Schwarzes Gold: 3Di-Segel elektrisieren die Maxi-Szene.

Aus nahezu mikroskopisch kleinen Teilen etwas Großes erschaffen – mit der hochmodernen 3Di-Technologie ist North Sails mit Hauptsitz im US-Bundesstaat Nevada jenes Kunststück eindrucksvoll gelungen. „Die neuen Segel bestehen aus einer flexiblen Verbundfolie, die aus vorimprägnierten und aufgespreizten ultradünnen Faser-Filamentstreifen hergestellt wird, die in mehrfachen Achsen aufgebracht und unter UV-Strahlung auf einer drei-dimensionalen Form ausgeformt werden“, erklärt der Geschäftsführer von North Sails Deutschland, Stefan Matschuck.

Dass die noch junge Erfindung schon in der Maxi-Szene angekommen ist, zeigt ein Auszug aus der Referenzliste der Segelmacher: „Visione“ (45 m, Baltic), „Y3K“ (30,50 m, Wally), „Highland Fling“ (25,30 m, Goetz Composites) und „Hetairos“ (67 m, Baltic) setzen auf die fast einheitlich grauen Laminate, die aufgrund der präzisen Kontrolle über die Anordnung und Ausrichtung des Materials im Segel über eine besonders aus-gewogene Formstabilität in allen Lastrichtungen verfügen. „Aus diesem Grund nennen wir die 3Di-Fertigung auch,Tragflächen-Technologie‘”, sagt Stefan Matschuck. „3Di-Segel verformen sich so wenig, dass die Folien auch bei Wellengang und wechselnden Windbedingungen fast steif wie eine Tragfläche für Vortrieb sorgen.“

Von 3DL zu 3Di. Vom dreidimensionalen Laminat zu dreidimensional ineinander verschachtelt (engl. interleaved). Werden bei den bewährten 3DL-Foliensegeln noch kontinuierliche Garnfäden aus Aramid, Kohlefasern und UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene, Markenname Spectra/Dyneema) unter Vakuum und Hitze als Sandwich in eine Schicht aus zwei Mylar-Folien verklebt, bestehen 3Di-Membrane aus vielen Tausend hauchdünnen ineinander verschachtelten Filamentstreifen. Bei großen Maxiyacht-Segeln sind bis zu 400 Lagen übereinander möglich.

Segel, steif wie Tragflächen

Die Produktion und Entwicklung der neuen Segeltechnologie findet ausschließlich im hochmodernen North-Sails-Werk in Nevada statt. Das Kernstück dort ist eine computergesteuerte dreidimensionale Positivform, die sich exakt in die jeweils gewünschte 3DL oder 3Di-Profilform verwandeln lässt.

Ein Filamentstreifen ist ein einzelner Garnfaden oder ein Filamentbündel, das in der Weise aufgespreizt wurde, dass die fast mikroskopisch kleinen einzelnen Faser-Filamente Seite an Seite liegen und dadurch einen hauch-dünnen Streifen bilden, der, mit Polyesterharz vorimprägniert, auf ein Trägerpapier aufgebracht wird.

Diese in einer „Pregger“ genannten Maschine gefertigten Filamentreihen werden im Anschluss in eine an Kran laufende, mehrachsig arbeitende Auslegemaschine gefüttert, die für das exakte Ausrollen der Faserfolien in den gewünschten Winkeln und Positionen verantwortlich ist. „Um eine perfekte Lastverteilung im Segellaminat zu erreichen, programmieren die North-Sails-Ingenieure die knapp über der dreidimensionalen Form schwebende Filamentstreifen-Verlegemaschine mit den Lastmustern des jeweils gewünschten Segellaminats“, erklärt Stefan Matschuck.

Nachdem viele Tausend einzelne Prepreg-Filamentstreifen ihren Platz auf der 3D-Form gefunden haben, folgt der auch einem für andere Komposit-Strukturen übliche Aushärtungsprozess unter Vakuum. Computer kontrollieren die Hitze, die das Harz aus den vorimprägnierten Fasern befreit und die einzelnen Filamentstreifen miteinander verbindet. So wird aus den vielen einzelnene Elementen eines 3Di-Segels eine feste integrierte Struktur. Und das ohne den Einsatz von Trägermembranen.