全電気モーターボートは、リサイクルされた炭素繊維の水をテストします

RS Sailing（Romsey、UK）は、世界クラスの帆船を製造していることで知られており、その製造にはできるだけ多くのリサイクル可能な材料を使用していると主張しています。 3年前、同社は姉妹ブランドのRS Electric Boatsを設立しました。これは、バッテリー式の剛性のあるインフレータブルボート（RIB）の設計と製造を専門としています。余分な浮力のために。 RIBはレクリエーションで使用され、多くの場合、ファーストレスポンダー、軍のオペレーター、またはボートレースのコーチスタッフによって使用されます。

RSSailingのCEOであるAlexNewton-Southonは、自動車メーカーがより電化され、持続可能な製造と材料について考えているため、RS ElectricBoatsは海洋市場でも同じことをしたいと考えていると説明しています。 「電気ボートが市場の方向性であることは明らかです。実際には、従来の船外機は、今日の車の約50倍の汚染があります。私たちは地球を守るために少しずつ努力したいと思っています」と彼は言います。

RS Electric Boatsは最初のバッテリー式RIBの開発と商品化に取り組んできたため、市場をより持続可能な推進力、材料、製造の選択肢に向けて推進することが過去3年間の目標でした。 2019年、RS ElectricBoatsは Pulse 58 をデビューさせました。 ドイツのデュッセルドルフ国際ボートショーでのコンセプトRIB。このデモンストレーターボートは、船体、甲板、コンソールなど、いくつかの亜麻繊維/バイオエポキシコンポーネントを備えていました。

それ以来、材料の決定と全体的な設計が少なくとも3回繰り返され、「さらにボート全体でかなりの調整が行われた」とニュートン-サウスンは認め、最終的にはパルス63 になりました。 、 2022年初頭に市場に投入される予定です。

最初の亜麻繊維複合材の反復：パルス58

ほとんどのRIBは、標準の燃料駆動エンジンで駆動されますが、小型（1人から2人）のバッテリー駆動設計を除きます。 RS ElectricBoatsは Pulse63 を主張しています は、最大8人を乗せるように設計されており、このサイズのボートに全電気推進力を使用する業界初の製品です。

ボートの船体と全体的な形状は、電気推進に対応するように特別に設計する必要がありました。 「バッテリー式RIBの設計を開始したときに非常に明白なことのひとつは、通常のボートに電気駆動システムを追加するだけでは不十分であるということです。ボートが非常に効率的になるように設計する必要があるため、最初から始める必要があります。その一部は重量に依存します。ボートをできるだけ軽くするために、ボートをできるだけ強く、できるだけ硬くすることが非常に重要です」とニュートン-サウスンは説明します。

バッテリーコンソールは「全体の主要な構造」であると彼は付け加えます。ボートの船体は頑丈なモノリシック構造で、接続されたデッキにはバッテリーも収納されています。横隔壁やフレームは必要ありません。

5.8メートルのパルス58 RS Electric Boatsが2019年に発売したRIBは、バイオベースのエポキシ、天然由来の亜麻繊維、必要に応じてリサイクルされたPETコアから、地元の製造業者Norco（Poole、UK）が注入して製造した船体、デッキ、コンソール、バッテリーボックス、シートモールディングを備えていました。

2019年と2020年に、RS ElectricBoatsは Pulse 58 の生産を増やすことを目指しました。 顧客への販売を開始します。しかし、COVID-19のパンデミックによって引き起こされた挫折、およびバイオベースの材料の調達の問題により、わずかな遅延といくつかの設計変更が発生しました。

設計の反復とリサイクルされた炭素繊維：パルス63

2021年5月、RS Electric Boatsは、生産を増やすために行われた設計変更と材料の決定に合わせて、ブランドを刷新することを決定しました。名前が変更された6.3メートルの Pulse 63 の複合コンポーネント MTAG Composites Ltd.（コニングスビー、英国）によって製造されています。これは、RS Sailingと協力して、工具開発とボート製造に長年携わってきた製造業者です。市販されているように、 Pulse 63 RIBは最高速度23ノットに達することができ、最大航続距離は100海里です。また、牽引ポスト、シングルポイントリフト、キャノピー、さまざまな座席構成など、さまざまなオプション機能を使用してカスタマイズすることもできます。

ボートの複合コンポーネントには、船体、甲板、内部床、コンソール、エンジンボックス、ハッチが含まれます。ただし、元の設計で使用されていた亜麻繊維とバイオベースのエポキシを調達することは、ボートの連続生産に必要なレベルで予想よりも困難であることが判明しました。

「天然繊維とバイオベースの樹脂がより入手可能になるにつれて、材料の決定は今後数年間で確実に変わるでしょう」とニュートン-サウスンは言います。現在、ボートのモノリシックハルは、ガラスとカーボンファイバーのファブリックにビニルエステルを注入したものを組み合わせています。重量を減らすために、船体は芯がなく、代わりに炭素繊維の層で補強されています。ボートの他のすべての複合コンポーネント（インテリアデッキ、フロア、コンソール、エンジンボックス、ハッチ）は、必要に応じてリサイクルPETコア（3A Composites Core Materials、Sins、Switzerlandから提供）を使用して、リサイクル炭素繊維とビニルエステルで作られています。 「現時点では、船体はリサイクルされた材料で作られていません。開発とテストのための時間を確保するためです」と彼は述べています。

樹脂を使用したRSElectric Boatsは、いくつかの理由から、バイオベースのエポキシよりも従来のビニルエステルを選択しました。 1つは可用性でした。 Newton-Southonによると、真に持続可能な樹脂を商業的な量で生産するための推進力は、彼が望んでいたよりも遅かったとのことです。 「それは価格だけではありません」と彼は言います。「それは製品を長期的に信じることができることです。これらの製品は10年後にどうなりますか？材料は持ちこたえますか？それらは非常に新しいので、私たちはまだ本当に知りません。そこには需要があり、より持続可能な材料にもう少しお金をかけたいと思っていますが、製品の寿命を信頼できる必要があります。」

バイオベースのエポキシは、樹脂注入での使用も難しいことがわかりました。 「注入プロセスであらゆる種類のエポキシを使用する場合、再利用可能なシリコン真空バッグを使用することはできません」とNewton-Southon氏は説明します。エポキシはシリコンと反応し、100〜150サイクル持続するように設計されたシリコンバッグは5サイクルしか持続しない可能性があります。 「最終的には、製造プロセスから大量の埋め立て廃棄物が発生します」と彼は言います。シリコンバッグで使用するための最良のオプションとしてビニルエステルが選択されました。

「今のところ、材料のライフサイクル分析を行う場合、注入廃棄物を埋め立て地に減らすことは、わずかに持続可能な樹脂を使用するよりも、正しい方向への一歩であると感じています。このプロセスは、私たちができる限り無駄を少なくして、持続可能です。」

MTAGCompositesのテクニカルセールスおよびマーケティングマネージャー兼プロジェクトマネージャーであるTimKingは、次のように述べています。比較的少量しか作られていません。」

繊維については、ボート用にリサイクルされた炭素繊維は、炭素繊維航空機の座席でのMTAGコンポジットの作業からのスクラップとして再利用されます。 「これは直接使用に戻り、サードパーティのメーカーであるGen 2 Carbon [以前のELGCarbon Fibre、Coseley、UK]で処理されました」とKing氏は言います。

MTAGは、繊維を切り刻んだり、プリプレグに加工したりするのではなく、乾燥したリサイクル炭素繊維不織布を直接注入します。 「リサイクル繊維の密度を考えると、これを行うのは特に困難です。樹脂を充填するのは好きではありませんが、それを成功させるためのプロセスを考え出しました」とキングは言います。

このプロセスは、2019年にRS Neoフォアデッキで最初に実証され、MTAGコンポジットとRSセーリングが従来のグラスファイバー補強材をリサイクルカーボンファイバーに置き換えました。 「これは何年も前からありますが、MTAGとGen 2は、この製品とプロセスが前進することを嬉しく思っています」とKing氏は言います。

リサイクル繊維の美的外観については、「もちろんゲルコートで覆うこともできますが、個人的にはリサイクル製品の見た目がとても気に入っています。識別可能なソース資料が再利用されているのを見るのは素晴らしいことです。」

結局、「ボートの複合部品の約60％は、PETコアまたは炭素繊維スクラップのいずれかのリサイクル材料から作られています」とKing氏は言います。乾燥した材料で手作業で配置されるいくつかの小さな備品を除いて、すべての複合部品は真空下で注入されます。

2022年に出航しました。 Pulse 63 のコンポーネントの約60％ 製造業者MTAGによると、リサイクルされた材料から作られています。写真提供者：RS Sailing

Pulse 58 のツール 新しい Pulse 63 の基礎として機能しました RSElectricの仕様に従ってMTAGコンポジットが変更したツール。すべてのツール（合計22個、4個の固形注入ツール、6個のハンドレイアップ用ツール、および12個のシリコンバッグツールで構成）は複合であり、NorcoまたはMTAGによって社内で作成されています。船体の設計変更を考慮して、一部のツールを再加工する必要があり、一部のツールでは、金型に形状を追加するために特別なインサートが作成されました。

「社内には非常に活発な金型ショップがあり、元のプロトタイプツールを使用して、場合によってはかなり大幅な変更を加えることができた非常に熟練した人がいます」とKing氏は説明します。チームは2021年2月にツールの開発を開始し、最終的なツールは8月に提供されました。

最初の4つの Pulse 63 ボートは年末までに生産される予定で、2022年1月のデュッセルドルフ国際ボートショーに展示される準備ができています。今後、ニュートン-サウスンは、パルス63 に使用される複合材料を追加します。 また、将来のRS Electric Boatsモデルは、新しい材料が利用可能になり、市場の需要に応じて変更される可能性があります。 「私たちは一歩ずつ進んでいますが、私たちがかなり得意になったことの1つは、サプライチェーンが市場が必要とする製品の種類を理解するのを支援することだと思います。」