Armatura leggera che taglia le onde: come i tessuti in fibra di carbonio multiasse stanno ridefinendo il settore della cantieristica?

Una barca a vela con uno scafo che pesa soltanto 28 chilogrammi può solcare le onde spinta dal vento, mantenendosi stabile come una roccia. Ti sei mai chiesto perché la fibra di carbonio ha compiuto il salto dall’aerospaziale alla cantieristica navale diventando rapidamente una caratteristica standard sulle imbarcazioni di fascia alta?

La risposta potrebbe risiedere in questa cifra: una riduzione del peso superiore al 20% rispetto alle tradizionali strutture in lega di alluminio. Quando un traghetto passeggeri lungo 34 metri riesce a perdere un quinto del proprio peso, il risultato non è soltanto un aumento della velocità, ma anche un sensibile risparmio energetico e un’autonomia notevolmente estesa. Questo è il fascino dei tessuti multiasse in fibra di carbonio nel settore marittimo.

Adozione completa nel settore marittimo: la «mappa navigazionale» dei tessuti multiasse in fibra di carbonio

Grazie alle loro prestazioni superiori, i tessuti multiaxiali in fibra di carbonio sono stati ampiamente adottati nelle strutture portanti, nei componenti chiave e nelle infrastrutture di supporto della cantieristica navale, coprendo l’intera gamma di tipologie di imbarcazioni, tra cui yacht, traghetti passeggeri, navi commerciali e navi specializzate.

Scafo e sovrastruttura: leggeri e resistenti, progettati per soddisfare i requisiti complessivi della nave

Lo scafo è la struttura portante principale di un’imbarcazione ed è l’applicazione più diffusa applicazione dei tessuti multiaxiali in fibra di carbonio.

(1) Yacht di lusso / Yacht a vela: Yacht europei di alta gamma (come il norvegese «Vision Of The Fjords») utilizzano tessuti multiaxiali tessuti in fibra di carbonio per costruire scafi in fibra di carbonio lunghi 41 metri, realizzati come un unico pezzo mediante infusione sottovuoto. Ciò riduce il peso di oltre il 40%, aumenta la velocità, abbassa il consumo di carburante e migliora significativamente la resistenza al vento e alle onde.

(2) Traghetti passeggeri ad alta velocità: Area della Grande Baia di Guangdong-Hong Kong-Macao: Le unità «New Pearl 3» (capacità di 500 passeggeri) e «New Pearl 39» (capacità di 400 passeggeri) sono costruite interamente in materiali compositi in fibra di carbonio multiasse di grado T700 prodotti interamente in Cina. Rispetto alle imbarcazioni in lega di alluminio, sono oltre il 20% più leggere, offrendo un aumento del 40% dell’autonomia in modalità propulsione completamente elettrica. Possono navigare in sicurezza in condizioni di vento fino al livello 8 della scala Beaufort e operare a zero emissioni.

(3) Motovedette ad alta velocità / navi militari: Un determinato modello di motovedetta ad alta velocità utilizza fibra di carbonio multiasse per sostituire le lamiere d’acciaio, ottenendo una riduzione del peso complessivo del 32%, un incremento della velocità del 18% e un miglioramento dell’efficienza del carburante del 21%. Contestualmente, ciò riduce la necessità di manutenzione anticorrosiva e abbassa il costo totale del ciclo di vita del 40%.

Ponte, paratie e componenti strutturali: resistenza alla fatica, manutenzione ridotta

Ponti e paratie sono soggetti costantemente al passaggio pedonale, al carico di merci e all'impatto delle onde, rendendoli particolarmente soggetti a crepe e corrosione. Ponti e paratie realizzati in tessuto di fibra di carbonio multiasse offrono elevata rigidità, resistenza alla fatica e resistenza alla corrosione; non presentano segni di corrosione dopo 10 anni e i costi di manutenzione sono inferiori del 60% rispetto a quelli dei componenti in acciaio.

Componenti critici specializzati: progettazione leggera, prestazioni migliorate

(1) Coperchio stagnante per propulsore di prua: Prodotto unico al mondo sviluppato da Shanghai Huzhou, caratterizzato da una struttura sandwich in fibra di carbonio multiasse + nido d’ape con densità specifica pari a soli 1 (in grado di galleggiare sull’acqua). Il peso è solo un quinto di quello di analoghi prodotti stranieri pRODOTTI , soddisfa i requisiti di resistenza per profondità sott’acqua comprese tra 15 e 25 metri. È stato adottato dalla Mediterranean Shipping Company (MSC) ed è installato su 24 navi portacontainer, riducendo in modo significativo i costi di manutenzione in bacino di carenaggio.

(2) Foils in fibra di carbonio: Il catamarano VS-9 è dotato di idrofoil in fibra di carbonio intrecciata in 3D, con un’apertura alare di 3,2 metri e un peso di soli 18 kg (rispetto ai 55 kg degli idrofoil tradizionali in lega di alluminio). Questa progettazione migliora il tempo di risposta portandolo nell’ordine di 0,1 secondi ed estende la durata utile prima della fatica a 8–10 anni.

(3) Vela rotante: Componente fondamentale dei sistemi di propulsione assistita dal vento per navi oceaniche, viene prodotta mediante un processo di avvolgimento multiasse in fibra di carbonio e stampaggio a compressione. Questa tecnologia risolve i principali svantaggi delle vele rotanti metalliche tradizionali — ossia il loro elevato peso, la suscettibilità alla corrosione e le scadenti prestazioni aerodinamiche — e può ridurre il consumo di carburante della nave di oltre il 30%, contribuendo così alla decarbonizzazione del trasporto marittimo.

Interni e caratteristiche: design leggero, flessibile ed efficiente

I tessuti in fibra di carbonio multiasse sono utilizzati per gli interni delle imbarcazioni, per l’arredamento e per i supporti degli equipaggiamenti. Questi materiali sono leggeri, facili da lavorare e offrono un’elevata flessibilità progettuale. Consentono un’installazione modulare, riducono il peso della sovrastruttura, migliorano la stabilità dell’imbarcazione e creano un’estetica premium.

Perché le imbarcazioni di fascia alta scelgono la fibra di carbonio multiasse?

1. Design ultra-leggero per una velocità fulminea
2. Design resistente alla corrosione e privo di manutenzione
3. Distribuzione precisa delle forze per un potenziamento della resistenza strutturale

Weinuo Composites? Un’impresa privata rara in Cina specializzata nella fibra di carbonio multiasse

Il settore dei tessuti in fibra di carbonio multiasse è stato a lungo dominato da grandi aziende straniere. Zhangjiagang Weinuo Composite Materials Co., Ltd. è una delle poche imprese private cinesi in grado di sviluppare autonomamente e produrre in serie tessuti in fibra di carbonio multiasse.

Fondata nel 2015 e con sede a Zhangjiagang, nella provincia dello Jiangsu, Weinuo è attiva da oltre un decennio nel settore delle fibre di carbonio:

(1) Capacità produttiva: produzione mensile di 500.000 metri quadrati di tessuto in fibra di carbonio, 100.000 metri quadrati di tessuto unidirezionale, 3 milioni di metri quadrati di preimpregnato e 100.000 fogli di pannelli in fibra di carbonio.

(2) Attrezzature: l’azienda dispone di 30 avanzate macchine per la tessitura, 15 linee di produzione per preimpregnati, 1 macchina per maglieria a maglia unidirezionale, 10 presse termiche e 80 fresatrici a controllo numerico (CNC).

(3) Competenze tecniche: deteniamo oltre 20 brevetti d’invenzione ed siamo certificati ISO 9001.

(4) Portafoglio prodotti: la nostra gamma comprende diverse specifiche, tra cui 1K, 3K, 6K e 12K, e copre tessuti in fibra di carbonio, tessuti unidirezionali, preimpregnati e fogli.

I prodotti Weinuo sono ampiamente utilizzati nei settori aerospaziale, fotovoltaico, marittimo, dei trasporti ferroviari, dei componenti automobilistici, dell’attrezzatura sportiva, dei droni, dei dispositivi medici e di altri settori.

Va notato che Weinuo offre soluzioni «su misura» basate sulle esigenze dei clienti, fornendo servizi chiavi in mano, dalla tessitura alla produzione di prepreg. Ciò significa che, sia per tessuti multiasse di grandi dimensioni destinati a impieghi marini, sia per stratificati personalizzati con angoli speciali, Weinuo possiede la capacità di rispondere tempestivamente.