Ръководство за композитни материали в лодки

Композитните материали са широко определени като тези, при които свързващото вещество е подсилено с укрепващ материал. В съвременни условия свързващото вещество обикновено е смола, а армиращият материал се състои от стъклени нишки (фибростъкло), въглеродни влакна или арамидни влакна. Съществуват обаче и други композити, като например железа и дървесни смоли, които все още се използват в лодостроенето.

Композитите предлагат предимствата на по-високото съотношение на сила и тегло спрямо традиционното дърво или стомана методи и те изискват по-ниски нива на умения, за да се получи приемливо покритие на корпуса на полу-индустриален мащаб.

Ferrocement

Вероятно най-ранното използване на композитни композиции за лодки беше фероментирането. Този материал е бил широко използван през първата половина на ХХ век за изграждане на евтини, нискотехнологични баржи.

По-късно през века той става популярен не само за еднократни проекти за дома, но и за производители на лодки. Стоманена рамка, изработена от арматурна пръчка (известна като арматура), образува формата на корпуса и е покрита с пилешка тел. След това се измазва с цимент и се втвърдява. Въпреки че евтин и прост композит, корозията на арматурата е често срещан проблем в химически агресивната морска среда. Все още има много хиляди „феро“ лодки, които се използват днес, но материалът е позволил на много хора да реализират мечтите си.

GRP

По време на Втората световна война, малко след това полиестерни смоли бяха разработени, стъклени влакна станаха достъпни след случайното откриване на производствен процес, използващ издухан въздух върху поток от разтопено стъкло. Скоро пластмасата, подсилена със стъкло, се превърна в мейнстрийм и лодките GRP започнаха да се предлагат в началото на 50-те години.

Композити за дърво / лепило

Военният натиск също доведе до развитието на техники със студено формоване и горещо формоване на лодки. Тези подходи включват полагане на тънки фасети от дърво върху рамка и насищане на всеки слой с лепило. Високопроизводителните лепила на базата на карбамид, разработени за производителите на самолети, бяха широко използвани за новата техника на формоване на корпуси на лодки - обикновено за PT лодки. Някои лепила изискват печене във фурна, за да се втвърди, и са разработени корпуси с горещо формоване, въпреки че има ограничения на размера, регулирани от достъпа до промишлени фурни.

От 50-те години на миналия век полиестерните и винилестерните смоли се подобряват постоянно и GRP се превръща в най-разпространеният състав, използван в лодостроенето. Използва се и в корабостроенето, обикновено за миночистачи, които се нуждаят от немагнитни корпуси. Осмотичните проблеми, от които страдат лодките от ранно поколение, вече са минало с модерни епоксидни съединения. През 21^во век, обемното производство на лодки GRP следва пълен процес на промишлено производство.

Технологиите за формоване на дърво / епоксидна форма се използват и днес, обикновено за гребни скифи. Други дърво / лепилни композити са се развили след въвеждането на високоефективни епоксидни смоли. Облицовка с ленти е една такава популярна техника за строителство на лодка в дома: Ленти от дърво (обикновено кедър) се полагат надлъжно над рамки и са покрити с епоксидна смола. Тази проста конструкция предлага евтина и здрава конструкция с чист завършек, лесно постижим от любител.

В предния край на изграждането на лодка, подсилването на арамидни влакна укрепва ключови зони на платноходки, като лъкове и килови секции. Арамидното влакно също осигурява подобрено усвояване на удара. Въглеродни влакна мачтите са все по-често срещани, тъй като те предлагат големи предимства и ползи за стабилност на съдовете.

Платниците също използват композити в платната си конструкция с лента от въглеродни влакна или стъклени влакна, предлагаща гъвкава, но стабилна по размер матрица, към която е ламинирана синтетичната платна.

Въглеродните влакна имат и други морски приложения - например за високоякостни вътрешни корнизи и мебели на супер-яхти.

Разходите за въглеродни влакна намаляват с увеличаване на производствените обеми, така че наличието на листови въглеродни влакна (и други профили) вероятно ще стане по-разпространено в производството на лодки.

Материалознанието и композитните технологии бързо напредват, а новите композити включват въглеродна нанотръба и епоксидни смеси. Наскоро малък морски съд с корпус, изграден с помощта на въглеродни нанотръби, беше доставен като идеен проект.

Лекотата, здравината, издръжливостта и лекотата на производство означават, че композитите ще играят все по-голяма роля в конструкцията на лодките. Въпреки всички нови композити, Подсилени с фибри полимерни композити са тук, за да останат много години, въпреки че със сигурност ще бъдат в партньорство с други екзотични композити.