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Faserverbundteile herstellen - Bootsbauer - LF 6

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Einleitung

Ein Bootsrumpf, eine Abdeckung oder ein verstärkter Anschlussbereich muss nicht nur leicht sein: Er muss zu seiner Beanspruchung, zur Fertigung und zu den betrieblichen Sicherheitsbedingungen passen. In diesem aiMOOC lernst du, einen berufstypischen Auftrag für ein Faserverbundteil vom ersten Lesen der Zeichnung bis zur Qualitätsprüfung zu bearbeiten. Zielgruppe sind Auszubildende im zweiten Ausbildungsjahr im Beruf Bootsbauer/Bootsbauerin. Bezug ist Lernfeld 6 – Faserverbundteile herstellen mit einem Zeitrichtwert von 80 Unterrichtsstunden im KMK-Rahmenlehrplan vom 25. März 2011 (dort Druckseite 14).

Am Ende kannst du Anforderungen aufnehmen, Werkstoffkomponenten und Verfahren vergleichen, eine Bauzeichnung und Schablone nutzen, einen Laminatplan mit Materialbedarf begründen, sichere Arbeitsabläufe planen, den Prozess dokumentieren und ein Teil anhand vorab definierter Kriterien beurteilen. Du bearbeitest dazu eine erfundene, nichttragende Inspektionsabdeckung. Reale Gefahrstoff-, Maschinen-, Schleif- oder Laminierarbeiten sind ausschließlich nach Gefährdungsbeurteilung, betrieblicher Unterweisung und unter befugter fachlicher Aufsicht zulässig. Eine ungefährliche Papier-/Textilschicht-Simulation erfüllt alle planerischen Lernschritte ohne Harz.

Der Kurs ist Lernmaterial, keine amtliche Ausbildungs-, Produkt- oder Prüfungsfreigabe. Für betriebliche Tätigkeiten gelten dein Ausbildungsplan, die zuständige Handwerkskammer, der jeweils geltende Landeslehrplan, Herstellervorgaben und die betrieblich freigegebenen Verfahren. Quellen: KMK-Rahmenlehrplan, PDF-Druckseite 14; BIBB-Berufsprofil und Ausbildungsordnung.

Vom Auftrag zur Konstruktion

Anforderungen ermitteln und Zeichnungen lesen

Ein Faserverbundwerkstoff besteht aus Fasern als Verstärkung und einer umgebenden Matrix (zum Beispiel aus ausgehärtetem Harz). Die Fasern tragen bevorzugt Kräfte entlang ihrer Richtung; die Matrix verbindet und stützt sie, überträgt Lasten zwischen ihnen und schützt sie gegen Umwelteinwirkungen. Wie gut das Zusammenspiel funktioniert, hängt unter anderem von Faserart, Faserverlauf, Harzsystem, Faservolumenanteil, Fertigungsverfahren und Fehlstellen ab. Eine große Materialmenge allein garantiert kein sicheres Bauteil.

Beginne beim Fertigungsauftrag mit der Funktion: Ist das Teil tragend oder nichttragend? Welche Abmessungen, Krümmungen, Kanten, Sichtflächen, Dichtungen und Befestigungen sind vorgesehen? Welche Belastungen durch Druck, Biegung, Stoß, Wasser, Temperatur und UV-Strahlung sind möglich? Prüfe Maßstab, Maßlinien, Radien, Toleranzen, Ansicht und Schnitt der Bauzeichnung. Eine Schablone dient zur wiederholbaren Übertragung einer Form, ein Modell zur Prüfung der geometrischen Gestalt; die Form oder das Werkzeug gibt bei der Fertigung die Oberfläche vor.

Konstruktive Formgebung: Abgerundete Übergänge und ausreichende Radien können die Faserablage erleichtern und örtliche Spannungsspitzen mindern. Abrupte Querschnittssprünge, enge scharfe Innenecken und unzugängliche Hinterschneidungen erschweren das Entlüften und Entformen. Bei tragenden Bootsteilen wird die Dimensionierung fachgerecht auf Basis der Lastfälle, Konstruktion und einschlägigen technischen Regeln berechnet, nicht aus den pauschalen Übungszahlen dieses Kurses.

Anwendungsbezug: Ein Boot in Bauweise mit textilem Überzug und Epoxidbeschichtung. Foto: Susan Davis, CC BY-SA 3.0; Bildnachweis. Das Beispiel ist kein Nachweis für die Tragfähigkeit eines bestimmten Bauteils.

Auftragsklärung als Prüffrage: Eine Abdeckung ist 400 mm lang und 300 mm breit. Wo steht in der Zeichnung, ob dies Fertigmaß oder Zuschnittmaß ist? Sind eine Rundung und eine umlaufende Dichtfläche angegeben? Fehlen diese Angaben, forderst du eine freigegebene technische Klärung an, statt Maße zu raten. Eine dokumentierte Versionsnummer verhindert, dass nach überholtem Plan gefertigt wird.

Arbeitsergebnis bereits vor der Fertigung definieren

Lege zusammen mit der anleitenden Fachkraft die Qualitätsmerkmale vor dem ersten Arbeitsschritt fest. Beispiele: Abmessungen, Formtreue gegenüber der Schablone, dokumentierter Schichtaufbau, sichtbare vollständige Durchtränkung, keine erkennbaren trockenen Stellen, unzulässigen Blasen oder offenen Kanten, freigegebener Aushärtezustand, vollständige Dokumentation. Die festzulegenden Grenzwerte sind auftragsabhängig. Eine Sichtprüfung erkennt nicht alle inneren Fehler; tragende und sicherheitsrelevante Teile erfordern gegebenenfalls weitergehende Prüfungen und eine fachliche Freigabe.

Fasern, Matrix, Füllstoffe und Lagerung

Verstärkungsfasern und textile Halbzeuge

Glasfasern sind im Bootsbau weit verbreitet und vergleichsweise wirtschaftlich. Kohlenstofffasern bieten bei passender Konstruktion hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht, sind jedoch teurer, spröder im Versagensverhalten und elektrisch leitfähig. Aramidfasern sind bei bestimmten Stoßbeanspruchungen interessant, benötigen jedoch geeignete Bearbeitungs- und Verbindungskonzepte. Auswahlkriterien sind nicht nur das Gewicht, sondern auch Kosten, Dauerhaftigkeit, elektrische Eigenschaften, Reparierbarkeit und die vorliegenden Herstellerdaten.

Eine Matte enthält häufig ungeordnet liegende Fasern; bei bindemittelhaltigen Glasfasermatten ist die Verträglichkeit des Bindemittels mit dem gewählten Harz zu prüfen. Im Gewebe sind Fäden miteinander verwoben; die Kreuzungen führen zu Faserkrümmungen. Ein Gelege fixiert Fasern in vorgegebenen Richtungen mit möglichst geringer Ondulation. Ein Prepreg enthält eine vorimprägnierte, kontrollierte Harzmenge und stellt besondere Ansprüche an Lagerung, Haltbarkeit und Aushärtung. Die Grammatur, etwa 300 g/m², bezeichnet die Trockenfasermasse pro Fläche, nicht die fertige Laminatmasse oder unmittelbar die Laminatdicke.

Zwei Glasfasergewebe mit unterschiedlicher Flächenmasse; Bild: Cjp24, gemeinfrei; Quelldatei. Die dargestellte Grammatur ist eine Produkteigenschaft, keine universelle Festigkeitsangabe.

Gewebte Kohlenstofffasern zum Vergleich der textilen Struktur; Foto: Acheolg, CC BY-SA 4.0; Quelldatei.

Orientierung: Bei einem biaxialen Aufbau stehen Fasern beispielsweise in 0°/90° oder +45°/−45° zur definierten Bezugsachse. Eine Lage, die du um 45° drehst, verstärkt andere Belastungsrichtungen. Ohne Lastannahme ist keine Orientierung pauschal „die beste“. Verwechslung von Gelege und Gewebe, unmarkierte Faserrichtung oder ein ungeeigneter Faserzuschnitt sind typische Fehler.

Harz, Härter, Füll- und Hilfsstoffe

Die Matrix kann beispielsweise aus Epoxid-, ungesättigtem Polyester- oder Vinylesterharz entstehen. Ein Härter beziehungsweise Reaktionspartner sorgt für die vom System vorgesehene chemische Aushärtung. Mischungsverhältnisse werden produktspezifisch nach Masse oder nach Volumen angegeben; diese Angaben dürfen nicht vertauscht werden. Ein falsch dosiertes Gemisch kann auch dann mangelhaft bleiben, wenn es zunächst fest erscheint. Mische keine Komponenten aus unterschiedlichen Systemen ohne dokumentierte Freigabe des Herstellers. Temperatur, Luftfeuchte, Untergrund, offene Zeit, Topfzeit, Aushärtezeit und gegebenenfalls Nachtemperung richten sich nach Datenblatt und Auftrag.

Füllstoffe verändern etwa Fließverhalten, Dichte und Verarbeitbarkeit: feine mineralische Füllstoffe können Harz thixotrop einstellen, Mikrohohlkugeln erleichtern bestimmte leichte Spachtelmassen, faserige Füllstoffe verbessern je nach System die Spaltüberbrückung. Füllstoffe ersetzen keine strukturelle Verstärkungsfaser. Hilfsstoffe sind unter anderem Trennmittel, Abreißgewebe, Folien, Fließhilfen, Dichtband und Reinigungshilfen; ihre Verträglichkeit und ihre spätere Entfernung sind einzuplanen.

Lagerung: Behälter eindeutig beschriften und geschlossen halten, getrennt nach Herstellerangaben und betrieblichem Gefahrstoffverzeichnis führen; Temperatur- und Haltbarkeitsgrenzen einschließlich eines eventuellen Kühlkettennachweises für Prepregs beachten. Sicherheitsdatenblatt, Lagerklasse, Zusammenlagerungsregeln und TRGS 510 sind maßgeblich. Ungenutzte Reststoffe werden nicht unkontrolliert zusammengeschüttet.

Laminatplan und Fertigungsverfahren auswählen

Vier verbreitete Verfahrenswege

Beim Handlaminieren werden trockene Verstärkungslagen in einer vorbereiteten Form positioniert und unter kontrollierten Bedingungen mit einem geeigneten Harzsystem imprägniert; eingeschlossene Luft muss mit geeigneten Werkzeugen entfernt werden. Es eignet sich für überschaubare Aufträge, verlangt jedoch eine sorgfältige Prozessführung und birgt Exposition gegenüber noch nicht ausgehärtetem Harz. Beim Vakuumsackverfahren werden bereits positionierte Lagen unter Folie mittels Druckdifferenz verdichtet; Dichtheit und geeignete Hilfsstoffe sind entscheidend. Bei der Vakuuminfusion wird Harz durch einen vorbereiteten trockenen Faseraufbau geführt; der Fließweg muss vorher geplant und kontrolliert werden. Prepreg-Verarbeitung nutzt vorimprägnierte Lagen und eine produktspezifisch kontrollierte Aushärtung. Für jedes Verfahren sind Investitionsbedarf, Geometrie, Stückzahl, Qualität, Emissionen und Personalqualifikation abzuwägen.

Schema des Handlaminierens; Laurens van Lieshout, gemeinfrei; Quelldatei. Das Schema ersetzt keine Sicherheitsunterweisung.

Schematische Vakuumsacklagen; Anna Chiara Bressi, CC BY-SA 4.0; Quelldatei. Vakuumsack und Vakuuminfusion sind nicht dasselbe Verfahren.

Fachvideo 1 (Deutsch, NautiCare): Glasgewebe mit Epoxidharz aufbringen. Achte im Video auf Tränkung und sichtbare Lufteinschlüsse; übernimm Mischverhältnisse nur, wenn exakt das gezeigte Produkt zum Auftrag passt. Die produktbezogene Anleitung ist keine allgemeine Arbeitsfreigabe.

Begleitende Hersteller-/Händleranleitung, deutsche Erläuterung.

Laminatplan, Flächen- und Mengenrechnung

Ein Laminatplan hält mindestens die Bauteilbezugsachse, die Reihenfolge und Ausrichtung jeder Verstärkungslage, textile Art/Grammatur, Zuschnittform, gegebenenfalls Verstärkungszonen, Matrixsystem, Verfahrensweg, Arbeitsschritte und Prüfpunkte fest. Für die Masse einer trockenen Lage gilt: Trockenfasermasse in g = Zuschnittfläche in m² × Grammatur in g/m². Für mehrere gleiche Lagen wird mit der Lagenanzahl multipliziert. Harzbedarf ist danach lediglich eine Planungsgröße: Er hängt von Verfahren, angestrebtem Fasergehalt, Verlusten und realen Herstellerangaben ab.

Rechenkontrolle: Für eine 420 mm × 320 mm große Lage aus 300 g/m² Gewebe erhältst du 0,420 m × 0,320 m = 0,1344 m²; das sind 40,32 g Faser pro Lage. Drei gleich große Lagen ergeben 120,96 g Trockenfaser. Wer 420 × 320 ungeprüft als Quadratmeter oder 300 g/m² als Harzmasse behandelt, verfehlt den Materialbedarf erheblich. Zuschnittzulage wird aus der fertigen Form und Abfalloptimierung begründet, nicht pauschal überall vergrößert.

Für reale tragende Bauteile gehören Laminateigenschaften und Dimensionierung zu einem ingenieurmäßig belegten Nachweis. Die Normenreihe DIN EN ISO 12215 behandelt die Rumpfbauweise und Dimensionierung kleiner Wasserfahrzeuge; DIN EN ISO 12215-1:2019-05 betrifft unter anderem härtbare Harze und Glasfaserverstärkungen, DIN-Normensuche zur Reihe. Der Kurs vervielfältigt keine geschützten Normtexte und ersetzt keine aktuelle Normenprüfung.

Sicher fertigen, Ressourcen schonen und digital arbeiten

Arbeits- und Gesundheitsschutz als Freigabebedingung

Bevor reale Tätigkeiten beginnen, erstellt der Betrieb eine auf Produkte, Raum, Maschinen und Beschäftigte bezogene Gefährdungsbeurteilung; daraus folgen Maßnahmen nach dem STOP-Prinzip (Substitution, technische, organisatorische und persönliche Schutzmaßnahmen). Epoxidharzkomponenten können insbesondere eine Hautsensibilisierung auslösen; bei anderen Systemen können etwa flüchtige Gefahrstoffe auftreten. Auch das Bearbeiten ausgehärteter Laminate erzeugt Staub und gegebenenfalls Lärm. Deshalb sind Hautkontakt, unkontrollierte Dämpfe, Staubfreisetzung sowie Brand- und Reaktionsgefahren zu vermeiden. Zuständige Fachkräfte legen geeignete Arbeitsplatzlüftung, Absaugung, spritzsichere Einrichtungen, passende chemikalienbeständige Handschuhe anhand der Durchbruchzeiten, Augen-/Körperschutz und gegebenenfalls Atemschutz fest. Ein beliebiger Handschuhtyp oder eine offene Tür sind kein Ersatz für diese Prüfung.

Maßgebliche, recherchierte Hilfen: DGUV Information 213-116, Ausgabe Oktober 2024 behandelt ausdrücklich auch Laminierarbeiten und Bootsbau; TRGS 401, Änderung 2024 zur Hautexposition; BAuA-Übersicht aktuell geltender TRGS einschließlich TRGS 400, 500 und 510. Produktbezogene Sicherheitsdatenblätter, Betriebsanweisungen und die aktuelle Gefahrstoffverordnung gehen einer vereinfachten Kursbeschreibung vor.

Gefahrenstopp: Eine Dose ist undicht, ein Harz riecht ungewöhnlich, ein Mischansatz erwärmt sich unkontrolliert oder die Absaugung fällt aus: Tätigkeit unterbrechen, Abstand und Sicherung nach Betriebsanweisung herstellen, die Aufsicht informieren und nicht improvisieren. Weder in diesem Kurs noch zu Hause werden Harze gemischt, geschliffen oder mit Vakuumtechnik experimentiert. Sichere Lernalternative: Du zeichnest den Schichtaufbau mit Papierstreifen, farbigen Textilresten und einer trockenen Formschablone nach; eine Tabellenkalkulation simuliert Mengen- und Planabweichungen.

Nachhaltigkeit, Entsorgung und Dokumentationsschutz

Eine gute Zuschnittplanung reduziert Verschnitt; bedarfsgerechte Chargen, saubere Prozessbedingungen und dauerhafte, reparierbare Konstruktionen können Abfall vermeiden. Ein ausgehärtetes Verbundteil ist nicht automatisch problemlos recycelbar; unterschiedliche Fasern, Matrixsysteme und Klebungen erschweren die Stofftrennung. Beurteile daher Reparierbarkeit, Materialausnutzung, Emissionen und Entsorgungsweg über den gesamten Lebenszyklus. Nicht ausgehärtete Reststoffe, verunreinigte Hilfsmittel und Schleifstaub gehören gemäß Sicherheitsdatenblatt, betrieblicher Vorgabe und örtlicher Entsorgungsregel in passende Sammelsysteme; nicht in Abfluss oder Gewässer.

Digital kannst du Bauzeichnung, Layer-Liste, Zuschnittplan, Materialchargen, Freigabestatus und Prüfprotokoll versionsgeführt dokumentieren. CAD erleichtert die Überprüfung der Form, ein Tabellenblatt die Massenrechnung. Kennzeichne ausdrücklich Annahmen gegenüber Messwerten. Übertrage keine echten Kunden-, Beschäftigten- oder Schülerdaten in öffentliche Lernsysteme; verwende fiktive Auftragskennungen und anonymisierte Fotos ohne erkennbare Personen. Zugriffsrechte, Datensparsamkeit und Löschfristen sind betriebsbezogen festzulegen.

Fachvideo 2 (Deutsch, NautiCare): Hohlkehlen mit Epoxidharz formen. Beobachte die Bedeutung gerundeter Übergänge als Vorbereitung bestimmter Laminataufbauten; das Video ist nur Anschauungsmaterial, kein Auftrag zum Nacharbeiten.

Geprüfte deutsche Begleitseite mit Videoeinbettung.

Durchgerechneter Praxisfall: nichttragende Inspektionsabdeckung

Fiktiver Auftrag, Zeichnung und Freigabegrenzen

Eine Ausbildungswerkstatt soll ausschließlich für ein nichttragendes Anschauungsmodell eine flache, abgerundete Inspektionsabdeckung mit Fertigmaßen 400 × 300 mm und Eckradius 30 mm planen. Eine schematische Skizze in Draufsicht und ein Schnitt mit markierter Bezugsachse gehören zum Auftrag. Gefordert werden drei nachvollziehbar dokumentierte textile Lagen aus 300 g/m² Glasfasergewebe. Als reines Planungsbeispiel dienen Zuschnitte von je 420 × 320 mm. Die Schichtfolge lautet: Lage A 0°/90°, Lage B gegenüber der Bezugsachse um 45° gedreht, Lage C 0°/90°. Dies ist keine für reale Bootsbauteile nachgewiesene Festigkeitsdimensionierung. Die freigebende Fachkraft würde für einen tatsächlich eingesetzten Artikel zusätzliche Zeichnungs-, Last-, Material- und Prüfvorgaben verlangen.

Begründete Verfahrenswahl: Für die Unterrichtssimulation genügt trockener Papier-/Gelegeaufbau ohne Chemikalien. Ein realer Probekörper könnte erst nach Freigabe einer geeigneten Werkstatt, Gefährdungsbeurteilung und Produktwahl durch die befugte Ausbilderin oder den befugten Ausbilder hergestellt werden. Die hier beschriebene Übung autorisiert keine selbstständige Gefahrstoffarbeit.

Materialbedarfsrechnung mit kontrollierbaren Zwischenschritten

Schritt A – Fläche je Zuschnitt: 0,420 m × 0,320 m = 0,1344 m². Schritt B – gesamte textile Zuschnittfläche: 3 × 0,1344 m² = 0,4032 m². Schritt C – Trockenfasermasse: 0,4032 m² × 300 g/m² = 120,96 g. Die Menge berücksichtigt die rechteckigen Zuschnitte einschließlich Randzugabe; die abgerundete spätere Kontur und weiterer Verschnitt sind gesondert zu erfassen.

Schritt D – nur hypothetischer Harzansatz: Unterstelle für eine reine Rechenübung eine gesamte Harzsystemmasse von 1,10 × Trockenfasermasse. Daraus ergeben sich 1,10 × 120,96 g = 133,06 g Harzsystem vor Reserve. Eine kalkulatorische Reserve von 10 % ergibt 133,056 g × 1,10 = 146,36 g. Bei einem rein beispielhaften produktspezifischen Verhältnis Harzkomponente : Härterkomponente von 100 : 50 nach Masse wäre der Rechenanteil der ersten Komponente 146,3616 g × 100/150 = 97,57 g, der zweiten 146,3616 g × 50/150 = 48,79 g. Summencheck: 97,57 + 48,79 = 146,36 g. Diese Zahlen sind ausschließlich Kalkulationsdaten, keine Mischanweisung, kein zugesichertes Faservolumen und keine Freigabe für ein reales Harzprodukt. Maßgeblich sind immer die tatsächlichen technischen Merkblätter, Sicherheitsdatenblätter, Freigaben, Gebindegrößen, Topfzeit, Exothermie und betriebliche Verfahrensanweisung. Ändert sich die Grammatur oder Zuschnittfläche, wird vollständig neu gerechnet.

Schritt E – digitales Kontrollblatt: Spalten „Lage“, „Winkel“, „Länge in m“, „Breite in m“, „Fläche in m²“, „Grammatur in g/m²“, „Fasermasse in g“, „Quellen-/Revisionsstand“. Beispielsformel für eine Lage: Fläche = Länge × Breite; Fasermasse = Fläche × Grammatur. Verwende Dimensionsprüfungen, Versionsangabe und eine zweite Kontrollrechnung.

Arbeitsplan, Qualitätsprotokoll und Bewertungsraster

Phase	Arbeit und verantwortliche Freigabe	Prüffähiger Nachweis
Auftrag prüfen	Fertigmaße, Eckradius, Funktion und Nichttragfähigkeit festhalten; offene Zeichnungsfragen klären	Freigegebene Skizze mit Bezugsachse und Stand
Werkstoffe wählen	Gewebe/Grammatur, Layup, Matrixalternativen, Hilfsstoffe und Lagerbedingungen begründet vergleichen	Vergleichsblatt mit technischen Quellen
Sicherheit planen	Gefährdungsbeurteilung und Unterweisung durch zuständige Fachkraft prüfen; nur trockene Modellarbeit ohne Gefahrstoffe	Unterzeichnetes Simulations-/Freigabefeld
Zuschnitt planen	Drei Papierschablonen 420 × 320 mm, Richtungen markieren, Verschnitt erfassen	Zuschnittbild mit Flächen- und Massenrechnung
Aufbau simulieren	Papier-/Textillagen in Schablone der Reihe nach auflegen, Winkel und Randlage kontrollieren	Lage-für-Lage-Foto oder Zeichnung ohne Personen
Ergebnis prüfen	Fertigkontur und Schichtfolge gegen vorab vereinbarte Merkmale prüfen	Maßblatt, Sichtbefund, Abweichungsprotokoll
Dokumentieren und reflektieren	Versionsstand, Entscheidung, Umweltschutz, Nacharbeit und Übergabe dokumentieren	Vollständiges anonymes Arbeitsprotokoll

Prüfbares Modell-Ergebnis: Eine Papp- oder trockene Textilabdeckung mit markierter 400 × 300 mm Fertigkontur, vier Ecken mit Radius 30 mm, erkennbar richtig ausgerichteten drei Lagen, einer Materialbedarfstabelle und einem begründeten Prüfprotokoll. Modellbezogene Lehr-Toleranzen (keine Normvorgaben) sind: Fertigumriss Länge/Breite jeweils höchstens ±2 mm, Eckradien ±2 mm, markierte Faserrichtung pro Lage höchstens ±10° Abweichung, keine fehlende Lage, alle Datums-/Versionsfelder ausgefüllt. Papierstapel und Trockenfasern sind nicht auf Delamination oder Aushärtung prüfbar; diese Kriterien gehören erst in den freigegebenen realen Prüfplan.

Bewertungskriterium	Maximalpunkte	Mess- oder Beleganforderung
Auftragsanalyse und Zeichnung	20	Funktion, Fertigmaße, Radius, Bezugsachse, Klärung offener Angaben nachvollziehbar
Werkstoff- und Verfahrensentscheidung	15	Alternativen, fachlicher Grund, Freigabegrenze und Datenblattbezug
Laminatplan und Rechnung	25	Drei Lagen, Orientierungen, Einheiten, 120,96 g Trockenfaser und nachvollziehbare Beispielsystemrechnung
Sicherheits- und Umweltschutzkonzept	15	Gefährdungsstopp, trockene Alternative, Abfallweg und ressourcenschonender Zuschnitt
Modell und dokumentierte Qualitätsprüfung	15	Lehr-Toleranzen gemessen, Abweichungen notiert, keine fehlende Lage
Digitale Dokumentation und Reflexion	10	Prüftabelle, Version, datensparsamer Beleg, Verbesserungsentscheidung
Gesamt	100	Für die Übung beispielhaft: ab 80 Punkten und ohne Sicherheitsfreigabemangel als „Lernziel erreicht“; betriebliche Bewertung legt die Lehrkraft fest

Auswertung eines Musterbefunds: Gemessen wurden 401 mm Länge, 299 mm Breite, Eckradius 31 mm und die Orientierungsabweichungen 0°, +6°, −4°. Alle Maße liegen innerhalb der oben definierten Lehr-Toleranzen. Eine fehlende unterschriebene Sicherheits-/Simulationsfreigabe führt dennoch dazu, dass kein reales Verfahren begonnen werden darf. Dokumentiere deshalb sowohl messbare Befunde als auch den Freigabestatus. Die Aufgabe ist nicht mit einer behaupteten Bootszulassung gleichzusetzen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Fachwissen anwenden

Die Antworten erscheinen erst bei der Bearbeitung des Quiz. Nutze bei Fehlern die jeweils thematisch passende Erklärung in den Fachkapiteln zu Zeichnung, Fasern, Harzsystem, Verfahrenswahl, Rechnung und Arbeitsschutz.

Welche erste Information brauchst du bei einem neuen Faserverbundauftrag? (Die Funktion und die Anforderungen an das Bauteil) (!Die Farbe der Verpackung des Harzgebindes) (!Die Reihenfolge der im Lager stehenden Werkzeuge) (!Die Größe der letzten Materialbestellung)

Welche Aussage beschreibt die Hauptaufgabe der Matrix im Faserverbund am treffendsten? (Sie verbindet die Fasern und überträgt Lasten zwischen ihnen) (!Sie ersetzt alle Fasern bei Biegebeanspruchung) (!Sie macht den Faserverlauf für die Festigkeit bedeutungslos) (!Sie beseitigt automatisch jede Fehlstelle im Laminat)

Was beschreibt eine Gewebegrampatur von 300 g pro Quadratmeter? (Die Trockenfasermasse je Flächeneinheit) (!Die vorgeschriebene Masse des fertigen Verbundbauteils) (!Die notwendige Härtermenge je Flächeneinheit) (!Die garantierte Dicke des ausgehärteten Laminats)

Wodurch unterscheidet sich ein Prepreg von einem trockenen Gewebe? (Es ist bereits mit einem vorgesehenen Matrixsystem vorimprägniert) (!Es besteht grundsätzlich aus ungerichteten Kurzfasern) (!Es benötigt unter keinen Bedingungen eine geregelte Lagerung) (!Es kann ohne Prüfung mit jedem beliebigen Härter kombiniert werden)

Welcher Inhalt gehört in einen nachvollziehbaren Laminatplan? (Schichtfolge und Ausrichtung der Verstärkungsfasern) (!Nur die spätere Farbe der Bootsoberfläche) (!Nur die Namen aller anwesenden Auszubildenden) (!Nur die Anzahl der vorhandenen Werkstattfenster)

Welche Aussage zur Vakuuminfusion trifft zu? (Harz wird kontrolliert durch einen zuvor vorbereiteten trockenen Faseraufbau geführt) (!Sie verwendet grundsätzlich keine Matrix und nur lose Fasern) (!Sie ist dasselbe wie ein trockener Papierzuschnitt) (!Sie gewährleistet ohne Prozesskontrolle immer ein fehlerfreies Bauteil)

Wie groß ist die Trockenfasermasse von drei Zuschnitten zu je 0,1344 Quadratmetern bei 300 Gramm pro Quadratmeter? (120,96 Gramm) (!40,32 Gramm) (!12,096 Gramm) (!403,2 Gramm)

Was ist bei einem zweikomponentigen Harzsystem verbindlich? (Das produktbezogene Mischverhältnis mit seiner angegebenen Bezugsgröße) (!Immer das Volumenverhältnis eines fremden Harzsystems) (!Die Farbe des nach dem Mischen benutzten Rührstabes) (!Ein frei gewählter Härteranteil zur Beschleunigung)

Was tust du beim Ausfall einer vorgesehenen Absaugung vor dem Laminieren? (Arbeit stoppen und die verantwortliche Fachkraft informieren) (!Ohne Gefährdungsprüfung mit offenem Fenster weiterarbeiten) (!Die Absaugstörung im Prüfprotokoll nicht erwähnen) (!Die fehlende Absaugung durch dickere Harzschichten ersetzen)

Welcher Nachweis ist für den abgeschlossenen Lernauftrag am aussagekräftigsten? (Ein Maßprotokoll mit Lagenplan und begründeten Abweichungsentscheidungen) (!Ein Foto ohne Angaben zu Maßen und Herstellung) (!Eine pauschale Bestätigung ohne vereinbarte Qualitätsmerkmale) (!Ein Materialkarton ohne Bezug auf den Auftrag)

Memory

Finde die fachlich zusammengehörigen Paare. Die Definitionen bilden die Rückmeldungen nach dem Zuordnen.

Matrix	Umgebender Werkstoff zur Einbettung und Lastübertragung zwischen Fasern
Gewebe	Textiles Halbzeug mit miteinander verwobenen Fadensystemen
Gelege	In festgelegten Richtungen angeordnete und fixierte Faserlagen
Prepreg	Bereits vorimprägnierte Verstärkung mit besonderem Lagerbedarf
Schablone	Hilfsmittel zur maßhaltigen Übertragung einer Kontur
Laminatplan	Dokument zur Reihenfolge und Orientierung der Verstärkungslagen

Drag-and-drop

Ordne jedem Ausdruck die passende Funktion im Planungs- oder Prüfprozess zu.

Gesuchter Fachbegriff	Passende Funktion
Sicherheitsdatenblatt	Stoffbezogene Gefahren und Schutzinformationen
Bezugsachse	Ausgangsrichtung für die Angabe der Faserwinkel
Grammatur	Trockenfasermasse je Flächeneinheit
Entlüftung	Entfernen eingeschlossener Luft aus einem durchtränkten Aufbau
Prüfprotokoll	Dokumentation der vorab festgelegten Qualitätskriterien und Befunde

Kreuzworträtsel

Trage sechs einschlägige Fachwörter ein; die Hinweise beziehen sich auf die Kapitel dieses Kurses.

Matrix	Wie heißt der Werkstoff, der die Verstärkungsfasern umgibt?
Gewebe	Wie nennt man ein textiles Halbzeug aus verkreuzten Fadensystemen?
Gelege	Welches Halbzeug fixiert Fasern überwiegend in festgelegten Richtungen?
Prepreg	Wie heißt ein industriell vorimprägniertes textiles Halbzeug?
Schablone	Was hilft beim wiederholten Übertragen einer Bauteilkontur?
Entlüftung	Wie heißt das Entfernen eingeschlossener Luft aus dem Laminat?

LearningApps

Finde ergänzende Übungen zum Lernfeld; prüfe Inhalte externer Treffer kritisch gegen die hier genannten Fachquellen.

Lückentext

Trage jeweils einen passenden Begriff ein. Die Lücken greifen Grundlagen, Auftragsplanung und die sichere Fertigung auf.

Im Faserverbund umgibt die

die tragenden Fasern.

Die Angabe in Gramm pro Quadratmeter bezeichnet die

eines textilen Halbzeugs.

Ein vorimprägniertes Verstärkungsmaterial heißt

.

Zur Übertragung der Bauteilkontur dient eine

.

Die dokumentierte Reihenfolge der Verstärkungslagen steht im

.

Bei der Herstellung darf eingeschlossene

nicht unbeachtet bleiben.

Eine notwendige Gefährdungsbeurteilung ist vor der praktischen Arbeit

.

Die Trockenfasermasse errechnest du aus Zuschnittfläche mal

.

Die gemessenen Maße und Sichtbefunde gehören in das

.

Ohne Sicherheitsfreigabe verwendest du für die Übung eine trockene

.

Offene Aufgaben

Bearbeite die Aufgaben von leicht bis schwer. Alle Versuche mit realen Gefahrstoffen, bewegten Maschinen oder Schleifstaub entfallen ohne ausdrückliche fachliche Freigabe. Gib keine personenbezogenen Daten weiter. Lehrkräfte beurteilen Begründungen anhand der gezeigten Quellen, nicht nur anhand eines Endwerts.

Leicht

Bauteilbeobachtung: Zeichne eine einfache nichttragende Abdeckung mit Bezugsachse und benenne fünf Anforderungen an Form, Oberfläche oder Dokumentation.
Werkstoffkarte: Stelle Glasfaser, Kohlenstofffaser und Aramidfaser in einer Tabelle mit je zwei Chancen und einer Einschränkung gegenüber.
Materialbegriffe: Fertige fünf beschriftete Skizzen oder Karteikarten zu Matte, Gewebe, Gelege, Prepreg und Matrix an.
Gefahrenerkennung: Markiere in einem erfundenen Werkstattbild mindestens sechs mögliche Gefährdungen und formuliere jeweils eine Rückfrage an die Aufsicht.

Standard

Zeichnungsprüfung: Zeichne die 400 × 300 mm große Abdeckung mit Eckradius, lege einen Schnitt fest und dokumentiere zwei ungeklärte Maße als Rückfragen.
Lagenplanung: Erstelle aus Papier drei gerichtete Lagen und einen Laminatplan mit 0°/90°, gedrehter mittlerer Lage und prüfbaren Positionen.
Massenrechnung: Rechne den Materialbedarf des Praxisfalls nach und ändere die Grammatur gedanklich auf 450 g/m²; prüfe die Einheiten und zeige die Veränderung.
Prüfdokumentation: Miss dein trockenes Modell, fülle die Qualitätsliste aus und dokumentiere eine begründete Nachbesserung.

Schwer

Verfahrensvergleich: Begründe in einer Entscheidungsmatrix die Eignung von Handlaminieren, Vakuumsack, Vakuuminfusion und Prepreg für zwei unterschiedlich komplexe fiktive Bauteile.
Änderungsauftrag: Eine neue Zeichnungsrevision ändert den Eckradius und die Öffnung; ermittle die Folgen für Schablone, Zuschnitt, Dokumentation und Freigabe.
Ressourcenbilanz: Optimiere einen trockenen Zuschnitt auf einem vorgegebenen Gewebestreifen und diskutiere Verschnitt, Abfallwege und Grenzen des Faserverbundrecyclings.
Fehleranalyse: Simuliere drei Qualitätsmängel auf Papier, entwirf geeignete Prüfmethoden und begründe, welche Fehler bei einem realen tragenden Bauteil zusätzliche Sachkunde verlangen.

Lernkontrolle

Anforderungsprüfung: Erkläre an einer neuen Inspektionsabdeckung, welche Daten du vor der Materialwahl einholst und wie fehlende Zeichnungsangaben den Ablauf verändern.
Faserorientierung: Beurteile zwei alternative Lagenfolgen für eine behauptete Belastungsrichtung, benenne die Annahmen und erkläre, warum ohne Nachweis keine reale Dimensionierung feststeht.
Rechen-Transfer: Berechne für vier Zuschnitte von jeweils 0,25 m² mit 280 g/m² die Trockenfasermasse und zeige durch Umkehrrechnung die Einheitensicherheit.
STOP-Prinzip: Begründe für ein fiktives Epoxidlaminat fünf erforderliche Sicherheitsentscheidungen und erläutere, wann du die Arbeit zwingend stoppst.
Prüfentscheidung: Werte eine erfundene Messreihe mit zwei Maßabweichungen und einer fehlenden Chargenangabe aus; begründe Nacharbeit, Sperrung oder Freigabe für ein reines Lernmodell.
Ökologischer Vergleich: Vergleiche zwei Verfahren nach Verschnitt, Exposition, Reparaturfähigkeit und Dokumentationsaufwand und mache Unsicherheiten transparent.

Lernnachweis

Konkretes Portfolio: Reiche in einer datensparsamen Mappe folgende Nachweise ein: (a) anonymisierten fiktiven Auftrag mit Zeichnung, Bezugsachse und Prüfkriterien, (b) Material- und Verfahrensvergleich mit Quellen, (c) Laminat- und Zuschnittplan für drei gerichtete Lagen, (d) nachrechenbare Flächen-, Faser- und Beispielharzsystemkalkulation mit Einheiten, (e) schriftliches Sicherheits- und Entsorgungskonzept mit Freigabestopp, (f) Foto oder Zeichnung des gefahrlosen Trockenmodells, (g) ausgefülltes Mess- und Abweichungsprotokoll, (h) Selbstreflexion über Fehler und nachhaltige Alternativen. Vergib die 100 Punkte nach dem im Praxisfall dargestellten Raster. Ohne notwendige Sicherheitsfreigabe ist kein reales Arbeiten zulässig, unabhängig von der Punktzahl.

Transfer: Zeige, was sich bei einer anderen Geometrie, Fasergrammatur oder geänderten Kundenanforderung im Plan und in der Qualitätssicherung verändert. Dokumentiere zwei bewusste Entscheidungen sowie eine kritische Rückfrage an eine fachlich befugte Person. Das Portfolio belegt eine Lernhandlung, nicht die Herstellung eines nach Norm geprüften oder zum Einbau freigegebenen Strukturbauteils.

OER und Wikipedia

Verifizierte fachliche Grundlagen (Abfrage Oktober 2026):

KMK: Rahmenlehrplan Bootsbauer/Bootsbauerin, Lernfeld 6, Druckseite 14; Bildungsgrundlage, nicht unter eine freie Lizenz umgedeutet.
BIBB: Bootsbauer/Bootsbauerin – Fachrichtung Neu-, Aus- und Umbau; Profil und Link zur Verordnung über die Berufsausbildung vom 8. Juni 2011.
DGUV Information 213-116: Tätigkeiten mit Epoxidharzsystemen, Ausgabe 2024; fachliche Schutzmaßnahmen.
BAuA: Aktuelle TRGS-Übersicht und TRGS 401; verbindlich heranzuziehende aktuelle Fassungen je nach Gefährdung prüfen.
DIN Media: DIN EN ISO 12215-1:2019-05; Normnachweis, kein frei vervielfältigter Norminhalt.
Wikipedia: Faser-Kunststoff-Verbund – frei bearbeitbarer Überblick zur Wiederholung, für sicherheitskritische Entscheidungen mit Fachquellen abgleichen.

Wikimedia-Commons-Medien: tatsächliche Dateinamen, Urheber, Lizenz und Quellnachweis. Die CC-BY-SA-Bilder werden unverändert mit den angegebenen Urheber- und Lizenzlinks verwendet; bei Bearbeitungen sind zusätzliche Lizenzpflichten zu beachten.

Im Kurs verwendete Datei	Motiv und Originalquelle	Urheber laut Commons	Lizenz laut Commons
File:Sheet plywood boat under construction.jpg	Boot mit textilem Überzug	Susan Davis	CC BY-SA 3.0
File:Glass fabric.jpg	Glasfasergewebe	Cjp24	Gemeinfrei laut Dateiseite
File:Woven carbon fiber fabric.jpg	Kohlenstofffasergewebe	Acheolg	CC BY-SA 4.0
File:Hand lay-up moulding.png	Handlaminier-Schema	Laurens van Lieshout	Gemeinfrei laut Dateiseite
File:Vacuum bag.jpg	Vakuumsack-Schema	Anna Chiara Bressi	CC BY-SA 4.0

Videoquellen: Glasgewebe mit Epoxidharz aufbringen und Hohlkehle erstellen, jeweils in der deutschsprachigen NautiCare-Anleitung beziehungsweise NautiCare-Anleitung eingebettet. Bei Videos bleibt das Urheberrecht beim jeweiligen Anbieter; sie sind nicht als OER lizenziert ausgewiesen. Die YouTube-Einbettung verweist auf den Originalplayer, nicht auf eine eigene Kopie. Inhalte produktbezogen prüfen und nicht als Sicherheitsfreigabe verstehen.

Wikipedia zum Vertiefen (deutsch, verifizierter Artikel):

Verknüpfte Lernbereiche

Die folgenden Querverbindungen helfen, das Lernfeld in den betrieblichen und schulischen Gesamtzusammenhang einzuordnen.

Bootsbau und Faserverbundtechnik

Projektanschlüsse: Ein Team entwickelt eine sichere virtuelle Bauteilwerkstatt mit Gefährdungsstopp-Karten; ein weiteres optimiert den Zuschnitt per Tabellenkalkulation. Ein drittes Team vergleicht eine frei gewählte Bootsbauzeichnung mit dem fiktiven Auftrag und formuliert einen Änderungsantrag, ohne echte Betriebsdaten zu veröffentlichen. Verknüpfe Ergebnisse mit deinem Ausbildungsnachweis und besprich reale Arbeitsschritte ausschließlich mit der zuständigen Fachkraft.