Onderwerp: Project koolstof Beams bouwen.

Wikipedia

Ian Farrier (designer F-Boats)

Dus hoe heten “the Beams” dan in het Nederlands? Uithouders? Nou nee, dat kan ook verwarrend zijn vanwege andere betekenissen aan boord. Daarom houd ik het toch maar bij “Beams”.

Dit draadje gaat dus over het bouwen van de vier koolstof Beams voor mijn F-39 “Fram”.

Voor een amateur die vanaf “scratch” een boot wil bouwen is een trimaran natuurlijk wel het summum om te maken

Je bouwt niet één boot maar wel drie. “De eerste voor je vijand, de tweede voor je vriend en de derde voor jezelf” is een gezegde dat je ook wel eens hier op het forum voorbij ziet komen. Daar zit wel een zekere waarheid in. Bij de eerste drijver is alles nog nieuw en bij de derde boot ben je welhaast tot een volleerd bootbouwer uitgegroeid. Zo’n eerste drijver is eigenlijk ook niets anders dan een heel grote kano. Niet al te ingewikkeld en bevat al vele bouwprocessen en details die in de rest van de bouw ook veel gaan voorkomen.

Parallel aan de bouwvorderingen nemen ook de moeilijkheidsgraad van de bouwconstructies toe. De moeilijker onderdelen heb ik daarom ook tot het laatst bewaard. De Beams zijn ronduit lastig om niet te zeggen tamelijk ingewikkeld om te bouwen. Ze vormen de structurele ruggengraat van de trimaran en dienen daarom onwaarschijnlijk sterk en stijf te worden. Een complicerende factor in mijn boot is dat deze Beams ook nog opklapbaar en dus scharnierend zijn uitgevoerd. Dat is geen kleinigheidje voor een oceaanwaardige boot.

Van de 106 - overigens meer dan voortreffelijke - bouwtekeningen die de bouw van mijn boot beschrijven op A3 formaat gaan er 36 over de Beams en onderdelen daarvan. De afgelopen jaren hebben die onder mijn kussen gelegen en af en toe was ik weer eens een avond zoet om de constructies te kunnen doorgronden en om mijzelf een beeld te vormen hoe deze te gaan maken.

Alweer enige jaren geleden kreeg ik een mailtje van de eigenaar van een jachtwerf uit het noorden van het land. Of ik interesse had in enkele mallen van F-39 onderdelen want vanwege een immigratie naar Australië had hij die nu over. Nou dat had ik, en de Beam mal was er één van.


Aanvankelijk had ik die op de bouwlocatie bij mijn boot opgeslagen maar de Beams zijn eigenlijk een mooi onderdeel om thuis in de garage te maken. Dus is de mal van de Beam naar de garage thuis verhuisd met de bedoeling om er een winterproject (per Beam) van te maken.

Vrijwel alle onderdelen van de boot incl. de rompen heb ik gemaakt met vacuüm injectie. Een fantastische techniek die het bouwen voor mij zoveel leuker heeft gemaakt. En beter. Deze techniek wilde ik oorspronkelijk ook voor de Beams gaan toepassen. Nu zijn dit dus al heel ingewikkelde dingen met veel verschillende bouwfasen en vacuüm injectie of zelfs vacuüm bagging doet daar dan nog een schepje boven op. En hoewel ik een enorme hekel heb aan dat gesop met epoxy (lees hand-lay-up) en ondanks de vele injecties die ik gedaan heb ben ik er inmiddels wel erg handig in geworden. Ik heb dus nu besloten om de Beams hand-lay-up te maken met uitzondering van onderdelen waar vacumering handiger voor is of echt voor noodzakelijk om tot een goed eind resultaat te komen.

Al meerdere keren heb ik thuis de garage opgeruimd en overbodige spullen weggegooid om ruimte voor de bouw te maken. Maar er mee beginnen ho maar. Ik heb het alsmaar uitgesteld – je kunt ook zeggen ik zag er tegen op - mede ook door het feit dat er nog meer dan voldoende andere werkzaamheden zijn te doen die voornamelijk in de weekenden worden uitgevoerd. Ik heb een drukke baan, ben vaak laat thuis en dan is het nog ff relaxen achter de TV of met dit tijdverslindende forum een plezieriger tijdsbesteding dan nog wat in de garage te gaan kleien met epoxy en koolstof. Ook het dilemma wel of geen vacuüm injectie heeft voor vertraging gezorgd.

Maar ja, eens moet het er van komen want anders gaat dat ding nooit drijven.
En het delen van mijn getob op dit mooie forum is ook een mooie stok achter de deur

De weekenden blijven nog voorbehouden aan de afwerking van de boot zelf dat momenteel vooral bestaat uit plamuren, schuren en schilderen. Niet heel spannend, wel heel tijdrovend.

Dus vanaf nu in dit draadje een hopelijk regelmatige posting van mijn vorderingen met de Beams
 

Ja hoor, we zijn er klaar voor....pyjama aan, haartjes nat, laat maar komen...

Een ander woord voor beams ken ik ook niet, dus gebruiken wij hier ook 'beam'.
Is dat letterlijk 'balk'?
Misschien komt het van 'draagjuk'?

Los daarvan: ik volg je project likkebaardend!
Mega!
Als het lukt met uw beampjes, dan wil ik ook een setje voor mijn Strider

Beam me up Henny!

Het begin is er, een draadje om ons op de hoogte te houden. En we gaan vanzelf zeuren als er geen updates volgen natuurlijk;-)
Succes, met de bomen. Ik ben heel benieuwd

Ik roep hier thuis nonchalant (hardop denkend) "hey Noballast heeft weer een topic geopend met onderdelen voor zijn trimaran project"

Mijn vrouw kijkt mij bedenkelijk aan, waarop ik mij terugtrek achter de laptop hopend dat ze niet ziet dat ik een beetje gniffel om die reactie.

Gaaf Henny, heel benieuwd hoe je dit gaat bouwen!

Wel ook een vraag: ik meen dat met vacuuminjectie de sterkte van het product groter kan zijn dan bij hand layup. Als dat klopt, is de keuze voor handlayup voor de beams dan logisch?

ErikSnel schreef :
Hoi Erik, je hebt gelijk, met vacuum geeft een betere kwaliteit, dus sterker en lichter. Toch kies ik er niet voor, hoewel, ik moet wel eerlijk zijn, dat geldt met name voor het interieur van de beam en dan weer met uitzondering van de losse delen die daar weer in gemonteerd worden. De mal is in feite niet geschikt voor een vacuumzak. Het is heel lastig om met name aan de kopse zijden van de mal een behoorlijke luchtdichtheid te creeeren. Daarnaast ben ik geen fan van het vacumeren van koolstof UD, of het zou in heel kleine stapjes moeten. Ik vind het realiseren van een gestrekte UD vezel belangrijker dan een gevacumeerd laminaat. En vacuuminjectie in combinatie met UD koolstof vezels is al helemaal tricky. De testen die ik hier eerder mee heb uitgevoerd waren niet positief. De hars wordt niet of nauwelijks door het UD geabsorbeerd vanwege de compactheid van het stiksel. Ik weet wel dat er speciale UD's zijn die wel geschikt zijn voor vacuuminjectie. Maar dan nog moet je dat voldoende testen = extra werk en tijd waar ik geen zin in heb en wat ook niet voldoende toegevoegde waarde voor mij heeft.

De constructie is geengineerd op hand-lay-up in een combinatie van 600 grams glas BD weefsel en 300 grams koolstof UD. Dit met de nodige veiligheidsfactoren. Vraag mij niet welke, maar mij is geen "Beam-faillure" bekend van een Farrier tri, dus dat zit wel goed. Vacumeren is dus een extraatje, mooi als het lukt, maar niet heel noodzakelijk. Daarnaast heb ik het 600 grams BD glas vervangen door 400 grams BD koolstof en gebruik ik geen weefsel maar een legsel. Je zou nog iets lichter kunnen in koolstof, dus dit vertaald zich in een extra stukje sterkte. Niet dat ik het daarvoor gedaan heb, want het scheelt vooral gewicht, zo'n 15-20 kg per beam. Das best veel.

Maar, de sparing voor de bovenste vouwarm en de scharnieren, belangrijke constructieve elementen, zijn wel met vacuum gemaakt. En morgen ga ik de verstijvingsribben vacuum injecteren. Ook het laminaat aan de buitenzijde van de beam zal ik hier en daar wel met vacuum maken, maar zo ver ben ik nog lang niet.

Edit:
UD staat voor Unidirectioneel, alle vezels in één richting (0)
BD staat voor Bidirectioneel, vezels in twee richtingen, 0/90 of 45/45
Alles in legsel = ca. 20% sterker dan een weefsel.

Lees ik hier uit dat je na de layup er nog wel een zuigdekentje en vacuum op doet om het overschot hars er uit te slurpen?

boarderbas schreef :
Nee, geen vacuum op het interieur van de beam. Foto's volgen.

Een goede vertaling voor beam is m.i. Bint. Wordt in de bouw zo genoemd. Bij ons heb je in oude gebouwen moer- en kinderbinten. Lijkt me toch geen goede benaming voor deze bootonderdelen.

jerry schreef :
En spanten, makelaars, kreupele stijlen, etc. Nee, lijkt mij geen goed plan

Zoals gezegd, al eerder had ik het plan opgevat om met de Beams te beginnen en één van de onderdelen die daarbij direct ingebouwd moet worden is de sparing voor de bovenste steun van het opvouw mechanisme. Deze had ik dus al eerder klaar gemaakt.


De zijwanden van de sparing zijn weer met vacuüm gemaakt en bestaan uit een combinatie van BD en UD vezels. Ter plaatse van de as waaromheen de vouwarm scharniert is het paneel met extra laminaat versterkt


De RVS as draait door een Iglid kunststof glijlager dat op zijn beurt weer in een glasvezelbuisje is opgenomen. Hiervoor moet het buisje dus op de juiste plek en haaks op het paneel worden ingelijmd. Dat lijkt makkelijk maar is een stuk moeilijker dan ik in mijn naïviteit had bedacht. Maar dat zal later blijken




Met behulp van een houten mal als kern krijgt de sparing de juiste vorm. De mal is voorzien van de bruine plastic verpakkingstape tape als lossingsmateriaal. De inwendige schuine hoek krijgt met ingedikte (aerosill + chopped strands) epoxy de vorm.


De zijpanelen zijn uitgelijnd door het asgat en worden over de mal heen en met behulp van vacuüm aan elkaar gelamineerd.


En dat dan vier keer.

Zijwangen uit Corecell schuim zagen.

Het uiteinde van de mal aan de drijver kant is schuin aflopend met een paar strookjes hout opgedikt. Dit gaat “de pen” vormen voor de later te maken pen-en-gat verbinding met de drijver. Door dit nu wat op te dikken is het uiteinde van de Beam rondom “lossend” geworden. Dit deel van de Beam zal later gebruikt worden als mal om “het gat” van de pen-en-gat verbinding te kunnen maken en moet daarom lossend zijn.


Het Corecell schuim vormt weer de basis waarop (en waarin en waarover) de Beam wordt gebouwd.


De mal is voorzien van nauwkeurig geboorde gaten voor de scharnierende assen van het vouwmechanisme. De geprefabriceerde sparing voor de bovenste vouwarm moet daar op uitgelijnd worden en nu blijkt dat het asgat door de sparing niet zuiver haaks is.
Achteraf gezien was het ook geen goed plan om dit ding te maken zonder daarbij de Beammal te gebruiken. Jammer maar helaas. Ik heb het hele spulletje moeten uitboren en opnieuw moeten maken. Ik was niet in de stemming om daar foto’s van te maken (lees, ben dat gewoon vergeten in de consternatie) maar zal dat de volgende keer wel doen. Ik ben bang dat ik deze actie nog 3x moet herhalen. Aangezien de glijlagers er ook al in zitten raken die nu verloren en zal ik dus moeten bijbestellen.

Alle hoeken zijn hier afgerond met microballoons in afwachting van het laminaat dat direct hierna over de nog natte microballoons wordt aangebracht.

Voor het koolstof laminaat gebruik ik Ampreg21 epoxy van Gurit. De mengverhouding 100:33 heb ik met stapjes van 5 gram in een tabelletje samengevat zodat ik niet of nauwelijks hoef na te denken bij het mixen.


De rol koolstof is te zwaar om te tillen dus heb ik het mij makkelijk gemaakt door deze telkens te manoeuvreren met behulp van de loopkat in de werkplaats. Op deze foto is die overigens al flink afgeslankt door de bouw van het zwaard, het roer en de eerste Beam. Omdat ik thuis niet de ruimte heb doe ik al het (elektrische) knipwerk in de werkplaats bij de boot


Om efficiënt met het materiaal om te gaan heb ik van te voren de onderdelen in een knipschema verwerkt. Op bovenstaand plaatje is dit nog alleen het 45/45 doek voor het eerste deel van het interieur van de eerste Beam. Het UD doe ik op de zelfde wijze wat al met al nog een flinke puzzel is.


De geknipte onderdelen zijn gemerkt en opgerold in een koker om daarna thuis op de eettafel weer uitgerold te worden om te verwerken in de Beam. Het materiaal is schoon en de Admiraal vind het goed

Het aanbrengen van het koolstoflaminaat in de bak gaat in 4 sessies. Eerst de bodem met een pakket van zowel BD als UD. De bruine microballoons rondom het asgat zijn nog een restant van het inlijmen van een stukje hardschuim (200 kg/m3) waarin het asgat is opgenomen.




Vervolgens de toevoegingen rond de kop van de Beam.


Tussen de BD lagen eveneens UD lagen. De roze beschermingsfolie moet hier nog verwijderd worden.


Hand lamineren van koolstof is lastig. In tegenstelling tot glas kun je niet zien of de boel verzadigd is. Naast het in de gaten houden van de hoeveelheid hars is het meer een gevoelskwestie. Op een verticaal vlak is dat lastig maar op een horizontaal vlak gaat dat een stuk makkelijker. Daarom leg ik de hele mal op zijn kant om in twee sessies beide verticale zijden te kunnen lamineren.


De sparing van de bovenste vouwarm is ook de plek die onderhevig is aan hoge compressie krachten. Deze druk moet door vele lagen trapsgewijs aangebrachte UD opgenomen worden.

Heb ik heerlijk een avond zitten schuren aan mijn carbon instrumentbrug, kruip je achter e PC....en dan moet je toch je meerdere erkennen...

Om voorgang in het Beam project te houden moest ik toch dit weekend wat onderdelen gaan maken om niet door de weeks thuis in de garage stil te komen staan. Voor de eerste Beam moeten binnenkort de eerste verstijvingribben ingelamineerd worden. Maar deze moet ik eerst nog wel maken.


Corecell schuim is weer de basis van de verstijvingsribben, nu in een dikte van 45 mm. en aangezien ik maar 15mm heb moet ik dus drie lagen op elkaar plakken. Ook een mooi project om alle reststukken schuim op te maken


De drie lagen 15mm schuim heb ik onder vacuüm met een nog flink vloeibare bruine microballoons mix aan elkaar gelijmd ….


… en vervolgens - na de uitharding - grofweg met enige overlap in de vorm gezaagd om later precies passend in de Beammal te kunnen maken.




Om dat ik het laminaat met vacuüm injectie ga maken kan ik rustig aan de in vorm gezaagde ribben van koolstof voorzien. Op de randen zet ik het koolstof legsel vast met een kunststof nietje.


Nu de injectie strategie bedenken. Het zijn wat lastige vormen en het lukt niet om alles in één keer voor alle vier de Beams te injecteren. Daarom maar in twee keer, telkens dus voor twee Beams. Zaterdagavond de eerste en vanmiddag de tweede.


Eerst nog “inpakken” in peelply en release film.


Daarna het stromingsgaas eronder en er over heen. De spiraalslang voor de harstoevoer en die naar de vacuümpomp zijn opgenomen in een plooitje in het stromingsgaas. De tafel is dit keer alleen tafel en geen onderdeel van het vacuüm. Het wordt een echte vacuümzak uit twee delen, De bovenste nog een stuk ruimer om het reliëf van de te injecteren onderdelen te kunnen volgen.


Dan is het gaan. Vacuümpomp aan, epoxy mengen en kraan open. Op bovenstaande foto van links boven naar rechts onder. Het rode pijltje geeft het harsfront aan dat van rechts naar links op de foto loopt. Totale injectietijd voor 3,9 kg. injectiehars ruim een half uur.

De eerste batch is klaar en de vacuümpomp staat momenteel aan de tweede te zuigen. Dat betekent ook morgen in alle vroegte nog voor het bedrijf open gaat naar de werkplaats toe om e.e.a uit te zetten en op te ruimen.

Geen boot gezien, maar het was toch nog een vruchtbaar weekend

Aan het eind van deze Zondag ook nog 8x een mal gezaagd voor de sparing van de scharnierende trekstang. Op de zaagtafel liggen ze zo mooi op een rijtje. Het grove werk is gedaan en ik heb ze mee naar huis genomen voor de fijnere afwerking. Daarover later meer.

Respect voor wat je allemaal "knutselt" Henny.

Impressive.. indrukwekkend om te zien hoe je dat alles voorbereidt en uitvoert.

Een ander onderdeel dat ik al eerder heb gemaakt is het scharnier in de Beam waarin de trekstang komt te draaien. Deze zijn op dezelfde wijze gemaakt als het scharnier dat aan de middenromp vast zit.






Het scharnier is samengesteld uit vier koolstof “anchors” die op een glasvezelpaneel zijn gelamineerd. Toen ik deze bouwde wist ik nog niet dat ik het glas zou vervangen door koolstof anders was het wel een koolstof plaatje geworden.

Het proces van het maken van de koolstof “anchors” (ik weet ff geen beter woord) is uitgebreid beschreven op mijn website in dit album. Hier is de bouw van het middenromp scharnier beschreven, maar die voor de Beam is vrijwel niet anders.


Nog wel ff een paar stukjes glasvezelbuis toegevoegd zodat de doorvoer van de as ook echt waterdicht wordt.

Wat een fantastisch mooi, leerzaam en inspirerend topic weer!.

De as moet massief 25mm rond RVS worden. In de materiaal specificatie wordt aangegeven dat 316 of 304 niet voldoet. De as moet voldoen aan min. yield strength 55.000lbs/sq.in (380 MPa) met geschikte type 2205 (Duplex) of Nitronic 50.

Iemand enig idee wat dit voor een materiaal is en hoe ik daar aan kom ?