A carbon fibre boat, how is it made?

Wanneer je de woorden ‘carbon fiber’ hoort, denk je meteen aan snelle auto’s of raketten voor in de ruimte. Maar wist je dat carbon fiber praktisch overal rondom ons wordt gebruikt? Bij het Googelen hiervan vind je al snel fietsen, gsm-hoesjes en zelfs wc-brillen in dit speciale materiaal. Maar hoewel de variëteit indrukwekkend is, is zo ook het fabricageproces van carbon fiber. Als leden van het UAantwerp Solar Boat team hebben we dit aan de levende lijven mogen ondervinden bij het maken van een nieuwe romp eerder in het jaar.

Nieuwe lichtgewicht romp

De carbon sandwich

Bij de productie van carbon fiber begint men met een mal. Dit is de negatieve vorm van het voorwerp dat je wil maken, in ons geval de vorm van onze nieuwe romp.

Daarin leggen we onze eerste laag carbon. Dit is een stof van gewoven carbonvezels. En hoewel deze in verschillende gewoven patronen kunnen voorkomen, afhankelijk van hun doeleinden, hebben wij het meest voorkomende patroon gebruikt, een twill patroon. Hier worden de vezels over en onder elkaar gewoven in een haaks patroon zodat de stijfheid een optimum bereikt.

Maar omdat de carbonvezels op zichzelf geen grote krachten kunnen weerstaan, hebben ze een matrix of ruggengraat nodig om breuk te voorkomen. Net zoals een sandwich wat kaas of hesp nodig heeft om smaak te geven aan het brood, hebben de carbonvezels ook nood aan een tussenlaag om het kracht te geven.

De juiste tussenlaag kiezen voor onze nieuwe romp was dus enorm belangrijk. Want hoe hoger de dichtheid hiervan, hoe lichter de romp zou zijn, maar ook hoe flexibeler. Zo hebben we gekozen voor een gele PVC-schuim dat lichtheid en stijfheid op een gezonde manier combineert.

Om onze sandwich helemaal compleet te maken, leggen we nog een tweede laag carbon over onze PVC-matrix.

 

De mayonaise van onze sandwich

Nu hebben we dus een drieledige compositie: een laag carbon, een matrix en nog een laag carbon. Natuurlijk hebben we nu wat lijm nodig om ze allemaal aan elkaar te plakken. Een soort mayonaise om de sandwich bij elkaar te houden, dus. Daarvoor gebruiken we epoxyhars.

Maar eerst moeten we ervoor zorgen dat we de carbon sandwich goed beschermen tegen alle volgende lagen die we erop leggen. Dit doen we met scheurweefsel. Het is een laag die ervoor zorgt dat we alle lagen bovenop onze carbon, die we enkel nodig hebben voor het fabricageproces, er achteraf gemakkelijk kunnen afscheuren.       
Een van deze lagen is een mesh-laag. Deze zorgt ervoor dat als we de epoxy door het geheel laten stromen, deze overal en gelijkmatig wordt verdeeld over onze nieuwe romp.

De laatste laag is een vacuümfolie welke we voorzichtig afplakken op de mal zodat we het geheel kunnen vacuümtrekken met een pomp. Maar eens onze lagen vacuüm zijn, zetten we de pomp niet af. Door aan de andere kant van de mal de epoxy toe te brengen vanuit een emmer met een buisje, zuigt de pomp nu ook de epoxy door de romp en lijmt alle lagen netjes samen.

Na een dag of twee te laten uitharden, kunnen we de folies er af halen om onze gloednieuwe romp te bezichtigen! Omdat ons resultaat veel gladder was dan we ooit hadden kunnen dromen, zullen we enkel nog een verflaagje toebrengen voor we ermee de Middellandse Zee veroveren op onze jaarlijkse race in Monaco. Maar vaker zal carbon fiber een goede polijstbeurt nodig hebben voor het gebruikt kan worden. Zeker als je van plan bent het te gebruiken als wc-bril…