文章來源：CompositesWorld，原文題目《手所采用回收碳纖維的全電動汽艇試水 可回收材料占比60%》
RS Sailing旨在打造一種全電動的剛性充氣艇(RIB)，其生產方式盡可能實現可持續。經歷幾次迭代后，Pulse 63 已準備好下水。
首艘采用回收材料的全電動船。Pulse 63是RS Sailing姊妹品牌RS Electric Boats生產的第一款全電動剛性充氣艇 (RIB)，在大多數主要結構部件中均采用玻璃纖維和再生碳纖維。首批客戶船將于2022年初下水。
照片來源：RS Sailing
RS Sailing（英國羅姆西）以生產世界一流的帆船而聞名，并宣揚在其生產中使用盡可能多的可回收材料。三年前，該公司成立了姊妹品牌RS Electric Boats，專門從事電池電動剛性充氣艇 (RIB) 的設計和制造——輕型摩托艇具有剛性船體和充氣高壓空氣管，位于艇側以獲得額外的浮力。
2019 年，RS Electric Boats在德國杜塞爾多夫國際游艇展（BOOT Dusseldorf）上首次推出了Pulse 58 概念RIB。這艘示范船采用了幾種亞麻纖維/生物環氧樹脂組件，包括船體、甲板和控制臺。
從那時起，材料決策和整體設計至少經歷了三遍迭代。再加上對整艘船的大量調整，才最終產生了Pulse 63，并計劃于 2022 年初上市。
第一次迭代：亞麻纖維Pulse 58
大多數 RIB 由標準燃料動力發動機驅動，但小型（一人到兩人）電池供電設計除外。RS Electric Boats稱Pulse 63最多可搭載8人，是業內第一艘將全電動推進器用于同尺寸船只的船只。
第一次迭代：亞麻纖維。最初的Pulse 58設計（如圖所示）采用了亞麻纖維復合材料船體，事實證明這種材料很難用于商業生產。盡管如此，RS Electric Boats還是采用了許多原始設計和可持續發展目標，并將它們轉移到下一代Pulse 63。
照片來源：Norco
船體和整體形狀必須專門設計以適應電力推進。“當開始設計電池電動 RIB 時，很顯而易見，不能只在普通船上添加電力驅動系統。你必須從頭開始，因為設計必須讓船超級高效，其中一些部件需要非常輕。非常重要的是，船的構造要盡可能堅固和堅硬，只是為了讓它盡可能輕，”牛頓-紹森解釋說。
他補充說，電池控制臺是“整個設備的主要結構”。船體是一個堅固的整體結構，連接的甲板上也裝有電池。不需要橫隔板或框架。
RS Electric Boats于 2019年推出的5.8米Pulse 58 RIB具有船體、甲板、控制臺、電池盒和座椅造型，由當地制造商 Norco（英國普爾）采用生物基環氧樹脂、天然亞麻纖維和在其需要的地方回收 PET 芯。
在2019年和2020年，RS Electric Boats旨在提高Pulse 58的產量并開始向客戶銷售。然而，由于 COVID-19疫情影響以及生物基材料的采購問題導致了短暫的延遲和一些設計轉變。
設計迭代和回收碳纖維：Pulse 63
2021年5月，RS Electric Boats決定更新品牌，與為提高產量做準備的設計變更和材料決策保持一致。更名后的6.3米Pulse 63的復合材料部件由MTAG Composites Ltd.（英國康寧斯比）制造，該制造商與RS Sailing在工具開發和船只制造方面合作多年。市場上銷售的Pulse 63RIB 最高時速可達 23 節，最大航程可達 100 海里。它還可以使用各種可選功能進行定制，例如拖車柱、單點升降機、頂篷和各種座椅配置。
注入干燥的回收碳纖維。來自MTAG Composites航空航天項目的再生碳纖維被用于Pulse 63上的幾個灌注結構部件。
圖片來源：MTAG 復合材料
該船的復合材料部件包括船體、甲板、內部地板、控制臺、發動機箱和艙口。然而，采購在原始設計中使用的亞麻纖維和生物基環氧樹脂比批量生產船只所需的水平更困難。
“隨著天然纖維和生物基樹脂變得越來越容易獲取，材料決定肯定會在未來幾年發生變化，”牛頓-紹森說。目前，該船的整體船體結合了注入乙烯基酯的玻璃和碳纖維織物。為了減輕重量，船體沒有核心，而是用碳纖維層加固。船的所有其他復合材料部件——內甲板、地板、控制臺、發動機箱和艙口——均由回收的碳纖維和乙烯基酯制成，并根據需要使用回收的PET芯材（由瑞士 Sins的3A Composites Core Materials提供）。“目前船體不是由回收材料制成，需要更多時間進行開發和測試，”他指出。
——關于樹脂，RS Electric Boats出于多種原因選擇了更傳統的乙烯基酯而不是生物基環氧樹脂。
事實證明，生物基環氧樹脂難以與樹脂灌注一起使用。“當在灌注過程中使用任何類型的環氧樹脂時，不能使用可重復使用的硅膠真空袋，”牛頓-紹森解釋說。環氧樹脂會與硅膠發生反應，而設計為可使用100-150次循環的硅膠袋可能只能使用 5次。“你最終會在制造過程中產生大量的垃圾填埋，”他說。乙烯基酯被選為與硅膠袋一起使用的最佳選擇。
MTAG Composites的技術銷售和營銷經理兼項目經理Tim King指出：“生物基乙烯基酯即將問世，但對于這種尺寸的產品，它們在商業上尚不可行。它們的產量相對較小。”
再生 PET 芯材。在需要額外加固的船體結構區域，使用了3A公司的回收 PET 芯材。
圖片來源：MTAG 復合材料
——關于纖維，用于船只的回收碳纖維是MTAG Composites在碳纖維飛機座椅上工作的廢料再利用，通過第三方制造商 Gen 2 Carbon [前身為 ELG Carbon Fibre，英國科斯利]處理。
MTAG不是將纖維切碎或加工成預浸料，而是直接注入干燥的再生碳纖維無紡布。“考慮到回收纖維的密度，這尤其難以做到。它不常用樹脂填充，但我們想出了一個成功的方法，”金說。
該工藝于2019年在RS Neo的前甲板上首次展示，其中MTAG Composites和RS Sailing用再生碳纖維取代了傳統的玻璃纖維增強材料。“這種情況已經出現很多年了，但我知道我們MTAG和Gen 2很高興看到該產品和流程向前發展，”King 說。
最后，“船上大約60%的復合材料部件是由可回收材料制成的，無論是PET芯還是碳纖維邊角料，”金說。所有的復合材料部件都在真空下灌注，除了一些用干燥材料手工鋪設的小配件。
計劃于2022年啟航。據制造商MTAG稱，Pulse 63 上大約60%的組件由回收材料制成。
圖片來源：RS 帆船
新的Pulse 63模具建立在Pulse 58的基礎上，MTAG Composites根據RS Electric的規格對其進行了更改。所有總共 22 個模具，包括 4 個實心灌注工具、6個用于手糊的工具和12個硅膠袋裝工具——都是復合材料，由 Norco 或 MTAG內部制造。該團隊于2021年2月開始使用這些模具，最終模具于 8 月交付。
首批四艘Pulse 63船計劃于今年年底投產，準備在明年一月的杜塞爾多夫國際船展（BOOT Dusseldorf）上展出。
