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Wenn die Konstruktion für den Einbau in glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) oder eine Verbundkonstruktion mit verschiedenen Kernmaterialien und exotischen hochfesten Geweben vorgesehen ist, werden die Entwurfsarbeiten zunächst klassengeprüft und gegeben falls genehmigt. Alle Harze, Kernmaterialien und Gewebe müssen klassengeprüft zugelassen sein und der Prozess muss in von den klassengeprüften Werkstätten und Arbeitsbedingungen durchgeführt werden.
Es ist üblich, dass große Yachten als "Unikat" gebaut werden, d.h. nicht in einem vorgefertigten Formwerkzeug hergestellt werden. Temporäre Rumpfrahmen und Mittellinie sind CNC-geschnitten und so eingestellt, dass das Kernmaterial montiert und dann die Außenseite laminiert werden kann, bevor der Rumpf für das Innenlaminat umgedreht wird.
Eine Methode zur Herstellung von GFK-Yachten ist die Verwendung von "Harzinfusion", bei der durch Schimmelpilze zuerst mit einem gelförmigen Überzug besprüht wird und alle trockenen Materialien einschließlich des Kerns angebracht werden. Ein großer luftdichter Beutel wird dann über die Form gelegt und ein Vakuum durch leistungsstarke Pumpen erzeugt. Das Harz, Polyester oder ‚Epoxy‘ wird dann kontrolliert in das Laminat eingeführt und trocknen gelassen, bevor das Vakuum und der Beutel entfernt werden. Dadurch wird der Gehalt an Styrolmonomer in der Luft und in den Werkstätten auf ein Minimum reduziert und dadurch der Arbeitsprozess beschleunigt.
Yachten aus Holz zu bauen, sollte nicht unterbewertet oder unterschätzt werden. Es mag nicht viele Yachten aus Holz geben, allerdings floriert dieser Industriezweig in einigen Ländern wie der Türkei und Indonesien nach wie vor.
Es wird manchmal angenommen, dass Holzyachten altmodisch, teuer in der Herstellung und Wartung sind, und es an gutem Holz sowie anständigen Bootsbauern fehlt. Dies mag teilweise zutreffend sein, aber fast jede Serienyacht wird zuerst als "Plug" in Holz gebaut, bevor sie in die Produktion geht. Auch der Bau einer GFK-Yacht als Einzelstück jeder Größe - die temporären Rumpfrahmen, die Mittellinie und das Deck - werden mit ziemlicher Sicherheit aus Holz gefertigt sein.
Es gibt viel Romantik und Charme in der Idee, Yachten und Boote aus Holz zu bauen. Dies mag zum Teil auf die Mystik und Geschichte des Prozesses zurückzuführen sein, zusammen mit der Tatsache, dass Holz ein lebendiges Material mit Persönlichkeit, Textur und Geruch ist.
Es besteht Einigkeit darüber, dass der Holz-Yachtbau sehr arbeitsintensiv ist, so dass der Bau in der traditionellen Holzmethode es schwierig macht, im kommerziellen Wettbewerb mit anderen Materialien wie GFK, Stahl und Aluminium zu bestehen. Trotzdem werden große Yachten von 100 Fuß und mehr gebaut. Mehrere europäische Werften sind auf diese Art von High-End-Arbeiten spezialisiert. Die 1904 gebaute 112' Yacht 'Merry Maid' wurde von 2006 bis 2008 in England komplett neu gebaut, einschließlich aller neuen Rümpfe und Decksbeplankungen. Auch die Türkei und Indonesien haben eine stabile Bauindustrie, die große hölzerne Segelyachten, Phinisi und Gullets herstellt. Mehrere europäische Werften haben ausgezeichnete Erfahrungen sowie die erforderlichen Kapazitäten im Bau und der Restaurierung von Holzyachten.
Yachten können in der traditionellen Carvel-Methode (Planke auf Rahmen) oder häufiger mit modernem Holz-Epoxid, Streifenbohlen, diagonal kaltgepresst oder einer Kombination aus diesen Verfahren und Marine-Sperrholz gebaut werden.
Die verschiedenen Holzarten, die im traditionellen und modernen Yachtbau verwendet werden, sind gut dokumentiert. Eiche und anderes Hartholz wurde für Kiel, Rahmen und Deckbalken mit Teakholz oder hochwertiges Mahagoni für Rumpf und Deckbeläge verwendet. Billigere Boote wurden mit Pechkiefern- oder Lärchenholz gebaut, je nach Standort und verfügbarem Holz. Eine große Vielfalt an Holzarten – und Sorten ist inzwischen verfügbar. Hart- und Weichhölzer aus Europa, Afrika, Asien und Amerika sind weit verbreitet und verfügen über gut dokumentierte detaillierte Eigenschaften wie Gewicht, Haltbarkeit und Verwendung. Man sollte alle Sorten grundlegend untersuchen, um die allgemeinen Vorteile und Eigenschaften zu erkennen.
Das Holz muss gut kleben und schnell fest werden können. Hölzer wie Teak oder Weißeiche sind ölig, daher neigen sie dazu, Epoxidharz und andere Klebstoffe abzuweisen. Weichhölzer wie Kiefer, Tanne, Fichte, Zeder, Zypresse und Rotholz nehmen den Kleber gut auf, sind aber weniger haltbar. Diese Arten sind oft in langen geraden Längen zu finden und nehmen auch Farben und Lacke sehr gut auf. Yachten werden heute immer aus Holz gebaut, das "kammergetrocknet" wurde und daher einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Das Holz ist oft stabil mit passgenau bearbeiteten und gut miteinander verklebten Rumpfbohlen, wie z.B. mit Streifenbohlen.
Das Holz sollte trocken, sauber und frei von Ästen sein. Holz biegt sich nämlich nicht richtig, wenn Äste jeglicher Größe oder ungünstiger Faserrichtung vorhanden sind. Äste mit einem Durchmesser von weniger als 8 bis 10 mm sind in der Regel nicht störend. Die Maserung sollte auch so gerade wie möglich und klar sein, ohne Unregelmäßigkeiten oder Verdrehungen, da dies die Festigkeit und Biegeeigenschaften des Holzes beeinträchtigt. Das gewählte Holz sollte Schrauben, Nägel und Kleber gut aufnehmen und halten können.
Der Hauptkiel, der Vorbau, der Heckpfosten, das Hornholz, der Rumpf und die Decksrahmen sowie der Rumpfboden werden aus langlebigem Hartholz gefertigt. Diese Teile werden zuerst gefertigt und eingerichtet. Sie können aus Massivholz geschnitten, aber häufiger mit Klebstoff laminiert werden, um Platz und Gewicht zu sparen.
Der Rumpf kann im Kiesverfahren, durch vorgefertigte Streifenplanken, Kaltverformung oder mit einer Kombination der Beiden hergestellt werden. Zedernholz wird häufig für Bohlenbeläge verwendet, da es leicht und langlebig ist und gut haftet. Der fertige Rumpf wird oft außen mit Epoxidharz und einem bidirektionalen Glasfasergewebe beschichtet. Der Plan sieht vor, die trockenen Rumpfhölzer in Epoxidharz zu verkapseln. Sowie außen mit Glasgewebe und Epoxidharz, um die Bohrer draußen und innen mit einem dünneren Epoxidharz zu halten, um das Holz zu imprägnieren, damit kein Wasser eindringt, das zu Fäulnis führen kann.
Der Mast, der Ausleger und andere Holme werden zur Gewichtsreduzierung hohl sein und gemäß den Konstruktionszeichnungen verklebt. Sitka- oder Silberfichte gilt als eines der besten Hölzer, da sie leicht ist, gut klebt und im lackierten Zustand gut aussieht. Sie ist jedoch teuer und oft schwer zu beschaffen.
Douglasie, manchmal auch als Oregon-Kiefer bezeichnet, ist dagegen eine gute Alternative. Sie ist schwerer als Fichte, aber klebt und lackiert gut. Die Europäische Kiefer ist nicht so gut, wird aber oft an kleinen Bootsmasten und Holmen verwendet.
Das Bauen mit Aluminium ist ähnlich wie bei Stahl. Das Material ist viel leichter, allerdings teurer in der Anschaffung und schwieriger richtig zu schweißen. Aluminium lässt sich leicht schneiden und formen, allerdings muss man geschickt beim Schweißen vorgehen, da es sich beim Erwärmen leicht verformt. Das Schweißen muss von qualifizierten „kodierten“ Schweißern durchgeführt werden. Die verwendeten Werkzeuge ähneln denen von Stahl mit MIG-Schweißwerkzeugen, aber auch WIG. WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas) ist ein Lichtbogenschweißverfahren, das eine nicht verbrauchbare Wolframelektrode zur Herstellung der Schweißnaht verwendet. Der Schweißbereich ist durch ein inertes Schutzgas (Argon oder Helium) vor Witterungseinflüssen geschützt. Das WIG-Schweißen erforderte viel Geschicklichkeit und ist viel schwieriger zu erreichen als das MIG-Schweißen.
MIG-Drahtschweißer (Metall-Inertgas) haben eine Rolle oder "Spule" aus Draht im Inneren und einen Motorantrieb, der den Draht durch einen Nabel zur Pistole drückt. Die Länge dieses Nabels ist wichtig, da bei zu kurzer Länge die Haupteinheit ständig bewegt werden muss. Ein Auslöser an der Zange startet den Strom-, Draht- und Gasschutz, der den Sauerstoff von der Schweißnaht fernhält. Eine Erdungsklemme muss an der Arbeit befestigt werden, damit der Stromkreis abgeschlossen ist. Es ist wichtig, dass die Aluminiumschweißarbeiten und der Arbeitsbereich sauber und nicht durch andere Arbeiten wie Stahlschleifen oder Öl verunreinigt sind.
Es ist wichtig, den Schweißdraht so zu lagern, dass er sauber, trocken, ölfrei und vorzugsweise warm bleibt. Am besten lagern Sie den Draht in einer Box mit einem feuchtigkeitsabsorbierenden Mittel oder einem Trockenmittel wie aktiviertem Aluminiumoxid.
Die zu schweißenden Oberflächen werden gereinigt, indem man sie zunächst mit einem auf einem sauberen Lappen angebrachtes Entfettungsmittel wie beispielsweise Aceton abwischt, um Öle und Schmutz zu entfernen. Der Bereich wird dann mit einer Edelstahlbürste, von Hand oder mit einem Elektrowerkzeug gebürstet. Die Oxidationsschicht, die sich auf der Oberfläche bildet, hat einen viel höheren Schmelzpunkt als das darunter liegende Aluminium, und wenn sie nicht entfernt wird, verursacht sie Probleme beim Schweißen. Die Reinigungsbürste sollte nicht auf anderen Materialien als Aluminium verwendet werden.
Selbstverständlich müssen alle Aluminiumwerkstoffe klassengeprüft sowie dokumentiert sein und der Schweißdraht muss mit dem verwendeten Material übereinstimmen. Einige empfehlen die Verwendung von 5356 zum Schweißen von 5082 und 5086-Aluminiumlegierungen, die zu den Standardlegierungen für den Yachtbau gehören. Der 5356 ist der bevorzugte Draht für die Verwendung mit der Aluminiumserie 5000, da er stärkere Schweißnähte erzeugt. Unabhängig davon, welchen Draht Sie verwenden, müssen sie alle in Kombination mit 100% Argon-Schutzgas verwendet werden.
Aluminium verformt sich beim Erwärmen und die gängige Praxis ist das "Nähen", um Zeit zum Abkühlen der Schweißnähte zu haben und somit den Verzug zu minimieren. Das bedeutet, dass man drei oder vier Zoll schweißt und dann einen Bruch macht. Das MIG-Schweißen muss auch in einem "windstillen" Bereich durchgeführt werden, damit das Argon-Schutzgas nicht weggeblasen wird. Das bedeutet, dass kein Wind oder Ventilatoren auf die zu verschweißende Stelle wehen dürfen.
Das Schweißen von Aluminium erzeugt Ozon, nitrose Gase, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Sollte man daher in einem engen oder schlecht belüfteten Raum schweißen, oder sich mit der Schweißmaske direkt über der Schweißnaht befinden, können das Einatmen dieser Dämpfe Atemnot in Form von Kurzatmigkeit, Schwindel, Übelkeit sowie Husten verursachen. Alle erforderlichen Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften sind zu beachten, damit der Betrieb in der Lage ist, saubere und unbelastete Luft zu atmen.
Der Stahlrumpf als Ganzes, oder ein Rumpfmodul, muss auf einer ebenen, stabilen Basis errichtet werden. Diese Basis kann auch verwendet werden, um das fertige Modul oder den fertiggestellten Rumpf in die nächste Baustufe oder sogar in den kompletten Bau zu bringen und dann zum Starten der Yacht zu verwenden. Die Ausrichtung der Basis und der zu bauenden Yacht muss alle paar Tage per Laservisier überprüft werden, da dies für den gesamten Prozess entscheidend ist.
Der Bau einer Yacht kann nur von geschultem und erfahrenem Personal durchgeführt werden. Unabhängig vom verwendeten Material müssen die Handwerker, die die Arbeiten ausführen, über die entsprechenden Fachkenntnisse verfügen. Sie müssen die Qualität, den Prozess und das zu erreichende Ergebnis verstehen. Dazu ist es erforderlich, dass ein Schweißer qualifiziert ist und über die richtige Ausbildung sowie das richtige Werkzeug verfügt. Der Rumpf, das Deck und der Überbau werden "aufgestellt" und vor der Beschichtung vollständig verschweißt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Yacht voraussichtlich auf Fehler oder Mängel nach Klasse überprüft.
Ein Stahlrumpf unter 130' kann verkehrt herum gebaut werden, da das Schweißen von unten leichter ist als das Schweißen von oben, aber die Verfügbarkeit und Tragfähigkeit der Werftkrane wird entscheiden, was möglich ist. Das Schweißen erfolgt mit MIG (Metall-Inertgasschweißen), das eine dünne Drahtelektrode aufweist, die von einem Motor zum Schweißkopf geführt wird, der mit Gasen abgeschirmt ist (Mischungen aus Argon, Kohlendioxid und Sauerstoff werden zum Schweißen von Stählen vermarktet.) Dieses Schweißsystem ist schneller und kühler als die alte Art des "Stockschweißens" oder des Lichtbogenschweißens, das auch als Metallschutzgasschweißen (MSG), oder als manuelles Metall-Lichtbogenschweißen bekannt ist.
Bei großen Yachten werden zunächst die Kielprofile, Rahmen, Böden, Deckbalken und andere große Teile montiert und dann auf der Basis ausgerichtet auf das Laservisier aufgestellt. Rumpfabschnitte, die das Deck beinhalten, können auch von einzelnen Teams "modular" gebaut und nach Fertigstellung in den Hauptmontagebereich verlegt werden. Die Struktur wird zuerst "eingerichtet" und vor dem vollständigen Schweißen auf ihre Ausrichtung überprüft.
Der Bau des Rumpfes wird mit den Rumpfrahmen und -trägern, die mit Böden und den wichtigsten strukturellen Schotten ausgestattet sind, fortgesetzt. Integrale Tanks, die Teile des Außenrumpfes als Teil des Tanks verwenden, werden ebenfalls nach den klassengenehmigten Zeichnungen gebaut. Auch hier wird die Struktur vor dem vollständigen Schweißen auf ihre Ausrichtung überprüft. Die "vollständige Schweißfolge" wird ebenfalls nach den Zeichnungen, Bauanleitungen und Spezifikationen geplant und ausgeführt.
Zu diesem Zeitpunkt werden auch die Fundamente für die Hauptmaschinen, Generatoren und Großmaschinen gebaut und installiert. Bei einer Segelyacht wird die Masttreppe mit einer zusätzlichen Versteifung für Kettenplatten und Aufhängung versehen.
Der Rumpf wird mit einem klassezugelassenen Material gemäß den Konstruktionszeichnungen und technischen Spezifikationen beschichtet. Die Platte wird geschnitten, gereinigt und die Verbindungen mit den besten Yachtbautechniken hergestellt. Die Rumpfverkleidung wird aufgestellt (montiert) und zuerst mit einem Heftschweißer versehen. Die Rumpfverkleidung wird nach einer mit dem Projektleiter und dem Schweißmeister abgestimmten Schweißreihenfolge innen und außen voll verschweißt, um Verformungen und Spannungen zu reduzieren. Nach Abschluss des Schweißvorgangs werden alle Außenhüllen flach geschliffen und eventuell mit Röntgenstrahlen geprüft. Die gereinigte Schweißnaht wird lokal gestrahlt oder vakuumgestrahlt und mit dem entsprechenden Epoxidprimer beschichtet.
Der Bauvertrag erfordert in der Regel eine bestimmte Anzahl von ZfP-Prüfungen eines Prozentsatzes aller Schweißnähte, die per Klasse bestätigt werden. Die Schweißnähte können geröntgt, mit Flüssigpenetrator oder Magnetpulverprüfung (Fluxprüfung) geprüft und ein schriftlicher Bericht erstellt werden. Bei einer guten Schweißnaht würden diese Prüfungen keine Risse im Röntgenbild anzeigen, einen klaren Schalldurchgang durch die Schweißnaht und zurück zeigen und eine klare Oberfläche ohne das in Rissen eingeschlossene Eindringmittel anzeigen. MPI und fortgeschrittene Tests sind möglicherweise nicht im Haus verfügbar und werden daher an einen Spezialisten vergeben. Die Klassifikationsgesellschaft prüft in der Regel auch die Passform vor dem Schweißen. Der zu erreichende Baustandard wird durch die Klasse festgelegt. Ein wichtiger Unterschied in dieser Phase ist, dass die Klassifikationsgesellschaft für die Werft und nicht für den Eigentümer der Yacht arbeitet.
Das Hauptdeck wird wahrscheinlich das gleiche Material wie der Rumpf sein, aber es ist nicht ungewöhnlich, dass der Überbau aus einem leichteren Material wie Aluminium oder GFK-Verbund besteht. Zwischen ungleichen Metallen wie Stahl und Aluminium muss eine geeignete Übergangsverbindung hergestellt werden. Von den Lieferanten sind eine Reihe von vorgefertigten Übergangsverbindungen erhältlich, die es ermöglichen, Stahl und Aluminium ohne Elektrolyse zu verbinden.
Die Deckbalken werden vorbereitet und montiert oder der Rumpfrahmen sowie der Deckbalken werden alle in einem Stück geschnitten und gefertigt, das als "Ringrahmen" bezeichnet wird. Die Deckbalken haben zusätzliche Versteifungen, Knie und Stützen und können das Schanzkleid des Seitendecks und die Schienenabdeckung gut kombinieren. Wie beim Rumpf beginnt die Verkleidung des Decks, was der Struktur eine große Steifigkeit und Festigkeit verleiht, auch wenn es nicht vollständig verkleidet ist. Der Überbau kann vorteilhafterweise separat vom Schiff gebaut und vor der Montage am Boden teilweise fertig gestellt werden. Dadurch bleibt der Rumpf offen und die Arbeit am "stage one fitout" wird wesentlich erleichtert.
Unser Statiker wird den Prozess überwachen und akribisch inspizieren, indem er detaillierte Berichte und Analysen während aller wichtigen Phasen des Rumpfbaus erstellt.
Die Struktur des Schiffes muss während des gesamten Bauprozesses bis hin zu den Seetüchtigkeitstests bewertet werden, um sicherzustellen, dass die Risiken künftiger Fehler beseitigt werden, bevor das Schiff in Betrieb genommen wird.
Das Material und die Konstruktionsdetails des Rumpfes und des Aufbaus werden in den Konstruktionszeichnungen und den technischen Spezifikationen angegeben. Der Rumpf kann aus Stahl, Aluminium, Holz oder GFK-Verbund gefertigt werden. Die entscheidenden Faktoren werden sein: die Nutzung der Yacht, die Geschwindigkeit des Baus, die Verfügbarkeit und die Kosten des Materials im Verhältnis zur Größe (Stahl ist billiger, aber schwerer als Aluminium oder GFK). GFK-Yachten von über 200' wurden zwar gebaut, aber Stahl wird im Allgemeinen verwendet. Er ist stark, weit verbreitet, leicht zu bearbeiten sowie zu reparieren und nicht teuer. Welches Material auch immer verwendet wird, es muss "Marine Grade" sein und klassengeprüft sein. Es ist üblich, dass der Konstrukteur/Marinearchitekt CNC-Schneiddateien liefert, damit die verschiedenen Teile mit Laser oder Wasserstrahl präzise und schnell geschnitten werden können.
