玻璃鋼船工藝流程

2021-03-04 00:40:25 字數 4825 閱讀 8194

一. 前言

1. 概念:玻璃鋼的學名為玻璃纖維增強塑料,英文縮寫grp,既glass reinforced plastic。

2. 優點

2.1 質輕高強,對減輕結構重量有較大潛力,特別適用於限制重量的高效能船舶和賽艇。

2.2 耐腐蝕、抗海生物附著,比傳統的造船材料更適合在海洋環境中使用。

2.3 介電性和微波穿透性好,適用於軍用艦艇。

2.4 能吸收高能量,衝擊韌性好,船舶不易因一般的碰撞、擠壓而損壞。

2.5 導熱係數低,隔熱性好。

2.6 船體表面能達到鏡面光滑,色彩多樣,特別是建造結構複雜、款式多樣、外形美觀的遊艇。

2.7 可設計性好,能按船舶結構各部位的不同要求,通過選材、鋪層研究和結構選型實現優化設計。

2.8 整體性好,可以做到整個船體無接縫和縫隙。

2.9 船體成型簡便,比鋼質、木質船省工,且批量生產性特別好,降低造價的潛力很大。

2.10 維修保養方便,維修費比鋼質、鋁質和木質船少的多,全壽命期的經濟效能好。

3. 缺點

受剛性模量低和受成型技術等的限制,尚不能建造太大的艦船,加之原料**較貴,在整個造船材料中的用量仍較少。

4. 特性

玻璃鋼固化後具有收縮的特性。

5. 要求

溫度15至30℃;濕度40%至60%,不超過65%;考慮通風、集塵、避光直射等。

二. 工藝流程

1. 總綱

製作木型→木型處理→模具製造→模具處理→脫模劑→膠衣→樹脂(膩子)→氈/布/復合氈(多層板/輕木)→固化→裝骨架(筋)→脫模→修整組裝

2. 工序

2.1 製作木型

2.1.1 上體

2.1.1.1 建造船台

根據船型及主要引數(loa、b、d)採用槽鋼建造船台,其兩端各延伸兩條豎直槽鋼,槽鋼均統一向外,船台中間視船體大小(重量)增加橫樑或縱桁。將木方固定在船台上,利用水平儀用電刨(手刨),

1.1.1.1 製作基準面鋼架,注意槽鋼朝外

1.1 畫參考線

1.製模

(1)方法:①按肋位放樣→定中心線、製作並組裝樣板(組裝時底下留一定高度,便於排氣)→中空處鋪木板→打膩子(石膏或其它膩子,並用挎尺挎平滑→水磨砂紙打磨→噴漆(或膠衣,一般噴漆即可,膠衣較漆貴)→脫模劑→模具膠衣(較產品膠衣貴)→模具樹脂(變形小。收縮率低)→氈/布/復合氈→固化→裝支撐板→脫模→修整②用他人造過的船/構件作模具,舉例:

a.可用印花玻璃加工模具做成防滑板;b.通過薄膜→氈/布→薄膜(不要產生氣泡)→造型→揭膜的方法製作石棉瓦

(2)注意:①模具膠衣的顏色要和產品膠衣顏色不同,噴塗產品膠衣時便於觀察均勻情況;②模具要有一定的斜度(1.5mm/m即可),便於起模;③對於平滑面多且小的構件,可用光滑的膠合板(需襯木板使其不變形)代替打膩子(周圍稜角或交接處仍需膩子刮平滑),然後打蠟即可(一般不必噴漆,但打膩子處如精度需要仍需噴漆);④支撐板要交叉組裝,並用氈/布/復合氈等固定。

同時在與船體固定及支撐地面的部分做相應加強;⑤製模後要打拋光膏使模具質量更好。

2.脫模劑

(1)種類:①一次蠟即地板蠟(大量)+ 一次脫模劑適用於新模具,多打幾次蠟,少打脫模劑,脫模後的船體外表面有一層保護模;脫膜後,再打一次蠟(少量)+ 一次脫膜劑; ②一次蠟(大量) + 多次脫模劑適用於老模具批量生產,每脫模一次用乾淨抹布擦淨即可再次噴膠衣。不能沾水,否則多次脫膜劑就浪費了,須重新打臘;③一次臘(大量)+ 多次蠟適用於老模具批量生產,每脫模一次用乾淨抹布擦淨即可再次噴膠衣。

如果沾水,用抹布擦乾後再打2次多次臘即可,不需打一次臘了。其實,只打多次臘也可以脫膜,但**較一次臘貴。

(2)比較:①脫模最保險;②較③能脫模更多更方便,但**較貴;②和③都不保護模具,對模有損害,需定期修整模具(修整方法見10-(1)- ②)。

(3)注意:①多次臘與脫模劑不相溶,因此不能同時使用;②採用迴旋法打蠟,稍待5-10分鐘(讓模具飽和)用抹布擦至鏡面效果後再打下遍;③一般打蠟越多越好脫模,應視具體情況決定;④一次臘用於做底,它**便宜,越多越好脫膜。

3.膠衣

(1)調配:膠衣 + 固化劑(過氧化甲乙酮,又名「白配方」,固化劑佔膠衣重量的1-4%)

(2)操作:①結構大的模具用噴槍噴灑,小的用刷子即可。用噴槍噴灑時,膠衣與固化劑外混合,機器自動調配;②船體外彩色部分是先用分色紙將其擋住再噴主色部分,然後揭去分色紙擋住主色部分後噴彩色。

(3)注意:膠衣不能太薄,應在0.4-0.6mm之間。

4.樹脂

(1)調配:樹脂(不飽和聚酯樹脂)+ 促進劑(又名「紅配方」,促進固化)+ 白配方(促進劑和固化劑一般各是樹脂重量的1-4%)

(2)作用:膠結及飽和作用。

(3)注意:①有些樹脂已經含有促進劑(如2597pt),可不在新增促進劑;②促進劑的作用是促進固化作用,固化劑作用是使樹脂固化。只有固化劑沒有促進劑,樹脂固化時間緩慢。

只有促進劑,沒有固化劑樹脂不固化。因此兩者缺一不可,且要視情況按一定比例調配,固化劑量過大可能引起燃燒。有些化學品也可提高固化速度(如氨水,仰臉作業或提高效率等施工需要可少量新增),但是有可能使樹脂變質,因此要注意用量和使用方法。

一些樹脂固化後表面發粘,主要是因為樹脂質量不好;③溫度越高,固化劑的固化作用越明顯。因此天熱時可比平時少放固化劑。當然也可利用使其加快固化作用滿施工需要;④溫度越低,樹脂越粘稠,施工時用量不好控制,因此要注意室內溫度; ⑤樹脂質量不好(粘性小),可在放完催化劑後新增少量滑石粉(如經濟允許新增白碳黑,即矽粉),增加粘性; ⑥固化劑要在施工前最後放,以免樹脂提前固化; ⑦樹脂**較高應節約使用。

6.樹脂膩

(1)調配:樹脂 + 紅配方 + 滑石粉 + 白配方

(2)作用:①稜角或縫隙處填上膩子可起到過渡作用,注意抹完樹脂膩子後要用沾樹脂的毛刷將其抹均勻;②可以固定多層板和結構複雜處的軟木;③可作為修補船用材料。

(3)缺點:固化後發脆,不能用來粘光滑表面。

(4)白炭黑(矽粉)也可用於調配膩子(與膠衣或樹脂),質量更好更光滑(可用於修補船)

5.氈/布/復合氈

(1)區別: ①氈/布/復合氈的種類多樣,鋪疊程度由易到難; ②表面氈較其它氈薄,是噴完膠衣後鋪的第一層氈,而後再鋪其它氈、布等; ③針制復合氈相當於布與氈的結合體,一面為氈,一面為布(如1050); ④噴紗可代替復合氈,但是機器噴灑時含樹脂量大,易浪費; ⑤m代表表面氈,m代表氈,r代表布,b代表輕木。

(2)操作: ①在不易鋪疊的地方用樹脂膩子過渡; ②模具結構複雜部分可用布、氈結合代替復合氈以減少鋪疊難度(如上體首部); ③用剪子將這邊處的氈/布/復合氈順勢剪開以便於鋪疊;④將氈/布/復合氈定位後再刷樹脂; ⑤大捻子用於易處理的平滑部分,小捻子可處理稜角多的複雜部分,要防止氣泡出現。如氣泡處已經固化,應用刀片將其削去並填補; ⑥每層氈/布/復合氈都應該吃透樹脂,應該視情況決定一次刷幾層氈(布/復合氈),一般對厚度超過5mm的工件積層要分兩次進行。

例如300氈可同時鋪2層再刷樹脂,一層300氈和一層1050復合氈也可; ⑦布/復合氈的交界如有毛刺可用小片/條氈鋪平順; ⑧每道工序完成後應該氈面朝外,鋪多層復合氈時最好先把氈面朝內(美觀);有時,可用角磨機對已經固化後的氈打磨,這樣有利於下次積層的方便。

6.多層板/軟木

(1)作用:增加船體厚度達到提高強度的要求。

(2)多層板施工程式: ①施工前,應將多層板開孔(透氣)並塗上樹脂涼幹(飽和處理); ②將要鋪板的地方抹上樹脂膩子處理均勻,鋪板時使多層板粗糙面朝內; ③鋪板後用錘子敲打固定,用膩子將開孔填滿並將板的周圍填補過渡 ④固化後用砂輪將板及周邊打磨平整。

(3)軟木施工程式:①施工前,將稜角縫隙處用膩子添平;②用刷上樹脂的氈黏結輕木,凹凸處用膩子提前填平(如**船艉處)。

(4)注意:①承受重量載荷及開窗/孔/門、羊角等地方用多層板加強;②尾封板在輕木前先鋪。

7.固化

標誌:樹脂固化至可以上人的程度便可進行下道工序。

8.骨架(筋)

(1)種類:多層板或泡沫

(2)比較:泡沫比木製骨架更易定型

(3)多層板骨架:①裝骨架要先靠定位器將骨架定位;②木製骨架交叉組合(長骨架可採用搭接形式,如果骨架成曲線狀,可再板邊緣兩側交錯開槽,便於彎曲),用氈/布/復合氈固定。

(4)泡沫筋:①在船體上畫出中心線,再定邊緣線;②泡沫筋用加熱成液態的塑料膠棒打點固定,端部削薄,折角處處理圓滑後刷樹脂(飽和作用),待一定時間後包氈/布/復合氈;③泡沫筋只起定型作用,如需要可折斷;④加筋的船外表面有時看起來有印記;⑤泡沫可由a、b發泡劑重量1:1組合。

a劑為黃色,b劑為褐色且比重大。製作時先在模具中鋪層報紙,再將混合後的a、b劑迅速倒入,蓋上有孔的蓋子(透氣以避免蓋子鼓起)等待片刻便可成型。

9.脫模

(1)氣孔:氣孔的位置應選在船體開孔部分並做成喇叭狀。

(2)方法:注氣法較常用,如果不易脫模可用注水法。

(3)技巧: ①噴膠衣前氣孔處貼上膠布; ②糊完表面氈及氈後可先用氣頂一下,再繼續幹後面的工序,這樣便於以後脫模; ③不易脫模時,用錘子將木楔子叉入模具邊緣,並用膠頭錘子敲打船體表面。對於體積小的組裝件可將模具吊起(模具在下且不要太高),輕輕敲擊船體; ④注水脫模要求模具有一定深度提供浮力。

可不用在氣孔處注水(限於模具與船體沒有完全粘死的情況),從側面打入楔子,在模具平滑易脫模處注水即可。對於大模具還可通過踩踏、抬首(使模具產生區域性變形)等方法加快脫模速度;⑤吊裝船體(構件)時可在其邊緣餘料處鑽孔(快穿透時鑽頭要扭動旋轉以防損壞模具),將節扣的繩索穿過吊孔並用鐵棍別在船上。

10.修整(補)組裝

(1)修整: ①模具(船體)有破損或需要加工的地方,原子灰(主要原料不飽和聚酯膩子,需新增與其配套的固化劑)→水磨砂紙打磨→噴膠衣(面積很小時抹上膠衣後用薄膜貼平且不要產生氣泡,待固化後揭下薄膜)→水磨砂紙打磨→拋光膏; ②如果模具損害不明顯(如脫模時,所用脫膜劑不保護模具引起模具表面產生凹坑),可直接用水磨砂紙打磨(不要太用力,防止損害模具),再打拋光膏。 ③將船體邊緣餘料割去,使上**疊合部分尺寸一致。

還可對**邊緣外側做削減加工(上體扣**)使其便於船體組裝;④在**邊緣鋪層木條作為連線加強。

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