Hajóépítés: gyanta, üvegszál és magok alapvető építése
sokan csodálkoznak, hogy a modern üvegszálas hajók épülnek, és a hajóépítés ma egyáltalán nem olyan, mint régen, amikor antik és klasszikus motorcsónakok épültek. Ezek a napok, a hajóépítés valójában elég high-tech.
a modern korban a hajó építése egy formával kezdődik. Ezeket a bajorországi motorcsónakok létrehozására használják.
a hajóépítés alapjai
az üvegszálas építési technikák kifejlesztése előtt a hajókat fából, acélból és más anyagokból építették, a darabok és alkatrészek összeszerelésével egy olyan szerkezetbe, amelyet ezután hajótesttel burkoltak. Üvegszálas hajóépítéssel azonban a hajó fő alkotóelemei – a hajótest, a fedélzet, a bélés és a nagy alkatrészek, például a konzolok—üvegszálból vannak formázva. Általában ez azt jelenti, hogy egy női formával kell kezdeni. A formát először gélbevonattal permetezzük, majd üvegszálas ruhát viszünk fel, majd gyantát használunk az üvegszál telítésére vagy “nedvesítésére”. Amikor a gyanta kikeményedik, van hajótest vagy hajórész (a különböző hajóalkatrészek magyarázatát lásd A kezdő útmutató a hajó terminológiájához).
szerkezeti megerősítések, mint a húrok és válaszfalak lehet öntött külön-külön, majd fiberglassed, hogy az alkatrész, vagy egyes esetekben lehet fektetni ugyanabban az időben. Amíg a hajótest még nyitva van és ki van téve, a fedélzet szintje alatt elhelyezkedő tárgyak, például üzemanyag-és víztartályok vagy fedélzeti motorok felszerelhetők. Ez akkor is, ha a vízvezeték és a vezetékek futtathatók. Ezután a fő alkatrészeket összeszerelik. A legtöbb modern motoros hajó esetében ez azt jelenti, hogy a fedélzetet és/vagy a bélést felemelik, gyakran daruval, és leeresztik a hajótestbe.
a felső darukat gyakran használják a fő hajóalkatrészek, például a szabályozó halászhajó hajótestének emelésére a formákból és a további összeszerelés céljából.
sok hajót “cipődoboz” csatlakozással terveztek, ahol a hajótest és a fedélzet párosító karimákkal rendelkezik, vagy átfedik egymást. Gyakran mechanikus kötőelemeket, például csavarokat vagy átmenő csavarokat használnak az alkatrészek egymáshoz rögzítéséhez, kémiai kötőanyag és tömítőanyag, például metil-metakrilát vagy 3M 5200 használata mellett, ami szintén vízzáróvá teszi az ízületet. Továbbá, néhány építők üvegszálas kerülete körül a hajótest fedélzet közös.
a fő része a hajó összeszerelt, belső szerelvények, mint az ülések és a kormánykerék lehet majd hozzá. Végül a részletek és az utolsó simítások is gondoskodhatnak.
változások, hogyan kell építeni egy hajót
az első forradalom a modern hajógyártás nyilvánvalóan a váltás többnyire fa többnyire üvegszálas építése, de a második már sokkal finomabb. Volt egy átmenet a hagyományos üvegszálas módszerek egy sor egzotikus anyagok és technikák, amelyek befuddle még a tapasztalt yachtsman buzzwords és zsargon.
a koncepció lényegében ugyanaz marad. Az üvegszál (helyesen üvegszálerősítésű műanyagnak vagy FRP-nek nevezik) továbbra is szálas anyag, amely a gyanta kötőanyagában van. A nagyon korai években az üvegszál szó szerint üvegszál volt, de hamarosan különböző szintetikus műanyag szálakká változott. Sok éven át az üvegszálas konstrukció szövetből, rovingból, szőnyegből és gyantákból áll, amelyeket bármilyen hardverboltban meg lehet vásárolni. Újabban jött, hogy magában foglalja a fejlettebb anyagok, mint a Kevlar és a szénszál, amely sok ember ismeri azok használatát más termékekben. Ma azonban olyan sok különböző anyagot használnak, hogy a vegyészmérnöki diploma hasznos, ha elolvassa az új hajó prospektusát.
néhány előrelépés az offshore racing powerboats és az ocean racing vitorlások építőinek erőfeszítéseiből származott, hogy könnyebb, erősebb és ezért gyorsabb hajókat gyártsanak, de az igazi hatás az energiaválság volt. Mivel az üvegszál petrolkémiai termék, a hajóépítőknek értelme volt megvizsgálni a hajók könnyebbé tételének módjait erővesztés nélkül, mert minden egyes üvegszál eltávolított Font megtakarította az építő pénzét. A motorcsónak-építők számára a könnyű, de erős hajó üzemanyag-hatékonyabb is.
a komoly motorcsónakok fejlesztése, mint ez a misztikus katamarán, jelentős szerepet játszott, mivel a gyártók megtanulták, hogyan lehet minimalizálni a súlyt. Az építkezés költsége azonban ösztönözte ezt a tendenciát minden típusú hajóépítő körében.
A kutatás és fejlesztés nagy része valójában a repülőgép-és repülőgépiparból származott, ahol az erő és a könnyű súly mindig is elsődleges szempont volt, és a technológia leereszkedése olyan vízeséssé vált, hogy sok hajótulajdonos nem ismeri az új anyagok és az új formázási technikák változásait.
típusú üvegszálas gyanta
háromféle gyanták: poliészter, vinylester és epoxi. Mindegyiknek van helye a hajóépítő világban. Fontos tényező, hogy az építő helyesen illessze a gyantát a használt erősítő anyag típusához, hogy az erősségek illeszkedjenek. Például egy vinilészter gyanta ideális az S-üveghez, de ha E-üveggel használják, az erősítő anyag meghibásodik a gyanta előtt.
Poliészter:
Ez a gyanta leggyakrabban használt hajógyártás ma, és a legtöbb hajótulajdonosok ismerik azt. Ez olcsó és általában minden célra. Alacsony nyújtási (nyúlási) tulajdonságokkal rendelkezik, ezért nem használják a modern nagy teljesítményű hajókon, de a legtöbb hajó számára tökéletesen megfelelő. A leggyakoribb poliészter egy ortoftál bázis, de az újabb izoftál alapú poliészterek egyre népszerűbbek. Az izoftalikumok jobban ellenállnak a víznek és a vegyi anyagoknak, kopásállóbbak, és nagyobb hatással és fáradtsággal (flex) rendelkeznek. A legtöbb modern gélbevonat izoftál gyantákkal készül.
Vinilészter:
A poliészter alternatívájaként a vinilészterek jobb nyújtási tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a poliészterek, így jobban megfelelnek a különféle egzotikus erősítések erősségeinek. A Vinylester jó vízállósággal és fáradtsági tulajdonságokkal is rendelkezik, de drágább, mint a poliészter gyanta. A vinylester egyik fontos jellemzője, hogy kiváló másodlagos kötési szilárdsággal rendelkezik, így a kikeményedett hajótesthez hozzáadott válaszfalak vagy húrok jobb kötéssel rendelkeznek, mint egy poliészter hajótesten.
Epoxi:
ez nagy teljesítményű gyanta, megfelelő árcédulával. Az epoxigyanták arról híresek, hogy nehéz dolgozni, mivel a korai epoxiák vastagok voltak, de sok modern epoxia meglehetősen folyékony. Az epoxi jobban tapad, mint bármely más gyanta az anyagok széles skálájához, ami ideálissá teszi magok, húrok vagy más tárgyak rögzítéséhez.
típusú üvegszálas szövet
szövött szövet segítségével folyamatos szálak a leggyakoribb ruhák, súlyok kezdve négy 15 uncia négyzetméterenként udvar. A nehezebb súlyok, amelyeket általában kóborolásnak vagy szövött kóborolásnak neveznek, sodratlan szálfonalakból állnak, amelyek súlya legfeljebb 48 uncia / udvar. A kész kóbor durva zsákvászonra hasonlít, és mint minden ruha, jó kétirányú szilárdsággal rendelkezik. A könnyebb Szövet súlyok különböző szövési mintákban találhatók, mint például a twill, a szatén és a matt, különböző célokra.
két példa az üvegszálas szövetre: a bal oldali üvegszál jelentősen vékonyabb és könnyebb, de kevesebb merevséget biztosít.
E-Glass:
Ez a leggyakrabban használt üvegszálas szövet a hajógyártásban ma. E-glass – t vásárolhat egy tengeri Áruházban, és poliészter gyantával kötheti össze. Olvadt műanyagból készül, finom szálakká fonva, amelyeket aztán szövetbe szőttek, vagy lazán összegyűltek a kóborlásba.
S-Glass:
ez nagy teljesítményű üvegszálas ruhával a repülőgépipar. Három-ötször drágább, mint az E-glass, de sokkal erősebb is. Az Owens-Corning által kifejlesztett E-glass 20-40 százalékkal nagyobb szakítószilárdsággal, ütéssel és hajlítószilárdsággal rendelkezik, mint az E-glass. Kétféle S-üveg létezik: S-1, amely megfelel a kritikus repülési szabványoknak és vakítóan drága; és S-2, amelyet a tengeri iparban használnak. Európában az S-üveget R-üvegnek hívják.
szőnyeg:
a szőnyeg általában E-üvegből készül, és véletlenszerű két – három hüvelykes szálakból áll, amelyeket egy gyantában oldódó kötőanyag tart a helyén. A szőnyeget elsősorban az üvegszálas rétegek vastagságának és merevségének építésére használják. A szőnyeg ellenáll a “print-through” – nak, ahol a kóbor szövése megjelenik a hajótest külső rétegében, de óriási mennyiségű gyantát is felszív, súlyához képest alacsony szilárdságú.
egyirányú szálak:
Ez az egyik előrelépés a megerősítő anyagok terén. Csak egy irányban futó szálakból áll, amelyeket egyetlen szál tart össze, amelyeket oldalirányban ragasztanak vagy varrnak, ugyanúgy, mint egy bambusz kerítést néhány vezeték tart össze. Nyilvánvaló, hogy nagyon nagy irányszilárdsággal rendelkezik, ezért olyan területeken használható, ahol a terhelések specifikusak. Mivel nem szőtt, nincsenek törések, és a munkavállalók számára könnyebb nedvesíteni a gyantát, mivel nem tartja a levegőt, mint egy szövetszövet.
Bi-axiális szálak:
technikailag a legtöbb szövet bi-axiális, de a modern meghatározás olyan egyirányú szövetrétegekből készült szövetet jelent, amelyek nem szövik egymást. Az egyik réteg egyszerűen a következő réteg tetején helyezkedik el, hogy törésmentes rostszalagot hozzon létre.
Tri-axiális szálak:
Ez egy réteges anyag, amely hasonló a bi-axiális szövethez, azzal a különbséggel, hogy a szálak három irányban vannak orientálva, gyakran 120 fokban egymáshoz a terhelések elosztása érdekében.
fejlett üvegszálas építőanyagok
szénszálas:
Ezek a grafitszálak kiváló merevséget, valamint nagy szakítószilárdságot és tömörítési szilárdságot biztosítanak, és gyakran használják az S-üveggel vagy más egzotikumokkal együtt, hogy elfogadható ütésállóságot biztosítsanak, ami egyébként meglehetősen alacsony. A szénszál nagyon drága, de sok helyzetben felülmúlhatja a fémet. Számos vállalat világszerte gyárt szénszálat, és a felhasználás maga a szál széntartalmától függ, egyeseket nagy szilárdságú alkalmazásokra szánnak, másokat pedig nagy modulusú (merevség) helyzetekre. Ez a legdrágább típusú Szálerősítés, amely fontonként akár 100-szorosára is kerül. A fajlagos szilárdságú Kevlar után a szénszálak merevségükben felülmúlják a többi rostot.
Kevlar:
a DuPont termék védjegyzett elnevezése olyan aramidszálakra utal, amelyeknek a Du Pont az egyetlen gyártója világszerte. An aromás polimid (általában aramidra rövidítve), Kevlar a nejlon egyik formája, amelyet eredetileg az 1960-as évek közepén fejlesztettek ki “B szálként” a radiális gumiabroncs övének megerősítésére. Egyedülálló tulajdonságai hamarosan más célokra kerültek, és a nyilvánosság általában golyóálló kabátokban gondolkodik a Kevlarról. Valójában a Kevlar két formája áll rendelkezésre. A Kevlar 29-et vezetékekhez, kábelekhez és flak kabátokhoz használják, míg a Kevlar 49-et megerősítő szálként használják műanyag kompozitokban. Az erő-súly összehasonlításban a Kevlar rendelkezik a legnagyobb fajlagos szakítószilárdsággal a kereskedelmi szálak közül. Ötször erősebb, mint az acél, és kétszer olyan erős, mint az E-glass, ami lehetővé teszi, hogy a Kevlar hajótest ugyanolyan szilárdságot tartson fenn, mint az E-glass hajótest a súly töredékénél. Az ütésállóság szintén Kevlar forte, és képes ellenállni az ismételt ütéseknek, valamint ellenállni más erősítő szálak hajlamának, hogy lehetővé tegyék a repedések terjedését. A Kevlar negatív oldala a tömörítési szilárdság jelentős gyengesége, ezért gyakran használják más szálakkal együtt, amelyek kiegyensúlyozzák ezt a tulajdonságot.
Nomex:
a DuPont által kifejlesztett vegyi anyag, a Nomex leginkább tűzálló tulajdonságairól híres, és tűzálló ruhákban használják tűzoltók és versenyautók vezetői számára. Ez egy aramid, amelyet papírszerű anyaggá alakítanak a méhsejtben való felhasználásra.
hibridek:
Ezek erősítő szövetek, amelyek két vagy több különböző típusú rostot kombinálnak. Az egyik közös hibrid a Kevlar szénszálas keveréke. A Kevlar nagy ütésállóságot biztosít, míg a szénszál biztosítja a merevséget. Az S-üveg, Kevlar és szénszál kombinációi is rendelkezésre állnak bizonyos tulajdonságok minimális költséggel történő optimalizálásához.
Advanced Core Materials
Core anyagokat gyakran használják a súly csökkentésére és a merevség növelésére. Egyes építők az egész hajót magozzák; mások építeni szilárd üvegszálas a vízvonal le és coring felett, és megint mások használni néhány keveréke coring és tömör üveg az egész hajót.
láthatjuk a mag (kockás megjelenés) ebben a részben, arról, hogy vákuum-zsákos a Sabre jachtok. Kép Forrása: Sabre Yachts.
Balsa Core:
amikor először használják a hajótest merevítő hajó építők meghatározott hosszú deszka balsa a hajótest, de ez a módszer vezetett rothadás és szerkezeti hiba, amikor a víz “gonosz” az egész deszka. Balsának sokáig tartott, hogy megélje ezt a kezdetet, de a modern balsa ma már széles körben elfogadott coring anyag a hajókban. A megoldás abból származott, hogy a gabonát átszeletelték, a szélére forgatták,és egy olyan kockás mintát készítettek, amely nem továbbítja a vizet. Az eredmény egy merev, könnyű és olcsó mag, jó ütésminőséggel és nagy nyomószilárdsággal. További jellemzője a balsa szigetelési minősége a hang, a hőváltozás és a rezgés ellen. Az egyik negatív tényező az, hogy a balsa elnyeli a gyantát, nehezebbé téve a hajótestet, de a minőségi kivitelezés megakadályozhatja, hogy ez megtörténjen.
PVC habok:
Az Airex és a Klegecell (ejtsd: kledge-a-cell) a legnépszerűbb kereskedelmi forgalomban előállított habmagok, amelyeket ma használnak. Mindkettő polivinil-kloridból készült zárt cellás hab, de mindegyiknek különböző tulajdonságai vannak. Az Airex nem térhálósított PVC, így rugalmasabb és ellenállóbb a sérülésekkel szemben. A Klegecell egy térhálósított hab, amely rendkívül merev. A külföldi gyártású hajók gyakran használják Divinycell, a skandináv változata Klegecell.
Méhsejt:
A méhsejt pontosan az, aminek hangzik: egy gofriszerű anyagmintázat, amely a legnagyobb merevséget biztosítja az azonos súlyú magok közül. A tömörítési és nyírási szilárdság felülmúlhatatlan, ami elvárható egy olyan anyagtól, amelyet eredetileg repülőgépekben használtak padlóburkolatokhoz és válaszfalakhoz. A Nomex honeycomb a leggyakrabban a jachtokon található, bár határozottan magas jegyű extravagancia a tulajdonosok számára az utolsó uncia súlymegtakarítás után kutatva. Meglepő módon néhány Méhsejt papírból készül. A nátronpapírt gyantákkal impregnálják, majd méhsejtekké alakítják, így vízálló, valamint erős, de a papír Méhsejt nehezebb, mint a Nomex. A “bőrű panelek” kész méhsejtlemezek, amelyek egy rétegelt lemezre emlékeztetnek, teak furnérral vagy különféle más átfedésekkel kaphatók, amelyeket kész Méhsejt válaszfalakra lehet vágni.
kap egy kis betekintést, hogyan működik a mag belsejében egy üvegszálas rész figyeli a megértés hab magú hajó építési videó.
fejlett hajóépítési technikák
ezekkel az új anyagokkal együtt az utóbbi években is fejlődtek azok a módszerek, amelyekkel fel lehet őket rakni arra, ami végül hajóvá válik. Ismét a súly minimalizálása, miközben az erő maximalizálása gyakorlatilag mindig a cél.
vákuumos zsákolás
: Ez a folyamat úgy kezdődik, mint egy nyitott formázó réteg, de a nedves laminátumot műanyag fóliába zárják, és vákuumot alkalmaznak a felesleges gyanta kivonására. A felesleges gyanta nem ad erőt – erre szolgál az üvegszál -, de súlyt ad. Tehát a vákuumos zsákolási folyamat csökkenti a hajó esetleges súlyát anélkül, hogy bármilyen erőt feláldozna.
vákuum infúzió
: a vákuum infúziós eljárás hasonlóan tartalmaz műanyag fóliát és vákuumot az ideális gyanta-üveg arány elérése érdekében. Azonban ahelyett, hogy egy nedves lay up a vákuum, valamint egy sor gyanta etetési vonalak, bevezeti és felhívja a gyanta keresztül a ruhát az első helyen. Ez lehetővé teszi az anyagok pontosabb mérését és az egyenletes nyomás alkalmazását egy nagy területen, így nagyobb alkatrészeket helyezhet el.
egy egyszerűsített magyarázata, hogy a vákuum folyamat működik, amikor öntés csónakok, nézd meg a megértés vákuum zsákoló videó.
alternatív hajóépítési módszerek
míg a ma épített szabadidős hajók túlnyomó többsége ezekre az anyagokra és módszerekre támaszkodik, vannak kivételek. Leggyakrabban nagy jachtokkal találja meg őket, ahol az ár nem tárgy. Néhányat még mindig fémtestekkel építenek, mások pedig olyan technikákkal, mint a “hideg öntés” vagy “deszka a kereten.”Ezekben az esetekben a hajó szerkezete fából készült, amelyet ezután kézzel lefektetett üvegszál és epoxigyanta rétegez vagy kapszuláz. Az olyan Sporthorgász jachtok, mint a Bayliss 73 láb kabrió, a csúcskategóriás cirkálók, mint a Vicem jachtok, ezekkel a módszerekkel épülnek.
bár sok modern hajóépítő elkerüli a fa használatát, az olyan csúcskategóriás egyedi jachtokon, mint ez a Jarrett-öböl, az olyan módszereket, mint a hideg öntés, gyakran jobbnak tekintik a modernebb technikáknál.
a véglet másik végén FRP hajók vannak F vagy R nélkül, és csak a P – műanyag. Bár a gyártás legnagyobb műanyag hajói 20 láb alatt vannak (és a legtöbb 12 vagy 14 láb alatt van), a roto-öntött műanyag meglehetősen népszerűvé vált a kajak-és gumicsónakok piacán. Ezek az egyszerű, olcsó vízi járművek műanyag pelletekből készülnek, amelyeket egy forgó sütő belsejében olvasztanak le, ami szintén penész. Amikor lehűl, a műanyag átvette a penész alakját, és egy hajó kiugrik.
most, hogy ismeri a modern hajóépítés alapjait, és készen áll arra, hogy saját hajót válasszon, olvassa el a Hogyan vásároljon hajót: tippek az első vásárlók számára.
A szerkesztő megjegyzése: Ez a cikk Chris Caswell alapvető hajóépítési cikkének részeit tartalmazza 2000 augusztusától, és 2018 októberében és 2020 márciusában frissítették.
tetszett? Oszd meg!
