ГлавнаяРазноеТехнология пластиковых катеров

Как сделать лодку из стеклопластика самостоятельно? Технология пластиковых катеров


Стеклопластиковая лодка своими руками: как правильно сделать?

Лодка из стеклопластика завоевала популярность своей долговечностью и надежностью. Стеклопластик обладает рядом значимых преимуществ перед другими материалами. Собрать судно можно быстро и без особых затрат. Лодка из стеклопластика своими руками – бюджетный и достойный вариант для поездок на рыбалку.

Предназначение и поэтапное изготовление

Пластиковое маломерное судно предназначено преимущественно для рыбалки. Его можно также использовать для водного туризма, спортивного направления. Условия эксплуатации лодки на воде: волна не более 60 см высотой, сила ветра – до 4 баллов по десятибалльной шкале. Судно из стеклопластика – это прекрасная альтернатива надувным лодкам.

На первом месте среди плюсов стоит прочность, которая превосходит данный показатель алюминиевой лодки того же класса. Такое судно прослужит долго, при должном уходе – до 20 лет.

Корпус из стеклопластика имеет отличную гидродинамику и форму, обладает высокими физико-химическими свойствами. Ремонт вполне осуществим своими руками. Одним из наиболее важных преимуществ пластиковой лодки является возможность ее изготовления в соответствии со своими желаниями.

Стеклопластик – единственный материал, позволяющий самому создать форму любой сложности. Самостоятельное конструирование днища дает возможность оснастить его реданами любой конфигурации. Можно добиться максимальной эффективности ходовых качеств судна, расположив реданы в наиболее подходящих местах. Кроме того, по дизайну самодельная лодка будет отражением характера ее владельца.

Существует метод изготовления самодельной лодки из фанеры и стеклопластика, когда пластик используется лишь для наружного покрытия лодки. Но эта технология не оправдывает себя. Лежащий под пластиком слой фанеры быстро набирает влагу, что увеличивает вес судна. Происходит быстрое разрушение фанеры из-за воздействия микроорганизмов и процесса расслоения, ведь по прочности фанера значительно уступает пластику.

Как сделать лодку? Аккуратно соблюдая все правила, даже новичок сможет осуществить эту задачу. Технологический процесс простой и бюджетный. Корпус судна создается за счет пропитанного полимерным составом армирующего наполнителя.

Материалы и чертеж

Сырьевые материалы, используемые в качестве армирующего наполнителя при изготовлении каркаса:

Стеклоткань бывает разных видов по типу плетения, размеру нитей. В основном выбирают «косое» или сатиновое плетение. Нити должны быть витыми. Продается материал в виде листов, рулонов, ленты.

Стеклоткань продается пропитанной жирным составом. Чтобы ткань лучше пропитывалась связующим, замасливатель следует удалить при помощи бензина, уайт-спирита или ацетона. Обезжиренную ткань просушивают около 2-4-х часов на воздухе.

Для склеивания армирующего материала понадобится смола. В отрасли судостроения используется три разновидности смол: эпоксидные, винилэфирные, полиэфирные. Наиболее важные характеристики смол при строительстве стеклопластиковой лодки из любого типа волокна – это адгезия и пропитываемость.

Дешевым вариантом является использование полиэфирной смолы, позволяющей создать цельный элемент из стеклопластика за одну операцию. Можно применить смолу TM Ashland. Для создания декоративного, с защитными свойствами покрытия корпуса, понадобится гелькоут. Также потребуется фанера толщиной не менее 1,2 см, обладающая влагостойкостью.

Изготовление лодки невозможно без наличия грамотного чертежа. Проектирование будущего плавсредства можно осуществить с помощью программы Автокад. Сначала создается 3D модель, затем схемы шпангоутов, выкроек. Готовые чертежи берутся на специализированных сайтах, в интернете. Теперь можно начинать делать стеклопластиковую лодку своими руками.

Матрица

Непосредственно производственный процесс изготовления стеклопластиковой лодки своими руками начинается с постройки матрицы. Сначала изготавливается каркас, на который крепятся шпангоуты. Далее их следует обить двенадцатимиллиметровой фанерой, стараясь добиться как можно более ровной поверхности. Края лодки делают более жесткими, для бортов применяют двойной слой фанеры.

Теперь необходимо долго и тщательно выравнивать борта с использованием полиэфирной шпатлевки. Нужно исключить все погрешности, чтобы конструкция лодки была устойчивой. Можно работать специальными шпателями-шаблонами.

На этапе выравнивания матрицы можно предусмотреть такую важную деталь лодки, как киль. Он обеспечивает ровное движение весельной или моторной лодки, исключая вертлявость. Изготовленный из дерева самодельный киль заливают полиэфирной смолой.

Посредством разметки выявляют все погрешности построенной матрицы. Наждачкой выравнивают и зачищают края, придавая будущему судну симметричность. Готовая очищенная от грязи форма обезжиривается, на нее наносится антиадгезионный состав в 4 слоя. Он необходим в качестве разделителя, не допускающего прилипания смолы к поверхности формы.

Покрытие гелькоута

После высыхания восковой прослойки наносится гелькоут, который является внешней поверхностью лодки. Это ответственный момент, от которого зависит внешний вид судна. Гелькоут обеспечивает защиту от царапин, ультрафиолета, потертостей. Наносить его нужно, добиваясь равномерного покрытия, избегая пузырьков и потеков. Теперь можно приступать к укладке раскроенных деталей на полностью высохший слой гелькоута.

Изготовление корпуса

Раскрой ткани осуществляется отрезанием полотен, соответствующих длине корпуса. Полотна для укладывания вдоль ватерлинии и киля, не должны иметь стыков. Если произойдет удар о препятствие, то материал в этом месте способен задраться, а затем отслоиться. Следует оставлять припуски при раскрое по кромкам для укладывания внакрой.

Чтобы сшить куски стеклоткани для получения необходимой длины, можно использовать стеклянные нитки, выдернутые из кромки материала, либо пропитанные олифой льняные.

Слой стекловолокна равномерно покрывается связующей полимерной смолой. Для этого рекомендуется пользоваться прикаточным валиком. Пузырьков воздуха необходимо избегать, так как оставшиеся в некоторых местах пустоты ослабляют конструкцию. Далее укладывается следующий слой стеклоткани по аналогичной схеме. Можно наносить до пяти слоев стеклопластика. Для получения более красивого верхнего слоя рекомендуется использовать специальный «верхний» стеклопластик.

Силовой каркас и пол

Чтобы усилить корпус необходимо проложить три деревянных бруска вдоль формы, которые затем покрывают двумя слоями стекловолокна. Монтаж шпангоутов производят через каждые 30 см, также нанося на них стеклоткань.

Необходимо создать двойное герметичное дно, делающее лодку непотопляемой даже в случае переворачивания. Пол обшивается фанерными листами с влагостойкими свойствами. Готовый пол покрывается парой слоев из армирующей ткани, с обязательной пропиткой полимерной смолой. Составу дают полностью высохнуть.

Завершающий этап

Остается извлечь готовую лодку из формы, обрезать припуски, зашлифовать поверхность, смонтировать крышу и брус для защиты бортов. Можно сделать также дополнительные элементы: сидения, весельные крепления, ящички. Используя стеклопластик, своими руками можно изготовить любые необходимые аксессуары для судна. После этого приступают к покраске.

Аналогичным методом изготавливаются своими руками катера из стеклопластика. Конечно, чертеж и конструкция катера сложнее, чем лодки, и усилий потребуется больше. Зато стоимость самоделки обойдется вполовину меньше, чем такого же готового судна.

Ремонт

Ремонтировать катер из стеклопластика или лодку требуется при возникновении типовых повреждений:

Основные материалы для ремонта: стеклоткань, эпоксидные смолы. Начиная ремонт, рекомендуется расположить поврежденное место ближе к горизонтальному уровню. Поверхность должна быть чистой, сухой, обезжиренной. Может потребоваться фен, технический или бытовой. Перед началом заделки дефектов стеклоткань необходимо обезжирить, прополоскав в растворителе, и хорошо высушить.

При аварийном ремонте не стоит сушить ее над костром, так как образуется копоть. Перед укладкой на повреждение стеклоткань пропитывается в разведенном компаунде (полиэфирной или эпоксидной смоле), после чего отжимается протягиванием между двумя палками. Место ремонта нужно зачистить крупной шкуркой до стеклотканевого слоя, сделав его слегка махровым.

Устранение повреждений

Мелкие повреждения в виде царапин заделываются эпоксидной смолой без наполнителя или грунтом. Царапину сквозного типа убирают методом шпаклевания компаундом с наполнителем, после чего обработанное место остается зашлифовать и закрасить.

Мелкие трещины достаточно замазать эпоксидной смолой. Если треснул корпус, то с обеих сторон повреждения снимается декоративный слой до стеклоткани. После высушивания ее заполняют эпоксидной смолой. Для этого нажимают с каждой из сторон трещины, давая ей раскрыться, и промазывают. После этого края совмещают, фиксируют. Сверху, с обеих сторон, накладывают пропитанную компаундом полосу стеклоткани. После застывания место ремонта шлифуют, покрывают слоем смолы, снова шлифуют и красят.

Полупробоина характеризуется проломом с оставшимся куском пластика. Если пролом небольшой, то нужно вправить торчащий кусок. Для этого необходимо обработать компаундом все поверхности. При помощи упора и киянки кусок ставится на место, при этом с одной стороны образуется выпуклость, а с другой – вмятина. На выпуклое место укладывается стеклоткань с пропиткой, фиксируется грузом. После полимеризации полупробоина шпаклюется смолой с наполнителем. Дальнейшие действия, шлифовка – укладка пропитанного листа, повторяются дважды. Затем осуществляется шлифовка и покраска.

Пробоина заделывается с помощью пенопластового пуансона, желательно по внешним обводам. Из толстой стеклоткани делаются несколько заплат с допусками от 3 до 5 мм, так, чтобы толщина пакета соответствовала толщине корпуса. После установки пуансона вклеиваются заплаты. Алгоритм дальнейших действий тот же, что и в предыдущих случаях.

Расхождение углов устраняется аналогично заделке трещин, но берется стеклоткань в виде ленты. Раковина является самым неприятным видом повреждения. Иногда это дефект производства. Она может образоваться между слоями из-за попадания воды, которая распирает слои в зимнее время. Для ремонта понадобится вскрыть раковину, просверлив отверстие до попадания в полость.

Затем делается широкий разрез (до 5 мм) в месте ее наибольшего размера. Вскрытая полость просушивается феном, заполняется компаундом при помощи шприца. Обработанная раковина зажимается в пресс. Затем совершается привычный алгоритм шпаклевки, шлифовки и покраски.

Стеклопластик является прекрасным материалом для изготовления лодок и катеров, доступным в применении. Изготовленные своими руками стеклопластиковые лодки получаются долговечными и прочными, легкими в ремонте. Следует учитывать, что компоненты используемых в работе материалов не безопасны для здоровья. Необходимо работать в резиновых перчатках, защитных масках, очках, в хорошо проветриваемом месте.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

boatcity.ru

Оборудование + Технология изготовления 2018

Катер – это обобщенное название для небольших судов или кораблей. Они бывают пассажирскими, грузовыми, спасательными, туристическими, сторожевыми. Отличаются катера от лодок, тем, что у них присутствуют мотор, в отличие от того, что лодки управляются только за счет весел. С самого начала так называли одномачтовые судна. На сегодняшний ими называют среднего размера корабль с каютами, причем такие катера могут иметь даже не один мотор.

Существует несколько разновидностей катеров:

Технология производства катеров

На сегодняшний день для производства катеров используют самое разнообразное количество материалов, самым прочным, но при этом самым легким материалом для производства является – стеклопластик. Стеклопластик используют уже довольно давно, поэтому он и приобрел такую популярность в разнообразных производствах, как, к примеру, окон или катеров.

Стеклопластик в своих качествах собрал по немного от самых разнообразных материалов, и собрал только лучшее, прочность стали, теплопроводность древесины, устойчивость к различным биологически воздействиям, механическим и техническим повреждениям, износоустойчивость, легкость пластика, долговечность железа.

Для того, чтобы понять технологию производства катеров из стеклопластика, нужно понимать суть данного материала и его характеристики.

Основой данного материала является ни что иное, как стекловолокно, которое на сегодняшний день используют для изготовления множества различной продукции. Как клеящее вещество для стекловолокна используют полиэфирную смолу, также достаточно популярный связующий элемент в производстве и промышленности. Поскольку именно полиэфирная смола, придает стеклопластику такую прочность и износостойкость. Прочность появляется за счет того, что полиэфирная смола проникает во все самые мелкие трещины и пустоты между стекловолокном и заполняет их, так что материал в итоге получается целостным, и правильно и точно распределяет нагрузку и воздействие на последующую обработку данного получившегося сырья. Также именно полиэфирная смола защищает и предохраняет стекловолокно, а впоследствии стеклопластик от внешнего воздействия окружающей среды, от возможных негативных повреждений.

Стеклопластик имеет просто отличные свойства и характеристики для того, чтобы получить различное применение в самых разнообразных отраслях промышленности и производства. Кроме производства катеров из этого материала производят корпуса самолетов, детали, панели для строительства, различные бытовые детали и элементы.

Именно из стеклопластика изготавливают катера, имеющие высокое водоизмещение.

Во всей технологии производства самым сложным моментом является ручное формирование и обработка стеклопластика. Во время, которой ему придают определенную нужную и требуемую форму. Изначально, перед тем как начать придавать форму стеклопластику, его укладывают в специально созданную армированную форму, которую пропитывают полиэфирной смолой. Перед закладкой в изготовленную заранее форму ее обрабатывают различными средствами, чтобы защитить стеклопластик от повреждения, и облегчить сам процесс формирования основы катера. Как только слои сложены, и сформированы, их обрабатывают специальным катком, валиком, который удаляет остатки воздуха в стеклопластике. Процесс производства корпуса из стеклопластика довольно трудоемкий и сложный, поэтому обязан проводиться только высококлассными и высококвалифицированными специалистами в этой области. Если реально смотреть на вещи, то это ручная сборка катера или лодки, и конвейерный процесс создания здесь не получиться, это скорее единичное производство, которое не по карману простому человеку.

Еще один метод или этап производства из стеклопластика это метод напыления. Для этого используют пистолет-напылитель, специализированное оборудование, которое при помощи, подающейся в него стеклонити, еще одного варианта материала из стекловолокна, покрывает форму для катера очень сильной струей, которая дает прочность и долговечность.

Видео:

Также существует еще один совершенно новый инновационный метод в создании катеров и лодок, как RFI. Суть и смысл данного метода в том, чтобы в изначально подготовленную форму выложить армирующую стеклоткань, которая будет закреплена полиэфирной смолой и покрыта вакуумной пленкой.

moybiznes.org

стеклопластик « Домашняя яхт-верфь.

По просьбе читателей мы стараемся давать зеленую улицу любым (к сожалению, редким) конкретным сведениям о конструкции и технологии изготовления современных малых судов за рубежом (см., например, “Американский катер — а что внутри?” в “КиЯ” № 183). Поэтому острый критический материал под полным названием “Печальное открытие, или «Выпускаются ли еще стеклопластиковые суда?», опубликованный на сайте “Агентства Д. Паскоэнд Ко”, сразу же привлек внимание наших специалистов.

Предлагая вашему вниманию сокращенный его перевод, подчеркнем, что меньше всего хотели подорвать доверие читателей к стеклопластику и “усовершенствованным композитам”, как и к продукции ведущих специализированных фирм

yachtshipyard.wordpress.com

Стеклопластиковая лодка своими руками - как сделать, чем покрасить, видео

Рыбалкой люди увлекаются издавна. Всегда хорошо посидеть у реки с удочкой в руках, отдохнуть на природе и подышать свежим воздухом. Но множество рыбы водится на глубине вод, далеко от берега, поэтому желание иметь хорошую лодку естественно, тем более, что вариантов для ее собственного изготовления сегодня известно немало.

Лодки бывают разными: деревянными, резиновыми, их ПВХ, стеклопластика. Чем хорош новый стеклопластик, каковы его преимущества и недостатки, как из него построить лодку самостоятельно, выясним подробнее в данной статье.

Лодка из стеклопластика

Стеклопластик считается самым дешевым и надежным материалом для производства лодок. На него не действует сырость, плесень, заражение грибком. Материалом не питаются грызуны, поэтому лодки хорошо хранятся в гаражах, любых складских помещениях. Главное, при производстве правильно склеить волокно, чтобы не было щелей и проникновения влаги внутрь корпуса.

Преимущества и недостатки стеклопластиковых лодок

К основным преимуществам материала можно отнести:

Лодки имеют множество плюсов конструктивного характера:

Главным недостатком лодки считается сравнительно большие ее размеры, транспортировка не возможна без прицепа.

Требования к конструкции

Стеклопластик является уникальным материалом и прекрасноподходит для самодельного производства лодок. Удобство, легкость и долговечность – основные качества данного материала. То — же самое относится и к конструкции. Строить стеклопластиковые лодки легко, главное, правильно склеить волокно для водонепроницаемости лодки на воде.

К конструкции предъявляют следующие требования:

Стеклопластиковая лодка нуждается в шпатлеваниии покраске, чтобы она хорошо хранилась в дальнейшем, не поддавалась заражению плесенью и грибком.

Проектирование

Изготовление самодельной лодки начинается с чертежа. Посмотреть чертежи можно в интернете, или разработать самостоятельно при помощи программы AutoCAD. Также согласно чертежу изготавливается матрица. Для ее производства потребуется болванка, либо формочка. При проектировании учитывается жесткость материала, выравнивание бортов до идеальной ровности, чтобы не было крена на воде.

Изготовление матрицы

Матрица считается самым сложным этапом при изготовлении лодки своими руками. Для ее производства нужно обзавестись стекломатом, валиками, кистями, наждачной бумагой, полиэфирной смолой, шлифовальной машинкой, пылесосом, дрелью, ножницами.

Процесс:

Изготовление лодки

Изготовление лодки является ключевым моментом при ее производстве. Нужно запастись гелькоутом, полиэфирной смолой, стекломатом, ножницами, разделительным воском, валиками, затвердителем, веслами, наждачной бумагой, подуключинами и уключинами.

Используя данную последовательность при изготовлении лодки, конструкция получится легкой, прочной, устойчивой на воде, долговечной и весьма привлекательной. Заднюю банку не нужно делать слишком узкой. Седушки останутся плавучими даже, если лодка полностью перевернется на воде.

Стеклопластиковый корпус лодки схож по структуре с железобетонной конструкцией. Стеклоткань является эластичным материалом, его можно сгибать, придавать любую геометрическую форму.

Материал прочный, легкий, непотопляемый. Именно поэтому стеклопластик пришел на смену дереву и широко используется в строительстве лодок любой модификации и конструкции.

Следуя четким инструкциям, несложно лодку изготовить своими руками, и достаточно легкое и удобное в эксплуатации судно будет способствовать на протяжении многих лет хорошему отдыху и удачной рыбалке.

myownship.ru

Технологии изготовления катеров и лодок - Мои статьи - Каталог статей

Сегодня существует достаточно большое количество различных методик укладки стеклоткани в форму, пропитки ее смолой и после­дующей формовки корпуса. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки, а также области применения. Совершенствование и разнообразие конструкционных материалов также накладывает свой отпечаток на применяемые процессы. Современная стеклопластиковая композиция - очень сложный по составу и структуре материал, состоящий из трех основных компонентов. Это, во-первых, сама химическая матрица или связующее - иными словами, смола и ее отвердитель, во-вторых, армирующие волокна стекло- или углеткани, несущие в композите основную физическую нагрузку, в-третьих, наполнитель, предназначенный для снижения удельного веса и/или себестоимости готового композита. В качестве такого наполнителя часто выступают бальса, пенопласты разных марок и др.

Смолы

В пластиковом судостроении чаще всего применяются полиэфирные смолы, причиной тому служат их умеренная себестоимость и достаточно простая технология применения. Самые дешевые вариации полиэфирных смол - так называемые ортофталевые,имеющие невысокие механические качества и ограниченную стойкость к соленой воде и ряду горюче-смазочных материалов. Эти смолы постепенно выходят из употребления, однако кое-где еще используются, прежде всего фирмами, которые производят небольшие лодки, значительную часть времени хранящиеся на берегу или рассчитанные на эксплуатацию в речных либо озерных условиях. Гораздо более высокими механическими и химическими свойствами обладают изофталевые полиэфирные смолы, составляющие сегодня основную долю применяемых в малом судостроении. Но и им уже находится замена в лице винилэфирных смол: последние отличают не только более высокая прочность и химическая стойкость (они крайне мало подвержены гидролизному разложению или осмосу), но и (в отвержденном состоянии) повышенные вязкость и ударная стойкость. Также они берут на себя часть динамических нагрузок, испытываемых корпусом. Однако для полной реализации всех достоинств смол этого типа их отверждение должно происходить по четко контролируемому температурному графику, что сложно осуществить на малых верфях. Еще одной технологической особенностью современных полиэфирных смол с малым выделением стирола (так называемых низкоэмиссионных) является сосредоточение после начала отверждения в их верхнем слое пара-финоподобных веществ, резко снижающих адгезию. Если такая смола начала отверждаться, то последующая приформовка к ней любых деталей возможна уже лишь после тщательной механической обработки поверхности застывшей смолы. Эпоксидные смолы стоят особняком. Это один из лучших по своим физико-химическим свойствам материалов из имеющихся на рынке. Они отличаются высочайшей химической стойкостью и исключительными прочностными характеристиками, обеспечивающими высокую долговечность построенных с их использованием судов. Опытные яхтсмены знают, что на ходу эпоксидные яхты ведут себя по-иному, чем полиэфирные: их более жесткие корпуса иначе реагируют на волну, удары гребней о корпус тоже звучат по-другому. С современными эпоксидными термоотверждаемыми материалами можно (в отличие от низкоэмиссионных полиэфирных смол) работать в несколько смен (они не ламинизируются вплоть до 30-40 ч), что позволяет при необходимости формовать очень толстые или очень сложные поверхности. (Эта их особенность, впрочем, используется в основном как раз при изготовлении Используемые сегодня стеклоткани и мультиаксиальные волокна имеют различные, порой весьма сложные, типы переплетения этих волокон в процентном отношении заметно отличается от Е-типа: 5Ю2 - около 65%, А12О3 - 25%, и М§0 - порядка 10%. Основные недостатки 5-тканей такие же, как и Е-типа, но к ним надо добавить еще и более высокую цену. Помимо тканей Е- и 5-типов существуют и чрезвычайно прочные стекло-материалы К-типа, имеющие высокий модуль упругости, но они пока нахо Ручной труд по-прежнему остается неизменной частью пластикового яхтостроения: он приме­няется как при укладке стеклоткани, так и в процессе ручной пропитки не крупносерийных, а эксклюзивных яхт.) Эпоксидные смолы обладают и гораздо более высокой адгезией. Однако, как и в случае с винилэфирными смолами, полная реализация всех высоких качеств эпоксидных связующих возможна лишь при «запекании» отформованного корпуса при определенной температуре. Кроме того, при работе с ними нельзя не учитывать их весьма высокую токсичность. Цена же этих материалов в два-четыре раза выше полиэфирных. В последнее время появились эпоксидные смолы с наполнителем из нанотрубок, что сделало их одним из прочнейших синтетических связующих на сегодняшний день. Цена этой смолы пока непосильна для современного массового судостроения.

Армирующие материалы

В качестве армирующих материалов в пластиковом судостроении используются в основном стеклоткани во многом благодаря универсальности их качеств: тут и цена, и прочность, и долговечность, и многое другое. Основную долю занимают так называемые ткани Е-типа (или Е-ткани), получившие букву «Е» в своем обозначении от слова «е!есгпса1». Все дело в том, что первоначально волокна этого типа были созданы для электрической высоковольтной изоляции, и лишь после было обнаружено, что они пригодны для формовки сравнительно крупных изделий. Основными химическими веществами, входящими в состав этого волокна, являются 5Ю2 (около 55%), А1203 (ок. 15%) и окиси кальция и магния (СаО и М§0), составляющие примерно 20% веса волокна. К недостаткам волокон Е-типа следует отнести их невысокий модуль упругости, плохую стойкость к усталостным нагрузкам, относительно высокую (сравнительно с органическими волокнами) плотность. Правда, все это с лихвой компенсируется сравнительно низкой ценой, довольно высокой прочностью, химо-, тепло- и огнестойкостью, а также простотой применения. Относительно недавно начали входить в практику судостроения волокна 5-типа, например, они применяются при постройке крупных яхт «Напзе». Буква «5» в индексе произошла от слова «зШпезх» (жесткость) и наглядно указывает на основное отличие 5-волокон от своих предшественниц. По прочности на растяжение, как можно увидеть из приводимой таблицы, эти волокна превосходят даже углеткань и кевлар, но вот модуль Юнга у них по-прежнему остается низким. Химический составдят применение почти исключительно в аэрокосмической промышленности. Все существующие стекловолокна совместимы как с полиэфирными, так и с эпоксидными смолами. Здесь лучше подойдут традиционные тканые волокнистые материалы, выпускаемые ныне в широком ассортименте с самыми разными типами переплетения, прежде всего полотняным и сатиновым. Различие типов переплетения определяет, в первую очередь, легкость укладки стеклоткани в матрицу сложной формы, для этого больше всего подходит ткань сатинового переплетения как наиболее эластичная. Массовое судостроение широко использует стеклоткани как наиболее удобный и универсальный армирующий материал. Стекломаты в современном судостроении имеют довольно ограниченное применение. Их прочностные качества сравнительно невысоки (на фоне тканей и однонаправленных волокон), поэтому маты обычно ис­пользуют в качестве наружного слоя обшивки (между гелькоутом и первым слоем стеклоткани), что позволяет избежать «прорисовывания» структуры ткани на наружной поверхности корпуса. Также стекломат укладывают между двумя слоями толстой ткани, где он как обладающий повышенной впитывающей способностью способствует предотвращению образования больших воздушных пузырей. На недорогих лодках стекломаты, кроме того, используются в качестве своего рода наполнителя для сравни- тельно дешевого увеличения толщины обшивки.

Ручная формовка

Начать по праву следует с самого старого способа изготовления пластиковых корпусов: ручной укладки и пропитки стеклоткани, зачастую называемой ручной формовкой. Эта методика появилась еще тогда, когда собственно стеклоткани в ее нынешнем понимании (в виде тканого материала) практически не существовало, и основную долю стекломатериалов составляли стекломаты, представлявшие собой различной толщины рулоны из перепутанных стеклонитей (перепу-тывание в процессе производства стек-ломатов обеспечивалось при помощи пневматических устройств). Сам технологический процесс формовки прост и понятен: в форму поверх гелькоута укладывались слои стекломата, последовательно пропитываемые полиэфирной смолой, вплоть до достижения нужной толщины. Как правило, на заре пластикового судостроения должная толщина стеклопластикового корпуса определялась более «на глазок», чем точными расчетами и набиралась в основном по принципам «запас карман не тяготит», «где тонко, там и рвется», «тяжело, зато надежно». Как следствие, весьма многочисленные пластиковые яхты постройки, к примеру, 60-х гг. до сих пор можно встретить на воде.

Наполнители

Наполнители сегодня - одни из важнейших компонентов композитных конструкций. В яхтостроении их назначение сводится в основном к увеличению толщины выклеиваемого ламината при одновременном снижении его массы. В качестве дополнительных бонусов -улучшенные шумо- и теплоизоляция, а также повышенная жесткость корпуса. Минусы, правда, тоже имеются: помимо увеличения трудоемкости производства, наличие сэндвича из двух разнородных материалов с разными модулями упрго-сти и уровнями адгезии к смоле может привести к расслоению (деламинации) пластика в процессе эксплуатации, крайне трудно поддающемуся ремонту. К деламинации (помимо дефектов изготовления) приводит в первую очередь иной механизм деформации сэндвиче-вого пластика при воздействии на него сильных сосредоточенных (ударных) воздействий. С одной стороны, при значительной деформации вследствие сильного удара наполнитель сэндви-чевого корпуса воспринимает на себя часть поперечных нагрузок, разгружая наружный слой пластика, при этом внутренний слой начинает работать на растяжение, что весьма благоприятно для стеклоткани (и особенно для углет-кани). С другой стороны, сильные ка­сательные напряжения, возникающие на границе «пластик-наполнитель», приводят к тому, что пластиковые поверхности сэндвичевого корпуса могут сдвинуться относительно наполнителя На британской верфи «МоПпзпоге Маппе» бальсу используют исключительно в надводной части корпусов. Предварительно ее заклеивают в чехол из стеклоткани. Вальса так легка, что рабочий (на заднем плане) в одиночку легко поднимает и перемещает довольно большую переборку из этого материала рывом клеевого слоя и потерей общей целостности конструкции), хотя внешне на корпусе может не быть абсолютно никаких дефектов. В силу этих обстоятельств ряд известных фирм (например, «Оухгег Маппе»), прежде всего выпускающих яхты высшей ценовой категории, предпочитают изготавливать их из монолитного стеклопластика. Другие же (например, «Моггпзпоге Маппе») рекомендуют обязательно проводить ультразвуковую дефектоскопию после любых сильных ударов по сэндвичевому корпусу, даже при отсутствии видимых повреждений. Сегодня применяются в основном четыре вида наполнителей: это дерево, вспенивающиеся материалы, пенопла-сты и сотовые конструкции. В последнее время популярность также стали набирать синтетические материалы, имеющие в своей структуре воздухо-наполненные микрокапсулы или иные воздушные объемы и промежутки. У каждого из них - свои достоинства и недостатки. Дерево - традиционный наполнитель, применяемый в пластиковом судостроении с давних пор. Соотношение «удельный вес-прочность» для некоторых типов наполнителей мерно в полтора раза легче пробки (и в 3-4 раза - многих пород дерева, произрастающих в России). Гораздо реже, чем бальса, применяется морская фа­нера; иные же варианты деревянных наполнителей не выдержали проверки временем и практически вышли из употребления. Достоинства дерева вполне очевидны: относительно невысокая цена, простота обработки, хорошая доступность. Минусов, однако, тоже немало. И если с подверженностью бальсы гниению удалось (или почти удалось) справиться специальными пропитками, то другие недостатки дерева пока выглядят трудноустранимыми. Фанеру практически невозможно применять в криволинейных поверхностях (в силу чего ее употребление ограничивается почти исключительно палубами и переборками), бальса же очень сильно впитывает в себя смолу, что увеличивает вес готового композита и повышает риск недостаточного насыщения смолой прилегающих к наполнителю слоев ткани. Чтобы избежать этого, куски бальсового наполнителя часто заранее монтируют на листе плотной стеклоткани, потом обклеивают их тканью снаружи и вклеивают в ламинируемый корпус, что увеличивает как трудоемкость работы, так и риск последующей деламинации. Кроме того, бальса (как и практически любой другой продукт природного происхождения) является негомогенным материалом, свойства и характеристики которого могут заметно отличаться от образца к образцу, в связи с чем ряд фирм (особенно при постройке единичных образцов яхт) стараются заранее подбирать бальсу по плотности. Еще один недостаток дерева - анизотропность, выражающаяся в различии его свойств в зависимости от ориентации волокон. Несмотря на это, ряд известных фирм (например, «Сопур1ех») считает бальсу наилучшим материалом для наполнителя корпусов современных пластиковых яхт - в немалой степени по причине близости модуля упругости этого дерева к стеклопластику (что улучшает их совместную работу) и отличной прочности на сжатие. Тепло- и шумоизолирующие свойства бальсы заметно уступают этим характеристикам современных пенопластов. В последнее время появились композитные наполнители на основе бальсового дерева (например, РгоВа1$а), имеющие как высокую стабильность, так и улучшенные физико-механические качества. Вспенивающиеся материалы (в основном на основе полиуретана), несмотря на периодически повторяющи­еся попытки их применения, так и не смогли найти достойное место в изготовлении собственно стеклопластико-вых конструкций. Их применяют более или менее широко при заливке глухих таранных отсеков, объемов плавучести (в основном на малых судах), теплои­золяции бойлеров и на других тому подобных локальных участках. Пенопласты сегодня являются, пожалуй, первыми по популярности и значимости наполнителями. Рынок предлагает очень большое их количество самой разнообразной плотности. Однако сразу же надо заметить, что подавляющее большинство современных пенопластов, имеющих плотность равную бальсе (или более низкую), существенно уступают ей по прочностным характеристикам, особенно по ударной прочности. Основная доля конструкционных пенопластов - это композиции на основе ПВХ с закрытыми порами, имеющие минимальный уровень водопоглощения и отличные изоляционные характеристики. Пенопласты не гниют, многие из них имеют хорошую огнестойкость (либо не поддерживают горение, либо не горят вовсе), их основные свойства высокостабильны от партии к партии. Некоторые марки наполнителей могут легко изгибаться в подогретом состоянии, что удобно при выкладке листов пенопласта по криволинейным поверхностям. Широкому распространению пенопластов способствовала возможность передовой химической индустрии выпускать такие материалы Номекс теперь стараются применять в относительно ненагруженных конструкциях, например, в переборках Кевларовые соты похожи на номек-совые, но внешне отличаются более насыщенным цветом Алюминиевые и титановые соты пока крайне редко используются в яхтостроении с различными, заранее заданными свойствами. На современном рынке несложно найти и сверхлегкие пено-пласты, и пенопласты, обладающие повышенной прочностью на сжатие (что необходимо при использовании вакуумных технологий формования), недавно появились и спецпенопласты, рассчитанные для «запекания» корпусов в печи. Проблемами здесь до недавнего времени было то, что большинство ПВХ-композиций, во-первых, начинают плавиться при сравнительно небольшом повышении температуры, во-вторых, имеют очень высокий коэффициент теплового объемного расширения. Это приводит после «запекания» к короблению корпуса и появлению в нем больших внутренних напряжений. Сравнительно недавно эти проблемы химиками-технологами были устранены. К сожалению, объем данной статьи не позволяет хотя бы вкратце рассмотреть весь тот широчайший перечень предлагаемых сегодня пористых ПВХ-материалов, используемых в пластиковом судостроении, и к этой теме мы еще вернемся в отдельной статье. Сотовые наполнители, представляющие собой вертикально ориентированные шестиугольные соты из тонкого и прочного материала, закрепленного между двумя клейкими поверхно­стями, применяются почти исключительно для создания экстремальных спортивных яхт. Сейчас существуют следующие варианты таких конструкций: с сотами из полипропилена (исключительно легкого пластика) или поликарбоната (довольно прочного материала), из номекса или кевлара (при всем своем химическом сходстве два этих материала довольно заметно различаются по свойствам и цене), из металла (относительно распространен лишь вариант с алюминиевыми сотами, нержавеющие и титановые разновидности - пока суровая экзотика, встречающаяся лишь в авиакосмической индустрии). Полипропиленовые соты в яхтостроении пока почти не применяются: малая прочность этого материала дает ему шанс на использование лишь при изготовлении деталей мебели или ненагруженных переборок - там, где нужна определенная толщина, а не особо высокая прочность. Соты из номекса широко распространены при строительстве экстремальных многокорпусников, но недавние многочисленные аварии сильно подорвали реноме этого материала, в силу чего взоры конструкторов обратились к кевларовым сотам (например, типа Р1ахсоге РМ2), которые гораздо прочнее, но, увы, много дороже. Алюминиевые сотовые конструкции в яхтостроении пока - очень большая редкость. Навскидку удается вспомнить только одно судно, построенное с их использованием -рекордный катамаран Стива Фоссета «Р1аузгаглоп/Спеуеппе». Материал, однако, оказался небеспроблемным: по свидетельству участников кругосветного плавания, подводные поверхности корпусов, накопив внутри сотовых поверхностей огромный заряд статического электричества, фактически превратились в гигантский конденсатор, в один прекрасный мо­мент разрядившийся и «погасивший» всю бортовую электронику. Сегодня применение алюминиевых сот в яхто-строении, по мнению ряда специалистов, оправданно лишь при изготовлении переборок. Еще один недостаток сотовых конструкций - их плохая стойкость к пиковым ударным нагрузкам, сконцентрированным на малой площади. В этой ситуации потеря устойчивости части сот, приводящая к резкому па­дению несущей способности материала - очень частый сценарий. В силу этого в местах основного сосредоточения ударных нагрузок (районы форштевня/носовой скулы/днища вблизи кормовой оконечности) соты стараются заменять сплошным материалом типа бальсы или пенопластов. Новейшие материалы с воздушными капсулами или объемами внутри широко представлены очень популярным в России наполнителем Рогусоге (еще известен под названием Согетаг.), представляющим собой нетканый полиэфирный материал с воздушными микробаллонами. Другие материалы подобного рода (например, «трехмерная» стеклоткань РагаЬеат ЗО) лишь начинают находить свое применение в судостроении. Наполнители типа Ро1усоге/Согета(: сравнительно дешевы, очень технологичны и просты в обработке, что обеспечило им популярность, в первую очередь среди изготовителей массовых лодок. Их главным отличием от большинства ранее рассмотренных наполнителей является то, что они, будучи пронизаны сеткой почти капиллярных отверстий, пропитываются смолой одновременно со стеклотканью, образуя практически единый с последней композит, практически не подверженный расслоению (деламинации). Это обстоятельство, без сомнения, выглядит огромным плюсом в глазах всех производителей. Недостаток таких материалов - довольно высокая масса получающегося (после полной пропитки смолой) композита. Подобные наполнители совместимы со всеми типами существующих смол, но непригодны для работы с пре-прегами и в инфузионных процессах.

Напыление

Постепенное развитие технологий позволило привнести в пластиковое судостроение важное новшество - технологию укладки стекловолокна путем напыления (заметим, что примерное 40 лет назад на этот метод возлагались очень большие надежды). Сам метод заключается в подаче через специальный пистолет-распылитель смолы, перемешанной с отвердителем, вкупе с отрезками однонаправленного стекловолокна (подаваемый длинный жгут волокна нарезается непосредственно перед распылением на отрезки равной длины). Из такого пистолета рабочий «запыляет» форму, наполняя ее смолой с отрезками волокна и, увы, с многочисленными пузырьками воздуха. В силу последнего механические качества готового изделия невысоки и сильно уступают изделиям, отформованным с использованием иных технологий. Отсутствие длинных цельных «от края до края» изделия стекловолокон тоже не способствует высокой общей прочности получающегося продукта: в нем нет единой целостной структуры, обеспечиваемой стеклотканью. Как следствие, в силу все более и более растущих требований к прочностным качествам яхт (и к наиболее выгодному соотношению «масса/прочность») этот метод формования практически полностью сегодня вышел из употребления, так как его единственным, по сути, достоинством является лишь экономия времени. Впрочем, порой его применяют при изготовлении корпусов небольших лодок или отдельных некритичных элементов конструкции. Заметим, что некоторые известные в нашей стране яхты постройки 70-х гг. прошлого века (например, польская «Саппа») выклеены именно этим способом. Наиболее же технологически изощренными и качественными с точки зрения получаемых результатов сегодня являются три способа формования пластиковых корпусов: из препре-гов, вакуумными и инжекционными методами (их несколько) и в закрытой матрице (самый сложный из них).

Современные методы формования

С самого начала применения волокнистых термореактивных пластиков в промышленности (в судостроении это произошло ровно 50 лет назад, так что данный цикл статей, по замыслу автора, как раз и предназначен для того, чтобы оценить развитие технологий работы с пластиком за эти годы), инженеры и технологи задумывались о том, как усовершенствовать процесс формовки изделий. Высокая доля ручного труда и отсутствие строгой повторяемости (особенно весовой) при производстве серийных деталей оказались серьезными факторами, сдерживающими массовое применение стекловолоконных материалов при выпуске крупномасштабных партий продукции. Собственно говоря, именно этим обстоятельством и объясняется тот факт, что малое судостроение стало, по сути, пионером в освоении этих типов материалов и лидером в области новейших технологий работы с ними. Поскольку при производстве яхт (особенно - крупных) не так важно отсутствие точной весовой идентичности деталей, а высокая доля ручного труда при формовании корпусов тоже не очень критична при производстве нескольких десятков лодок в год (особенно парусных), где неавтоматизированных процессов в любом случае более чем хватает.

SМС

Однако время шло, достоинства стеклопластика заметили в других областях промышленности (например, в автомобилестроении), где с указанными выше недостатками мириться было нельзя. Да и производство стек-лопластиковых судов стало предъявлять все новые и новые требования как в плане снижения себестоимости, так и в части уменьшения эмиссионных выбросов при производстве. Ученые головы задумались и в конце 60-х гг. прошлого века родили первый частично автоматизированный процесс формовки деталей из волокнистых пластиков, названный SМС. Суть новой технологии заключалась в следующем: разогретая примерно до 180-190° С массивная стальная матрица заполнялась заранее подготовленной смесью связующего, отвердителя (и при необходимости какого-нибудь заполнителя), к которой добавлялся армирующий материал. После этого матрица закрывалась разогретым до той же температуры пуансоном с давлением порядка 15-18 МПа и выдерживалась в таком состоянии несколько минут. После разъема из матрицы вынималась готовая деталь, имеющая отличный внешний вид, гарантированное качество V. требующая минимум дополнительно» обработки. Помимо этого новый мето? обеспечивал и высокую весовую повторяемость деталей, поскольку смешивание и дозирование связующего состав; могло быть автоматизировано, равнс как и подача армирующего материал; (частично).Создание этой технологии был< большим шагом вперед, оказавшимся однако, совершенно непригодным для пластикового судостроения. Значительные капиталовложения, необходимые для изготовления сложных по форме стальных матриц, вкупе с требованием применения мощного пресса могли окупиться лишь при годовом выпуске многих тысяч единиц продукции. Эта технология восхитила автомобилестроителей, но разочаровала специалистов яхтенных верфей. Процесс 5МС нашел широкое применение в автомобилестроении (одна из самых известных деталей, изготавливаемых по этой технологии - пластиковая поперечная рессора подвески автомобиля «Спеуго1е1 СогуеКе»), а также в некоторых других областях промышленности. Для яхтостроения же требовались иные процессы.

Вакуумирование

Параллельно с этим в пластиковом судостроении активно развивалось применение вакуумных методик формования. Строго говоря, эту технологию формования в его изначальном виде следует отнести к ручной формовке пластика, поскольку пропитка лами-ната смолой здесь производится вручную (за исключением применения пре-прегов) и лишь на следующей стадии применяется вакуумная «наволочка», эффективно отжимающая избыток смолы из ламината и минимизирующая вероятность возникновения пузырей и непроклеев. Вакуумирование было сравнительно недорогим (не требова-лось практически никакого дорогостоящего оборудования), эффективным и несложным способом обеспечить высокую весовую идентичность формуемых деталей и их высокое качество. Для сравнительно небольших верфей, не готовых к широкомасштабным инвестициям в современные технологии, Вакуумирование до сих пор остается одним из самых простых средств, способных повысить качество судов.При вакуумном обжатии формуемого ламината на его поверхность оказывается избыточное давление, теоретически (в пределе) равное атмосферному (101.3 кПа). На практике же такой величины достичь, разумеется, не удается - при современном оборудовании реальнее говорить об избыточном давлении порядка 70-80 кПа.Существует две основные разновидности формования с использованием вакуума. Первый из них («сухое» формование) осуществляется, когда верхний слой выклеиваемого композита является сухим, т.е. свободен от связующего. Сегодня такой способ применяется только тогда, когда верхним слоем ламинируемой детали является наполнитель - пенопласт, фанера или что-то иное. Во всех остальных случаях рекомендуется применять «мокрое» формование, поскольку оно имеет заметные преимущества. В этом случае верхняя поверхность ламината, обращенная к вакуумному мешку, покрыта связующим. При данной технологии изламината хорошо удаляются излишки смолы, за счет чего весовое отношение «смола/ткань» становится более выгодным (у ряда фирм оно стремится к величине 30/70, порой доходя до рекордных 25/75), что делает формуемую деталь легче. Помимо этого при таком методе из ламината эффективно уходят пузырьки воздуха, а плотный прижим слоев друг к другу исключает их «ерзание» относительно друг друга внутри ламината при сильных знакопеременных нагрузках. Эта же технология применяется и при работе с пре-прегами (собственно говоря, сегодня она - единственная, которая пригодна для работы с ними).Следует отметить, что применение вакуумного метода формования оказывает серьезную механическую нагрузку на матрицу, особенно негативно это воздействие сказывается на матрицах с сильно вогнутой формой - как раз тех, в которых формуют секции корпусов. В силу этого ряд фирм (в том числе широко известных) традиционно выполняет ламинирование секций корпусов вручную и только для секций палуб применяется вакуумное формование или еще более современные процессы наподобие инжекционных или инфузи-онных. В среднем рекомендуется иметь одну вакуумную «соску» на 1-2 м2 поверхности при «мокром» формовании, для «сухого» формования цифры (особенно при большой площади поверхности) могут быть заметно ниже.

Препреги

Препреги ( что означает предварительно пропитанный) представляют собой выпускаемые на специализированных фабриках заранее пропитанные смолой (как правило -эпоксидной, но встречаются и варианты с фенольными смолами) листы и рулоны стекло- или углеткани. Они появились как следствие одного из требований судостроителей (а чуть позднее - и ракетчиков): иметь постоянно стабильный уровень весового соотношения «ткань/смола». Еще одной причиной их появления стали довольно жесткие требования по охране труда: эпоксидная смола - весьма токсичный материал, и продолжительная работа с ней в «ручном» режиме (т.е. при ручной пропитке ламината смолой) весьма неблагоприятна для здоровья персонала. На специализированных же фабриках обработка ткани смолой с заранее добавленными туда отвердите-лем и катализатором ведется в режиме, не требующем контакта работников с токсичным связующим. Наряду с этими очевидными достоинствами у препрегов есть и существенные недостатки. Один из них - это не самое благоприятное весовое соотношение смолы и ткани, составляющее примерно 45:55. Как видим, весовая доля стеклоткани здесь ниже, чем при использовании вакуумирова-ния формуемого ламината. Вторым недостатком является необходимость хранить готовые препреги (до момента их использования в производстве) исключительно в холодильных камерах, что повышает производственные затраты. Далее, чтобы после выкладки в матрице полотнищ препрегов запустить процесс полимеризации смолы, содержащейся в них (его дополнительно сдерживают специальные ингибиторы), смолу надо нагреть, «запекая» корпус лодки в печи или некоем ее подобии (что производственных расходов тоже не сокращает). Ну и наконец нельзя не сказать о том, что при нарушении норм хранения препрегов содержащееся в них связующее (сложный комплекс, включающий в себя эпоксидную смолу, отвердитель, ингибитор, предотвращающий реакцию отверждения смолы при низкой и комнатной температуре, и катализатор, наоборот, инициирующий запуск процесса полимеризации при нагреве) может деградировать и резко потерять свои качества. К сожалению, способов оперативно проверить на месте пригодность препрегов не существует, и в процессе производства подобную потерю качества основного конструкционного материала попросту не обнаружить.Все это вместе взятое осложняет использование препрегов. До сравнительно недавнего времени они применялись лишь при строительстве уникальных судов, наподобие кубковых яхт ТАСС и океанских гоночных яхт. Однако с началом нового тысячелетия они пошли в сравнительно массовое использование. Во многом, за счет того, что удалось решить ряд технологических проблем, серьезно затруднявших применение препрегов: например, увеличения объема и/или коробления пенопластов, используемых в качестве наполнителей в сэнд-вичевых конструкциях. Существует также опасность химического разложения пенопласта-наполнителя под воздействием горячих паров смолы при «запекании» корпуса, поскольку находящаяся в гелеобразном, полузастывшем состоянии смола при нагреве корпуса меняет фазовое состояние (еще до начала полимеризации), превращаясь в довольно текучую и летучую жидкость. Поэтому серьезные изготовители конструкционных материалов составляют таблицы их совместимости в различных комбинациях и пренебрегать ими ни в коем случае нельзя (кстати, многие изготовители препрегов очень рекомендуют в процессе укладки отделять наполнитель от препрега специальными клеющими пленками с особо высокой адгезией). Одним из пионеров широкого применения эпоксидных углетканых препрегов стала словенская верфь, опробовавшая применение этой технологии на яхте. Затем это знамя подхватили фирмы среднего и массового сегмента: например, германская, выпускающая широкий ассортимент яхт в варианте с эпоксидными корпусами, сделанными из препрегов.Специалисты малого судостроения ожидают, что в ближайшие несколько лет практика применения препрегов серьезно расширится. И одной из причин ее этого станет отнюдь не только высокое качество получающихся таким образом корпусов, а требования «зеленых» к чистоте производственных процессов. Работа с препрегами на судоверфи означает практически нулевой (в сравнении с ручной пропиткой) выброс вредных веществ в атмосферу, а также отсутствие необходимости размещать на предприятии мощную фильтровентиляционнуюустановку, стоящую немалые деньги. На многих крупных современных европейских верфях единые централизованные ФВУ представляют собой сложную разветвленную систему воздуховодов, оснащенных большим количеством фильтров, вкупе с весьма высокой трубой, обеспечивающей выброс очищенного воздуха в окружающую атмосферу на высоте не менее 25 м. По оценке владельцев ряда подобных предприятий, стоимость подобного рода систем может доходить до 20-25% полной стоимости всего предприятия. Несмотря на это, строгие европейские нормы в любом случае запрещают размещение верфей, работающих с жидкими смолами, в пределах городской черты, требуя их выноса за пределы населенных пунктов (например, британская компания , строящая яхты, по этой причине вынуждена ламинировать корпуса на производственном участке, находящемся в часе езды от основного сборочного цеха верфи). В то же самое время судоверфь, работающая исключительно с препрегами может (исходя из санитарных соображений) располагаться даже в черте города (как, например, британская же компания «Сгееп Маппе» в Лимингтоне).Но и препреги сегодня уже не являются самыми совершенными технологиями работы с волокнистыми термореактивными материалами. Умы многих ведущих специалистов заняты разработкой новейших процессов пропитывания тканей смолами: инжек-ционными, инфузионными и - вершина технологических достижений! - процессами с закрытой матрицей, довольно часто именуемыми КТМ-процессами.

cutter.my1.ru

Изготовление лодок из стеклопластика

Стеклопластиковые лодки появились уже довольно давно. Ранее они были преимущественно весельными и не предусматривали использование моторов по причине внушительных габаритов последних. Но в настоящее время широкое распространение получили компактные двигатели для самых разных водных судов, и параллельно с этим закономерно расширилось и производство лодок из стеклопластика.

Сейчас можно встретить стеклопластиковые суда чуть ли не любой формы и размера. Немаловажную роль сыграло и применение эпоксидных и полимерных смол, хотя стеклопластик так и остался основным материалом.

Современные технологии производства также сыграли немаловажную роль. Стеклоткань отличается высоким уровнем эластичности, может принимать практически любую форму, вне зависимости от количества и сложности изгибов.

Связывающие смолы же до процесса полимеризации способны заполнить структуру стеклоткани, и после застывания существенно повышают прочность материала. Конечно, после полимеризации смола становится хрупкой, но это компенсируется свойствами самой стеклоткани.

На картинке выше изображен катер компании Smartliner. Эта компания отличается высококачественными и недорогими катерами небольшого размера. Для более детального ознакомления с катерами "Smartliner" перейдите на официальный сайт компании.

Производство лодок и катеров из стеклопластика

Ниже мы приведём упрощенную схему изготовления стеклопластиковых лодок:

Сначала изготавливают матрицу для корпуса судна, в чём особенно важна точность математических расчётов. Иногда вместе с матрицей изготавливают и пуансон.

На матрицу наносят слой специального вещества, которое не позволит смоле приклеиваться к поверхности.

Далее на поверхность матрицы накладывают элементы выкройки стеклоткани, которые затем пропитываются смолой. По причине высокой эластичности стеклоткань может принять любую форму, какая потребуется производителю. Затем накладывают новый слой стеклоткани, который тоже пропитывается эпоксидной смолой. Так постепенно формируется корпус лодки.

После застывания смолы матрицу удаляют, начинается процедура шлифовки поверхностей лодки.

Финальный этап заключается в грунтовке и покраске корпуса.

Преимущества лодок из стеклопластика

Лодки из стеклопластика (видео)

Статьи по теме:

Обзор алюминиевых лодок для рыбалки

Виды надувных лодок

Какой эхолот выбрать для лодки?

Электромоторы для рыболовных лодок

Обзор моторных лодок

Какой якорь выбрать?

Транец на надувную лодку

Обзор лодочных моторов 

Обзор материалов надувных лодок

fisher-book.ru

Технология изготовления стеклопластика для самодельных лодок

Опыт постройки лодок из стеклоткани с пропиткой ее синтетическими смолами (например эпоксидной или полиэфирной) показал, что из нее можно изготовить корпуса любой, самой сложной формы, и получаемая при этом "скорлупа" обладает очень высокими физико-химическими свойствами. По ряду показателей такие лодки оказались лучше металлических, не говоря уже о деревянных.

Недостатки древесины как судостроительного материала общеизвестны: она набухает, увеличиваясь в весе, гниет, разрушается червями-древоточцами. При длительном хранении деревянные корпуса судов рассыхаются. В значительной степени эти недостатки древесины могут быть устранены, если оклеить ее стеклопластиком. Особенность такой постройки заключается в том, что все материалы (древесина, металлический крепеж и фанера или картон) в последующем оказываются замурованными между внутренним и наружным слоями стеклопластика и, будучи надежно соединенными с этими слоями, органически входят в состав конструкции корпуса. Кроме защитных свойств, стеклопластик повышает прочность корпуса, упрощает весенний ремонт судна.

Для защитной оклейки корпуса судна наиболее подходящими будут ткани марок Т, или Т2 либо стеклотканей редких переплетений - так называемая "сетка" марок СЭ (ССТЭ-6 или ССТЭ-9). Вследствие малой плотности они легко пропитываются смолой и благодаря своей эластичности хорошо облегают корпус. Годятся также стеклоткань сатинового переплетения марки АСТТ (б) С2 и жгутовые стеклоткани марок ТЖ-07 и ТЖС-06-0. Стеклоткань авиационную марок А и АС рекомендуется применять только для оклейки корпусов из легких сплавов.

Электроизоляционные ткани марок ЛСМ, ЛСМИ, ЛСЭ, ЛСБ, ЛСК выпускают уже пропитанными синтетическими смолами, от которых очистить их практически невозможно. Наличие смолы ограничивает выбор клея (можно использовать лишь перхлорвиниловый клей) и усложняет нанесение лакокрасочных покрытий. По этой причине электроизоляционные ткани применяются только при отсутствии любых других тканей.

Деревянные корпуса можно оклеивать эпоксидными компаундами и полиэфирными смолами, которые дешевле эпоксидных. Для изготовления стеклопластика используют ненасыщенные полиэфирные смолы: ПН-1, ПН-2, ПН-3, ПН-1С, ПН-ЗС, 911 -МС, НПС-609-21, НПС-609-22, НПС-609-22М и другие, отверждающиеся при t =18-25 °С. Входящий в смолы стирол при изготовлении стеклопластика выделяется, оказывая вредное влияние на организм человека. Наименее токсичны бесстирольные смолы НПС-609-21 и НПС-609-22М, поэтому их лучше всего использовать в любительском судостроении. Составы связующих на основе ненасыщенных полиэфирных смол холодного отверждения приведены в табл. 1.

Таблица 1. Составы связующих холодного отвержденчя на основе ненасыщенных полиэфирных смол

 

ПН-1

Гидроперекись изопропилбензола (гипериз)

3,0

Нафтенат кобальта (10%-ный раствор в стрироле)

8,0

ПН-2

Гипериз

3,0

Нафтенат кобальта

8,0

ПН-3

Гипериз

3,0

Нафтенат кобальта

8,0

ПН-4

Гипериз

6,0

Нафтенат кобальта

8,0

ПН-6

Гипериз

6,0

Нафтенат кобальта

8,0

ПН-7

Гипериз

6,0

Нафтенат кобальта

8,0

911-МС

Перекись бензола

1,5-2,0

Диметиланилин

0,25-1,0

НПС-609-22М

Гипериз

0,4

Нафтенат кобальта

10,0

Соускритель марки Т-1

1,0

Полиэфиракрилат 7-70

10,0

Оклеивание производится при температуре не ниже +18 °С и относительной влажности воздуха не выше 65%. В качестве инициатора, обеспечивающего переход смолы из жидкого в твердое состояние, используют гидроперекись изопропилбензола (гипериз). При комнатной температуре смола с введенным в нее гиперизом полимеризуется в течение нескольких дней. Дополнительное введение нафтената кобальта ускоряет процесс, так как активизирует действие гипериза, и отверждение смолы протекает в течение нескольких часов.

Подготовка деревянного корпуса

Перед оклейкой на деревянном корпусе необходимо скруглить все острые кромки и углы, на которых стеклоткань вследствие резкого перелома нитей, плохо держится. Необходимо утопить крепеж в обшивку и зашпаклевать углубления над ним, удалить имеющиеся подтеки клея. Неровную, шероховатую поверхность надо прострогать. Расколы и задиры подрезать стамеской или острым ножом. Обшивку обработать мелкой шкуркой и рашпилем. Затем пропитать горячей олифой или этинолевым лаком: в этом случае древесина меньше будет впитывать воду. Олифа должна хорошо просохнуть: лучше выдержать корпус несколько дней.

За 2-3 часа перед оклейкой корпус протирают уайт-спиритом (или бензином) для удаления пыли и обезжиривания. Следует помнить, что даже малейшие следы жира ухудшают адгезию.

Подготовка и раскрой стеклоткани

При изготовлении стеклоткань для уменьшения пылеобразования смачивают особым маслом, масляной эмульсией или парафиновым раствором. Для обеспечения лучшей пропитки ткани связующим при оклеивании корпуса этот замасливатель необходимо удалить. Парафиновый замасливатель удаляют бензином. Другие виды замасливателей снимают уайт-спиритом или ацетоном, с соблюдением всех мер предосторожности и правил техники безопасности. Промытую ткань следует просушить в течение 2-4 часов, лучше на сквозняке.

При раскрое ткани надо стремиться отрезать куски, равные длине корпуса. Желательно, чтобы полосы, укладываемые вдоль киля и ватерлинии, не имели стыков: на кромке стыка при ударе о препятствие материал может задраться и отслоиться на значительном расстоянии; целое же полотно в этом случае прорвется. При раскрое ткани необходимо давать припуск по тем кромкам, которые будут ложиться внакрой.

Для получения нужной длины можно сшивать куски ткани, стараясь, чтобы шов не приходился на наиболее полную, миделевую часть корпуса. При сшивании кромки ткани подгибать не следует, нитки можно употреблять льняные, пропитанные олифой, или стеклянные, выдернутые из кромки полотнища. Сшивать полотнища по продольным кромкам не рекомендуется во избежание образования складок и перекосов из-за неравномерного натяжения нити в каждой полосе ткани. При работе со стеклотканью нужно надевать защитные очки, чтобы в глаза не попадали частицы стекловолокна, а на лицо - марлевую повязку или респиратор для защиты органов дыхания. Помещение, где производятся работы, необходимо постоянно вентилировать, а лучше, если позволяет температура, работать на открытом воздухе.

Приготовление связующих

Связующие следует готовить в количестве, которое может быть израсходовано за 1,5-2 часа работы. Готовят связующее в эмалированной посуде. Использовать медную, латунную или гуммированную посуду нельзя, так как эти материалы могут отрицательно повлиять на его отверждение.

Компоненты связующего смешивают в определенной последовательности. Если предстоит оклеивать вертикальные борта или днище катера, стоящего килем вниз, то за несколько часов до начала оклейки в смолу порциями вводят при тщательном перемешивании приготовленную дозу тиксотропного наполнителя - белой сажи марок У-333 или А - 5-7% от веса смолы либо аэросила - 1-1,5%. Наполнитель повышает вязкость смолы, предотвращает подтеки связующего. Через 2 часа смолу с введенным наполнителем еще раз тщательно перемешивают. Перед началом оклейки отвешивают необходимое количество смолы и отдельно ускоритель и инициатор. Для полиэфирных смол марок ПН сначала вводят ускоритель и только после хорошего (втечение 10-15 мин) перемешивания - гипериз. Состав снова хорошо перемешивают.

Внимание! Ускоритель и инициатор не должны соединяться непосредственно, так как при этом может произойти взрыв. При использовании эпоксидных смол ЭД-5 и ЭД-6 в них добавляют дибутилфталат - 15 вес.ч. на 100 вес.ч. смолы, с которым она может храниться длительное время. Ускорителем служит полиэтиленполиамин (10 вес.ч.), который вводят непосредственно перед оклейкой корпуса. При смешивании связующего с полиэтиленполиамином выделяется тепло, вследствие чего смесь может быстро отвердеть. Поэтому ускоритель рекомендуется вводить частями, хорошо перемешивая. Если оклейка ведется при температуре ниже +18°С, в связующее можно ввести соускоритель - диметиланилин в количестве 0,025-0,1% от веса смолы. Он резко ускоряет желатинизацию смолы. Работать нужно в резиновых перчатках. После окончания оклейки следует обмыть лицо горячей водой с мылом и смазать питательным кремом.

Порядок оклейки корпуса

Перед работой необходимо приготовить инструменты: острый нож, портновские ножницы для раскроя ткани, торцовые кисти, шпатели, ролик для прикатки ткани и эмалированную посуду. Обработанная поверхность наружной обшивки грунтуется тонким слоем связующего, приготовленного без тиксотройного наполнителя. Размер участка определяется так, чтобы его можно было оклеить не более чем за час-полтора.

Через 30 мин наносится еще один слой связующего (если необходимо - стиксотропным наполнителем), и сразу же на него укладывается первый слой стеклоткани, который тщательно разглаживается, простукивается торцовыми кистями от середины полотнища к краям до полного удаления воздушных пузырей и достижения равномерной его пропитки. Аналогично укладываются последующие слои до получения защитного слоя нужной толщины. Ориентировочно можно сказать, что четыре слоя стеклосетки образуют защитное покрытие толщиной 1-1,5 мм. Толстая стеклоткань создает достаточную защиту корпуса в 1-2 слоя.

Оклейку корпуса обычно ведут сверху вниз, т. е. от борта к килю. Первый слой должен перекрывать на 50-70 мм скуловой брус, заходя на днище, и на такую же величину - палубу. Последующие слои должны ложиться так, чтобы перекрой по краям ткани был не менее 20-30 мм. Наиболее уязвимые места корпуса, например скулу, соединение борта с палубой, целесообразно защитить дополнительным слоем стеклоткани, наклеив полосу шириной 50-100 мм на основной слой.

При оклеивании днища перекрывают нижнюю часть бортовой оклейки. Аналогично поступают при оклейке палубы, транца и форштевня. Нижние кромки днищевых полотнищ на 20-30 мм выводят на наружный брусковый киль (если он имеется), но полностью его обычно не оклеивают. Кромки ткани на деревянном киле и на форштевне лучше всего заделать рейкой с металлической накладкой. Оклейку нужно вести непрерывно до получения защитного слоя нужной толщины, иначе связующее отвердеет и для продолжения работы поверхность придется зачищать. В случае, если приходится оклеивать днище в потолочном положении, стеклоткань предварительно пропитывают связующим на столах. После пропитки полотнища наматывают на круглые стержни диаметром около 70 мм, и не позднее чем через 30-40 мин их разматывают и укладывают на корпус, пробивая образовавшиеся пузыри торцовыми кистями и прокатывая ткань валиками. Изнутри корпус обычно не оклеивают; достаточно обшивку и набор покрыть слоем связующего. Для оклейки корпуса, обшитого бакелизированной фанерой, следует применять связующее на основе эпоксидных смол, так как полиэфирные связующие в этом случае не обеспечивают достаточно прочного сцепления.

Пока клей еще окончательно не высох, выполняют "мокрую шпаклевку". Неровности (риски, наплывы клея) сглаживают, смачивая растворителем. Нередко приходится применять шпаклевку и после того, как стеклопластик отвердеет. Для шпаклевки применяют тот же клей, которым наклеивают ткань, с добавлением наполнителя - кварцевого песка или маршаллита (мел и цемент применять не рекомендуется). Шпаклеванную поверхность выравнивают и сразу же обтирают тампоном, смоченным в растворителе. После полного высыхания шпаклевки можно приступить к подготовке корпуса под окраску - устранить глянец стеклянной шкуркой. К матовой поверхности гораздо лучше прилипает краска, особенно эмаль.

В процессе эксплуатации судов, оклеенных стеклопластиком, защитный слой может быть поврежден. Ремонт поврежденных участков осуществляется также, как и нанесение слоя стеклопластика на корпус, только требуется более тщательная подготовка поверхности, так как на ней может оказаться масло, грязь или же сама древесина будет влажной.

boatportal.ru