SUPERYACHT 11
Inverno 2007

Articolo estratto dalla nostra omonima rivista trimestrale dedicata alle imbarcazioni più grandi e lussuose con fotografie, schede tecniche, articoli didattici, ultime notizie e novità dal mercato

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Articolo di
Stefano Beltrando

MASCHI E FEMMINE

La costruzione di un grande albero in carbonio

Ci sono due metodi principali per realizzare una struttura laminata ovvero quelli comunemente definiti mediante stampo maschio o stampo femmina.

Per capirci meglio, diciamo che lo stampo femmina è quello nel quale si depongono i tessuti, pertanto il primo tessuto che metto sarà quello esposto alla vista e all'ambiente. Lo stampo maschio invece è l'opposto, quindi il primo strato applicato sarà il più nascosto mentre l'ultimo strato sarà quello esposto.

Parlando di alberi in carbonio, possiamo dunque immaginarci due vie per la loro realizzazione:

laminare i tessuti all'interno di due mezzi tubi più grandi (gli stampi), staccare dagli stampi le due metà albero così realizzate e finalmente unirle (solitamente metà anteriore e metà posteriore dell'albero, più raramente destro e sinistro)

laminare i tessuti in modo da fasciare un mandrino (lo stampo maschio), estrarre il mandrino e trovarsi di fronte all'albero finito.

Ad un'analisi superficiale il metodo in stampo maschio pare più facile, in quanto si salta un'operazione sicuramente difficile (ancor più per gli alberi grossi) ovvero quella dell'incollaggio delle due metà, oltre ad altri vantaggi che vedremo di trattare.

Tuttavia, il metodo nasconde diverse insidie, prima fra tutte la finitura estetica. Infatti, va considerato e ricordato sempre che un bene costoso quale un albero in carbonio deve anche deve essere bello, specie quando deve armare un superyacht da svariati milioni di Euro! Sebbene possa sembrare superfluo per un oggetto che serve ad aumentare le performance della barca, è innegabile che l'appeal del carbonio non risieda solo nelle sue proprietà meccaniche ma, anche (o soprattutto?), nell'immagine di hi tech che trasmette all'intera barca. Un albero costruito in stampo femmina sarà sicuramente più liscio ed omogeneo di uno fatto in stampo maschio, questo perché nello stampo femmina le fibre sono a contatto con una superficie perfettamente liscia, quale proprio lo stampo, mentre lavorando con un mandrino, si otterrà inevitabilmente una superficie più rugosa se non addirittura a gobbe (non per colpa del costruttore ma per l'inevitabile applicazione di tessuti di rinforzo).

Soluzione: l'albero estratto dal mandrino andrà abraso, reso perfettamente liscio e verniciato sia con trasparenti per evidenziare la fibra che mediante vernici colorate.

Tratteremo qui i passi necessari alla costruzione di un albero in carbonio mediante mandrino.

Il mandrino

La laminazione

I pre impregnati, tutti in carbonio con resina epossidica, sono trasportati e conservati in freezer per garantirne la lavorabilità e la durata, vengono quindi estratti e tagliati poco prima dell'applicazione.

Qui di seguito è riportato un piano di laminazione esemplificativo di un albero di circa 30 metri che può arrivare ad avere anche 60 strati di carbonio.

A questo punto l'abilità dei laminatori è fondamentale per la realizzazione di un buon albero, in quanto la tensione con la quale vengono disposti i tessuti determinerà il contenuto di vuoti dell'albero ovvero la sua rigidezza e durata. Risulta intuitivo che, dovendo disporre dei tessuti su superfici convesse, il rischio di lasciare dei vuoti di materiale sia più basso rispetto a superfici concave, in quanto in un caso è possibile tirare i tessuti facilmente per farli ben aderire mentre, nel secondo, bisogna schiacciare i tessuti.

Periodicamente durante la laminazione, è consuetudine interrompere la disposizione degli strati per procedere alla compattazione intermedia mediante il vuoto. E' ovvio che maggiore è il numero di interruzioni e compattazioni e migliore sarà il risultato finale. Purtroppo tale operazione richiede ore di lavoro e uso di materiale che spesso è a perdere (sacchi del vuoto e mastice), ragion per cui qualunque produttore tenderà a minimizzare il numero di cicli di vuoto intermedi. Dal nostro punto di vista, ovvero controllori della qualità dei prodotti, dobbiamo ammettere che le compattazioni ogni 1-3 strati portano alla perfezione finale mentre cicli più radi aumentano il rischio dell'insorgere di "vuoti" ineliminabili.

L'applicazione dei rinforzi

In queste zone è necessario aggiungere alla laminazione base altri strati che, in alcuni casi, possono anche arrivare a raddoppiare lo spessore iniziale. I rinforzi devono essere applicati al di sopra della laminazione base dell'albero generando, quindi, una sorta di "montagnole".

Nel caso dello stampo femmina ciò non avviene, visto che, lavorando sulle due metà aperte, i rinforzi possono essere facilmente disposti all'interno, prima dell'unione delle due metà.

"La cottura"

Normalmente sarebbero necessarie circa nove ore per la cottura, eseguita di solito tra gli 80 ed i 100°C, tuttavia, per ragioni di sicurezza e per evitare shock termici, si preferisce riscaldare il forno ad un rate di un grado al minuto fino a circa 90°, procedere alla cottura vera e propria per circa nove ore e, finalmente, raffreddare lentamente in circa tre ore. Risultato: circa 13 ore di forno.

L'estrazione e la finitura

Una volta fuori il mandrino, l'albero potrà essere controllato mediante ultrasuoni o test chimici. Infine, dovrà essere ultimato con: piano di foratura (drizze, crocette ecc.); attacchi crocette; applicazione delle trozze boma e vang; passaggio dei testimoni per le drizze; cavi elettrici; stazione vento e radio; sartie e stralli.

In termini di tempo questa fase di finitura è di gran lunga la più lenta.

Ancora un appunto sulla differenza tra le due tecnologie stampo maschio/femmina

Sono evidenti due aspetti: l'alto numero di fori (in alcuni casi anche un migliaio) rende necessaria l'applicazione di tessuti extra per evitare che gli stessi indeboliscano la struttura, quindi, peso extra. Se chi esegue materialmente l'incollaggio ha poca esperienza il danno può diventare enorme.

Due metodi a confronto, considerando la produzione custom di un albero di 30 m