon, a sínek szigetelt hevederkötéseihez gyártották. Szilárdsága jóval nagyobb a közönséges műfáénál. Ha hozzá tudunk még jutni, jó hatásfokú, nagy szilárdságú légcsavart készíthetünk belőle.
| Faféleségek szilárdsága 15% nedvességnél | |||
| Tűlevelű | Lágylombos | Kemény | |
|---|---|---|---|
| Nyomó || | 30–80 | 20–60 | 60–100 |
| Húzó || | 80–120 | 30–80 | 80–300 |
| Hajlító | 40–150 | 30–80 | 60–200 |
| Húzó | | 1–4 | 2–6 | 3–10 |
| Nyíró | | 5–10 | 4–8 | 8–16 |
| || = rosttal párhuzamosan | = rostra merőlegesen A feltüntetett értékek MPa-ban. |
|||
Follow
Themocracy
Balsa is cheaper and more available than basswood. This means you can buy more wood, and build more bridges for the same amount of money. By building more, you will gain valuable experience and improve your skills. When it is all said and done, you may be able to build a better balsa bridge.
Balsa is stiff, while basswood will bend.That’s right, you can bend basswood more than balsa. That is good if you are building an arch bridge. But what if you don’t want your bridge to bend? Balsa will give you a stiffer piece than basswood for the same size. However, I have seen balsa bend a lot under heavy load without breaking. I am not sure why it was able to bend so much, but it did.
You can get more cross-section for the same mass with balsa. In other words, you can have a bigger piece of balsa for the same weight of basswood. In compression members, larger and lighter pieces will actually hold more than smaller, heavier ones.
Basswood won’t rip off at the joints as much as balsa. Sometimes the face grain of balsa will tear away at the joint. Basically, basswood holds itself together better than balsa.
Balsa comes in a wide range of densities. You don’t always know how strong the wood is that you are getting. Basswood usually comes in a much smaller range, which means you can be more consistent with basswood. That problem can be fixed if you weigh each piece of wood before gluing it to the bridge. That way, you know exactly what is going on your bridge and can keep accurate records.
Balsa is less likely to be the same strength throughout its entire length. If you buy a piece 24 inches long, it may be stronger at one end then the other. This just complicates things, making it harder for you. Basswood is usually uniform in strength.
Balsa will sand easier, but basswood won’t crush.You can squeeze a piece of balsa, and totally deform it. A “squeezed” piece of balsa is weaker, because the internal atomic structure is messed up. You need to be more careful when working with balsa.
Balsa changes weight with changes in humidity more than basswood. Many times I have had a balsa bridge lose weight after setting it in the sun for a couple of hours. Of course, the opposite is true. Balsa bridges will gain weight after humid days. Basswood does not change so much with the weather.
For the same mass, basswood pieces must be smaller. Usually, this means that a basswood joint will have less surface area for glue than a balsa joint. That means you may have to use stronger glue with bass, which might add weight.
So you see, there are many factors that play into which wood is better. Basswood may be better in some places, and balsa in others. I encourage you to experiment with both woods. Specialized Balsa is the company I recommend for buying balsa.
Átlagsűrűságek:
– lucfenyő: 500kg/m3
– erdeifenyő: 450 kg/m3
– nyár: 440-450 kg/m3
– nyír: 650-750 kg/m3
– bükk: 750-800 kg/m3