Arbeiten mit Epoxid

Im Bootsbau wird zwischen Polyesterharzen und Epoxidharzen unterschieden. In unserem Epoxy-Ratgeber finden Sie alles Wissenswerte zur Wahl zwischen Polyester und Epoxy sowie wichtige Anwendungshinweise und Verarbeitungstipps. Polyester hat den Bootsbau revolutioniert und ist immer noch oft die erste Wahl, wenn es um die Reparatur des Decks geht. Doch seit Epoxidharz auf den Markt kam, hat sich einiges verändert… Hier erfahren Sie alles über Epoxidharze, Glasfasergelege und Topcoats.

Was ist glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK)?

GFK ist ein glasfaserverstärkter Kunststoff, also ein Verbundwerkstoff aus Glasfaser und Kunststoff. Glasfasern verleihen dem Kunststoff besondere Eigenschaften, darunter eine hohe Bruchfestigkeit. GFK ist sowohl auf Polyesterbasis als auch auf Epoxidbasis erhältlich.

Grundsätzlich kann glasfaserverstärkter Kunststoff aus verschiedenen Kunststoffen (z. B. Polyester oder Epoxid) hergestellt werden. Lange Zeit wurde Polyesterharz hauptsächlich zur Herstellung und Reparatur von Schiffsrümpfen im Yachtbereich verwendet. Inzwischen hat ein Kunstharz auf Epoxidbasis (Epoxy) in vielen Werften und auch bei Refit-Projekten Einzug gehalten. Dieses modernere Material hat viele der Probleme gemildert, die bei der Arbeit mit Polyester bestehen.

Was ist Epoxy GRP?

Das Grundkonzept besteht darin, Glasfasern zweikomponentige Epoxidharze zuzusetzen und diese zu einem Epoxid-GFK zu verbinden.

Epoxidharz besteht aus Polymeren, die durch Zugabe eines speziell formulierten Härters durch eine chemische Reaktion fest werden, daher die Bezeichnung 2-Komponenten-Harz. Epoxidharzmischungen härten unterschiedlich schnell aus, daher hängt die Wahl des richtigen Produkts von der Art der Arbeit ab, die Sie mit Ihrem Epoxidharz durchführen werden.

Zur Herstellung von glasfaserverstärktem Kunststoff wird natürlich Glasfaser benötigt. Das betreffende Glas wird zu sehr dünnen Fäden oder Fasern gezogen, und diese Fäden verleihen Epoxid-GFK sowohl seine Zugfestigkeit als auch seine hohe Elastizität. Sie ermöglichen es, große Punktlasten aufzunehmen und über die gesamte Fläche zu verteilen. Je nachdem, wie die Glasfasern im ausgehärteten GFK angeordnet sind, ergeben sich unterschiedliche Eigenschaften.

Beispielsweise nehmen parallel verlaufende Fasern den Druck gut auf und verteilen ihn über die Fläche. Wenn nur Epoxid verwendet wird, ohne Verbindung mit Glasfasern, würde ausgehärtetes Epoxid unter Druck leicht brechen.

Wenn ein Yachtrumpf hergestellt oder repariert wird, wird Glasfasergaze oder Scrim oft in Epoxid getränkt und dann in mehreren Schichten aufgetragen, um ein Laminat zu bilden. Diese übereinander verklebten Lagen erhöhen die Bruchfestigkeit bei gleichzeitig hoher Elastizität, sodass Sie sicher an einen Steg heranfahren können, ohne den Schwung abbauen zu müssen, um Schäden (an Ihrem Boot) zu vermeiden.

Was sind die Unterschiede zwischen Epoxid- und Polyester-GFK?

Polyester hat den Bootsbau in den 60er Jahren revolutioniert. Damit konnten Rümpfe in Massenproduktion mit Formen hergestellt werden. Es war auch viel billiger und leichter als Stahl und im Vergleich zu Holz praktisch unzerstörbar. Heutzutage ist GFK genauso beliebt und Polyesterrümpfe auf Booten werden so schnell nicht verschwinden.

Aber das bedeutet nicht das Ende der Evolution im Bootsbau. Polyesterharze haben einige Nachteile. Insbesondere Polyester ist nicht wasserdicht und benötigt daher zusätzlichen Schutz vor eindringender Feuchtigkeit – und da Boote die meiste Zeit im Wasser liegen, ist dieser zusätzliche Schutz nicht immer einfach zu gewährleisten.

Dieses Problem gilt nicht für Epoxid-GFK, da ausgehärtetes Epoxid wasserdicht ist. Reparatur-Epoxy härtet sogar unter Wasser aus, was Ihr Boot im Notfall retten kann, aber es ist auch ein gutes Produkt für normale Reparaturen oder beim Bau neuer Boote oder Teile, da es ohne Abgase aushärtet. Das bedeutet, dass während der Verarbeitung kein Atemschutz erforderlich ist und keine langfristigen Emissionen unter Deck.

Aber Epoxidharz ist nicht 100% perfekt: Epoxid ist etwas teurer als Polyester und nicht UV-beständig. Damit es nicht vergilbt und spröde wird, muss es immer mit einer Deckschicht wie Lack oder Lack vor der Sonne geschützt werden. Darüber hinaus ist die Verarbeitung von Epoxid anspruchsvoller, da Sie beim Mischen des Harzes mit dem Härter so genau wie möglich mit den Mengen umgehen müssen.

Dennoch ist Epoxid vielseitiger in der Anwendung und bei gleicher Menge fester, was dazu führt, dass Epoxid-Bauteile oder ganze Schiffsrümpfe dadurch leichter werden können. Epoxidharz geht zudem mit fast allen Materialien eine starke Verbindung ein und haftet auf Polyester noch besser als Polyester auf Polyester.

Der größte Vorteil im Bootsbau ist jedoch, dass ausgehärtetes Epoxidharz von Natur aus eine hohe Hydrolysebeständigkeit besitzt und praktisch undurchlässig für eindringendes Wasser ist. Eine ausgehärtete Rumpfreparatur bietet daher auch automatisch Schutz vor gefürchteten Osmoseschäden. Tatsächlich ist ein wesentlicher Bestandteil des Osmoseschutzes bei älteren Schiffen das Aufbringen einer Schicht GFK auf Epoxidbasis, die mit einer speziellen Sperrschicht weiter verbessert werden kann.

1 Fiberglass scrims

Flexibler und wesentlich einfacher zu verarbeiten sind sogenannte Scrims aus Fiberglas. Glasfasergewebe fühlt sich im Rohzustand fast wie Textilgewebe an, sehr ähnlich wie Seide. Dabei wird Endlosfilamentgarn parallel gelegt und in einer offenen Maschenkonstruktion fixiert. Dies gibt dies

Verbundmaterial eine viel größere Elastizität, so dass es Belastungen standhält, und eignet sich ideal zum Umformen und Verstärken von Rundungen oder anderen Formen.

2 Unidirektionale Glasfasergelege

Laufen alle Fasern in einer einzigen, parallelen Richtung, spricht man von unidirektionalem Glasfasergewebe (oder monoaxial). Diese Art von Gewebe muss immer über den Bereich gelegt werden, in dem die Lastabtragung erwartet wird. Dies liegt daran, dass die Stärke unidirektionaler Fasern in einer Richtung liegt. Für eine starke Reparatur in alle Richtungen sollte Uni-Gewebe in mehreren Schichten in verschiedenen Richtungen aufgetragen werden. Dies ist sinnvoll, wenn neue Strukturbauteile hergestellt werden, da eine hohe Festigkeit erreicht werden kann, ohne unnötiges Gewicht hinzuzufügen, was besonders beim Rumpf wichtig ist. Gelege können ab Werk gekauft werden, die bereits konfektioniert und mehrlagig vernäht sind. Für einfachere Reparaturen sind multidirektionale Stoffe jedoch einfacher zu verarbeiten.

3 Multidirektionale Glasfasergelege

Multidirektionale Festigkeit bei einfacherer Verarbeitung und weniger Glas wird durch das Verweben der Glasfasern in verschiedenen Richtungen erreicht. Dieses Glasgewebe ist äußerst vielseitig und meist die erste Wahl für Reparaturen an Bord, weshalb es auch in den meisten Bootsreparatursets enthalten ist und auf keinem Schiff fehlen sollte. Es kann für Reparaturen an Bord verwendet werden, die in Minutenschnelle in alle Richtungen stark sind.

Kann ich Kohlefaser anstelle von Glasfaser verwenden?

Glasfaser ist schwerer als Kohlefaser, wenn also das Gewicht ein Problem darstellt, ist es eine Überlegung wert, Kohlefasergewebe zu verwenden. Die darin verwendeten Carbonfasern haben ähnliche Eigenschaften wie Glasfaser, jedoch ein deutlich geringeres Gewicht. Kohlefaser ist allerdings deutlich teurer und bei der Bruchfestigkeit müssen leichte Abstriche gemacht werden. Kohlefaser ist daher ein viel beliebteres Konstruktionsmaterial im Regattabereich.

Kann man auch Chopped Strand Mat (Glasfasermatte) mit Epoxidharz verwenden?

Glasfasermatte wird mit dem Lösungsmittel Styrol im Polyesterharz verwendet. Epoxy kann die grob spröde Struktur der Matten nicht auflösen und nicht durchsickern. Epoxidharz, das mit Schnittmatten verwendet wird, verbindet sich daher nur auf der Oberfläche. Bei der Verwendung von Epoxid sollte daher besser mit Glasgewebe oder Glasgelege gearbeitet werden, da Epoxidharz keine gute Verbindung zur Glasfasermatte eingeht.

Arbeiten mit Epoxid

Wie bereits erwähnt, beginnt die Reaktion beim Aushärten von Epoxidharz und Härter unmittelbar nach dem Mischen. Beim Mischen ist Vorsicht geboten, denn damit Harz und Härter miteinander reagieren können, müssen sie genau gemischt werden.

Mischen

Wichtig ist das richtige Mischungsverhältnis von Epoxidharz und Härter, um das beste Ergebnis zu erzielen. Zu wenig Härter hinterlässt klebrig weiches Epoxid, zu viel Härter bleibt ungebunden im Material und macht es spröde. Genau genommen ist ein ausgewogenes Verhältnis erforderlich, damit die Reaktion stattfinden kann, in der Praxis gibt es jedoch einen gewissen Spielraum. Je nach Hersteller wird das Mischungsverhältnis von Epoxidharz nach Gewicht oder nach Volumen angegeben. Es lohnt sich, eine Küchenwaage zu verwenden, um das Gewicht zu messen.

Der einfachste Weg, die richtige Menge an Epoxidharz und Härter zu fördern, ist jedoch die Verwendung von Pumpenaufsätzen (wie sie von West Systems angeboten werden). Diese Pumpen sind so konzipiert, dass sie am Harz-/Härterbehälter befestigt werden, sodass bei jedem Hub die richtige Menge herauskommt.

Hinweis: Mischen Sie den Härter sofort mit einem Holzspatel gleichmäßig in das Harz ein und versuchen Sie, die Mischung möglichst blasenfrei zu halten. Sie werden die chemische Reaktion beim Rühren bemerken und die Hitze erhöhen. Wenn Sie mit dem Mischen zu lange warten oder zu langsam rühren, kann dies dazu führen, dass im Reaktionsprozess zu viel Wärme entsteht. In diesem Fall bildet sich plötzlich ein fester Klumpen im Harz und die Mischung ist dann unbrauchbar.

Diese Wärmeentwicklung kann sogar bis zur Selbstentzündung führen. sAngemischtes Epoxidharz also niemals unbeaufsichtigt im Bootshaus stehen lassen. Wenn die Mischung sehr heiß wird oder sogar zu rauchen beginnt, stellen Sie sie auf eine nicht brennbare Oberfläche, vorzugsweise im Freien, in einiger Entfernung von brennbaren Gegenständen. Flammenentwicklung ist selten, und wenn, dann meist nur von sehr kurzer Dauer.

Für kleine Reparaturen, bei denen nur Löcher oder kleine Risse gefüllt werden müssen, gibt es auch Zweikammerspritzen. Sie sind oft in GFK-Reparatursets zu finden. Sie stellen beim Zusammendrücken automatisch die exakte Mischung her. Das Harz ist auch oft etwas dicker, wodurch es sich leichter verteilen lässt, ohne zu tropfen.

Reparaturen mit Epoxy

Für Reparaturen am Rumpf oder Deck ist Epoxid mit Glasgewebe fast immer ein guter Ausgangspunkt. Dabei spielt es keine Rolle, ob Vinylester oder Polyester verwendet wurde, da Epoxid sehr gut haftet zu allen Materialien. Entgegen der landläufigen Meinung haftet es tatsächlich besser auf Polyester als Polyester-Reparatursets oder ähnliches.

Oberflächenschäden

Sind nur kleine Kratzer im Rumpf vorhanden, können Schäden oft noch durch eine gute Politur oder Lackausbesserung behoben werden. Geht der Schaden bei Polyesterrümpfen jedoch tiefer, lohnt sich der Einsatz eines Reparatur-Gelcoats mit der entsprechenden Farbe. Erst wenn das Laminat beschädigt ist, ist eine größere Reparatur am Boot fällig.

Wie repariert man Laminatbrüche und Löcher mit Epoxid?

Bei einem sehr harten Aufprall oder einem Auflaufen Ihres Bootes könnte die Elastizität des GFK über ihre Grenzen hinausgehen und von außen nicht sichtbare Schäden im Inneren des Laminats verursachen. Dabei lösen sich die miteinander verklebten GFK-Schichten voneinander oder einzelne Fasern lösen sich aus der Harzmischung. Diese Brüche im Rumpf können nur durch Abschleifen von Farbe und ggf. GFK an der Schadensstelle erkannt werden. Das darunterliegende GFK sollte eine gelblich-glasige Textur aufweisen. Werden im GFK jedoch pudrige weiße Stellen gefunden, ist das Laminat geschwächt und muss repariert werden. Schleifen Sie dazu mit einem Exzenterschleifer und grobem Schleifpapier eine trichterförmige Vertiefung um die Beschädigung herum in den Rumpf.

Laminierung

Wenn GFK entfernt wird, muss es ersetzt und nicht nur mit Kitt gefüllt werden, da der Rumpf an dieser Stelle geschwächt bleiben würde.

Achtung: Obwohl Epoxid beim Einatmen nicht schädlich ist, sollte direkter Hautkontakt vermieden werden. Glasfasern können auch dazu führen, dass Ihre Haut tagelang juckt. Tragen Sie bei der Arbeit immer langärmlige Kleidung, vorzugsweise Overall, Handschuhe und Schutzbrille.

Wie erstelle ich eine Laminatschicht mit Epoxy (Schritt für Schritt erklärt)

  • Benötigte Stoffstücke zuschneiden (ggf. mehrere Lagen in aufsteigender Größe, je nach Tiefe der ausgeschliffenen Vertiefung).
  • Legen Sie das Stoffstück auf eine Folie und mischen Sie dann so viel Harz und Härter, dass der Stoff mit einer Walzenbürste durchnässt werden kann.
  • Weichen Sie den Stoff vollständig mit einer Rolle oder Bürste ein. Durchnässte Stoffe werden leicht gelblich und durchscheinend. Alle Bereiche, die weiß und undurchsichtig sind, wurden nicht ausreichend eingeweicht.
  • Kleben Sie das für die Reparatur verwendete Stück staubfrei auf die Stelle und rollen Sie es mit einer Farbrolle fest an. Am besten eignen sich Veloursrollen, da Schaumstoffrollen auf Epoxid reagieren.

TIPP für das Arbeiten über Kopf: Mit Kieselerde (siehe unten) und Epoxidharz lässt sich eine zähflüssige Masse herstellen. Tränken Sie vor dem Verkleben den zu bearbeitenden Rumpfbereich damit und drücken Sie das mit Epoxidharz getränkte Glasfasergewebe mit einer Walzenbürste oder noch besser einer Scheibenwalze fest an. Dadurch wird verhindert, dass sich die Schicht vor dem Aushärten löst, wodurch sich darunter Lufteinschlüsse bilden könnten.

  • Es ist besser, das Glätten oder Ziehen mit den Händen zu vermeiden. Beides zerstört die Struktur des Gewebes oder Vorgarns und führt zu einer Schwächung. Versehentliche Falten lassen sich später leicht glätten und wegschleifen.
  • Lufteinschlüsse im Reparaturbereich können mit einer Rillenwalze oder einer Entlüftungswalze entfernt werden. Dies ist besonders wichtig für größere Flächen. Rollen Sie dazu mit viel Druck über die frische Laminatschicht.
  • Müssen mehrere Schichten Epoxid-GFK aufgetragen werden, ist es am besten, „nass in nass“ zu arbeiten, ohne die Aushärtung der vorherigen Schichten abzuwarten. Es sollten jedoch nicht mehr als 2-3 Schichten (bzw. 2 cm Schichtdicke) aufgetragen werden.
  • Überschüssiges Material sollte nicht mit einer Schere abgeschnitten werden, nachdem es in Harz und Härter eingeweicht wurde. Überstände lassen sich nach dem Aushärten leichter mit einer Säge oder einem Messer entfernen.

Achtung: Ausgehärtetes Epoxidharz an Werkzeugen kann nur mechanisch durch Schleifen entfernt werden. Es lohnt sich, beim Arbeiten Aceton und eine Rolle Papierhandtücher oder Einweglappen griffbereit zu haben. Alles, was versehentlich mit Epoxid in Kontakt kommt, sollte sofort gereinigt werden. Wechseln Sie die Handschuhe zwischen jeder Arbeitssitzung, um zu vermeiden, dass Epoxid auf die Werkzeuge und die Umgebung gelangt.

So verwenden Sie Abreißgewebe

Bei größeren Aufträgen kann das Laminieren manchmal nicht in einem Durchgang erfolgen. Wird die Arbeit unterbrochen und später wieder aufgenommen, würde die Epoxidharz-Oberfläche dann zu einer sehr glatten Oberfläche aushärten und müsste erst wieder grob geschliffen werden, bevor weitergearbeitet werden kann Schichten aufgetragen werden können. Ihr gesamter Arbeitsbereich muss dann erneut von Staub befreit werden.

Um dies zu vermeiden, empfiehlt es sich, vor längeren Pausen eine Lage Abreißgewebe auf eine frisch reparierte Laminatlage aufzutragen und eventuelle Lufteinschlüsse mit einer Walzenbürste oder Rillenwalze zu glätten. Am nächsten Tag kann das Abreißgewebe von Hand entfernt werden, wobei eine grobe Wabenstruktur auf der Oberfläche zurückbleibt, auf die dann ohne Schleifen weiter mit Glasfasergewebe oder Glasfasergelege kaschiert werden kann.

Verwendung von Epoxid mit Füllstoffen zur Herstellung von Kitt zum Füllen

Epoxidharz eignet sich auch als Basis für viele Spachtelmassen. Mit entsprechenden Füllmitteln ist es somit möglich, Mehrzweckfüller für die weitere Arbeit an Bord herzustellen. Die Möglichkeit Die Einsatzmöglichkeiten reichen von der temporären Versiegelung größerer Kratzer über das gekonnte Modellieren von Rundungen und Kanten an Deck bis hin zum Reparaturkleber, mit dem im Notfall ein ganzes Schott oder sogar ein kaputtes Seeventil aufgeklebt werden kann. Als Basis wird immer die gleiche Mischung aus Harz und Härter verwendet.

Als Bindemittel dienen sogenannte Epoxy-Füllstoffe (Füllmittel), die der Harz-Härter-Mischung beim Rühren im Mischbecher zugesetzt werden. Je nach zugesetzter Füllstoffmenge entsteht so eine formbare Masse, deren Viskosität auch von der zugesetzten Füllstoffmenge abhängt.

Die Art des Epoxidfüllers bestimmt die Endfestigkeit und das Gewicht der so hergestellten Massen. Grundsätzlich gilt: Je kleiner die Partikel der Spachtelmasse, desto härter die Spachtelmasse! Andererseits sind größere Partikel normalerweise leichter.

Kieselsäure

Durch die Zugabe von Kieselsäurepulver wird das Harz schnell zäh und der resultierende Kitt ist dann sehr hart. Mit Kieselsäure angereichertes Epoxid ist ein idealer Klebstoff für Reparaturen an Bord. Es kann zum Kleben von Schotten am Rumpf oder für Regale in den Schließfächern verwendet werden, b. Aber auch zum Füllen großer Kratzer am Rumpf. Hinsichtlich der Härte unterscheidet es sich nicht wesentlich von reinem Epoxid.

Kieselsäure selbst ist ein sehr leichtes Pulver und wird normalerweise als Flocken in einem Topf oder Beutel verkauft. Dementsprechend gut dosierbar ist viel davon, um eine zähflüssige Masse herzustellen. Gleichzeitig nimmt das Harz jedoch nur geringfügig an Volumen zu und Bauteile aus Silika und Epoxidharz sind entsprechend schwer.

Daher besteht bei größeren Formen die Gefahr, dass die Masse während der ersten Phase der Aushärtung unter ihrem Eigengewicht zusammenbricht.

Mikroballons

Wenn es darum geht, Formen und Strukturen herzustellen, eignen sich hier sogenannte Mikroballons besser. Auch dieses Produkt hält genau das, was es verspricht: Kleine Kügelchen werden mit Epoxid vermischt, um eine voluminösere Paste zu erhalten.

Dieser Füllstoff hat eine viel geringere Dichte als silikaverdicktes Epoxid und ist bei gleichem Volumen um ein Vielfaches leichter und kollabiert nicht.

Ein weiterer Vorteil der Zugabe dieser kleinen Kügelchen besteht darin, dass die geringere Dichte zu einer geringeren Härte führt. Microballoons eignen sich daher ideal zum Aufbau größerer Rundungen, Sülle oder ähnlichem. Alle hergestellten Formen können leicht von Hand und mit Sandpapier bearbeitet werden, daher ist es eine gute Idee, eine dünne Schicht Glasfaserroving hinzuzufügen, um die Ecken zu verstärken, insbesondere wenn es sich um Stoßkanten handelt.

Glätten der Reparaturstelle

Manchmal fühlt es sich an, als würde ein Bootsbauer sein halbes Leben lang vergebens schleifen. Denn beim Schleifen kommen oft unbemerkte Unebenheiten zum Vorschein, die dann mit neuem Spachtel aufgefüllt werden müssen. Je kleiner und schneller das Schleifwerkzeug ist, desto größer ist die Gefahr, dass beim Schleifen selbst neue Unregelmäßigkeiten entstehen.

Die Endphase der Reparatur mit Epoxid-GFK ist daher in der Regel die langwierigste. Aber es gibt auch einen Trick, um den Vorgang zu beschleunigen: Wickeln Sie einen großen Schleifklotz in Schmirgelpapier und bewegen Sie ihn mit etwas Druck in gleichmäßigen Zügen über die Reparaturstelle. Die Bewegung folgt automatisch der Rumpfform. Auf diese Weise können Sie sicher sein, dass der Übergang vom Rumpf zum Reparaturbereich reibungslos verläuft.

Epoxidharz muss vor Sonnenlicht geschützt werden

Theoretisch kann diese Fläche dann direkt lackiert werden. Epoxid benötigt keinen Gelcoat, da es bereits von Natur aus wasserdicht ist. Wenn jedoch ein Polyesterrumpf mit Gelcoat repariert wurde, lohnt es sich, eine Sperrschicht auf Epoxidbasis aufzutragen, um auch die Bereiche um die Reparaturstelle herum vor dem Eindringen von Feuchtigkeit zu schützen. Für den Schlussanstrich entweder eine Kombination aus Grundierung und Lack oder 2-Komponenten-Lack ohne vorherige Grundierung verwenden.

in Summe

Harz auf Epoxidbasis und Glasfasergewebe sollten in jedem Schiffsreparaturset enthalten sein. Komplette Reparatursätze namhafter Hersteller sind erhältlich. Diese Reparatursätze enthalten normalerweise Mischbecher und Handschuhe. Es lohnt sich auch, den Umgang mit der Epoxidmischung zu üben. Dafür gibt es viele Möglichkeiten, . Denn fast alles, was kaputt geht oder zusammengebaut werden muss, kann mit Epoxid repariert oder repariert werden. Die Verklebung ist dann dauerhaft und sofort wasserfest. Epoxy muss lediglich mit einem Lack vor Sonnenlicht (UV-Strahlung) geschützt werden.

Art des Schadens: Loch, Riss, Fraktion, Rumpfschaden, Kielschaden, Ruderschaden
Reparatur von: Konstruktion, Rumpf, Wiederherstellung, Renovierung
Materialien: Polyester, Epoxy, Composites
n.z.

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