Stavba lodí: základní konstrukce pryskyřice, sklolaminátu a jader
mnoho lidí se diví, jak jsou postaveny moderní sklolaminátové lodě, a stavba lodí dnes není vůbec jako v době, kdy byly postaveny starožitné a klasické motorové čluny. V těchto dnech, stavba lodí je ve skutečnosti docela high-tech.
V moderní době, stavba lodí začíná s plísní. Ty budou použity k vytvoření bavorských motorových člunů.
Loď stavební základy
Před vývojem laminát stavební techniky, lodě byly postaveny ze dřeva, oceli a ostatních materiálů, montážní kousky a části do struktury, která byla pak opláštěné s korbou. Se sklolaminátovou lodí, nicméně, hlavní součásti lodi-trup – paluba, vložka, a velké části, jako jsou konzoly—jsou tvarovány ze sklolaminátu. Obvykle to znamená začít s ženskou plísní. Forma se nejprve nastříká gelcoatem, poté se nanese tkanina ze skleněných vláken a poté se použije pryskyřice k nasycení nebo“ navlhčení “ skleněného vlákna. Když pryskyřice vyléčí, máte trup nebo část lodi (vysvětlení různých částí lodi najdete v našem Průvodci pro začátečníky terminologií lodi).
strukturální výztuhy, jako jsou nosníky a přepážky, mohou být tvarovány samostatně a poté vláknité do dílu, nebo mohou být v některých případech položeny současně. Zatímco trup je stále otevřený a odkrytý, lze namontovat předměty, které budou umístěny pod úrovní paluby, jako jsou palivové a vodní nádrže nebo palubní motory. To je také, když instalatérské a elektroinstalace může být spuštěn. Pak jsou sestaveny hlavní komponenty. U většiny moderních motorových člunů to znamená, že paluba a / nebo vložka jsou zvednuty, často jeřábem, a spuštěny do trupu.
Mostové jeřáby jsou často používány k výtahu hlavní části lodi, jako je tato trupu pro Regulátor rybářské lodi, ven z formy a do polohy pro další montáž.
Mnoho lodí jsou navrženy s „shoe box“ kloubu, kde trupu a paluby mají dosedací příruby, nebo se překrývají. Často mechanické spojovací prostředky, jako jsou šrouby nebo šrouby se používají k zajištění díly dohromady, kromě použití chemické látky, pojiva a tmel jako methyl methakrylátu nebo 3M 5200, což také dělá společné vodotěsné. Navíc, někteří stavitelé sklolaminát po obvodu trupu na palubě kloubu.
se sestavenými hlavními částmi lodi lze přidat vnitřní vybavení, jako jsou sedadla a volanty. Nakonec je možné se postarat o detaily a dokončovací prvky.
změny v tom, jak postavit loď
První revolucí v moderní stavbě lodí byl samozřejmě přechod z převážně dřeva na převážně sklolaminátovou konstrukci, ale druhá byla mnohem jemnější. Tam byl přechod od konvenční laminát metody na řadu exotických materiálů a technik, které mohou zmást i zkušené jachtaře s módní slova a žargon.
koncept však zůstává v podstatě stejný. Sklolaminát (správně nazývaný plast vyztužený skelnými vlákny nebo FRP) je stále vláknitý materiál uložený ve vazebné látce pryskyřice. Ve velmi raných letech bylo sklolaminát doslova skleněnými vlákny, ale to se brzy změnilo na vlákna různých syntetických plastů. Po mnoho let, laminát konstrukce byla z tkaniny, rovingy, rohože a pryskyřice můžete koupit v každém železářství. Více nedávno to přišlo zahrnout pokročilejší materiály jako Kevlar a uhlíkových vláken, které mnoho lidí jsou obeznámeni s jejich použití v jiných produktech. Dnes se však používá tolik různých materiálů, že titul v chemickém inženýrství je užitečný při čtení brožury pro novou loď.
Některé zálohy přišel z úsilí stavitelů offshore závodní motorové a oceánu závodní plachetnice vyrábět lehčí, silnější, a proto rychlejší lodě, ale skutečný dopad přišel s energetickou krizí. Vzhledem k tomu, sklolaminát je petrochemický produkt, to dávalo smysl pro lodní stavitelé zkoumat způsoby, jak lodě lehčí bez ztráty síly, protože každá libra sklolaminátu odstraněny zachránil stavitel peníze. Pro stavitele motorových člunů je lehká, ale silná loď také úspornější.
rozvoj závažných rychlost lodě, jako je tato Mystic katamaran, hrál významnou roli jako výrobci se naučili, jak minimalizovat hmotnost. Právě náklady na stavbu však podnítily tento trend mezi staviteli lodí všech typů.
Mnohem výzkumu a vývoje, ve skutečnosti přišel z letadla a letecký průmysl, kde je pevnost a nízká hmotnost byly vždy hlavní obavy, a dotační technologie se stala takový vodopád, že mnozí majitelé lodí jsou vědomi změn, které probíhají v obou nových materiálů a nové formovací techniky.
typy pryskyřice ze skleněných vláken
existují tři typy pryskyřic: polyester, vinylester a epoxid. Každý má své místo ve světě stavby lodí. Důležitým faktorem je pro stavitele, aby správně odpovídala pryskyřice typu podkladového materiálu používá tak, že síly jsou uzavřeno. Například vinylesterová pryskyřice je ideální pro S-sklo, ale při použití s E-sklem vyztužující materiál selže před pryskyřicí.
Polyester:
Toto je pryskyřice nejčastěji používaná pro stavbu lodí dnes a většina majitelů lodí je s ní obeznámena. Je to levné a obecně univerzální. Má nízké vlastnosti roztažení (prodloužení), takže se nepoužívá na moderních vysoce výkonných lodích, ale je dokonale vhodný pro většinu lodí. Nejběžnějším polyesterem je ortoftalová báze, ale novější polyestery na bázi isoftalů získávají na popularitě. Isoftalika jsou odolnější vůči vodě a chemikáliím, jsou odolnější proti oděru a mají vyšší výkon při nárazu a únavě (flex). Většina moderních gelových povrchů je vyrobena z izoftalových pryskyřic.
Vinylester:
náhradníka, který polyester, vinylesters mít lepší stretch vlastnosti než polyestery, tak budou více odpovídat silných různé exotické posily. Vinylester má také dobrou odolnost proti vodě a únavové vlastnosti, ale je dražší než polyesterová pryskyřice. Jedním důležitým rysem vinylesterová je, že má vynikající sekundární vazebné síly, takže přepážky nebo podélníky přidán do vyléčit hull bude mít lepší bond než na polyesterové trupu.
Epoxy:
Jedná se o vysoce výkonnou pryskyřici s odpovídající cenovkou. Epoxidové pryskyřice mají pověst těžké práce, protože časné epoxidy byly silné, ale mnoho moderních epoxidů je poměrně tekutých. Epoxid přilne lépe než jakákoli jiná pryskyřice k široké škále materiálů, díky čemuž je ideální pro připevnění jader, nosníků nebo jiných předmětů.
typy tkaniny ze skleněných vláken
tkaniny používající nepřetržité prameny jsou nejčastějšími látkami s hmotností od čtyř do 15 uncí na čtvereční dvůr. Těžší váhy, obvykle nazývané roving nebo tkané roving, sestávají z netkaných přízí vláken v hmotnostech, které se pohybují až do 48 uncí na yard. Hotový roving připomíná hrubou pytlovinu a stejně jako všechny látky má dobrou obousměrnou pevnost. Lehčí látky lze nalézt v různých vzorech vazby, jako je kepr, satén a mat, pro různé účely.
Dva příklady ze skelné tkaniny: laminát na levé straně je výrazně tenčí a lehčí, ale poskytuje menší tuhost.
E-Skla:
To je nejvíce běžně používané tkaniny skleněného vlákna v člunů dnes. E-sklo si můžete koupit v námořním obchodě a spojit jej s polyesterovou pryskyřicí. Je vyroben z roztaveného plastu točil do jemných vláken, které jsou pak buď tkané do tkaniny nebo volně shromáždili do pohybu.
s-Glass:
Jedná se o vysoce výkonné tkaniny ze skleněných vláken z leteckého průmyslu. Je třikrát až pětkrát dražší než E-sklo, ale je také mnohem silnější. Vyvinutý společností Owens-Corning, má o 20 až 40 procent vyšší pevnost v tahu, nárazu a ohybu než E-glass. Existují dva typy s-skla: S-1, který splňuje kritické letecké standardy a je slepě drahý; a S-2, který se používá v námořním průmyslu. V Evropě se s-sklo nazývá R-sklo.
Mat:
Mat je obvykle vyrobena z E-skla a skládá se z náhodných dvou až třípalcových vláken držených na místě pojivem, které je rozpustné v pryskyřici. Rohož se používá především pro stavbu tloušťky a tuhosti do laminátových vrstev. Mat odolává „tisku“, kde vazba rovingu ukazuje ve vnější vrstvě trupu, ale také nasává obrovské množství pryskyřice a má nízkou pevnost pro svou hmotnost.
jednosměrná vlákna:
Jedná se o jeden z pokroků v výztužných materiálech. Skládá se z vlákna běží pouze v jednom směru, drží pohromadě pomocí jediného vlákna, které jsou lepené nebo šité laterálně, mnohem stejným způsobem, že bambus plot je drží pohromadě pomocí několika vodičů. Je zřejmé, že má velmi vysokou směrovou pevnost, takže ji lze použít v oblastech, kde jsou zatížení specifická. Vzhledem k tomu, že není tkaná, neexistují žádné zlomy a pro pracovníky je snazší navlhčit pryskyřicí, protože nedrží vzduch jako látková tkanina.
Bi-axiální vlákna:
technicky je většina tkaniny bi-axiální, ale moderní definice znamená látku vyrobenou z vrstev jednosměrné tkaniny,které nejsou navzájem tkané. Jedna vrstva jednoduše položí na další vrstvu a vytvoří vlákno bez zlomení.
Tri-Axiální Vlákna:
jedná se o vrstvený materiál podobný bi-axiální tkaniny, kromě toho, že vlákna jsou orientována ve třech směrech, často na 120 stupňů k sobě šířit zatížení.
pokročilé sklolaminátové stavební materiály
uhlíkové vlákno:
Tato vlákna grafitu poskytují vynikající tuhost, stejně jako vysokou pevnost v tahu a komprese silné a jsou často používány ve spojení s S-sklo nebo jiné exotické poskytnout přijatelné odolnost proti nárazu, který je jinak poměrně nízká. Uhlíkové vlákno je velmi drahé, ale v mnoha situacích může překonat kov. Mnoho firem vyrábět z uhlíkových vláken po celém světě a použití závisí na obsahu uhlíku vlákno sám, některé jsou určeny pro vysokopevnostní aplikace a ostatní jsou zaměřené na vysoký modul pružnosti (tuhost) situacích. Jedná se o nejdražší typ výztuže vláken k dispozici, stojí tolik za libru jako 100 krát běžné E-sklo. Za druhé pouze Kevlar v specifické pevnosti, uhlíková vlákna jsou lepší než jakákoli jiná vlákna v tuhosti.
Kevlar:
obchodní název produktu DuPont se používá k označení aramidových vláken, jejichž Du Pont je jediným výrobcem na světě. Aromatický polymid (obvykle se zkrátil k aramid), Kevlar je forma nylon, který byl původně vyvinut v polovině-1960 jako „Vlákno B“ posílení radiální pneumatiky řemeny. Jeho jedinečné vlastnosti byly brzy uvedeny do jiných použití, a veřejnost obvykle myslí na Kevlar, pokud jde o neprůstřelné bundy. K dispozici jsou ve skutečnosti dvě formy Kevlaru. Kevlar 29 se používá pro vedení, kabely a neprůstřelné vesty, zatímco Kevlar 49 se používá jako výztužné vlákno v plastových kompozitech. Při srovnání pevnosti s hmotností má Kevlar nejvyšší měrnou pevnost v tahu ze všech komerčních vláken. Je pětkrát silnější než ocel a dvakrát silnější než E-glass, což umožňuje Kevlarovému trupu udržovat stejnou pevnost jako E-glass trup za zlomek hmotnosti. Rázová pevnost je také kevlarovou pevností a je schopna odolat opakovaným nárazům a odolat tendenci jiných výztužných vláken, aby se trhliny rozšířily. Negativní strana Kevlaru je výrazná slabost v síle komprese, takže se často používá ve spojení s jinými vlákny, která vyvažují tuto vlastnost.
Nomex:
chemická látka vyvinutá společností DuPont, Nomex je nejznámější svými protipožárními vlastnostmi a používá se v ohnivzdorných oblecích pro hasiče a řidiče závodních automobilů. Jedná se o aramid, který se mění na papírovou látku pro použití ve voštinách.
hybridy:
Jedná se o výztužné tkaniny, které kombinují dva nebo více různých typů vláken. Jedním z běžných hybridů je směs Kevlaru s uhlíkovými vlákny. Kevlar poskytuje vysokou odolnost proti nárazu, zatímco uhlíkové vlákno dodává tuhost. K dispozici jsou také kombinace s-skla, kevlaru a uhlíkových vláken pro optimalizaci určitých vlastností při minimálních nákladech.
pokročilé jádrové materiály
jádrové materiály se často používají ke snížení hmotnosti a zvýšení tuhosti. Někteří stavitelé jádro celé lodi; ostatní konstrukce s pevného laminátu z ponoru dolů a vrtací výše, a ještě jiní používají některé mix vrtací a pevné sklo po celé lodi.
můžete vidět jádro (s kostkovaný vzhled) v této části, bude vakuově balený na Sabre Jachty. Foto Kredit: Sabre Yachts.
Balsa Core:
Při prvním použití jako výztuha trupu stavitelé lodí položili do trupů dlouhá prkna balsy, ale tato metoda vedla k hnilobě a strukturálnímu selhání, když voda „zlá“ přes celé prkno. Trvalo balsa dlouho žít dolů tento začátek, ale moderní balsa je nyní široce přijímaný jádrový materiál v lodích. Řešení pocházelo z krájení zrna, jeho otáčení na okraji a vytvoření šachovnicového vzoru koncových zrn, které nepřenášejí vodu. Výsledkem je tuhé, lehké a levné jádro s dobrou kvalitou nárazu a vysokou pevností v tlaku. Přidanou vlastností je kvalita izolace balsy proti zvuku, tepelným změnám a vibracím. Jedním z negativních faktorů je, že balsa může absorbovat pryskyřici, takže trup těžší, ale kvalitní zpracování může zabránit tomu, aby se to stalo.
PVC pěny:
Airex a Klegecell (vyslovováno kledge-a-cell) jsou nejoblíbenější komerčně vyráběná pěnová jádra, která se dnes používají. Obě jsou pěny s uzavřenými buňkami vyrobené z polyvinylchloridu, ale každá má jiné vlastnosti. Airex je nezesítěný PVC, díky čemuž je pružnější a odolnější vůči poškození. Klegecell je zesítěná pěna, která je extrémně tuhá. Zahraniční lodě často používají Divinycell, skandinávskou verzi Klegecell.
Honeycomb:
Honeycomb je právě to, co zní jako: vafle-jako vzor materiálu poskytují nejvyšší tuhost každém jádru stejnou váhu. Pevnost v tlaku a smyku je bezkonkurenční, což lze očekávat od materiálu původně používaného v letadlech pro podlahy a přepážky. Nomex honeycomb je nejčastěji nalézt na jachty, i když je to určitě high-ticket extravagance pro majitele při hledání poslední gram úspory hmotnosti. Překvapivě jsou některé voštiny vyrobeny z papíru. A kraft papír je impregnovaný pryskyřicemi a pak tvořil do plástve, takže je odolný proti vodě, stejně jako robustní, ale papír honeycomb je těžší než Nomex. „Pleťové panely“ jsou hotové listy voštinové připomínající kus překližky a jsou k dispozici s teakovou dýhou nebo různými jinými překryvy, které lze rozřezat na hotové voštinové přepážky.
Získejte přehled o tom, jak jádro funguje uvnitř sklolaminátové části tím, že sledujete naše porozumění pěnovému jádrovému konstrukčnímu videu.
Pokročilé Lodi Stavební Techniky
Spolu s těmito novými materiály, metody, kterým je do toho, co se nakonec stane lodi mají také pokročilé v posledních letech. Opět platí, že minimalizace hmotnosti při maximalizaci síly je prakticky vždy cílem.
Vakuové Pytlování
: Tento proces začíná jako otevřené lití layup, ale mokré laminát je uzavřen v plastové fólie a vakuum se aplikuje vytáhnout přebytečné pryskyřice. Přebytečná pryskyřice nepřidává sílu – to je to, pro co je sklolaminát určen – ale přidává váhu. Proces vakuového pytlování tedy snižuje případnou hmotnost lodi, aniž by byla obětována jakákoli síla.
Vakuové Infuze
: vakuové infuze procesu podobně obsahuje plastovou fólií a vakuová k dosažení ideální pryskyřice-sklo poměru. Nicméně, spíše než začínat s mokré ležel vakuum, spolu se sadou pryskyřice krmení linky, zavádí a čerpá pryskyřice přes látku na prvním místě. To umožňuje přesnější měření materiálů a schopnost vyvíjet rovnoměrný tlak na velké ploše, takže můžete položit větší části.
pro zjednodušené vysvětlení toho, jak vakuový proces funguje při tvarování lodí, podívejte se na naše porozumění vakuovému pytlování video.
alternativní metody stavby lodí
zatímco drtivá většina rekreačních lodí postavených dnes spoléhá na tyto materiály a metody, existují výjimky. Nejčastěji je najdete u velkých jachet, kde cena není předmětem. Některé jsou stále postaveny s kovovými trupy, a někteří jiní s technikami jako „lisování za studena, „nebo“ prkno na rámu.“V těchto případech konstrukce lodi je vyrobeno ze dřeva, které je pak vrstvené s nebo zapouzdřené v ruce-položil skleněného vlákna a epoxidové pryskyřice. Sportovní jachty jako Bayliss 73 noha kabriolet, a high-end křižníky jako Vicem jachty, jsou postaveny s těmito metodami.
i když mnoho moderních boatbuilders vyhýbat použití dřeva, na high-end vlastní jachty, jako je tento Jarrett Bay, metody jako studené lisování jsou často považovány za nadřazené více moderní techniky.
Na opačném konci extrému, máte FRP lodě bez F nebo R a pouze P – plast. Ačkoli největší celoplastové lodě ve výrobě jsou pod 20 stop na délku (a většina z nich je pod 12 nebo 14 stop) roto-lisovaný plast se stal docela populární na trzích kajaků a člunů. Tyto jednoduché, levné řemeslo jsou tvořeny z plastových pelet, které se roztaví uvnitř rotující pece, což je také forma. Když se ochladí, plast má tvar formy a vyskočí loď.
Nyní, když znáte základy moderní stavby lodí a jste připraveni si vybrat vlastní loď, přečtěte si, jak si koupit loď: Tipy pro první kupující.
Poznámka Redakce: Tento článek obsahuje části Základní Konstrukce Lodi článku Chris Caswell, od srpna roku 2000, a byl aktualizován v říjnu. Března 2018 a 2020.
Líbilo se to? Sdílejte to!
