La plastica rinforzata con fibra di vetro (FRP) è un nuovo tipo di materiale composito prodotto dalle navi alla fine degli anni '60, con massa leggera, elevata resistenza, resistenza alla corrosione, le caratteristiche della plasticità. Dopo decenni di sviluppo, i materiali FRP sono stati ampiamente utilizzati nel costruzione di imbarcazioni di piccole e medie dimensioni, soprattutto negli ultimi anni, è stato ampiamente utilizzato su yacht, barche ad alta velocità e imbarcazioni passeggeri turistiche. Questo documento si concentra sul processo di costruzione e stampaggio delle navi FRP - metodo di introduzione sottovuoto della resina.

1 Introduzione alla tecnologia

Il metodo di importazione sottovuoto della resina è in anticipo sui materiali in fibra rinforzata con rivestimento rigido dello stampo, quindi stendere il sacco a vuoto, il sistema di pompaggio del vuoto, formare una pressione negativa nella cavità dello stampo, utilizzando la pressione del vuoto per posare la resina insatura attraverso il tubo in uno strato di fibre , comportamento bagnante della resina poliestere insatura per materiale in fibra, infine, l'intero stampo viene riempito, il materiale del sacco a vuoto viene rimosso dopo l'indurimento e il prodotto desiderato viene ottenuto dalla sformatura dello stampo. Il suo profilo artigianale mostrato di seguito.

Il processo di lead-in sottovuoto è una nuova tecnologia per la formatura e la costruzione di imbarcazioni di grandi dimensioni stabilendo un sistema chiuso in un unico stampo rigido. Poiché questo processo viene introdotto dall'estero, ci sono anche una varietà di nomi nella denominazione, come l'importazione sottovuoto , perfusione sottovuoto, iniezione sottovuoto, ecc.

2.Principio di processo

La tecnica speciale dell'importazione sottovuoto si basa sulla teoria dell'idraulica creata da The Hydraulics Darcy francese nel 1855, vale a dire la famosa legge di Darcy: t=2hl／(2k(AP)),Dove,t è il tempo di introduzione della resina,che è determinato da quattro parametri;h è la viscosità della resina, che guida la viscosità della resina, z è la lunghezza dell'importazione, si riferisce alla distanza tra l'ingresso e l'uscita della resina, AP è la differenza di pressione, si riferisce alla differenza di pressione tra l'interno e l'esterno del sacco a vuoto, k è la permeabilità, si riferisce ai parametri di infiltrazione della resina da parte di materiali in fibra di vetro e sandwich. Secondo la legge di Darcy, il tempo di importazione della resina è proporzionale alla lunghezza e alla viscosità dell'importazione della resina e inversamente proporzionale alla differenza di pressione tra l'interno e l'esterno del sacco a vuoto e la permeabilità del materiale in fibra.

3. Processo tecnologico

Il processo di elaborazione specifico dell'agente speciale è il seguente.

Primo,Inizia il lavoro preparatorio

Prima di tutto, gli stampi in acciaio o legno sono realizzati in base alla linea di forma e alle dimensioni della nave. Il trattamento della superficie interna degli stampi deve garantire elevata durezza e lucentezza elevata, e il bordo degli stampi deve essere mantenuto almeno 15 cm per facilitare la posa di strisce di tenuta e tubazioni. Dopo aver pulito lo stampo, applicare materiale di sformatura, è possibile riprodurre la cera di sformatura o pulire l'acqua di sformatura.

secondo,Applicare il gelcoat dello scafo

Secondo i requisiti della produzione navale, la superficie interna dello stampo è rivestita con resina gelcoat contenente promotore catalizzatore, che può essere utilizzato come prodotto gelcoat o gelcoat lucidato. Il tipo di scelta è ftalato, m-benzene e vinile. Spazzola a mano e spray può essere utilizzato per la costruzione.

Tterzo,Layup di materiale rinforzato

In primo luogo, in base alla linea dello scafo e alla struttura di base, il materiale di rinforzo e il materiale del nucleo dello scheletro vengono rispettivamente tagliati e quindi posati nello stampo secondo il processo di disegno e formatura del lay-up. L'effetto del materiale di rinforzo e della modalità di connessione sul flusso di resina bisogna tener conto del tasso.

Fnostro,Layup materiale ausiliario sottovuoto

Sul materiale rinforzato adagiato nello stampo viene steso dapprima il telo di sverniciatura, seguito dal telo di derivazione, ed infine il sacco sottovuoto, che viene compattato e chiuso dalla fascia saldante. Prima di chiudere il sacco sottovuoto, considerare attentamente la direzione del resina e linea del vuoto.

Fsesto,Aspira il sacchetto

Dopo che la posa dei materiali di cui sopra è stata completata nello stampo, la resina viene importata nel sistema di tubi di bloccaggio e la pompa del vuoto viene utilizzata per aspirare l'intero sistema e l'aria nel sistema viene evacuata il più possibile e il viene controllata la tenuta complessiva dell'aria e il punto di perdita viene riparato localmente.

Ssesto,Rapporto di miscelazione della resina

Dopo che il vuoto nel sacchetto raggiunge un determinato requisito, in base alle condizioni ambientali, allo spessore del prodotto, all'area di diffusione, ecc., La resina, l'agente indurente e altri materiali vengono assegnati in una certa proporzione. La resina preparata deve avere una viscosità appropriata, appropriata tempo di gel e grado di polimerizzazione previsto.

Settimo, stampo in resina di piombo

La resina preparata viene introdotta nella pompa a pressione e le bolle nella resina vengono eliminate mediante agitazione completa. Quindi i morsetti vengono aperti a turno secondo l'ordine di introduzione e la guida della resina viene implementata regolando costantemente la pressione della pompa, quindi da controllare efficacemente lo spessore del corpo della nave.

Eottavo,Allestimento di spogliatura per polimerizzazione

Dopo che l'introduzione della resina è stata completata, lo scafo deve essere utilizzato nello stampo per un periodo di tempo per consentire la polimerizzazione della resina, generalmente non inferiore a 24 ore, nella sua durezza Bacor è maggiore o uguale a 40 prima della sformatura.Dopo la sformatura, dovrebbero essere prese le misure necessarie per sostenere per evitare deformazioni. Dopo la completa solidificazione, è iniziata la chiusura dello scafo e l'allestimento.

4 Analisi dei vantaggi e degli svantaggi della tecnologia di processo

 A.vantaggi della tecnologia di processo

Come nuovo tipo di tecnologia di stampaggio nella costruzione di recipienti in FRP, il metodo di inserimento sottovuoto presenta grandi vantaggi rispetto al tradizionale processo di pasta manuale.

A1 La resistenza strutturale dello scafo è stata effettivamente migliorata

Durante il processo di costruzione, è possibile posare contemporaneamente lo scafo, i rinforzi, le strutture sandwich e altri inserti della nave, migliorando notevolmente l'integrità del prodotto e la resistenza strutturale complessiva della nave. Nel caso dello stesso grezzo materiale, rispetto allo scafo incollato a mano, la resistenza, la rigidità e altre caratteristiche fisiche dello scafo formate dal processo di introduzione sottovuoto della resina possono essere aumentate di oltre il 30% -50%, il che è in linea con la tendenza di sviluppo su larga scala delle moderne navi FRP.

Barca A2 per controllare efficacemente il peso della nave

La nave FRP prodotta dal processo di introduzione del vuoto ha un alto contenuto di fibre, bassa porosità e alte prestazioni del prodotto, in particolare il miglioramento della resistenza interlaminare, che migliora notevolmente le prestazioni anti-fatica della nave. Nel caso degli stessi requisiti di resistenza o rigidità, la nave costruita con il metodo del piombo sottovuoto può ridurre efficacemente il peso della struttura. Quando viene utilizzato lo stesso design dello strato, il consumo di resina può essere ridotto del 30%, lo spreco è inferiore e il tasso di perdita di resina è inferiore a 5 %.

A3 La qualità dei prodotti della nave è stata controllata efficacemente

Rispetto all'incollaggio manuale, la qualità della nave è meno influenzata dall'operatore e vi è un alto grado di coerenza sia che si tratti di una nave o di un lotto di navi. La quantità di fibra di rinforzo della nave è stata inserita nello stampo in base alla quantità specificata prima dell'iniezione di resina e il rapporto di resina è relativamente costante, generalmente 30% ~ 45%, mentre il contenuto di resina dello scafo incollato a mano è generalmente del 50% ~ 70%, quindi l'uniformità e la ripetibilità di la nave è molto meglio dell'imbarcazione incollata a mano. Allo stesso tempo, la precisione della nave prodotta da questo processo è migliore di quella della nave incollata a mano, la planarità della superficie dello scafo è migliore e il manuale e materiale del processo di molatura e verniciatura sono ridotti.

A4 L'ambiente di produzione della fabbrica è stato effettivamente migliorato

Il processo di lead-in sottovuoto è un processo a stampo chiuso, i composti organici volatili e gli inquinanti atmosferici tossici generati durante l'intero processo di costruzione sono confinati nel sacco a vuoto. Solo nello scarico della pompa del vuoto (filtro) e nella miscelazione della resina quando c'è una piccola quantità di volatile, rispetto al tradizionale ambiente di lavoro aperto a pasta manuale, l'ambiente di costruzione del sito è stato notevolmente migliorato, proteggendo efficacemente la salute fisica e mentale del personale di costruzione del sito interessato.

B,Carenze della tecnologia di processo

B1La tecnologia costruttiva è complessa

Il processo di inserimento sottovuoto è diverso dal tradizionale processo di incollaggio a mano, è necessario progettare in dettaglio il diagramma di layout dei materiali in fibra, il diagramma di layout del sistema di tubi di deviazione e il processo di costruzione secondo i disegni. La pavimentazione dei materiali di rinforzo e la posa del mezzo di diversione, del tubo di diversione e del materiale di tenuta sottovuoto devono essere completati prima dell'introduzione della resina. Pertanto, per le navi di piccole dimensioni, il tempo di costruzione è più lungo della tecnologia della pasta a mano.

B2 I costi di produzione sono relativamente alti

La speciale tecnica di importazione del vuoto ha requisiti elevati sulla permeabilità dei materiali in fibra, che possono utilizzare feltro continuo e tessuto unidirezionale con un costo unitario elevato. Allo stesso tempo, pompa del vuoto, pellicola del sacco a vuoto, mezzo di diversione, panno di sformatura e tubo di diversione e altro i materiali ausiliari devono essere utilizzati nel processo di costruzione e la maggior parte di essi sono usa e getta, quindi il costo di produzione è superiore al processo di pasta a mano. Ma maggiore è il prodotto, minore è la differenza.

B3 Ci sono alcuni rischi nel processo

Le caratteristiche del processo di riempimento sottovuoto determinano lo stampaggio una tantum della costruzione navale, che presenta requisiti elevati per il lavoro prima del riempimento della resina. Il processo deve essere eseguito in stretta conformità con il processo di riempimento della resina. Il processo sarà irreversibile dopo l'inizio del riempimento della resina, e l'intero scafo sarà facilmente demolito se il riempimento della resina fallisce.

5. conclusione

Come nuova tecnologia di formatura e costruzione delle navi FRP, la tecnica di importazione sottovuoto presenta molti vantaggi, specialmente nella costruzione di navi con grande scala principale, alta velocità e forte resistenza, che non possono essere sostituite. Con il continuo miglioramento della tecnica di costruzione di l'importazione di resina sottovuoto, la riduzione del costo delle materie prime e la crescente domanda sociale, la costruzione di navi FRP passeranno gradualmente allo stampaggio meccanico e il metodo di importazione sottovuoto della resina sarà ampiamente utilizzato in più fabbriche. Fonte: tecnologia applicata composita.

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