3DL mikroskoopin alla

Bill Pearson, Tekninen johtaja, North Sails 3DL:

Vertasimme taannoin 3DL-purjeista otettuja laminaattinäytteitä  kilpailevien tasossa valmistettujen purjeiden laminaatteihin elektronimikroskoopilla. Monista 3DL-purjeita ”kopioivista” laminaateista löytyi suuri määrä laminaattivirheitä, joissa hartsia puuttuu, tai filmit eivät ole puristunut yhteen ennen laminaatin kovettumista jättäen laminaattiin ilmataskuja paikkoihin, jossa pitäisi olla joko kuitua tai filmiä. Tämä on varma merkki heikosta laminaatista, joka ei kestä koossa läheskään yhtä hyvin kuin laminaatti, joka muodostuu jatkuvasta ”filmi-kuitu-filmi” rakenteesta

Yksi tutkimuksen paljastamista eroista johtuu laminaatin puristamistavasta. 3DL-purjeissa laminaatti puristetaan alipaineen avulla. ”Kopiossa” yleisin valmistustapa on painavilla rullilla puristaminen ilman alipainetta. 3DL-purjeissa alipaine, jolla filmit imetään toisiinsa kiinni yhdistettynä kuumakutistukseen muovaavat laminaatin filmin yksittäisten kuitujen ympäri. Näin saadaan laminaatti, joka muodostuu kiinteästä filmistä ja kuiduista. Pelkästään suurtakaan ulkoista painetta käyttäen ei pystytä rutistamaan filmiä kaikkien kuitujen väliin, ja laminaattiin jää väkisinkin heikkoja kohtia. Perinteistä laminoitua purjekangasta, jota käytetään perinteisessä purjeen valmistuksessa, on laminoitu kautta aikojen painavien rullien avulla ja se toimii hyvin. Miksi kyseinen tapa ei sitten toimi 3DL-purjeiden kaltaisissa tuotteissa? Vastaus on symmetrisyydessä. Tavallinen purjekangas on tasapaksua koko kankaan leveydeltä ja kuidut kulkevat tasaisin välein. 3DL-purjeen ja ”kopioiden” ideana on  kuitujen määrän kasvattaminen siellä, missä rasitus on suurin ja vähentäminen siellä missä rasitus on vähäisempi. Tämä johtaa siihen, että laminaatti ei ole enää tasapaksua. Tämän lisäksi kuidut pyritään suuntaamaan rasitusten mukaisesti, jolloin laminaatissa kulkee kuituja hyvin moneen eri suuntaan. Lopputuloksena on laminaatti, jossa suuri määrä kuituja kulkee toistensa yli, jolloin on erittäin vaikeaa saada painavintakaan rullaa puristamaan laminaatin filmiä kuitukimppujen väliin. Näistä syistä johtuen 3DL-purjeet valmistetaan alipainemenetelmällä.
 
Tutkiessamme muita 3DL-purjeita muistuttavia tuotteita huomasimme, että ennen laminointia kuidut oli kastettu läpikotaisin hartsiin. Tämä on väärä tapa valmistaa taipuisia laminaatteja.  Purjeen kestävyyden kannalta on selvästi parempi, että laminaatin kuidut vain päällystetään hartsilla. Kun laminoidaan esimerkiksi veneen runkoa, pitää laminaatin kuitujen olla kokonaan hartsin kastelemia, ennen laminaatin kovettumista, muutoin runko jää pehmeäksi. Purjeiden kohdalla laminaatin pitää olla taipuisaa. Hartsilla päällystäminen mahdollistaa kuitukimppujen kiinnittymisen 3DL-filmin pintaan, mutta jättää samalla yksittäisille kuiduille jonkin verran vapautta liikkua ja mukautua purjeen taipumiseen. Läpi kastetussa kuitukimpussa taivutus johtaa helposti kuitujen murtumiseen.  

Jos et ole nähnyt 3DL-purjeen valmistusprosessia henkilökohtaisesti, takaan, että se on hämmästyttävämpi kuin osaat kuvitella vaikka olisit nähnyt kuvia 3DL tehtaalta. 3DL on täysin uniikki menetelmä ja toiminta on erittäin suurta. Meillä on 11 muottia, joissa purjeita valmistetaan vuorokauden ympäri 351 päivänä vuodessa. Työntekijöitä on noin 170 ja he valmistavat keskimäärin 100 purjetta viikossa. Vuonna 2002 käytimme purjeiden valmistukseen 27000 kg aramidi kuitua. Vuoden 2004 aikana yksistään hiilikuidun kulutus ylitti edellä mainitun määrän.  Vertailtuamme mikroskoopin läpi muita 3DL-purjeita muistuttavia tuotteita, olemme vakuuttuneita, että 3DL on laadultaan ylivertainen laminaatti ja valmistustavaltaan erilainen kuin ”kopiot” puhumattakaan purjeen kolmiulotteisesta muodosta, joka ainoastaan 3DL- purjeissa tehdään muotilla, kun muissa purjeissa suorat tasossa valmistetut kappaleet liitetään toisiinsa muutamalla kaarevalla saumalla.