Пластиковое судостроение нашло применение полиэфирных смол, в силу их экономичности и простоты в использовании. Среди множества подвидов есть разные вариации, но самыми дешевыми являются ортофталевые. Эти смолы обладают средними качествами к механическому воздействию и малой устойчивостью к морской воде, а так же горючим веществам. Данные смолы уже выходят из разряда наиболее популярных, но все же сейчас можно найти фирмы, которые изготавливают моторные лодки для речного или озерного использования с их помощью. Ведь большую часть времени такие лодки проводят на берегу или же в пресной воде и никак не взаимодействуют с морской водой.
Изофталевые смолы на данный момент широко применяется в маломерном судостроении. Здесь ценится их химические и механические свойства. Однако и этим смолам уже найдена замена. Максимально стойкими и прочными считаются винилэфирные смолы. Они фактически не подвергаются разложению, кроме этого винилэфирные смолы забирают на себя динамические нагрузки. Так же они обладают высокой стойкостью к ударам. Для укладки этого типа смол необходимо придерживаться технологии, только тогда они продемонстрируют все свои сильные качества.
К особенностями смол стоит отнести небольшое выделение стирола, в момент отверждения их верхний слой выделяет парафинообразное вещество, которое снижает адгезию. После начала отверждения следующая приформовка может быть выполнена только после обработки застывшей поверхности смолы. Среди химических веществ смола выделяется своими характеристиками. Моторные лодки, которые были выполнены с помощью данной технологии, будут отличаться долгосрочностью использования.
Эпоксидные яхты имеют более жесткие корпуса, что обеспечивает особую реакцию на волну, гребневые удары, такие суда издают особый звук. Современные технологии позволяют использовать смолы в несколько подходов. Это обеспечивает возможность формирования сложных и слишком толстых поверхностей. Разные типы переплетений имеют широкий спектр использования, из них можно изготавливать достаточно сложные элементы. Среди основных недостатков 5-ткани также как и у е-ткани — это высокая стоимость данного материала. Укладка стеклотканей производится людьми. Смолы эпоксидные имеют более высокую адгезию, однако для достижения самых максимальных результатов, многие из них необходимо запекать, а так же нужно считаться с большей токсичностью.
При необходимости получить долгосрочные, прочные, недорогие армирующие материалы для лодок и моторных катеров сейчас используются стеклоткани. Самыми популярными стали е-ткани. Причина в том, что ткани данного вида изначально создавались для того чтобы изолировать высоковольтные электрические провода. Именно поэтому они получили букву «Е» в своем названии (от слова electrikal). Они оказались максимально пригодными для габаритных изделий.
Среди недостатков е-волокон отмечают пониженную эластичность. Так же у них низкая выносливость усталостных нагрузок. Плотность волокон е-типа достаточно высокая, однако все эти недостатки с легкостью нивелируются на фоне низкой цены продукции. К достоинствам данных волокон можно так же отнести высокую прочность, огнестойкость, тепло- и хим- устойчивость. Не стоит забывать и о легкости установки.
Некоторое время назад, пластиковое судостроение начало использовать волокна 5-типа. Примерами использования технологий стали такие крупнейшие яхты как «Напзе». Цифра 5 в названии символизирует жесткость, то есть указывает на особую прочность к растягиванию. Данные волокна стали лучше углеткани и кевлара. Однако к минусам нужно отнести низкий уровень модуля Юнги. Современные стекловолокна могут быть совместимы с разными видами смол, среди которых полиэфирные, эпоксидные.
Чаще всего используются традиционные варианты тканей. На первом месте сатиновые и полотняные. Укладка стеклотканей в необходимую матрицу, которая имеет сложную форму, прежде всего, учитывает виды переплетений. Максимальные преимущества в этом вопросе у сатиновой ткани, поскольку ее переплетения максимально эластичны. Нынешнее судостроение часто использует стеклоткани, поскольку они являются самым удобным и достаточно универсальным материалом для армирования.
Еще одним вариантом рассматриваются стекломаты, однако такие материалы имеют очень ограниченный спектр применения. Они сильно уступают стеклотканям и однонаправленным волокнам. К примеру, моторные катера зачастую используют стекломаты как обшивочный слой. Так же этот материал устанавливают в средине между стеклотканью и гелькоутом. Это позволяет избежать проявления структуры данной ткани на самой поверхности корпуса, кроме этого стекломат можно укладывать в толстую ткань, поскольку он может хорошо впитывать, тем самым предотвращая появление воздушных пузырьков больших размеров. Так же стекломаты хорошо подходят для наполнения лодок эконом класса. Данный материал может служить и обшивкой.
Ручное формование стеклопластика получило свою популярность из-за недорогой стоимости и экономному расходу материалов. Такая технология используется при работе с небольшим тиражом или единичными экземплярами. Для тех, кто хочет купить моторную лодку, очень полезной будет следующая информация. Ручная формовка делается в несколько этапов. Сначала подготавливают матрицу, затем наносится гелькоут, который играет защитную роль, а так же выполняет декоративную функцию. Поверхность изделия снаружи изготавливается из гелькоутов разных оттенков. Все зависит от окончательного представления внешнего вида лодки. Гелькоут хорошо защищает стеклопластик от воздействия ультрафиолетовых лучей, влаги и агрессивных химических веществ.
После того как высохнет защитный слой можно приступать непосредственно к формованию самого изделия. Любой армирующий материал, будь то любая разновидность стекломатериала: стеклоткань или стекломат подвергается раскройке и размещается в матрице. Чтобы пропитать стеломатериал используют валик из мягкого материала или кисточку, а так же полиэфирную смолу, которая смешивается с отвердителем. Стеклопластик является веществом композитным, так как он состоит из стекломатериалов, отвердителя и полиэфирной смолы.
В конце работы затвердевший стеклопластик прокатывается твердым валиком. Этот процесс поможет удалить пузырьки воздуха. Стоит помнить о том, что извлекать изделие из матрицы можно только тогда, кода стеклопластик достиг полного отвердения. Дальнейшая обработка производится по нужным размерам и форме изделия. Для этого могут быть просверлены отверстия, удалены лишние части, выравнены определенные поверхности.
Кроме этого ручное формование обладает рядом преимуществ. Для того чтобы оборудовать весь процесс не требуется больших финансовых затрат. Стеклопластик, который потребуется для работы, стоит не дорого. Однако у этой технологии есть и минусы, ведь требуется прилагать физические усилия и затрачивать большое количество времени на изготовление. К тому же итог работы зависит от умения мастера. Если таковые умения отсутствуют, то лучше купить моторную лодку с уже формованным корпусом.
Наполнители сегодня - одни из важнейших компонентов композитных конструкций. В яхтостроении их назначение сводится в основном к увеличению толщины выклеиваемого ламината при одновременном снижении его массы. В качестве дополнительных бонусов -улучшенные шумо- и теплоизоляция, а также повышенная жесткость корпуса. Минусы, правда, тоже имеются: помимо увеличения трудоемкости производства, наличие сэндвича из двух разнородных материалов с разными модулями упрго-сти и уровнями адгезии к смоле может привести к расслоению (деламинации) пластика в процессе эксплуатации, крайне трудно поддающемуся ремонту.
К деламинации (помимо дефектов изготовления) приводит в первую очередь иной механизм деформации сэндвиче-вого пластика при воздействии на него сильных сосредоточенных (ударных) воздействий. С одной стороны, при значительной деформации вследствие сильного удара наполнитель сэндви-чевого корпуса воспринимает на себя часть поперечных нагрузок, разгружая наружный слой пластика, при этом внутренний слой начинает работать на растяжение, что весьма благоприятно для стеклоткани (и особенно для углет-кани). С другой стороны, сильные касательные напряжения, возникающие на границе «пластик-наполнитель», приводят к тому, что пластиковые поверхности сэндвичевого корпуса могут сдвинуться относительно наполнителя На британской верфи «МоПпзпоге Маппе» бальсу используют исключительно в надводной части корпусов. Предварительно ее заклеивают в чехол из стеклоткани. Вальса так легка, что рабочий (на заднем плане) в одиночку легко поднимает и перемещает довольно большую переборку из этого материала рывом клеевого слоя и потерей общей целостности конструкции), хотя внешне на корпусе может не быть абсолютно никаких дефектов. В силу этих обстоятельств ряд известных фирм (например, «Оухгег Маппе»), прежде всего выпускающих яхты высшей ценовой категории, предпочитают изготавливать их из монолитного стеклопластика. Другие же (например, «Моггпзпоге Маппе») рекомендуют обязательно проводить ультразвуковую дефектоскопию после любых сильных ударов по сэндвичевому корпусу, даже при отсутствии видимых повреждений. Сегодня применяются в основном четыре вида наполнителей: это дерево, вспенивающиеся материалы, пенопла-сты и сотовые конструкции.
В последнее время популярность также стали набирать синтетические материалы, имеющие в своей структуре воздухо-наполненные микрокапсулы или иные воздушные объемы и промежутки. У каждого из них - свои достоинства и недостатки. Дерево - традиционный наполнитель, применяемый в пластиковом судостроении с давних пор. Соотношение «удельный вес-прочность» для некоторых типов наполнителей мерно в полтора раза легче пробки (и в 3-4 раза - многих пород дерева, произрастающих в России). Гораздо реже, чем бальса, применяется морская фанера; иные же варианты деревянных наполнителей не выдержали проверки временем и практически вышли из употребления. Достоинства дерева вполне очевидны: относительно невысокая цена, простота обработки, хорошая доступность. Минусов, однако, тоже немало. И если с подверженностью бальсы гниению удалось (или почти удалось) справиться специальными пропитками, то другие недостатки дерева пока выглядят трудноустранимыми. Фанеру практически невозможно применять в криволинейных поверхностях (в силу чего ее употребление ограничивается почти исключительно палубами и переборками), бальса же очень сильно впитывает в себя смолу, что увеличивает вес готового композита и повышает риск недостаточного насыщения смолой прилегающих к наполнителю слоев ткани. Чтобы избежать этого, куски бальсового наполнителя часто заранее монтируют на листе плотной стеклоткани, потом обклеивают их тканью снаружи и вклеивают в ламинируемый корпус, что увеличивает как трудоемкость работы, так и риск последующей деламинации. Кроме того, бальса (как и практически любой другой продукт природного происхождения) является негомогенным материалом, свойства и характеристики которого могут заметно отличаться от образца к образцу, в связи с чем ряд фирм (особенно при постройке единичных образцов яхт) стараются заранее подбирать бальсу по плотности. Еще один недостаток дерева - анизотропность, выражающаяся в различии его свойств в зависимости от ориентации волокон. Несмотря на это, ряд известных фирм (например, «Сопур1ех») считает бальсу наилучшим материалом для наполнителя корпусов современных пластиковых яхт - в немалой степени по причине близости модуля упругости этого дерева к стеклопластику (что улучшает их совместную работу) и отличной прочности на сжатие. Тепло- и шумоизолирующие свойства бальсы заметно уступают этим характеристикам современных пенопластов.
В последнее время появились композитные наполнители на основе бальсового дерева (например, РгоВа1$а), имеющие как высокую стабильность, так и улучшенные физико-механические качества. Вспенивающиеся материалы (в основном на основе полиуретана), несмотря на периодически повторяющиеся попытки их применения, так и не смогли найти достойное место в изготовлении собственно стеклопластико-вых конструкций. Их применяют более или менее широко при заливке глухих таранных отсеков, объемов плавучести (в основном на малых судах), теплоизоляции бойлеров и на других тому подобных локальных участках. Пенопласты сегодня являются, пожалуй, первыми по популярности и значимости наполнителями. Рынок предлагает очень большое их количество самой разнообразной плотности. Однако сразу же надо заметить, что подавляющее большинство современных пенопластов, имеющих плотность равную бальсе (или более низкую), существенно уступают ей по прочностным характеристикам, особенно по ударной прочности. Основная доля конструкционных пенопластов - это композиции на основе ПВХ с закрытыми порами, имеющие минимальный уровень водопоглощения и отличные изоляционные характеристики. Пенопласты не гниют, многие из них имеют хорошую огнестойкость (либо не поддерживают горение, либо не горят вовсе), их основные свойства высокостабильны от партии к партии.
Некоторые марки наполнителей могут легко изгибаться в подогретом состоянии, что удобно при выкладке листов пенопласта по криволинейным поверхностям. Широкому распространению пенопластов способствовала возможность передовой химической индустрии выпускать такие материалы Номекс теперь стараются применять в относительно ненагруженных конструкциях, например, в переборках Кевларовые соты похожи на номек-совые, но внешне отличаются более насыщенным цветом Алюминиевые и титановые соты пока крайне редко используются в яхтостроении с различными, заранее заданными свойствами. На современном рынке несложно найти и сверхлегкие пено-пласты, и пенопласты, обладающие повышенной прочностью на сжатие (что необходимо при использовании вакуумных технологий формования), недавно появились и спецпенопласты, рассчитанные для «запекания» корпусов в печи. Проблемами здесь до недавнего времени было то, что большинство ПВХ-композиций, во-первых, начинают плавиться при сравнительно небольшом повышении температуры, во-вторых, имеют очень высокий коэффициент теплового объемного расширения. Это приводит после «запекания» к короблению корпуса и появлению в нем больших внутренних напряжений. Сравнительно недавно эти проблемы химиками-технологами были устранены. К сожалению, объем данной статьи не позволяет хотя бы вкратце рассмотреть весь тот широчайший перечень предлагаемых сегодня пористых ПВХ-материалов, используемых в пластиковом судостроении, и к этой теме мы еще вернемся в отдельной статье. Сотовые наполнители, представляющие собой вертикально ориентированные шестиугольные соты из тонкого и прочного материала, закрепленного между двумя клейкими поверхностями, применяются почти исключительно для создания экстремальных спортивных яхт. Сейчас существуют следующие варианты таких конструкций: с сотами из полипропилена (исключительно легкого пластика) или поликарбоната (довольно прочного материала), из номекса или кевлара (при всем своем химическом сходстве два этих материала довольно заметно различаются по свойствам и цене), из металла (относительно распространен лишь вариант с алюминиевыми сотами, нержавеющие и титановые разновидности - пока суровая экзотика, встречающаяся лишь в авиакосмической индустрии).
Полипропиленовые соты в яхтостроении пока почти не применяются: малая прочность этого материала дает ему шанс на использование лишь при изготовлении деталей мебели или ненагруженных переборок - там, где нужна определенная толщина, а не особо высокая прочность. Соты из номекса широко распространены при строительстве экстремальных многокорпусников, но недавние многочисленные аварии сильно подорвали реноме этого материала, в силу чего взоры конструкторов обратились к кевларовым сотам (например, типа Р1ахсоге РМ2), которые гораздо прочнее, но, увы, много дороже. Алюминиевые сотовые конструкции в яхтостроении пока - очень большая редкость. Навскидку удается вспомнить только одно судно, построенное с их использованием -рекордный катамаран Стива Фоссета «Р1аузгаглоп/Спеуеппе». Материал, однако, оказался небеспроблемным: по свидетельству участников кругосветного плавания, подводные поверхности корпусов, накопив внутри сотовых поверхностей огромный заряд статического электричества, фактически превратились в гигантский конденсатор, в один прекрасный момент разрядившийся и «погасивший» всю бортовую электронику. Сегодня применение алюминиевых сот в яхто-строении, по мнению ряда специалистов, оправданно лишь при изготовлении переборок. Еще один недостаток сотовых конструкций - их плохая стойкость к пиковым ударным нагрузкам, сконцентрированным на малой площади. В этой ситуации потеря устойчивости части сот, приводящая к резкому падению несущей способности материала - очень частый сценарий. В силу этого в местах основного сосредоточения ударных нагрузок (районы форштевня/носовой скулы/днища вблизи кормовой оконечности) соты стараются заменять сплошным материалом типа бальсы или пенопластов. Новейшие материалы с воздушными капсулами или объемами внутри широко представлены очень популярным в России наполнителем Рогусоге (еще известен под названием Согетаг.), представляющим собой нетканый полиэфирный материал с воздушными микробаллонами. Другие материалы подобного рода (например, «трехмерная» стеклоткань РагаЬеат ЗО) лишь начинают находить свое применение в судостроении. Наполнители типа Ро1усоге/Согета(: сравнительно дешевы, очень технологичны и просты в обработке, что обеспечило им популярность, в первую очередь среди изготовителей массовых лодок. Их главным отличием от большинства ранее рассмотренных наполнителей является то, что они, будучи пронизаны сеткой почти капиллярных отверстий, пропитываются смолой одновременно со стеклотканью, образуя практически единый с последней композит, практически не подверженный расслоению (деламинации). Это обстоятельство, без сомнения, выглядит огромным плюсом в глазах всех производителей. Недостаток таких материалов - довольно высокая масса получающегося (после полной пропитки смолой) композита. Подобные наполнители совместимы со всеми типами существующих смол, но непригодны для работы с пре-прегами и в инфузионных процессах.
В пластиковом судостроении с развитиями технологий пришло новое и важное открытие — укладка стекловолокна при помощи напыления. Данная технология разрабатывалась около сорока лет. Смысл этой укладки в следующем: в распылительный пистолет помещается смесь отвердителя смолы, стекловолокна, которая направлена в одну сторону (берется длинный толстый жгут стекловолокна, перед помещением в распылитель его разрезают на нужные отрезки одинаковые по длине). С помощью пистолета заполняется нужная форма, однако большим недостатком становится наличие воздушных пузырьков. Это делает данное изделие механически уязвимым, оно уступает по качеству изделиям, изготовленным по другим технологиям.
Кроме этого к недостаткам стеклонапыления можно отнести так же отсутствие стекловолокон, которые ложатся по всей длине от начала изделия и до конца. Поскольку здесь отсутствует единая структура, полученный продукт не имеет высокой прочности. В результате этого данный метод потерял свою актуальность. С помощью других разработок можно изготовить нужные изделия для пластиковых моторных лодок и яхт с соблюдением современных стандартов и требований. Единственным преимуществом напыления остаются, экономия потраченного времени. Однако иногда этот метод все же используют для производства миниатюрных лодок или отдельных элементов конструкции.
Примером использования описываемой технологии, стали яхты семидесятых годов предыдущего века. В современной судостроительной индустрии все большую популярность набирают пластиковые моторные лодки. Их корпуса изготавливаются инжекционными или вакуумными методами. Самым же сложным вариантом формирования корпуса пластиковой моторной лодки является закрытая матрица, но не стоит забывать, что в результате такого сложного исполнения качество конечного продукта будет наивысшим.
Вы, наверное, слышали поговорку: «Без катера в геодезии как без рук?» Если нет — поверьте на слово, так оно и есть. Не так давно одна из крупнейших геодезических компаний Западной Сибири, ПТФ «Возрождение», сделала нам заказ на строительство легкого, но прочного катера, на котором комфортно можно было бы разместить всё необходимое для работ оборудование. Опыт построения судов по индивидуальным проектам уже был накоплен нашей компанией. И мы реализовали этот проект с успехом!
При строительстве судна мы использовали уникальные материалы и инновационные технологии, проверенные «Оборонкой». На катер специалистами нашей компании было смонтировано исследовательское оборудование: промерный однолучевой и многолучевой эхолоты, гидролокаторы бокового и кругового обзора, трассоискатели, GPS-приемники и т.д. К тому же, мы учли и то, что с катера будут производиться водолазные работы, поэтому сделали палубу катера максимально просторной и удобной для погружений. Нашими усилиями самый обыкновенный моторный катер превратился в геодезическую водную лабораторию, которой не страшны ни плохие погодные условия, ни сильные течения рек, ни каменистые берега... Как ни странно, отличительной чертой построенного судна стала маневренность и стойкость к многодневным переброскам техники и оборудования на Дальний Восток по дорогам общего пользования. А уж их состояние, наряду со временем, является лучшим экзаменатором.
Наряду с деятельностью по изготовлению судов, наша организация занимается и конструктивными доработками и изменениями моторных катеров. Зачастую на тюнинг поступают абсолютно новые, но уже не устраивающие своих обладателей суда.
Немаловажное значение в нашей деятельности мы придаем сервисному плановому, межсезонному обслуживанию и ремонтам судов.
Наша компания является одной из лидирующих в сфере судостроения. Мы вышли на этот рынок сравнительно не давно, всего 6 лет назад, но за это время успели получить огромное множество положительных отзывов о нашей работе. Нашими клиентами стали крупные компании, такие как ПТФ «Возрождение», дочерние предприятия ОАО «Газпром», предприятия строительной отрасли.
Но каких бы успехов мы не добились, мы всегда будем развиваться и совершенствоваться!