Construcția de bărci: construcția de bază a rășinii, a fibrei de sticlă și a miezurilor
mulți oameni se întreabă cum sunt construite bărcile moderne din fibră de sticlă, iar construcția de bărci astăzi nu este deloc ca atunci când au fost construite Bărci cu motor antice și clasice. Aceste zile, construirea barca este de fapt destul de high-tech.
în epoca modernă, construirea unei bărci începe cu o matriță. Acestea vor fi folosite pentru a crea Bărci cu motor Bavaria.
bazele construirii bărcilor
înainte de dezvoltarea tehnicilor de construcție din fibră de sticlă, bărcile erau construite din lemn, oțel și alte materiale, prin asamblarea pieselor și pieselor într-o structură care a fost apoi învelită cu o carenă. Cu construcția de bărci din fibră de sticlă, cu toate acestea, componentele majore ale bărcii – Coca, puntea, căptușeala și părțile mari, cum ar fi consolele—sunt turnate din fibră de sticlă. De obicei, aceasta înseamnă să începeți cu o matriță Feminină. Matrița este mai întâi pulverizată cu gelcoat, apoi se aplică o cârpă din fibră de sticlă și apoi se folosește rășină pentru a satura sau „uda” fibra de sticlă. Când rășina se vindecă, aveți o carenă sau o parte a bărcii (pentru o explicație a diferitelor părți ale bărcii, consultați ghidul nostru pentru începători pentru terminologia bărcii).
armăturile structurale, cum ar fi stringherii și pereții etanși, pot fi modelate separat și apoi fibra de sticlă la piesă sau pot fi așezate în unele cazuri în același timp. În timp ce corpul este încă deschis și expus, pot fi montate elemente care vor fi amplasate sub nivelul punții, cum ar fi rezervoarele de combustibil și apă sau motoarele interioare. Acest lucru este, de asemenea, atunci când sanitare și cabluri poate fi rulat. Apoi componentele majore sunt asamblate. Pentru majoritatea bărcilor cu motor moderne, asta înseamnă că puntea și / sau căptușeala sunt ridicate, adesea cu o macara, și coborâte în carenă.
macarale aeriene sunt adesea folosite pentru a ridica piese majore barca, ca aceasta Coca pentru o barcă de pescuit Regulator, din matrițe și în poziția de asamblare în continuare.
multe bărci sunt proiectate cu o articulație „cutie de pantofi” în care coca și puntea au flanșe de împerechere sau se suprapun una pe alta. Adesea, elementele de fixare mecanice, cum ar fi șuruburile sau șuruburile, sunt utilizate pentru a fixa piesele împreună, pe lângă utilizarea unui agent de lipire chimică și a unui material de etanșare, cum ar fi metacrilatul de metil sau 3M 5200, ceea ce face, de asemenea, îmbinarea etanșă la apă. În plus, unii constructori din fibră de sticlă în jurul perimetrului corpului la punte comun.
cu părțile majore ale bărcii asamblate, se pot adăuga apoi accesorii interioare precum scaunele și volanele. În cele din urmă, detaliile și atingerile finale pot fi îngrijite.
schimbări în modul de a construi o barcă
Prima revoluție în boatbuilding moderne a fost, evident, trecerea de la cea mai mare parte din lemn la cea mai mare parte de construcție din fibră de sticlă, dar un al doilea a fost mult mai subtil. A existat o tranziție de la metodele convenționale din fibră de sticlă la o serie de materiale și tehnici exotice care pot încurca chiar și yachtsmanul experimentat cu cuvinte cheie și jargon.
conceptul rămâne în esență același, cu toate acestea. Fibra de sticlă (denumită în mod corespunzător Plastic armat cu fibră de sticlă sau FRP) este încă un material din fibră stabilit într-o substanță obligatorie de rășină. În primii ani, fibra de sticlă era literalmente fibre de sticlă, dar asta s-a schimbat curând în fibre din diferite materiale plastice sintetice. Timp de mulți ani, o construcție din fibră de sticlă a fost din pânză, roving, mat și rășini pe care le puteți cumpăra în orice magazin de hardware. Mai recent, a ajuns să includă materiale mai avansate, cum ar fi Kevlar și fibră de carbon, cu care mulți oameni sunt familiarizați din utilizarea lor în alte produse. Astăzi, cu toate acestea, există atât de multe materiale diferite utilizate că o diplomă în inginerie chimică este utilă atunci când citiți broșura pentru o barcă nouă.unele dintre progrese au venit din eforturile constructorilor de bărci cu motor de curse offshore și bărci cu pânze de curse oceanice pentru a produce bărci mai ușoare, mai puternice și, prin urmare, mai rapide, dar impactul real a venit odată cu criza energetică. Deoarece fibra de sticlă este un produs petrochimic, a avut sens ca constructorii de bărci să investigheze modalități de a face bărcile mai ușoare fără nicio pierdere de forță, deoarece fiecare kilogram de fibră de sticlă eliminată a economisit banii constructorului. Pentru constructorii de bărci cu motor, o barcă ușoară, dar puternică, este, de asemenea, mai eficientă din punct de vedere al consumului de combustibil.
dezvoltarea bărcilor de viteză serioase, ca acest catamaran mistic, a jucat un rol semnificativ, deoarece producătorii au învățat cum să reducă la minimum greutatea. Cu toate acestea, costul construcției a stimulat această tendință în rândul constructorilor de bărci de toate tipurile.
O mare parte din cercetare și dezvoltare au venit de fapt din industria aeronautică și aerospațială, unde puterea și greutatea redusă au fost întotdeauna preocupări principale, iar scurgerea tehnologiei a devenit o cascadă atât de mare încât mulți proprietari de bărci nu sunt conștienți de schimbările care au loc atât în materiale noi, cât și în tehnici noi de turnare.
tipuri de rășină din fibră de sticlă
există trei tipuri de rășini: poliester, vinilester și epoxidice. Fiecare are un loc în lumea construirii de bărci. Factorul important este ca constructorul să potrivească corect rășina cu tipul de material de armare utilizat, astfel încât punctele forte să fie potrivite. De exemplu, o rășină vinilesterică este ideală pentru sticla S, dar, atunci când este utilizată cu sticla E, materialul de armare va eșua înainte de rășină.
Poliester:
aceasta este rășina cel mai frecvent utilizate pentru boatbuilding astăzi, și majoritatea proprietarilor de barca sunt familiarizați cu ea. Este ieftin și, în general, Universal. Are proprietăți de întindere redusă (alungire), deci nu este utilizat pe bărci moderne de înaltă performanță, dar este perfect adecvat pentru majoritatea bărcilor. Cel mai comun poliester este o bază ortoftalică, dar poliesterii pe bază de izoftalici mai noi câștigă popularitate. Izoftalicele sunt mai rezistente la apă și substanțe chimice, sunt mai rezistente la abraziune și au performanțe mai mari de impact și oboseală (flex). Majoritatea finisajelor moderne ale stratului de gel sunt realizate cu rășini izoftalice.
Vinilester:
O alternativă la Poliester, vinilesterii au caracteristici de întindere mai bune decât poliesterii, deci se potrivesc mai bine cu punctele forte ale diferitelor întăriri exotice. Vinylester are, de asemenea, proprietăți bune de rezistență la apă și oboseală, dar este mai scump decât rășina poliesterică. O caracteristică importantă a vinylester este că are o rezistență excelentă de lipire secundară, astfel încât pereții etanși sau șnururile adăugate la o carenă întărită vor avea o legătură mai bună decât pe o carenă din poliester.
epoxidice:
aceasta este rășină de înaltă performanță, cu o etichetă de preț de potrivire. Rășinile epoxidice au avut reputația de a fi greu de lucrat, deoarece epoxiile timpurii erau groase, dar multe epoxii moderne sunt destul de lichide. Epoxidul va adera mai bine decât orice altă rășină la o gamă largă de materiale, ceea ce îl face ideal pentru atașarea miezurilor, șirurilor sau a altor articole.
tipuri de pânză din fibră de sticlă
țesăturile care folosesc fire continue sunt cele mai frecvente cârpe, cu greutăți cuprinse între patru și 15 uncii pe curte pătrată. Greutățile mai grele, numite de obicei rătăcire sau rătăcire țesută, constau din fire de fibre nerăsucite în greutăți care variază până la 48 de uncii pe curte. Rovingul finit seamănă cu o pânză grosieră și, la fel ca toate cârpele, are o bună rezistență bidirecțională. Greutățile mai ușoare ale pânzei pot fi găsite într-o varietate de modele de țesătură, cum ar fi diagonal, satin și mat, în scopuri diferite.
două exemple de pânză din fibră de sticlă: fibra de sticlă din stânga este semnificativ mai subțire și mai ușoară, dar oferă mai puțină rigiditate.
E-Glass:
aceasta este cea mai frecvent utilizată pânză din fibră de sticlă în construcția de bărci astăzi. Puteți cumpăra sticlă electronică la un magazin de aprovizionare marină și o puteți lega cu rășină poliesterică. Acesta este fabricat din plastic topit filate în fibre fine, care sunt apoi fie țesute în pânză sau VAG s-au adunat în roving.
s-Glass:
aceasta este o cârpă din fibră de sticlă de înaltă performanță din industria aeronautică. Este de trei până la cinci ori mai scump decât sticla electronică, dar este și mult mai puternic. Dezvoltat de Owens-Corning, are o rezistență la tracțiune, impact și flexiune cu 20 până la 40% mai mare decât E-glass. Există două tipuri de sticlă S: S-1, care îndeplinește standardele aerospațiale critice și este blindingly scump; și S-2, Care este utilizat în industria marină. În Europa, sticla S se numește sticlă R.
Mat:
Mat este, de obicei, realizate din E-sticlă, și constă din fibre aleatoare două – trei inch deținute în loc de un liant care este solubil rășină. Mat este utilizat în principal pentru construirea grosime și rigiditate în layups din fibra de sticla. Mat rezistă „print-through”, unde țesătura de rătăcire arată în stratul exterior al corpului, dar, de asemenea, absoarbe o cantitate extraordinară de rășină și are o rezistență scăzută pentru greutatea sa.
fibre Uni-direcționale:
acesta este unul dintre progresele în materiale de armare. Se compune din fire de fibre care rulează într-o singură direcție, ținute împreună de fibre unice care sunt lipite sau cusute lateral, la fel ca un gard de bambus care este ținut împreună de câteva fire. Evident, are o rezistență direcțională foarte mare, deci poate fi utilizată în zone în care sarcinile sunt specifice. Deoarece nu este țesută, nu există îndoiri și este mai ușor pentru lucrători să se ude cu rășină, deoarece nu ține aerul ca o țesătură de pânză.
fibre Bi-axiale:
din punct de vedere tehnic, cea mai mare parte a pânzei este Biaxială, dar definiția modernă înseamnă o țesătură realizată din straturi de pânză unidirecțională care nu sunt țesute una prin cealaltă. Un strat se așază pur și simplu deasupra stratului următor pentru a produce o bandă de fibre fără îndoituri.
fibre Tri-axiale:
acesta este un material stratificat similar cu pânza bi-axială, cu excepția faptului că fibrele sunt orientate în trei direcții, adesea la 120 de grade una față de cealaltă pentru a răspândi sarcinile.
avansate din fibra de sticla Materiale de constructii
fibra de Carbon:
aceste fibre de grafit asigură o rigiditate superbă, precum și o rezistență ridicată la tracțiune și compresie și sunt adesea utilizate împreună cu sticla S sau alte exotice pentru a oferi o rezistență acceptabilă la impact, care altfel este destul de scăzută. Fibra de Carbon este foarte scumpă, dar poate depăși metalul în multe situații. Multe companii produc fibră de carbon la nivel mondial, iar utilizările depind de conținutul de carbon al fibrei în sine, unele fiind destinate aplicațiilor de înaltă rezistență, iar altele sunt destinate situațiilor de modul (rigiditate) ridicat. Este cel mai scump tip de armare din fibre disponibile, costa la fel de mult pe lira ca 100 ori comune E-sticlă. În al doilea rând numai la Kevlar în rezistență specifică, fibrele de carbon sunt superioare oricărei alte fibre în rigiditate.
Kevlar:
denumirea comercială a unui produs DuPont, este utilizată pentru a se referi la fibrele de aramidă din care Du Pont este singurul producător la nivel mondial. Un polimid aromatic (de obicei scurtat la aramid), Kevlar este o formă de nailon care a fost inițial dezvoltată la mijlocul anilor 1960 ca „fibră B” pentru a consolida centura de anvelope radiale. Proprietățile sale unice au fost puse în curând în alte utilizări, iar publicul se gândește de obicei la Kevlar în termeni de jachete antiglonț. Există, de fapt, două forme de Kevlar disponibile. Kevlar 29 este utilizat pentru linii, Cabluri și jachete antiglonț, în timp ce Kevlar 49 este utilizat ca fibră de armare în compozite din plastic. Pe o rezistență la greutate comparație, Kevlar are cea mai mare rezistență la tracțiune specifice de orice fibre comerciale. Este de cinci ori mai puternic decât oțelul și de două ori mai puternic decât sticla E, ceea ce permite unei carene din Kevlar să mențină aceeași rezistență ca o carenă din sticlă e la o fracțiune din greutate. Rezistența la Impact este, de asemenea, un Kevlar forte și este capabil să reziste la impacturi repetate, precum și să reziste tendinței altor fibre de armare pentru a permite răspândirea fisurilor. Partea negativă a Kevlarului este o slăbiciune marcată a rezistenței la compresie, deci este adesea folosită împreună cu alte fibre care echilibrează acea trăsătură.
Nomex:
un produs chimic dezvoltat de DuPont, Nomex este cel mai renumit pentru calitățile sale ignifuge și este utilizat în costume rezistente la foc pentru pompieri și șoferi de mașini de curse. Este o aramidă, care este transformată într-o substanță asemănătoare hârtiei pentru utilizare în fagure.
hibrizi:
acestea sunt țesături de armare care combină două sau mai multe tipuri diferite de fibre. Un hibrid comun este un amestec de Kevlar cu fibră de carbon. Kevlar oferă o rezistență ridicată la impact, în timp ce fibra de carbon furnizează rigiditatea. Combinații de sticlă S, Kevlar și fibră de carbon sunt de asemenea disponibile pentru a optimiza anumite proprietăți la un cost minim.
materiale avansate de bază
materialele de bază sunt adesea folosite pentru a reduce greutatea și a crește rigiditatea. Unii constructori de bază întreaga barcă; alții construiesc cu fibră de sticlă solidă de la linia de plutire în jos și carotaj deasupra, iar alții folosesc un amestec de carotaj și sticlă solidă pe toată barca.
puteți vedea miezul (cu aspect în carouri) în această parte, pe punctul de a fi ambalat în vid la iahturile Sabre. Credit Foto: Sabre Yachts.
Balsa Core:
când a fost folosit pentru prima dată ca o rigidizare a corpului, constructorii de bărci au pus scânduri lungi de balsa în corpuri, dar această metodă a dus la putrezirea și eșecul structural atunci când apa „rău” prin întreaga scândură. Balsa a luat mult timp pentru a trăi acest început, dar balsa modernă este acum un material de carotaj acceptat pe scară largă în bărci. Soluția a venit de la feliere prin cereale, transformându-l pe margine, și producând un model de tablă de șah de piese de capăt de cereale care nu transmit apă. Rezultatul este un miez rigid, ușor și ieftin, cu o calitate bună a impactului și o rezistență ridicată la compresiune. O caracteristică adăugată este calitatea izolației balsa împotriva sunetului, schimbării termice și vibrațiilor. Un factor negativ este că balsa poate absorbi rășina, făcând corpul mai greu, dar manopera de calitate poate împiedica acest lucru.
spume din PVC:
Airex și Klegecell (pronunțat kledge-a-cell) sunt cele mai populare miezuri de spumă produse comercial care sunt utilizate astăzi. Ambele sunt spume cu celule închise din clorură de polivinil, dar fiecare are caracteristici diferite. Airex este un PVC reticulat, ceea ce îl face mai flexibil și mai rezistent la deteriorări. Klegecell este o spumă reticulată care este extrem de rigidă. Barcile construite în străinătate folosesc adesea Divinycell, o versiune Scandinavă a Klegecell.
fagure de miere:
fagure de miere este doar ceea ce suna ca: un model de vafe ca de material pentru a da cea mai mare rigiditate de orice miez de greutate egală. Compresia și forțele de forfecare sunt al doilea nici unul, care ar putea fi de așteptat de la un material utilizat inițial în aeronave pentru podele și pereți etanși. Fagurele Nomex este cel mai frecvent întâlnit pe iahturi, deși este cu siguranță o extravaganță ridicată pentru proprietari în căutarea ultimei uncii de economii de greutate. În mod surprinzător, unele faguri sunt făcute din hârtie. O hârtie kraft este impregnată cu rășini și apoi formată într-un fagure de miere, făcându-l rezistent la apă, precum și robust, dar fagurele de hârtie este mai greu decât Nomex. „Panourile jupuite” sunt foi de fagure gata făcute, asemănătoare cu o bucată de placaj și sunt disponibile cu furnir de tec sau diverse alte suprapuneri care pot fi tăiate în pereți de fagure gata pregătiți.
obțineți o perspectivă asupra modului în care funcționează miezul în interiorul unei părți din fibră de sticlă, urmărind videoclipul nostru de construcție a bărcii cu spumă de înțelegere.
Tehnici Avansate de construcție a bărcilor
împreună cu aceste materiale noi, metodele de așezare a acestora în ceea ce va deveni în cele din urmă o barcă au avansat, de asemenea, în ultimii ani. Din nou, minimizarea greutății în timp ce maximizarea rezistenței este practic întotdeauna obiectivul.
vid insacuire
: acest proces începe ca un layup turnare deschis, dar laminat umed este închis într-o folie de plastic și un vid este aplicat pentru a extrage excesul de rășină. Excesul de rășină nu adaugă rezistență – pentru asta este fibra de sticlă-dar adaugă greutate. Deci, procesul de ambalare în vid reduce eventuala greutate a bărcii fără a sacrifica nicio forță.
perfuzie în vid
: procesul de perfuzie în vid încorporează în mod similar folie de plastic și un vid pentru a atinge un raport ideal rășină-sticlă. Cu toate acestea, mai degrabă decât începând cu un umed pune vid, împreună cu un set de linii de alimentare rășină, introduce și atrage rășina prin pânză, în primul rând. Acest lucru permite o măsurare mai precisă a materialelor și capacitatea de a aplica o presiune uniformă pe o suprafață mare, astfel încât să puteți așeza părți mai mari.
pentru o explicație simplificată a modului în care funcționează procesul de vid la turnarea bărcilor, urmăriți videoclipul nostru de înțelegere a vidului.
metode alternative de construire a bărcilor
În timp ce marea majoritate a bărcilor de agrement construite astăzi se bazează pe aceste materiale și metode, există excepții. Cel mai adesea le veți găsi cu iahturi mari, în cazul în care prețul este nici un obiect. Unele sunt încă construite cu corpuri metalice, iar altele cu tehnici precum „turnare la rece” sau „scândură pe cadru.”În aceste cazuri, structura bărcii este realizată din lemn, care este apoi stratificată sau încapsulată în fibră de sticlă și rășină epoxidică. Iahturi Sportfishing ca un Bayliss 73 picior convertibile, și high-end crucișătoare ca Vicem iahturi, sunt construite cu aceste metode.
deși mulți constructori de bărci moderni evită utilizarea lemnului, pe iahturi personalizate de înaltă calitate ca acest golf Jarrett, metode precum turnarea la rece sunt adesea considerate superioare tehnicilor mai moderne.
La capătul opus al extremei, aveți bărci FRP fără F sau R și numai p – plastic. Deși cele mai mari bărci din plastic în producție au o lungime de sub 20 de picioare (și majoritatea sunt sub 12 sau 14 picioare), plasticul Roto-turnat a devenit destul de popular pe piețele de caiac și barcă. Aceste ambarcațiuni simplu, ieftin sunt formate din pelete de plastic, care sunt topite în interiorul unui cuptor rotativ, care este, de asemenea, o matriță. Când se răcește, plasticul a luat forma matriței și o barcă iese.
acum, că știți elementele de bază ale construcției moderne de bărci și sunteți gata să alegeți o barcă proprie, asigurați-vă că citiți Cum să cumpărați o barcă: Sfaturi pentru cumpărătorii pentru prima dată.
Nota Editorului: Acest articol încorporează porțiuni dintr-un articol de construcție a bărcilor de bază de Chris Caswell, din August 2000 și a fost actualizat în octombrie 2018 și martie 2020.
ți-a plăcut? Împărtășește-l!
