Руководство по композитным материалам в лодках

Композиционные материалы в широком смысле определяются как те, в которых связующее армировано упрочняющим материалом. В современных условиях связующее обычно представляет собой смолу, а армирующий материал состоит из стеклянные пряди (стеклопластик), углеродные волокна или арамидные волокна. Однако есть и другие композиты, такие как ферроцемент и древесные смолы, которые все еще используются в судостроении.

Композиты предлагают преимущества более высокого отношения прочности к весу, чем традиционное дерево или сталь методы, и они требуют более низкого уровня квалификации для получения приемлемой отделки корпуса на полупромышленном шкала.

ферроцемент

Вероятно, самым ранним использованием композитов для лодок было ферроцемент. Этот материал широко использовался в первой половине двадцатого века для строительства недорогих, нетехнологичных барж.

Позже в столетии, это стало популярным не только для одноразовых проектов дома, но также и для производственных судостроителей. Стальная рама, изготовленная из арматурного стержня (известного как арматура), образует форму корпуса и покрыта проволочной сеткой. Затем его оштукатуривают цементом и отверждают. Хотя это дешевый и простой композит, коррозия арматуры является распространенной проблемой в химически агрессивной морской среде. Однако сегодня по-прежнему используются многие тысячи «ферро» лодок - этот материал позволил многим людям осуществить свои мечты.

GRP

Во время Второй мировой войны сразу после полиэфирные смолы были разработаны, стекловолокно стало доступно после случайного открытия производственного процесса с использованием выдувного воздуха на струе расплавленного стекла. Вскоре стеклопластик стал господствующей тенденцией, а лодки GRP стали доступны в начале 1950-х годов.

Древесина / Клеевые композиты

Давление военного времени также привело к разработке технологий холодного и горячего формования. Эти подходы повлекли за собой укладку тонких шпонов древесины на раму и насыщение каждого слоя клеем. Высокопроизводительные клеи на основе мочевины, разработанные для производителей самолетов, широко использовались для новой технологии формования корпусов лодок - обычно для PT лодки. Для отверждения некоторых клеев требовалась выпечка в печи, и были разработаны горячеформованные корпуса, хотя были ограничения по размеру, обусловленные доступом к промышленным печам.

С 1950-х годов полиэфирные и винилэфирные смолы постоянно улучшаются, и GRP стал наиболее распространенным композитом, используемым в судостроении. Он также используется в судостроении, как правило, для тральщиков, которые нуждаются в немагнитных корпусах. Осмотические проблемы, от которых пострадали лодки раннего поколения, теперь ушли в прошлое с современными эпоксидными составами. В 21^улица Век, объем производства лодки GRP следует за полным промышленным производственным процессом.

Технологии формования дерева / эпоксидной смолы все еще используются сегодня, обычно для гребли на лодках. Другие древесно-адгезивные композиты эволюционировали со времени внедрения высокоэффективных эпоксидных смол. Полосная обшивка Один из таких популярных методов строительства домашних лодок: деревянные планки (обычно кедровые) укладывают в продольном направлении на рамы и покрывают эпоксидной смолой. Эта простая конструкция предлагает дешевую и прочную конструкцию с чистовой отделкой, легко достижимой любителем.

На переднем крае строительства лодок усиление из арамидного волокна укрепляет ключевые области парусников, такие как дуги и секции киля. Арамидное волокно также обеспечивает улучшенную амортизацию. Углеродное волокно мачты становятся все более распространенными, поскольку они обеспечивают большую производительность и стабильность судна.

Парусные лодки также используют композиты в конструкции паруса с углеродной или стекловолоконной лентой, предлагающей гибкую, но стабильную по размеру матрицу, на которую ламинируется синтетическая парусная ткань.

Углеродное волокно имеет и другие морские применения - например, для высокопрочных молдингов интерьера и мебели на супер-яхтах.

Стоимость углеродного волокна падает с увеличением объемов производства, поэтому доступность листового углеродного волокна (и других профилей), вероятно, станет более распространенной в производстве лодок.

Материаловедение и композитные технологии быстро развиваются, и новые композиты включают углеродные нанотрубки и эпоксидные смеси. Недавно в качестве концептуального проекта было доставлено небольшое военно-морское судно с корпусом, построенным из углеродных нанотрубок.

Легкость, прочность, долговечность и простота производства означают, что композиты будут играть все большую роль в строительстве лодок. Несмотря на все новые композиты, Волокно-армированные полимерные композиты здесь, чтобы остаться в течение очень многих лет, хотя, безусловно, будет в партнерстве с другими экзотическими композитами.