/ Foils, Masten, Längsversteifungen oder Katamaranstrukturen - die in der Schifffahrt verwendeten Verbundwerkstoffteile erreichen mittlerweile mechanische Belastungsniveaus, die die Werften zwingen, ihre Verfahren zu überarbeiten. Hinter den angestrebten Steifigkeitsgewinnen rückt ein anderes Thema in den Werkstätten in den Mittelpunkt: die Beherrschung der Vakuuminfusion bei immer dickeren Laminaten. Mit Steady Plus UD zielt SAERTEX mit einer unidirektionalen NCF-Verstärkung, die für die sichere Imprägnierung komplexer Laminate entwickelt wurde, genau auf diese Problematik ab.
Hohe Dicken erschweren die Vakuuminfusion
In modernen Verbundwerkstoffstrukturen ist es bei dicken Laminaten immer noch schwierig, sie gleichmäßig zu imprägnieren. Mit zunehmender Dicke wird das Risiko trockener Stellen immer größer.
Bei stark beanspruchten Teilen wie Foils oder Strukturverstärkungen von Mehrrumpfbooten kann eine fehlerhafte Imprägnierung die mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs lokal verändern. Druckfestigkeit, Zugfestigkeit oder Gesamtsteifigkeit werden dann weniger vorhersehbar.
Bei der Vakuuminfusion bleibt die Kontrolle des Harzflusses daher ein kritischer Parameter. Der Fluss muss über die gesamte Länge des Laminats gleichmäßig bleiben, um Luftfallen und interne Defekte zu vermeiden.
SAERTEX erklärt, die textile Architektur des Steady Plus UD entwickelt zu haben, um diese Harzzirkulation in geschlossenen Verfahren wie der Vakuuminfusion oder dem RTM zu verbessern. Der Hersteller gibt eine homogene Imprägnierung bei Dicken von bis zu 70 mm an.
Unidirektionale Verstärkungen reagieren auf neue mechanische Belastungen
Die Entwicklung von Foils und tragenden Anhängseln verändert die Anforderungen an Verbundwerkstoffe in der Schifffahrt grundlegend. Im Gegensatz zu herkömmlichen Rumpfstrukturen arbeiten diese Teile oft mit sehr konzentrierten Lasten und hohen dynamischen Kräften. Dies führt dazu, dass Architekten und Konstruktionsbüros Verstärkungen bevorzugen, die genau auf die Belastungsachsen ausgerichtet sind.
Unidirektionale Gewebe ermöglichen es gerade, die Fasern in der Hauptbeanspruchungsrichtung auszurichten. Dieser Ansatz verbessert die mechanische Effizienz des Verbundwerkstoffs und reduziert gleichzeitig unnötige Massen.
Steady Plus UD gehört zu dieser Familie von NCF-Verstärkungen, die für Non Crimp Fabric stehen, d. h. Gewebe ohne Faserwellung. Diese Konstruktionsart vermeidet einen Teil der mechanischen Verluste, die bei herkömmlichen gewebten Stoffen zu beobachten sind, bei denen die gekreuzten Fasern ihren Verlauf leicht verändern.
SAERTEX gibt Verbesserungen von bis zu 15 % bei den Zug- und Druckeigenschaften im Vergleich zu Standard-UD-Stoffen oder bestimmten gewebten Stoffen an.
Die Stabilität von Textilien wird zum Thema der Produktion
In Verbundwerkstoffwerkstätten reicht die mechanische Leistung nicht mehr aus. Die Teams suchen auch nach Materialien, die leicht zu handhaben und in der Produktion wiederholbar sind.
Beim Schneiden und Legen der Lagen weisen einige unidirektionale Verstärkungen Faserverformungen oder Probleme mit dem Ausfransen auf. Diese Fehler erschweren die Qualität des Drapierens und erhöhen die Abweichungen zwischen zwei identischen Teilen.
SAERTEX gibt an, an der Stabilität des Textils gearbeitet zu haben, um diese Faserverschiebungen während der Handhabung zu begrenzen. Der Hersteller hebt außerdem eine gute Drapierfähigkeit hervor, die besonders bei komplexen Geometrien oder Teilen mit starken Krümmungsvariationen von Vorteil ist.
In der Schifffahrt betrifft diese Problematik direkt die Rumpfverbindungen, die Verbindungsstellen von Verbindungsarmen bei Katamaranen oder bestimmte Bereiche von Foils, wo die Querschnittsänderungen heikle Formgebungen erzwingen.
Die Verringerung des Harzverbrauchs bleibt eine wirtschaftliche Herausforderung
Die Kontrolle des Faser-Harz-Verhältnisses bleibt ein wichtiges Thema in der Verbundbauweise. Ein Übermaß an Harz macht das Teil schwer, ohne einen signifikanten strukturellen Gewinn zu bringen.
Der Hersteller gibt einen Faseranteil von fast 60 % an, wobei der Harzverbrauch um bis zu 27 % gesenkt werden kann. Bei Baustellen wirkt sich dieser Aspekt sowohl auf die Endmasse als auch auf die Produktionskosten aus.
Bei Schiffsanwendungen betrifft dieses Streben nach Optimierung insbesondere bewegliche Anhängsel und hohe Strukturen, bei denen jedes Kilogramm die dynamische Leistung des Schiffs direkt beeinflusst.
Und in großen Serien wie auch in kleinen, spezialisierten Produktionen wird die Stabilität des Prozesses zu einem ebenso wichtigen Kriterium wie die reine Leistung des Materials.
Die angestrebten nautischen Anwendungen beziehen sich vor allem auf stark belastete Strukturen
SAERTEX weist darauf hin, dass Steady Plus UD bereits bei mehreren maritimen Verbundteilen eingesetzt wird, die eine zuverlässige Infusion und hohe mechanische Eigenschaften erfordern.
Der Hersteller nennt insbesondere lokale Verstärkungen bei Katamaranen sowie stark belastete Bauteile wie Foils. Bei diesen Anwendungen kommen in der Regel mehrere Schwierigkeiten zusammen: große Dicken, hohe dynamische Belastungen und hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität.
Das Material ist weiterhin in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, je nach den gewünschten Einschränkungen mit Glas- oder Kohlefasern.
In der Schifffahrt ermöglicht diese Vielseitigkeit die Anpassung der Schichtungsarchitekturen an die jeweiligen Bootsprogramme, von Serienstrukturen bis hin zu technisch anspruchsvolleren Anhängseln aus der Welt des Rennsports oder der foilenden Dayboats.
