Schön dass du zu uns gefunden hast und damit auch herzlich Willkommen zu unserem Artikel "Eine Vakuumkammer mit einem Kühlschrank Kompressor selber bauen"

Im heutigen Artikel geht es um eine schnelle und kostengünstige Möglichkeit sich eine funktionierende Vakuumkammer mit bis zu -0,9 Bar zu bauen.

Der Grund warum ich mir eine Vakuumkammer selber bauen wollte ist, dass ich Epoxidhard entgasen kann und das Stabilisieren und Einfärben von Holz von zu Hause aus.

Vakuumkammern werden hauptsächlich in der Industrie verwendet und kosten dementsprechende jede Menge Geld. Für den Heimgebrauch gibt es zwar auch ein paar wenige Modelle*, diese liegen aber auch bei 200€ aufwärts. Also warum dieses Geld ausgeben wenn man sich das Ganze, einfach aus ein paar alten Materialien und ein paar Stunden Zeit, selbst bauen kann? Aber fangen wir erstmal am Anfang an.

Für was benötigt man eine Vakuumkammer?

Eine Vakuumkammer ist dafür gedacht in der Unterdruckkammer ein Vakuum zu erzeugen und dadurch unerwünschte Luft aus verschiedenen Medien zu entfernen.

Wer schon einmal mit Epoxidharz* gearbeitet hat, kennt die unschönen Lufteinschlüsse im Material nur zu gut. Die Luft kommt durch das Mischen von Harz und Härter in das Material und da das Epoxidharz eine deutliche zähere Viskosität als zum Beispiel Wasser hat, bleiben die Lufteinschlüsse im Material bestehen. Dies führt gerade bei klaren Objekten zu unschönen Endergebnissen.

Hier sieht man den Unterschied recht gut, links Epoxy mit Lufteinschlüssen und rechts das entgaste Gegenstück.

Durch die Vakuumkammer kann das Harz/Härter Gemisch vor der Verarbeitung in einem Gefäß in die Kammer gestellt werden und durch den Unterdruck zieht es die Luft im Harz heraus. Dies funktioniert natürlich nicht nur bei Epoxidharz, sondern auch bei anderen Materialien wie z.B. Silikon, Farbe etc. 

Eine andere Anwendungsmöglichkeit einer Vakuumkammer ist das Stabilisieren und Einfärben von verschiedenen Naturmaterialien wie z.B. Holz. Hierzu folgt in Kürze ein eigener Artikel.

Aufbau einer Vakuumkammer

Eine Vakuumkammer besteht eigentlich aus drei Teilen: Der größte Teil ist die Druckkammer selbst. In dieser wird das entsprechende Medium entgast. Danach folgt die Unterdruckpumpe* bzw. in unserem Fall ein Kompressor aus einem alten Kühlschrank. Dieser saugt die Luft aus der Kammer und sorgt dadurch für einen negativen Druckunterschied. Der letzte Teil ist die Regelung. Diese kann entweder elektrisch oder wie in unserem Fall mechanisch über ein Unterdruckmanometer und zwei Kugelhähne erfolgen.

Gefahren durch Vakuum

Wie bei der Verwendung von allen Maschinen und Vorrichtungen entstehen auch hier einige Gefahren, auf die wir euch hinweisen möchten. Abgesehen vom Bau der Vakuumkammer selbst, entstehen die größten Gefahren beim Benutzen der Vorrichtung. Durch den Druckunterschied von "nur" 0,9 Bar entsteht schnell eine tonnenschwere Last. Die Luft wird versuchen den Druckunterschied auszugleichen und drückt mit einer wahnsinnigen Kraft, (bei unserer Kammer etwa 6,5 Tonnen) auf die Außenwände der Kammer. Dadurch kann es zu einer Implosion kommen, in der sich der Behälter schlagartig in sich zusammenzieht. Quasi genau das Gegenteil einer Explosion. Außerdem steht eine Vakuumkammer nicht nur unter dem Risiko der mechanischen Beschädigung durch Implosion, sondern auch das zu entgasende Material kann Teile der Kammer angreifen und dadurch schwächen. Deshalb sollte die Kammer vor jedem Benutzen auf Risse und andere Veränderungen kontrolliert werden. Wer die Kammer aber entsprechend auslegt und sich etwas mit dem Thema Vakuum beschäftigt, auf das Tragen einer Schutzbrille und die üblichen Sicherheitsaspekte beachtet, sollte auf der sicheren Seite sein. Garantien gibt es aber keine.

Vakuumkammer selber bauen – die Anleitung

Nun aber zum eigentlichen Bau der Vakuumkammer.

Gefäß für die Kammer

Was ihr dafür benötigt, ist als Erstes ein geeignetes Gefäß, welches als Kammer dient. In unserem Fall ein massiver alter Kochtopf mit einer Wandstärke von 3 mm. Wichtig für die Auslegung ist die Arbeitsfläche die ihr später benötigt. Wer sich an dem Grundsatz so groß wie nötig, so klein wie möglich hält, kann die Kräfte die später auf die Kammer wirken deutlich minimieren. Andere möglichen Behälter wären z.B. leere Gasflaschen* oder Feuerlöscher.

Der Deckel

Für den Deckel verwende ich eine 18 mm starke Siebdruckplatte, in die ein kleines Sichtfeld eingelassen wird.

Während dem Entgasen von Flüssigkeiten, fangen diese stark an zu schäumen. Dieses Schäumen sieht so aus als würde die Flüssigkeit kochen. Um ein Überschäumen und ein Kontrollieren des Prozesses zu ermöglichen ist ein Sichtfenster sehr hilfreich. Man könnte den gesamten Deckel auch aus einer Polycarbonat Platte* bauen, da diese aber relativ teuer sind und oftmals durch die Gase von Epoxidharz mit der Zeit beschädigt werden und ausgetauscht werden müssen, bin ich zu dem Entschluss gekommen lieber ein kleines Fenster einzubauen. Dieses kann bei Beschädigungen einfach gewechselt werden. Außerdem bin ich der Meinung, dass bevor die gesamte Kammer implodiert erst das Fenster bricht und dadurch weitere Beschädigungen verhindert werden. Aber das ist bis jetzt nur Theorie :D.

In die Siebdruckplatte wird ein Rand, je nach Größe der Kammer, gefräst.

In die Mitte dieser Nut befindet sich eine normale Türdichtung* aus dem Baumarkt. Diese zieht sich perfekt zusammen und schließt den Deckel Luftdicht ab. Damit die Luft nicht über die Klebefläche eindringen kann wurde diese innen und außen mit Silikon abgedichtet.

Für das eingelassene Sichtfenster habe ich ebenfalls mit der Oberfräse einen Ausschnitt von 8×8 cm gefräst. In dieses wird die 6mm starke Polycarbonat Platte eingesetzt und mit Silikon abgedichtet.

Eine kleine Campingleuchte sorgt für die entsprechende Beleuchtung in der Kammer. Hierzu hatte ich zwar bedenken, ob die Elektrokomponenten in der Lampe den Unterdruck aushalten, aber bis jetzt konnte ich damit keine Probleme feststellen.

Nun wird nur noch ein Loch, in welchem die Regelung angeschlossen wird, benötigt.

Die Regelung des Vakuums

Für die Regelung benötigt man einen Vierfach-Verteiler, zwei Kugelhähne, einen Filter, ein Unterdruckmanometer sowie einen Schlauchanschluss. Diese werden einfach gemäß dem Bild zusammengebaut. Wichtig ist hierbei eine ordnungsgemäße Abdichtung mit Teflonband.

Zu einem späteren Zeitpunkt werde ich eine kleine elektronische Steuerung bauen, diese funktioniert vom Prinzip gleich aber dann eben völlig automatisiert.

Anschließen am Kompressor

Der letzte Schritt ist das Anschließen am Kompressor. Dazu werden die Kupferrohre auf ca. 10 cm gekürzt und die Schnittkante entgratet. Achtet darauf, das keine Späne in den Kompressor gelangen, diese können zu Beschädigungen führen. Der Kompressor hat eine Saug- und eine Druckleitung. Welche was ist findet ihr einfach mit einem Taschentuch heraus. Dazu einfach den Kompressor einschalten und das Taschentuch an die Rohre halten. Auf der einen Seite wird es angezogen und auf der anderen Seite weggepustet. Da wir ein Vakuum benötigen, wird der Schlauch an der Saugleitung angeschlossen. Ein Schlauch mit 6 mm Innendurchmesser hat bei mir perfekt gepasst. Der Schlauch sollte für Unterdruck geeignet sein, da er sich sonst verschließen kann und keine Luft mehr aus der Kammer angesaugt wird. 

Das wars auch schon im Ganzen mit unserer selbstgebauten Vakuumkammer. Den Test unserer Vakuumkammer findet ihr hier unten.

Ansonsten hoffe ich das euch der Artikel geholfen hat. Wer Fragen, Anregungen oder auch Verbesserungsvorschläge hat, kann diese gerne hier unter hinterlassen.
Viele Grüße und hoffentlich bis bald. Euer Tobi.