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    玻璃鋼船工藝流程
    發布時間:2019/4/19 15:32:46   瀏覽次數:761

    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. 玻璃鋼優點

    2.1 質輕高強,對減輕結構重量有較大潛力,特別適用于限制重量的高性能船舶和賽艇。

    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,適用于軍用艦艇。

    2.4 能吸收高能量,沖擊韌性好,船舶不易因一般的碰撞、擠壓而損壞。

    2.5 導熱系數低,隔熱性好。

    2.6 船體表面能達到鏡面光滑,色彩多樣,特別是建造結構復雜、款式多樣、外形美觀的游艇。

    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,全壽命期的經濟性能好。

    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,加之原料價格較貴,在整個造船材料中的用量仍較少。

    4. 特性

    玻璃鋼固化后具有收縮的特性。

    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

    制作木型→木型處理→模具制造→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 制作木型

    2.1.1 上體

    2.1.1.1 建造船臺

    根據船型及主要參數(Loa、B、D)采用槽鋼建造船臺,其兩端各延伸兩條豎直槽鋼,槽鋼均統一向外,船臺中間視船體大小(重量)增加橫梁或縱桁。將木方固定在船臺上,利用水平儀用電刨(手刨),

    1.1.1.1 制作基準面鋼架,注意槽鋼朝外

    1.1 畫參考線

    1.制模

    (1)方法:

    ①按肋位放樣→定中心線、制作并組裝樣板(組裝時底下留一定高度,便于排氣)→中空處鋪木板→打膩子(石膏或其它膩子,并用挎尺挎平滑→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→揭膜的方法制作石棉瓦。

    (2)注意:

    ①模具膠衣的顏色要和產品膠衣顏色不同,噴涂產品膠衣時便于觀察均勻情況;

    ②模具要有一定的斜度(1.5mm/m即可),便于起模;

    ③對于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(周圍棱角或交接處仍需膩子刮平滑),然后打蠟即可(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,并用氈/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制模后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)+ 一次脫模劑適用于新模具,多打幾次蠟,少打脫模劑,脫模后的船體外表面有一層保護模;脫膜后,再打一次蠟(少量)+ 一次脫膜劑;

    ②一次蠟(大量) + 多次脫模劑適用于老模具批量生產,每脫模一次用干凈抹布擦凈即可再次噴膠衣。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)+ 多次蠟適用于老模具批量生產,每脫模一次用干凈抹布擦凈即可再次噴膠衣。如果沾水,用抹布擦干后再打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,但價格較一次臘貴。

    (2)比較:

    ①脫模最保險;②較③能脫模更多更方便,但價格較貴;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采用回旋法打蠟,稍待5-10分鐘(讓模具飽和)用抹布擦至鏡面效果后再打下遍;

    ③一般打蠟越多越好脫模,應視具體情況決定;

    ④一次臘用于做底,它價格便宜,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”,固化劑占膠衣重量的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,然后揭去分色紙擋住主色部分后噴彩色。

    (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),可不在添加促進劑;

    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添加),但是有可能使樹脂變質,因此要注意用量和使用方法。一些樹脂固化后表面發粘,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),可在放完催化劑后添加少量滑石粉(如經濟允許添加白碳黑,即硅粉),增加粘性;

    ⑥固化劑要在施工前最后放,以免樹脂提前固化;

    ⑦樹脂價格較高應節約使用。

    5.樹脂膩子

    (1)調配:樹脂 + 紅配方 + 滑石粉 + 白配方

    (2)作用:

    ①棱角或縫隙處填上膩子可起到過渡作用,注意抹完樹脂膩子后要用沾樹脂的毛刷將其抹均勻;

    ②可以固定多層板和結構復雜處的軟木;

    ③可作為修補船用材料。

    (3)缺點:固化后發脆,不能用來粘光滑表面。

    (4)白炭黑(硅粉)也可用于調配膩子(與膠衣或樹脂),質量更好更光滑(可用于修補船)。

    6.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,是噴完膠衣后鋪的第一層氈,而后再鋪其它氈、布等;

    ③針制復合氈相當于布與氈的結合體,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模具結構復雜部分可用布、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于鋪疊;

    ④將氈/布/復合氈定位后再刷樹脂;

    ⑤大捻子用于易處理的平滑部分,小捻子可處理棱角多的復雜部分,要防止氣泡出現。如氣泡處已經固化,應用刀片將其削去并填補;

    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每道工序完成后應該氈面朝外,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后的氈打磨,這樣有利于下次積層的方便。

    7.多層板/軟木

    (1)作用:增加船體厚度達到提高強度的要求。

    (2)多層板施工程序:

    ①施工前,應將多層板開孔(透氣)并涂上樹脂涼干(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鋪板后用錘子敲打固定,用膩子將開孔填滿并將板的周圍填補過渡;

    ④固化后用砂輪將板及周邊打磨平整。

    (3)軟木施工程序:

    ①施工前,將棱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(如下體船艉處)。

    (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。

    8.固化

    標志:樹脂固化至可以上人的程度便可進行下道工序。

    9.骨架(筋)

    (1)種類:多層板或泡沫

    (2)比較:泡沫比木制骨架更易定型

    (3)多層板骨架:

    ①裝骨架要先靠定位器將骨架定位;

    ②木制骨架交叉組合(長骨架可采用搭接形式,如果骨架成曲線狀,可再板邊緣兩側交錯開槽,便于彎曲),用氈/布/復合氈固定。

    (3)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,折角處處理圓滑后刷樹脂(飽和作用),待一定時間后包氈/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。制作時先在模具中鋪層報紙,再將混合后的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。

    10.脫模

    (1)氣孔:氣孔的位置應選在船體開孔部分并做成喇叭狀。

    (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糊完表面氈及氈后可先用氣頂一下,再繼續干后面的工序,這樣便于以后脫模;

    ③不易脫模時,用錘子將木楔子叉入模具邊緣,并用膠頭錘子敲打船體表面。對于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(限于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。對于大模具還可通過踩踏、抬首(使模具產生局部變形)等方法加快脫模速度;

    ⑤吊裝船體(構件)時可在其邊緣余料處鉆孔(快穿透時鉆頭要扭動旋轉以防損壞模具),將節扣的繩索穿過吊孔并用鐵棍別在船上。

    11.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,需添加與其配套的固化劑)→水磨砂紙打磨→噴膠衣(面積很小時抹上膠衣后用薄膜貼平且不要產生氣泡,待固化后揭下薄膜)→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將船體邊緣余料割去,使上下體疊合部分尺寸一致。還可對下體邊緣外側做削減加工(上體扣下體)使其便于船體組裝;

    ④在下體邊緣鋪層木條作為連接加強。


    (2)修補(破洞):

    ①內部修補是從船體內部著手,鋪氈/布/復合氈→在外側抹上原子灰(也可先抹樹脂膩子)→水磨砂紙打磨→噴膠衣→水磨砂紙打磨→拋光膏;

    ②外部修理是從船體外部著手,砂輪打窩→鋪氈/布/復合氈(仍使其呈現一定凹度)→原子灰(也可先抹樹脂膩子)→水磨砂紙打磨→噴膠衣→水磨砂紙打磨→拋光膏。

    (3)組裝:

    ①用玻璃布/氈連接船體構件邊緣(如空氣箱),此方法稱為二次膠接;

    ②用螺絲鉚接;

    ③用結構膠混合相應配方(固化劑)連接船體構件,比膩子更具黏性及彈性,可粘光滑表面。膩子可作為輔助黏結;

    ④用玻璃膠黏結羊角、扶手、欄桿(固化后周圍很容易清理)。

    ⑤面漆是一種亮漆,主要用于刷在船體粗糙面上增加亮度且有利于美觀,但面漆價格較貴,有時可用油漆代替。(如:在空氣箱下面的下體船殼刷上面漆或油漆可使鋪管道的地方顯而易見且增加美觀。)

    12.注意常識:

    ①玻璃鋼厚度的量=總厚度 - 模具厚度;

    ②某些構件可用可用硬塑材料代替玻璃鋼(如艙門);

    ③丙酮的揮發性很強,易于溶解樹脂,可用其清潔工具;香蕉水也具有揮發性,同時它的作用較丙酮弱,可以用其清理船上污漬,但是由于它微量溶解膠衣,所以處理后的船舶表面不會光亮,需要打拋光膏處理。

    ④現場的樹脂、丙酮等化工原料嚴禁混放,要遠離熱源,且相互距離應保持在3米以上。

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