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【技术前沿】玻璃钢船舶树脂真空导入技术分析
发布日期:2025-01-13 12:14:10 作者: 亚洲城网站

  

【技术前沿】玻璃钢船舶树脂真空导入技术分析

  玻璃钢是20世纪60年代后期船舶制造的一种新型的复合材料,具有质量轻、强度高、耐腐蚀、可塑性强的特点。经过数十年的发展,玻璃钢材料已在中小型船艇建造上得到了大量应用,尤其是近年来在游艇、高速艇和旅游客船上得到了广泛的使用。这篇文章着重介绍玻璃钢船舶建造成型的新工艺——树脂线 工艺技术介绍

  树脂真空导人法是在刚性模具上预先铺敷增强纤维材料,然后铺真空袋,并抽除体系中的真空,在模具型腔中形成一个负压,利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路吸人纤维层中,让树脂浸润纤维材料,最后充满整个模具,固化后揭去真空袋材料,从模具中脱模得到所需的产品。其工艺剖面下图所示。

  线年法国水力学家达西创立的水力学理论,即著名的达西定律:t=2hl/(2k(AP));式中:t为树脂导人时间,由4个参数来决定;h为树脂粘度,指导人树脂的粘度;z为导人长度,指树脂进料口与出料口之间的距离;AP为压力差,指真空袋内外的压力差值;k为渗透性,指玻纤、夹心材料等对树脂浸润的参数。由达西定律可知:真空导人工艺树脂导入时间与树脂导人的长度和粘度成正比,与真空袋内外的压力差值和纤维材料的渗透性成反比。

  真空导人法作为一种新型的玻璃钢船船舶建造成型工艺,较传统手工糊制工艺具有很大的优势。

  真空导人工艺在施工时可同时铺敷成形船舶的艇体、加强筋、夹芯结构及其他嵌件,因而大幅度的提升了产品的整体性,船舶整体结构强度得到很大的提高。在同样原材料的情况下,与手工糊制的船体相比,树脂真空导人工艺成型船体的强度、刚度及其他的物理特性可提高30% 一50%以上,比较契合现代玻璃钢船舶的大型化发展趋势.

  真空导人工艺生产的玻璃钢船舶纤维含量高、孔隙率低、产品性能高,尤其是层间强度的提高,大幅度的提升了船体的抗疲劳性能。在强度或刚度要求相同的情况下,采用真空导入法建造的船舶可有效地减轻结构重量。当采用同样铺层设计时,较手工糊制工艺树脂用量减少30% ,浪费少,树脂损耗率低于5% 。

  真空导人工艺较手工糊制,船舶质量受操作人员影响小,不论是一艘船还是一批次船都存在高度的一致性。船舶的增强纤维用量在注入树脂前已按规定的量放人模具中,树脂比也相对恒定,一般为30% ~45% ,而手工糊制船体的树脂含量一般为50% 一70% ,因此船舶的均匀性和重复性比手糊工艺要好得多。同时该工艺生产的船舶的精度也优于手糊船舶,船体表面的平整度好,减少了打磨和涂漆工序的人工和材料。

  真空导人工艺是一种闭模工艺,整个施工全套工艺流程中产生的挥发性有机物和有毒空气污染物均被局限于真空袋中。仅在真空泵排气(可过滤)和树脂调配时有微量的挥发物,较传统手工糊制的开敞式工作环境,现场施工环境得到大大改善,有效地保障了相关现场实施工程人员的身心健康。

  真空导人工艺不同于传统手糊工艺,需要按照图纸详细设计好纤维材料的铺层图、导流管系布置图和建造施工流程,在树脂导人前一定得完成增强材料的铺敷和导流介质、导流管、真空密封材料的铺设。因此对于小尺寸船舶来讲,其施工时间反而超过手糊工艺。

  真空导人工艺对纤维材料的渗透性要求比较高,多采用连续毡、单向布,单位成本高。同时在建造施工全套工艺流程中需要用到真空泵、真空袋膜、导流介质、脱模布及导流管等辅助材料,且大多为一次性使用,所以生产所带来的成本比手糊工艺要高。但产品越大,这个差别就会越小。

  真空导人工艺自身特点决定了船舶建造的一次性成型,对树脂导入前工作要求很高,必须严格按照施工工艺有步骤的实施,在开始树脂导入后过程就不可逆转,一旦在树脂灌注中失败,整个船体就容易报废。目前一般船厂为施工方便和降低风险,一般企业采用船舶艇体和骨架分两阶段线 结语

  真空导人工艺作为一种新型的玻璃钢船舶的成型建造技术,有其许多优点,特别在建造主尺度较大、航速较高、强度较强的船舶方面,有其无法替代的作用。随着真空树脂导入施工工艺的一直在改进和原材料成本的降低,以及日渐增长的社会需求,玻璃钢船舶建造会逐步向机械成型工艺过渡,树脂真空导人法势必将在更多的工厂得到普遍应用。

    

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