Slik bygges moderne seilbåter

Plastskrogene kan se ganske like ut, men flere verft har tatt i bruk avansert produksjonsteknologi for å produsere mer effektivt, ta miljøhensyn, eller for å høyne kvaliteten. SEILmagasinet har samlet informasjon fra de største båtprodusentene og gransket hvordan skrogene blir bygget.

Et seilbåtskrog utsettes for store krefter. De største kreftene kommer i området rundt kjølen og riggen. Jo tyngre kjøl, og jo mer seil, jo mer krefter vil båten bli påført. Moderne båter har gjerne mer stabilitet i kraft av skrogets bredde. Det tillater en lettere kjøl, som igjen krever mindre styrke i skroget, noe som gjør båten lettere og billigere. Dessverre har flere produsenter sluttet med å oppgi kjølvekt, data som i stor grad forteller om båtens kvalitet.

Mer å hente på store båter

Jo større båten er, jo mer er det å hente på å benytte seg av vektbesparende teknologi. Det kan faktisk være økonomisk lønnsomt å bruke mer penger på vektbesparende tiltak. Med lettere skrog og lavere kjølvekt, kan du redusere mastehøyden litt og gå ned på dimensjoneringen av en rekke detaljer.

Båtkjøpere vil gjerne ha en sterk, lett og billig båt. Dessverre kan du bare velge to av disse tre ønskene. Som regel er det vektbesparelsen som blir ofret fremfor pris.

Pris og stabilitet

Om du sammenligner priser med båtens størrelse, øker prisen langt mer enn det dobbelte om lengden dobles. Jeanneau 58 koster åtte ganger mer enn Sun Odyssey 317, som er halvparten så lang.

Dobbel vekt gir dobbel pris. All vekt er materialer. Sun Odyssey 449 veier det dobbelte av Sun Odyssey 317, og koster 2,5 ganger mer.

Et slikt regnestykke gjelder for bruk av samme materialer. Karbon og epoxy gir lavere vekt, men langt høyere pris enn tradisjonell glassfiber og polyester.

Stive båter øker kostnadene. Høy stabilitet genererer langt mer krefter, som igjen krever større dimensjoner, ikke bare på skroget, men også på dekksutstyr.

Prisgunstig produksjon

I glassfiberbåtenes barndom ble ikke skrogets belastninger beregnet slik det gjøres i dag. Da ble båtene bygget ut fra skjønn, og for å være på den sikre siden la båtbyggeren på noen ekstra lag med glassfiber.

Det er rundt kjølen skroget er påført størst belastning. For å fordele kreftene fra kjølen på et større området av skroget, kom snekkeren inn i båten og bygde tverrgående bjelker, såkalte kjølstokker, gjerne i massivt tre. Disse ble laminert fast til skroget, en arbeidskrevende operasjon.

I stedet for slike kjølstokker, startet verft å bygge en stålramme med samme funksjon. Dette passet bra for båter med flat bunn, fordi det bygde mindre, noe som gjorde at fribordet kunne holdes lavt, som igjen sparer vekt og kostnader.

De franske verftene gikk lengre. De støpte hele rammekonstruksjonen som en separat enhet. Dette kalles en innerliner, og den har ofte en dobbel funksjon. Foruten å fordele krefter, vil en innerliner også ha en innredningsfunksjon. Det sparer mye arbeid. Innerliner er en løsning de fleste store verftene bruker i dag.

Laminert eller limt

Det rimeligste er å feste innerlineren til skroget med lim. Flere båtkonstruktører SEILmagasinet har snakket med, mener at dette er en tilstrekkelig metode så lenge det gjøres skikkelig. Det betyr at innerlineren plasseres i skroget med høy presisjon, slik at det er kontakt for limet med skroget og den avstivende rammen. Det må også være støv- og fettfritt under operasjonen, slik at limet får tilstrekkelig heft.

Fordelen med limt innerliner er billigere båter. Ulempen er fare for feilproduksjon. En fare med innerliner er at festet mellom skrog og ramme kan bryte opp, uten at dette er synlig. Det kan være etter en lettere grunnstøting, eller at båten står på land med for mye vekt på kjølen. Vann i båten, som siger inn i sprekker mellom innerliner og skrog, kan også føre til frostsprengning og redusert styrke.

Løs innerliner kan gjøre båten utrygg. Et skrog er utsatt for bevegelser, og disse bevegelsene kan øke skadene. Til slutt blir bunnen av skroget så mykt at kjølen pendler. Det kan i verste fall ende med at kjølen ramler av. Heldigvis er det få tilfeller av dette.

Flere verft laminerer også fast innerlineren til skroget. Det er mer tidkrevende og gir en dyrere båt. I en båt med fastlaminert innerliner vil det oppstå sprekker i utsatte områder om det har oppstått skader. Det gir bedre kontroll.

Lette og stive båter som Pogo, Figaro og JPK bruker skott og store deler av innredningen som avstivning. Alt blir nitidig laminert sammen til en homogen konstruksjon. Disse båtene ser enkle ut under dekk, men det er blitt brukt svært mange flere timer enn i tyngre båter fra masseproduserende verft, hvor glassfiberarbeidet er dekket over.

Med eller uten dekk

Når polyesteren herder, krymper den også litt. Jo lenger skroget er i formen, jo bedre. Det er en fordel at skott og bunnramme blir montert mens skroget fortsatt er i formen. Dette fører til at støpearbeidet bremser muligheten for høy produksjon.

I dag innredes nesten alle båtene med dekket av. Dekk og skrog følger to arbeidslinjer, og når dekket til slutt løftes på skroget, er innredningen montert i skroget, og dekksutstyret montert på dekk. Dette er den billigste og mest effektive måten å bygge båt på i dag.

Den billigste måten å sette dekk og skrog sammen på, er med to møtende kanter som limes og skrus sammen, og skjules med en fenderlist.

I dag støpes nesten alltid skroget i en to-delt form. Det gjør at skroget kan avbøyes innover i toppen, og dekket settes oppå. På skjøten monteres det en fotlist.

Noen verft laminerer dekk og skrog sammen. Det gir en bedre konstruksjon. Båten blir stivere og sterkere, og sjansene for lekkasje blir redusert.

Hallberg-Rassy laminerer dekket til skroget før innredningen. Alt under dekk er båret inn via luken. Det gjør at det også kan demonteres og bæres ut.

Håndopplagt eller vakuum

Flere verft har gått over til å vakuumstøpe sine skrog.

J/Boats var tidlig ute, det var også Elan og Salona. Nå benytter også Bavaria denne metoden. Et laminat består av glassfiber og et bindemiddel, som regel polyester. Polyesterens oppgave er å binde glassfiberen sammen, og det er glassfiber som gir styrke. Jo høyere bestand-del glassfiber et laminat består av, jo større styrke.

På 70-tallet ble skrog sprøytestøpt. Da ble korte glassfibertråder blandet med polyester og sprøytet inn i formen, kjapt og enkelt, men tungt og tykt. Laminatet har bare liten del glassfiber i forhold til polyester. Med denne metoden vil vekten av et skrog bestå av om lag 60 prosent polyester og 40 prosent armering.

Til nå har verftene lagt inn glassfibermatter, og rullet ut polyester på disse mattene i formen. Dette gir mer glassfiber og et sterkere laminat. Med vakuumstøp legges glassfibermattene i formen etter tegninger. Så dekkes dette inn med plast som er lufttett. Til plasten er det koblet slanger. Noen suger luften ut, og andre mater glassfiberen med bindemiddel. Undertrykket gjør at det kreves mindre bindemiddel for å få mettet glassfiberen. Det gir et lettere og sterkere skrog. Med vakuumstøp vil skroget bestå av ca 40 prosent bindemiddel og 60 prosent fiber kontra 40 prosent fiber og 60 prosent bindemiddel ved konvensjonell støp.

Vakuumstøp gir også et mer presist resultat, og gjør arbeidsdagen til verftsarbeiderne bedre. En av årsakene til at vakuumstøp nå blir mer brukt, er at arbeidsmiljølovene er blitt strengere, og krever dyrt ventilasjonsanlegg for vanlig støp.

Vakuumstøp er ikke mer arbeidskrevende enn håndopplagt, men det krever høyere presisjon og kunnskap. De som kan teknikken koster mer i lønn.

En utfordring med vakuumstøp, er kontroll på arbeidet. Støpingen foregår i en prosess, og går det feil, blir det kostbart. Noen støper uten gelcoat, gjerne under vannlinjen, for å ha bedre kvalitetskontroll. Da blir ytterlaminatet gjennomsiktig.

.

Enkeltlaminat eller sandwich

Generelt bruker de store franske verftene skrog av enkeltlaminat, mens de tyske benytter sandwich. I enkeltlaminat består støpen av et tykt lag glassfiber og polyester. I en sandwichkonstruksjon er skrogtykkelsen større. Det består av to lag glassfiber med et lett distansemateriale, gjerne skum. En sandwichkonstruksjon blir stivt, mens en enkeltlaminat er langt seigere. Det tåler også mer slitasje før det blir hull i skroget. Om en båt bygget i sandwich skal ha en vektfordel, så er det ytre laget tynt.

Et laminat skal være sterkt, stivt og solid både mot strekk og kompresjon. Et tynt «single skin»-laminat kan være like sterkt i «strekk» for eksempel, eller endog sterkere enn et tykkere laminat (samme glassmengde), men et tynnere laminat vil ha mindre stivhet. Det tynnere laminatet vil for eksempel for samme uavstivede panel ha større utbøyning, men det kan godt hende at det tåler større deformasjoner enn det tykkere laminatet og derfor være «sterkere». Sandwich er ikke bare vektbesparende, men det isolerer også skroget både for temperatur og lyd. Men mange produsenter har motforestillinger mot sandwich. Ofte er det brukt sandwich kun over vannlinjen.

Motforestillingene knytter seg til en viss mulighet for at skroglaminatet skal miste feste mot distansematerialet. Da får du en delaminering, og konstruksjonen vil miste sin styrke. Med en ettlags konstruksjon vet du hva du har. Et annet argument mot sandwich er at om du skal ha noen vektreduksjon, blir det ytterste laget så tynt at det lettere får skader ved små kollisjoner og så videre. Det tredje argumentet i mot er at det er vanskeligere å montere dekksutstyr gjennom sandwich-konstruksjonen.

Mange produsenter overdimensjoner sin sandwich-konstruksjon. Om du sammenligner vekten på Hanse mot Jeanneau, vil du finne at de franske båtene har et lettere skrog, til tross for at det er enkeltlaminat. De prisgunstige sandwich-båtene får ikke vektmessige fordeler. Den største gevinsten ligger i isoleringen. Det øker komforten om bord, både sommer og vinter.

Som distansemateriale mellom laminatene er det vanligst å bruke skum eller balsatre. Her er det to leire, og selv eksperter er uenige om hva som er best. Skum er litt dyrere. PVC-skummet Divinycell er den mest brukte skumkjernen. SAN-skum som Core-Cell er et alternativ som brukes på mer avanserte konstruksjoner. Skumkjernen har ulik hardhet og tykkelse, og båtbyggeren kan velge type etter hvor det er plassert i formen. I dobbeltkrummede former er skummet skåret i terninger. Sprekkene vil fylle seg med bindemiddel, og øke vekten. Det er også mulig å forme skummet før det legges i formen med varme. Det koster, men gir lavere vekt.

Skal en sandwichkonstruksjon fungere skikkelig, må skummet festes til laminatet med vakuum-bagging. De mest avanserte regattabåtene bruker Nomex som distansemateriale. Det har en bi-kube-struktur, «Honey-comb», som er laget i aramidfiber. Mye luft og ektremt lett.

Støp mellom to former

Det er også mulig å støpe mellom to former. Denne teknikken gir høy finish på begge sider. Dette blir særlig brukt på dekk. Det sparer vekt og arbeid, fordi man slipper et indre skall oppunder taket. De franske verftene var først ute med injeksjonstøp som dette kalles.

Ulempen er utviklingskostnadene. To slike former krever nøyaktig presisjon og lages med en fres ut fra tredimensjonale datategninger. Bindemiddelet blir sugd inn i formen med vakuum gjennom små dyser. Resultatet blir et meget presist støp med stor nøyaktighet. Vektbesparelsen på en 40-foter kan være helt opp mot 500 kilo i forhold til tradisjonell støp. Vektbesparelsen bidrar også til at tyngdepunktet senkes.

Bedre bindemiddel

Polyester er billig og mest brukt som bindemiddel for å holde glassfibrene samlet. Den eneste grunnen til å bruke polyester, er prisen. Bindemiddelet er sprøtt, og sprekker lenge før glassfiberen ryker. Utrolig nok er ikke polyesteren vanntett. Det trekker ikke mye vann, men nok til at skroget bør ha en vanntett beskyttelse. Derfor er det anbefalt med en epoxyprimer under bunnstoffet. Det finnes ulike kvaliteter polyester også.

Vinylester er bedre enn polyester på en rekke områder. Molekylene er tettere, og det gir mindre vanngjennomtrengning. Vinylester krymper mindre under herding, og det er seigere. Det gir mindre sjanse for sprekker. Flere verft legger ytre lag med vinylester for å redusere sjansene for osmose (plastpest).

Epoxy er enda bedre igjen enn vinylester, men mer krevende å bruke. Det renner lettere enn polyester, og det gjør det mulig å benytte tettere vevet glassfiber, som igjen blir sterkere. Epoxy er også tungt å slipe. Epoxy er nærmest luktfri, men herderen er giftig. Epoxystøv er heller ikke ufarlig.

Men det er utviklet mindre giftig epoxy. Det finnes også mer miljøvennlig epoxy med høyt innhold av planteolje.

Epoxy er også et svært sterkt lim. Det er derfor godt egnet til reparasjoner. Epoxy kan brukes på polyesterstøp, men polyester må aldri brukes på epoxy. Det vil ikke hefte.

Enkelt men dyrt

Når avanserte regattabåter bygges, benyttes det noe som kalles prepreg. Verftene kjøper ruller med karbonfiber, ferdig matet med epoxy. Dette er gjort i maskiner, som gir enda høyere andel av fiber i forhold til bindemiddel. Epoxyen herder ikke før støpen blir varmet opp.

Å bruke prepreg gir svært god presisjon. Når fibrene er lagt slik de skal, pakkes støpet inn i plast, og luften suges ut. Så varmes det opp, noe som gjør at epoxyen først blir flytende, før det herder.

De mest avanserte regattabåtene er bygget på denne måten. Metoden blir også benyttet av Swan og Baltic.

Noen verft har store ovner for prosessen, såkalte autoclaver, som også skaper høyt vakuum.

Eksperten

SEILmagasinet takker Birger Kullmann for hjelpen. Saken er delvis basert på artikkel i Seilas 9-2006, skrevet i samarbeid med konstruktøren. Kullmann har lest gjennom denne saken som er rettet opp etter hans kommentarer.

Armering

Glassfiber er det vanligste armeringsmaterialet. Også glassfiber leveres i forskjellig kvaliteter. Billigst og tyngst er vanlige glassfibermatter hvor fibrene ligger tilfeldig og avkappet i korte lengder (chopped strand). Bedre er vevete matter hvor glassfiberen ser ut som et grovt stoff. I de mest avanserte mattene er fibrene lagt slik at det er mer fiber i én retning, dermed vil de fibrene som er i matten stive opp optimalt i forhold til de kreftene som er i skroget. I ensrettede matter ligger fibrene i én retning og holdes sammen med tynne tråder. I biaxiale matter ligger fibrene i flere retninger i flere lag. Kjemien i glassfiberen varierer også. E-glass er mest brukt og billig. S-glass er mer komplisert å produsere og mer kostbart, og er lite brukt i dag.

Basaltfiber har styrke, pris og kvalitet et sted mellom glassfiber og karbon. Basalt var Sovjetrussernes alternativ til karbon, men det har ikke fått noen kommersiell inntreden i båtproduksjon.

Det finnes en mengde glassfibertyper tilpasset forskjellig bruk. Glassfibermatter for bruk sammen med epoxy kan være mer tettvevet fordi epoxy er mer tyntflytende enn polyester, og glassfiberen blir dermed mer effektiv.

Mer kostbar armering er aramid-fiber, eller merkevarene Kevlar og Twaron. Aramidfiber er ekstremt sterk mot slag. Materialet er derfor også brukt i skuddsikre vester. Aramid er også bra i strekk, men dårlig i trykk. Armid er også sterkt mot avrivning.

Karbonfiber har til nå vært det sterkeste armeringsfiberet på markedet. Det er ekstremt stivt. Det har også suverene egenskaper både i strekk og trykk. Det strekker seg så lite at når det ryker, så ryker det skikkelig, ofte uten forvarsel. Karbon leveres også i forskjellige kvaliteter.

Vi har også sett båter bygget med lin som fiber. Lin er et naturprodukt og gir båten en grønn status. Lin har dårligere egenskaper enn glassfiber, så det spørs om det får noe kommersielt gjennombrudd.

Men tre har ikke forsvunnet. Franske RM har vist at det er mulig å bygge båter av kryssfiner, kombinert med epoxy, som er sterkere og lettere enn tradisjonell glassfiberstøp.

.

Tre - fortsatt aktuelt

RM Yachts er et av få verft som bygger båter av tre. Disse båtene er bygget av kryssfiner med glassfiber og epoxy på begge sider. Konstruksjonen får slagstyrken som et enkeltlaminatskrog, men blir stivere, og bedre isolert, som et sandwichskrog. Metoden er kostnadseffektivt i små serier, men dyrere i store serier.

Båtene til RM er lettere og sterkere enn vanlige turseilere, men litt tyngre enn mer avanserte glassfiberkonstruksjoner som Pogo. Engelske Spirit Yachts bygger også båter i tre med epoxy, og hevder at deres skrog er nesten like lette og sterke som båter bygget av karbon.

Skrog av metall

På 70-tallet ble de fleste America’s Cup- og Whitbread-båter bygget i aluminium. Dette metallet har bedre styrke i forhold til vekt enn vanlige glassfiberarmerte plastskrog.

Det var først da sandwichkonstruksjoner med bruk av Kevlar kom, at aluminium ble utkonkurrert på regattabåter. Fordelen med aluminium er at det tåler slag og at det tar opp kreftene fra en kollisjon. Aluminum er derfor være et godt valg for båter som skal brukes tøft. Aluminium har også en fordel om en båt skal bygges i små serier fordi båten kan produseres uten form. Ulempen er at metall kan utsettes for tæring. Feil på det elek- triske anlegget kan få metallet til å forvitre.

Moderne seilbåter i aluminium er bygget med legeringer utviklet for saltvann. Aluminium får en naturlig oksidert overflate som beskytter metallet.

.

.