Vakuuminfusion: Prozessfenster, Vakuumaufbau und Fehlervermeidung

Bei der Vakuuminfusion werden alle trockenen Verstärkungslagen zuerst in eine einseitige Form gelegt, mit einer Folie luftdicht abgedeckt und evakuiert. Erst danach kommt das Harz dazu: Es wird über einen Anguss angesaugt und wandert als Fließfront durch das gesamte Laminat, bis alles getränkt ist. Wichtig für das Verständnis ist, was die Pumpe dabei tut – und was nicht. Sie zieht nicht am Harz. Sie entfernt lediglich Gas aus dem Aufbau; getrieben wird das Harz von der Atmosphäre, die von außen auf die Folie drückt. Alles, was an dieser Stelle schiefgeht, lässt sich auf diesen einen Satz zurückführen. Nicht gemeint ist damit das nasse Laminieren unter Vakuum: Wer bereits getränktes Laminat nur noch verdichten will, ist beim Vakuumpressen richtig – dazu gibt es eine eigene Anleitung zum Vacuum Bagging.

Warum Infusion? Der Qualitätssprung

Der größte Hebel für ein besseres Laminat ist nicht die teurere Faser, sondern das Verfahren. Der Umstieg vom offenen Handlaminat auf die Infusion hebt den Faseranteil deutlich und senkt zugleich den Porengehalt – bei überschaubarer Investition. Ebenso wichtig, aber schwerer messbar: Das Ergebnis hängt nicht mehr davon ab, wer laminiert hat.

Merkmal	Handlaminat	Vakuuminfusion
Faservolumengehalt	ca. 25–35 %	ca. 50–60 %
Porosität	3–5 %	unter 1 %
Styrol-Emission	hoch (offen)	gering (geschlossen)
Reproduzierbarkeit	personenabhängig	hoch
Investition	sehr gering	gering (~500–2.000 €)

Restdruck oder Druckdifferenz? Die wichtigste Unterscheidung

In Datenblättern und Werkstattgesprächen werden zwei völlig verschiedene Größen ständig vermischt. Der Absolutdruck – der Restdruck, der im Sack übrig bleibt, etwa 20 Millibar – bestimmt, wie viel Luft noch im System steckt und damit die spätere Porosität. Die Druckdifferenz dagegen – die Differenz zum Luftdruck draußen, also rund 990 Millibar – ist das, was presst und das Harz durch das Laminat treibt. Angaben in „Prozent Vakuum“ sind für die Infusion unbrauchbar, weil die gesamte relevante Spanne im letzten Prozent liegt: 20 Millibar sind bereits 98 Prozent, 10 Millibar 99 und 5 Millibar 99,5. Gemessen und angegeben wird deshalb der Absolutdruck in Millibar.

Aus dieser Unterscheidung folgt die härteste Grenze des Verfahrens: Der Absolutdruck kann nicht unter null fallen, also kann die Druckdifferenz den aktuellen Luftdruck nicht überschreiten. Mehr als rund 1 bar ist mit Vakuum allein nicht zu holen – das ist keine Materialgrenze und kein Pumpenproblem, sondern eine Definitionsgrenze. Wer mehr Verdichtung braucht, muss Außendruck zuschalten (Autoklav, Druckkammer) oder auf RTM wechseln – Resin Transfer Moulding, bei dem das Harz zwischen zwei feste Formhälften gepresst wird. Eine stärkere Pumpe hilft dagegen nicht: Der erreichbare Pressdruck hängt vom Endvakuum und vom Luftdruck ab, nicht von der Saugleistung. Eine große Pumpe evakuiert nur schneller und verzeiht Leckagen besser.

Der Vakuumaufbau Lage für Lage

Lage (von der Form nach oben)	Funktion	Worauf es ankommt
Trennmittel, optional Gelcoat	Trennt das Bauteil von der Form, bildet die Sichtseite	Vollständig eingefahrene Form; Trennmittelreste auf dem Flansch verhindern später, dass das Dichtband hält
Trockenes Laminat und Kern	Die eigentliche Struktur	Gelege tränken schneller als dichte Gewebe; genutete Kerne schlucken zusätzlich Harz. Kern auf Harzverträglichkeit prüfen – styrolhaltige Polyester- und Vinylesterharze lösen EPS- und XPS-Schaum an
Abreißgewebe (Peel Ply)	Hinterlässt eine saubere, klebbare Oberfläche und trennt die Hilfsstoffe ab	Muss vollflächig anliegen; dient am Rand zusätzlich als Bremsstrecke, die die Fließfront kurz vor der Absaugung verlangsamt
Lochfolie (perforierte Trennfolie)	Lässt Harz dosiert durch und trennt die Fließhilfe	Entfällt bei manchen Aufbauten – dann klebt die Fließhilfe fest
Fließhilfe (Infusionsnetz)	Verteilt das Harz schnell in der Fläche, bevor es in die Dicke sickert	Endet mit Abstand vor der Absaugung, sonst läuft das Harz direkt ab
Spiralschlauch, Anschlüsse	Führen Harz und Vakuum als Linie zu bzw. ab	Anguss-Spirale muss direkt auf der Fließhilfe liegen
Vakuumfolie mit Dichtband	Die flexible Gegenform	Großzügig in Falten legen; Dichtband zuerst auf den Flansch, dann erst Fasern einlegen
Harzfalle (außerhalb des Sacks)	Fängt überschüssiges Harz ab, bevor es die Pumpe erreicht	Nicht optional – der Saugschlauch muss mehrere Zentimeter in den Behälter hineinragen

Der Ablauf Schritt für Schritt

1. Formfläche vorbereiten und vollständig eintrennen – die Spur, auf die später das Dichtband kommt, dabei trennmittelfrei halten oder vor dem Kleben entfetten. Erst dann das Dichtband rundum auf den Flansch setzen, noch bevor Fasern eingelegt werden.
2. Trockene Lagen zuschneiden und faltenfrei einlegen – so wird drapiert, ohne dass Falten stehen bleiben.
3. Abreißgewebe, Lochfolie und Fließhilfe auflegen, jeweils mit Abstand zum Formenrand und mit der Bremsstrecke vor der Absaugung.
4. Anguss und Absaugung setzen und die Absaugleitung über die Harzfalle zur Pumpe führen – ohne Falle läuft Harz in die Pumpe. Dann die Vakuumfolie großzügig in Falten auflegen und rundum abdichten.
5. Vakuum ziehen, Absolutdruck notieren und die Dichtheitsprüfung fahren – oberhalb des Wasserdampfdrucks starten.
6. Niedrigviskoses Infusionsharz mit ausreichender Reaktionszeit anmischen (Mischverhältnis und Topfzeit im Griff behalten) und den Harzbedarf inklusive Hilfsstoffen großzügig rechnen.
7. Anguss öffnen und die Fließfront beobachten, bis das Laminat vollständig getränkt ist. Das Schlauchende muss dabei durchgehend unter dem Harzspiegel bleiben: Zieht der Anguss Luft, wird sie sofort ins Laminat gesaugt. Vor dem Leerlaufen also klemmen und nachfüllen.
8. In der gewählten Reihenfolge abklemmen, dann das Vakuum über die Gelphase hinaus anliegen lassen – im Zweifel bis zur Entformbarkeit. Anschließend entformen und die Hilfsstoffe abziehen. Restharz nicht im Becher stehen lassen, sondern flach ausgegossen an einem sicheren Ort aushärten lassen, und die Harzfalle entleeren.

Dichtigkeit: der Test, der über Erfolg oder Ausschuss entscheidet

Hier scheitern die meisten Infusionen. Bei rund 1 bar Druckdifferenz saugt jede Undichtigkeit dauerhaft Frischluft in den Aufbau. Diese Luft löst sich teilweise im durchströmenden Harz und wird stromabwärts wieder als Pore frei – ein einziges Leck erzeugt deshalb nicht nur an seiner Stelle Fehler, sondern im gesamten nachgelagerten Fließbereich. Und anders als beim Vakuumpressen, wo die Pumpe gegen ein kleines Leck einfach dauerhaft anläuft, ist die Infusion darauf angewiesen, dass der Aufbau wirklich dicht ist. Wer die Toleranzen aus dem Vakuumpressen übernimmt, produziert Ausschuss.

1. Aufbau auf maximales Vakuum ziehen und den erreichten Absolutdruck notieren – dieser Wert sagt, was Pumpe und Aufbau überhaupt hergeben.
2. Für den Anstiegstest den Druck auf einen Wert oberhalb des Wasserdampfdrucks einstellen (bei 20 °C oberhalb von rund 30 Millibar), sonst misst man verdampfende Feuchte statt eines Lecks.
3. Den Aufbau zwischen Bauteil und Pumpe absperren und die Pumpe abschalten.
4. Den Druckanstieg über ein festes Zeitfenster beobachten – üblich sind 10 bis 15 Minuten, bei großen Bauteilen auch 45.
5. Bei auffälligem Anstieg das Leck suchen, beheben und den Test wiederholen. Erst wenn der Aufbau das Kriterium hält, wird angemischt.

Für den zulässigen Anstieg gibt es keine Norm – alle kursierenden Zahlen sind Hersteller- und Erfahrungswerte, und sie streuen um mehr als den Faktor vierzig. Als werkstatttauglicher Rahmen gilt: unter 3 Millibar pro Minute für große Bauteile, höchstens 1 Millibar pro Minute für Sicht- und Strukturteile. Wichtig dabei: Ein in Millibar pro Minute formuliertes Kriterium ist nicht volumennormiert. Dasselbe Leck lässt einen kleinen Sack viel schneller ansteigen als einen großen – Grenzwerte sind zwischen Bauteilgrößen also nicht übertragbar. Sinnvoll ist, für die eigene Werkstatt ein eigenes Kriterium festzulegen und zu dokumentieren.

Ist tatsächlich ein Leck da, arbeitet man sich in Stufen vor: Pumpe abschalten und in ruhiger Umgebung auf das Zischen hören; danach mit einem Stethoskop oder schlicht einem Schlauchstück als Hörrohr Dichtband, Falten und Anschlüsse abfahren; erst dann lohnt ein Ultraschall-Lecksucher, der auch während der laufenden Infusion funktioniert. Die typischen Stellen sind immer dieselben: Stöße und Ecken des Dichtbands, die Oberkante von Folienfalten, Durchführungen, lose Fasern quer unter dem Dichtband – und Haarrisse im Formflansch. Durch die Formfläche selbst leckt eine ordentlich gebaute Form dagegen selten. Wer den Verdacht auf die Form hat, zieht den Sack über die leere Form und fährt denselben Test ohne Laminat und Hilfsstoffe.

Das Prozessfenster: Viskosität, Temperatur, Zeit

Handelsübliche Infusionssysteme liegen angemischt bei etwa 200 bis 400 mPa·s – Millipascalsekunden, die Einheit, in der Datenblätter die Viskosität angeben –, gemessen bei 20 bis 25 °C. Der oft zitierte Zielwert „unter 100“ ist keine Werkstattanforderung – den erreichen diese Systeme erst bei erhöhter Temperatur. Entscheidend ist ohnehin die Temperaturangabe: Angemischte Epoxid-Infusionssysteme werden mit rund zehn Kelvin mehr etwa halb so zäh – dieselben zehn Kelvin halbieren aber auch die verfügbare Zeit. Genau darin liegt der Zielkonflikt der Infusion, und er lässt sich nicht wegoptimieren, nur bewusst entscheiden. Hilfreich ist ein temperiertes Werkzeug: Es hält die Temperatur über die ganze Fläche gleich, statt sie über die Hallentemperatur dem Zufall zu überlassen.

Die Topfzeit aus dem Datenblatt ist dabei nicht das Infusionsfenster. Sie gilt für eine kompakte Harzmasse im Becher, die sich selbst aufheizt; dünn im Laminat verteilt steht oft das Zwei- bis Vierfache zur Verfügung. Nach dem Ende der Infusion muss das Vakuum über die Gelphase hinaus anliegen – im Zweifel bis zur Entformbarkeit, denn das Risiko ist einseitig verteilt.

Anguss und Fließfront: wie das Harz laufen soll

• Linienanguss über einen Spiralschlauch entlang einer Bauteilseite ist der Standard: Das Harz verteilt sich zuerst entlang der Linie und läuft dann als annähernd gerade Front zur Absaugung. Der Punktanguss sitzt möglichst zentral und verdrängt die Luft nach außen zum Rand.
• Die Fließhilfe endet mit Abstand vor der Absaugung. Diese Bremsstrecke aus Abreißgewebe – rund 30 Millimeter bei kleinen, 100 bis 150 Millimeter bei großen Bauteilen – verlangsamt die Front so weit, dass die Randbereiche aufholen, statt dass das Harz direkt abgesaugt wird.
• Fließwege kurz halten: Eine U-förmig geführte Angussspirale halbiert die maximale Fließstrecke, eine zusätzliche Spirale noch einmal. Als Richtwert sollte über einen einzelnen Anschluss nicht mehr als etwa zwei Kilogramm Harz insgesamt laufen – darüber lohnt ein zweiter Anguss.
• Die Reihenfolge beim Abklemmen steuert den Harzgehalt: Zuerst die Harzzufuhr zu klemmen macht das Bauteil leichter, erhöht aber das Risiko für Pinholes – nadelstichfeine Löcher in der Oberfläche. Für kosmetisch hochwertige Oberflächen klemmt man umgekehrt zuerst die Vakuumleitung und lässt das Harz nachlaufen, bis der Aufbau sichtbar prall gefüllt ist – je nach Bauteil einige Sekunden bis wenige Minuten. Danach die Harzleitung klemmen und die Vakuumleitung wieder öffnen, damit das Vakuum bis zur Aushärtung anliegt.
• Eine membranumhüllte Absaugleitung ist gasdurchlässig, aber harzsperrend: Das Harz stoppt an der Leitung und fließt stattdessen weiter ins trockene Material. Das entschärft das zeitkritische Abklemmen erheblich.
• Die beste Auslegungshilfe für kleine Werkstätten ist keine Software, sondern die dokumentierte Vorabinfusion: Stoppuhr starten und die Fließfront in festen Abständen mit Marker auf der Folie anzeichnen. Diese Bilder zeigen sofort, ob eine Layoutänderung wirkt.

Typische Fehler – und woran sie liegen

Fehlerbild	Ursache	Gegenmaßnahme
Trockene Stellen	Das Harz erreicht die Absaugung über einen Weg geringen Widerstands, bevor die zähen Zonen getränkt sind – ab da wird nur noch abgesaugt	Bremsstrecke vor der Absaugung verbreitern, Fließwege verkürzen, Anguss umlegen
Race-Tracking	Ein ungeplanter Spalt am Rand der trockenen Lagen oder um Einleger wirkt als Schnellstraße und schließt die Bauteilmitte trocken ein	Lagenkanten bis ans Dichtband führen oder abdecken – oder den Randkanal bewusst als Anguss nutzen und in der Mitte absaugen
Poren im ganzen Bauteil	Ein Leck saugt dauerhaft Luft ein; sie löst sich im Harz und gast stromabwärts wieder aus	Dichtheitsprüfung wiederholen, Leck beheben – nicht mit mehr Vakuum kompensieren
Pinholes an der Sichtseite	Das dauerhaft anliegende Vakuum zieht Harz ab, und Restbläschen erreichen bei niedrigem Druck ihre größte Ausdehnung	Nach dem Füllen den Absolutdruck kontrolliert anheben – das Vakuum also bewusst zurücknehmen, aber bis zur Gelierung anliegen lassen; die Bläschen schrumpfen dann, statt zu wachsen
Harznester an Kanten	Die Fließhilfe endet abrupt oder ist über die Kante gezogen, das überschüssige Harz bleibt im Bauteil	Fließhilfe sauber auslaufen lassen und mit Lochfolie sicher abtrennen
Hohlraum im Radius (Bridging)	Die Vakuumfolie spannt über die Innenecke und zieht das Laminat aus dem Radius	Folie großzügig zuschneiden und an allen Innenecken Falten einarbeiten
Blasen ohne Leck	Restfeuchte oder Styrol siedet unter dem niedrigen Absolutdruck	Material trocken lagern, Luftfeuchte begrenzen, bei UP und VE den Absolutdruck bewusst höher fahren

Warum dasselbe Verfahren zehn Namen hat

Für ein und denselben Vorgang – trockenes Laminat, einseitige Form, Vakuumsack, angesaugtes Harz – sind in der Fachliteratur über zehn Kürzel dokumentiert. Geläufig sind vor allem VARI (Vacuum Assisted Resin Infusion) und VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding); beide meinen dasselbe. Die Verwirrung ist also real und kein Missverständnis des Lesers. SCRIMP (Seemann Composites Resin Infusion Molding Process) steht für ein Verfahren, dessen Kern genau die Fließhilfe zwischen Folie und Laminat ist; die Grundpatente sind längst abgelaufen, der Name bleibt aber eine eingetragene Marke – ein Grund, warum sich in Europa schlicht „Vakuuminfusion“ durchgesetzt hat. Eine echte Abweichung ist dagegen VAP (Vacuum Assisted Process): Dort liegt statt einer punktuellen Absaugung eine vollflächige Membran über dem Aufbau, die Gas durchlässt, Harz aber sperrt – das entschärft Trockenstellen, kostet aber Verbrauchsmaterial. Für die Werkstatt gilt ansonsten: Nicht das Kürzel entscheidet, sondern wie Anguss, Fließhilfe und Absaugung angeordnet sind.

Sauber zu trennen ist die Infusion dagegen vom Vakuumpressen, das oft ebenfalls „Vacuum Bagging“ genannt wird: Dort wird nass laminiert und der Aufbau anschließend nur verdichtet und entlüftet. Der Unterschied ist nicht akademisch, sondern entscheidet über zwei Grundregeln dieses Artikels – die Leckagetoleranz und das flächige Saugvlies. Beides ist beim Pressen unkritisch beziehungsweise richtig, bei der Infusion dagegen ein Fehler.