3DL bajo el microscopio

Bill Pearson es el Director técnico de la planta de fabricación de 3DL en Minden, Nevada. En su papel de director de producto 3DL, Pearso, un velero técnico, también cumple el rol de intérprete entre los ingenieros de la planta y los veleros y agentes North. Siempre revelan algo nuevo.
Electron microscope image of 3DL laminate demonstrates how vacuum bagging at one atmosphere of pressure (approx. 1,800 lbs. per square foot) conforms Mylar laminate films closely around yarns to minimize harmful voids in the laminate.© North Sails “Recientemente he estudiado un número de muestras de 3DL bajo un scanner para ver exactamente en qué se diferencia un laminado 3DL de otros laminados de otras compañías que se fabrican en paneles planos antes de formar la vela. Lo que hemos encontrado es que, debido a que los otros laminados se producen utilizando muy poca o ninguna presión de vacío, existen muchos huecos en el laminado. El microscopio mostró que en las 3DL el adhesivo y las fibras se suceden de manera continua (arriba) pero en los otros compuestos existen huecos de aire donde debería haber fibra o adhesivo. Este es un claro indicio de que la adhesión no es correcta y que no durará tanto como otra en la que el laminado constituye un contínuo de fibras y film.

Closeup of 3DL laminate shows laminate films tightly conforming to structural yarn with a minimum of voids.© North Sails Otra cosa que reveló el microscopio es la diferencia entre fabricar un laminado utilizando la presión de vació y hacerlo con la presión de rodillos, que es como se fabrican la mayoría de las velas “similares”. El material de las velas 3DL se construye utilizando una atmósfera de presión de vacío, que es aproximadamente 3.500 Kg/m2. Algunas de las velas similares se construyen pasando láminas planas de fil y fibras a través de rodillos que las comprimen. La diferencia con las 3DL radica en que, al aplicar la presión de vacío y en curado térmico, el laminado se comprime y rodea las fibras. A eso le llamamos “consolidar el laminado”, ya que el vacío se aplica entre las capas y succiona el film hacia las fibras. Pero si se intenta formar el laminado únicamente con presión externa, por mucha presión que se le aplique, un rodillo no puede conseguir envolver la fibra con el film, por lo que siempre quedarán huecos en el material."

© North Sails El tejido laminado tradicional que se usa en las velas de paneles se fabrica utilizando rodillos y es buen tejido; entonces, ¿porqué es menos efectivo el proceso en las velas de tensión tutelada”. La clave reside en la simetría y el perfil. En un tejido laminado la fibra dispuesta es simétrica, con un número de fibras constante por pulgada, dispuestas en un patrón constante por todo el material.  La idea en las velas 3DL y las demás de tensión tutelada es que las fibras se concentran más en los lugares de tensión, y menos donde menos se necesitan para que su utilización sea más eficiente. Esto crea haces de fibras concentradas en zonas de alta tensión que hacen que el laminado no tenga un grosor constante. Además, las velas de tensión tutelada poseen fibras dispuestas en multitud de direcciones a diferencia de los tejidos laminados, con un patrón más simple. Así, muchas fibras se cruzan sobre otras, haciendo todavía más difícil que el rodillo pueda acceder a los espacios milimétricos que están bajo las fibras. Por esa razón utilizamos la presión de vacío en las velas 3DL.

“También he descubierto que las fibras de la típica vela “similar” están impregnadas con resina, lo que creemos que es la forma errónea de crear un laminado flexible. Es muchísimo mejor, en términos de duración,  cubrir las fibras que impregnarlas. Esto es así porque cuando las fibras se impregnan de resina, como cuando se construyen cascos de fibra de vidrio, carbono o aramida, se produce un compuesto rígido con las fibras firmes. Esto hace el laminado más rígido cuando se flexiona.
Cuando se construye una vela de avión en composite o un casco de embarcación, es necesario utilizar la resina. Pero cuando se construye material para velas, la manera correcta de hacerlo es cubriendo las fibras ya que queremos obtener un material flexible. El recubrimiento de resina permite que el exterior de las fibras se adhiera al film 3DL mientras que deja cierta libertad a las fibras internas del haz para moverse y alinearse (en lugar de romper) cuando la vela se dobla."