iQ-Technology

iQ Technology®

Intelligent zeilontwerp door Quantum Sails

Quantum Sails heeft de kunst en wetenschap van het zeilmaken naar een nieuw niveau getild, wat heeft geresulteerd in de snelste en meest efficiënte zeilvormen en -structuren die mogelijk zijn. Onze iQ-Technology is simpel gezegd het meest intelligente ontwerpsysteem in de industrie voor het maken van membraanzeilen.

Terwijl sommige bedrijven vertrouwen op kant-en-klare tools, is Quantum's iQ-technologie een volledig geïntegreerde, eigen aanpak die in meer dan 25 jaar is geperfectioneerd door mensen met uitgebreide kennis en expertise op het gebied van zeilen en de complexiteit van technische constructies. iQ-technologie integreert geavanceerde ontwerp- en productiemethoden met tests op het water in een systematisch proces dat zorgt voor uitstekende zeilprestaties, consistentie en herhaalbaarheid.

Met behulp van geautomatiseerde 3D-modellering, complexe wiskundige berekeningen en virtuele tests analyseren de ontwerpers van Quantum eerst elk element van de aerodynamische prestaties en structurele vereisten van een membraanzeil. De nauwkeurige constructiespecificaties van het verfijnde zeilontwerp worden vervolgens doorgegeven aan het productieteam, waar de zeilen worden vervaardigd volgens nauwgezette productieprocedures met toleranties die tot op de millimeter nauwkeurig zijn. Op het hoogste niveau van de sport worden de prestaties verder geoptimaliseerd door middel van rigoureuze validatie en verfijning op het water.

iQ-Technology informeert over de productie van elk Quantum zeil. Zeilers die voor Quantum zeilen kiezen, kunnen trots zijn op het feit dat hun zeilen zijn gemaakt volgens dezelfde hoge normen en productiemethoden die zijn ontwikkeld voor de hoogwaardige Fusion M®-zeilen van Quantum, die worden gebruikt in de meest veeleisende omgevingen. Onze investering in technologie wordt gedreven door onze ambitie om een betere zeilervaring te creëren voor alle klanten, die op alle niveaus zeilen.

Casestudy over iQ-technologie

Ontwerp

Een evenwicht tussen aerodynamische druk en oppervlaktespanning – het klassieke technische probleem dat aero-elasticiteit wordt genoemd – bepaalt de optimale vliegvorm van een zeil. De zeilontwerpers van Quantum gaan deze uitdaging aan met behulp van computationele vloeistofdynamica (CFD) om de aerodynamische krachten te beoordelen en eindige-elementenanalyse (FEA) om de elasticiteit te evalueren. De eerste stap is het bepalen van de zeilvorm.

Zeilvorm

Met behulp van ons eigen 3D-ontwerpprogramma, de werkelijke specificaties van de boot en onze uitgebreide database met boot- en zeiltypes worden de afmetingen en geometrie van het zeil bepaald en wordt een mal gecreëerd. Geavanceerde bewerkingstools zorgen voor de hoogste mate van nauwkeurigheid en verfijning.

Aerodynamische analyse

Met behulp van een virtueel prototype van de zeilvorm en computationele vloeistofdynamica (CFD)-berekeningen berekenen en visualiseren ontwerpers aerodynamische krachten, windhoeken en -snelheden, en de verdeling van de luchtdruk aan elke kant van het zeil. De resulterende beelden en gegevens helpen bij het voorspellen van de prestaties.

Structurele analyse en vezelmapping

Met behulp van eindige-elementenanalyse (FEA) visualiseren de ontwerpers van Quantum waar het zeil buigt en verdraait en hoe de spanning en rek binnen het membraan zijn verdeeld. Het virtuele zeil wordt gekoppeld aan een tuigagemodel dat rekening houdt met de eigenschappen van het lopend en staand wand en de longitudinale en transversale stijfheid van de boot. Gegevens die zijn verkregen door middel van interne materiaaltests worden aan de vergelijking toegevoegd om de effecten van verschillende vezelsoorten, hoeveelheden en plaatsing te evalueren, wat leidt tot de ontwikkeling van een aangepaste vezelkaart.

Door 3D-modellering, CFD en FEA te combineren, kunnen ontwerpers verschillende elementen van het zeilontwerp beoordelen en verfijnen, wat uiteindelijk leidt tot de optimale grootte, vorm, structuur, vezeltype en vezelindeling van het eindproduct. De expertise van Quantum in het gebruik van deze tools is vooral waardevol bij grote zeiljachten, die unieke uitdagingen met zich meebrengen vanwege de variabele gewichtsverdeling en zware belastingen.

Prestatieoptimalisatie

Bij samenwerking met boot ontwerpteams, maken de ontwerpers van Quantum ook gebruik van een snelheidsvoorspellingsprogramma (VPP) om de invloed van een zeil op de prestaties van een boot in verschillende windomstandigheden te beoordelen door aerodynamische en hydrodynamische prestaties aan elkaar te koppelen, om de krachten van de romp en het zeil in evenwicht te brengen. De invloed van de positie van de tuigage, hellingshoek, roeruitslag en andere variabelen kan worden gemodelleerd en geëvalueerd. Omgekeerd kunnen zeilvormen worden geoptimaliseerd voor de rompkenmerken van specifieke ontwerpen.

Productie

Quantum's membraanzeilen worden gebouwd in nieuwe, ultramoderne productiecentra met behulp van technisch geavanceerde methoden die het bedrijf de afgelopen tien jaar heeft ontwikkeld voor het lamineren en vormen van het membraan. Schriftelijke normen voor elk detail van het afwerkingsproces garanderen de hoogste niveaus van kwaliteit en betrouwbaarheid. Quantum onderhoudt contacten met industriële en academische partners over de hele wereld, om te werken aan voortdurende verbetering van de productiekwaliteit, consistentie en efficiëntie.

Lamineren

Het membraan is een laminaat dat bestaat uit een op maat gemaakte vezelkaart die tussen vellen zeer dunne Mylar®-folie is geklemd. Quantum-membraanzeilen zijn ontworpen met meer dwarsvezels (cross fiber) in de basislaag (scrim) dan andere zeilmerken, waardoor een efficiëntere structuur ontstaat die gemakkelijker te trimmen is dankzij een groter effectief windbereik, een grotere duurzaamheid en een betere vormvastheid.

Om het laminaat te maken, worden vezels volgens de ontwerpspecificaties in een aangepast patroon op de basisfilm gelegd. Tijdens het aanbrengen wordt overtollige lijm van de vezels verwijderd om verzadiging te voorkomen, broosheid te minimaliseren en de hoogste sterkte-gewichtsverhouding te bereiken. Nadat de bovenste laag film op zijn plaats is aangebracht, wordt een vacuümproces gebruikt om de film rond de vezels te 'krimpen'. De lagen worden vervolgens gesmolten met behulp van infraroodwarmte en zes tot acht ton druk om de lijmen thermisch te harden. Dit gepatenteerde proces perst de lijm tot een zo dun mogelijke laag en induceert polymerisatie – een 'crosslinked' moleculaire structuur – waardoor een membraan ontstaat dat vier tot vijf keer sterker is dan een laminaat dat met een traditionele smeltlijmmethode is verlijmd.

Vormgeven na uitharding

De zeilen van Quantum worden eerst in secties gelamineerd en vervolgens gesneden, gevormd en samengevoegd tot het uiteindelijke membraan uit één stuk, waarna de brede naden en de voorlijkcurve zorgvuldig tot op de millimeter nauwkeurig worden gemeten, wat precisie garandeert. Deze methode biedt grote verbetering ten opzichte van oudere vormingsmethoden die door andere zeilmakers wordt gebruikt. Door de vooruitgang in lamineer- en stiktechnieken zijn naadbreuken en delaminatie effectief geëlimineerd. Het resultaat van dit veeleisende lamineer- en vormgevingsproces zijn nauwkeurigere zeilvormen die uitzonderlijk duurzaam - en oneindig herhaalbaar zijn, met minimale krimp of vervorming.

Verificatie

Het Quantum Racing TP52-programma, dat jaarlijks deelneemt aan het 52 Super Series Circuit, is een platform voor het valideren van technologische vooruitgang. Dit racecircuit – met een professionele bemanning en meer dan 200 zeiluren tijdens de serie in alle wind- en zeeomstandigheden op alle koersen – biedt de meest gecontroleerde manier om gegevens te verzamelen, prestatiedoelen te verifiëren en verbeterpunten te identificeren. Voor raceteams die de prestaties van hun Quantum-zeilen willen maximaliseren, kan dit test- en verificatieproces worden gerepliceerd, wat een bewezen voordeel oplevert.

iQ Technology levert kennis, ervaring en best practices die worden toegepast bij de productie van alle Quantum-zeilen. Onze investering in technologie wordt gedreven door onze ambitie om een betere zeilervaring te creëren voor alle klanten, op elk niveau van het zeilen.