纖維材料船體的製造方法與流程
2023-05-14 10:46:51 1
本發明涉及造船技術領域，特別是涉及一種纖維材料船體的製造方法。
背景技術：
目前，船體的製造方式還是延續著船體下部、內部船艙結構、船體上蓋這樣的製造順序，雖然船體的生產材料已經從木材、鋼材發展到現在玻璃鋼或碳纖維，但是船體的製造方式還是基本沒有改變，而現有的製造船體的方法由於其製造工藝複雜、製造時間長、需要作業的工人多，導致船體的製造成本居高不下。以帆船為例，高額的船體製造成本，無法降低成品帆船的價格，制約了帆船運動的推廣和普及。
技術實現要素：
本發明的主要目的在於，提供一種新的纖維材料船體的製造方法，所要解決的技術問題是使其製造的工藝更加簡單，同時降低船體的生產成本，使其適用於帆船、快艇、遊艇、漁船等任何船體的生產製造。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的纖維材料船體的製造方法，其包括如下步驟：
（1）按照船體的整體外形製造成型模具；
（2）將浸漬有樹脂的玻璃鋼纖維或者碳纖維，使用纏繞的方式纏繞在所述成型模具表面，纏繞成厚度為大於等於1cm的船體；
（3）固化所述玻璃鋼纖維或者碳纖維纏繞成的船體；
（4）將固化後的船體和成型模具脫模；
（5）對船體的內部進行艙室結構設置之後，進行船頭和船尾封堵。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
優選的，前述的纖維材料船體的製造方法，其中所述成型模具的船頭端到船尾端需要設置有大於等於0度的脫模斜度。
優選的，前述的纖維材料船體的製造方法，其中所述成型模具表面纏繞有薄膜隔離層。
優選的，前述的纖維材料船體的製造方法，其中步驟（2）中纏繞玻璃鋼纖維或者碳纖維時，是通過轉動所述成型模具使玻璃鋼纖維或者碳纖維逐層的纏繞在所述成型模具表面。
優選的，前述的纖維材料船體的製造方法，其中步驟（3）採用勻速轉動所述成型模具預定時間的方式，使纏繞在所述成型模具表面的玻璃鋼纖維或者碳纖維所述船體固化。
優選的，前述的纖維材料船體的製造方法，其中勻速轉動所述成型模具的時間要大於等於2小時。
優選的，前述的纖維材料船體的製造方法，其中所述勻速轉動所述成型模具的時間為大於等於24小時。
優選的，前述的纖維材料船體的製造方法，其中所述帆船船體的整個製造過程需要在10-40攝氏度環境下完成。
優選的，前述的纖維材料船體的製造方法，其中所述帆船船體的整個製造過程的環境溫度為25—35攝氏度。
藉由上述技術方案，本發明纖維材料船體的製造方法至少具有下列優點：
本發明技術方案中，船體採用整體成型的方式進行製造，在製造過程中，是通過纖維纏繞模具的方式進行成型。相比現有技術中，船體的製造方式還是延續著船體下部、內部船艙結構、船體上蓋這樣的製造順序，雖然船體的生產材料已經從木材、鋼材發展到現在玻璃鋼或碳纖維，但是船體的製造方式還是基本沒有改變，而現有的製造船體的方法由於其製造工藝複雜、製造時間長、需要作業的工人多，導致船體的製造成本居高不下，以帆船為例，高額的船體製造成本，無法降低成品帆船的價格，制約了帆船運動的推廣和普及。而本發明的製造方法能夠使船體一次性成型，大大的提高了生產效率，縮短了船體的製造時間以及製造周期，在本發明的整個製造過程中只需要2-3個人進行操作，操作簡單，節省了人力成本，另外採用本發明整體造船的方法造出來的船體的整體強度高，提高了船體在使用時的安全性能，綜上本發明提出的船體的製造方法，其能夠促進造船的整體成本下降。另外本發明的造船方法也適合快艇、遊艇、漁船等任何船體的生產製造。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。
附圖說明
圖1是本發明的實施例提供的一種纖維材料船體的製造方法的流程示意圖；
圖2是本發明的實施例提供的一種纖維材料船體的製造方法的一種具體實施方式結構示意圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效,以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的纖維材料船體的製造方法，其具體實施方式、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。在下述說明中，不同的「一實施例」或「實施例」指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特徵、結構、或特點可由任何合適形式組合。
如圖1所示，本發明的實施例一提出的一種纖維材料船體的製造方法，如下步驟：（1）按照船體的整體外形製造成型模具；（2）將浸漬有樹脂的玻璃鋼纖維或者碳纖維，使用纏繞的方式纏繞在所述成型模具表面，纏繞成厚度大於等於1cm的船體；（3）固化所述玻璃鋼纖維或者碳纖維纏繞成的船體；（4）將固化後的船體和成型模具脫模；（5）對船體的內部進行艙室結構設置之後，進行船頭和船尾封堵。
具體的，在進行制船船體之前，需要按照船體的整體設計預先造型模具，模具最好為子彈頭流線型，模具的脫模可以參考塑膠製品的脫模方式，例如在船尾部進行脫模，模具可以使用鋼材焊制船體骨架部分和木板、鐵板製作船體模具表面；製造船體的纖維可以使用現有技術中常用的玻璃纖維或者碳纖維，或者根據設計需要選用其他類型強度較高的纖維，或者在玻璃纖維或者碳纖維中增加其他加強的物料。玻璃纖維或者碳纖維在模具上的纏繞方式可以有兩種，一種是使模具轉動，然後玻璃纖維或者碳纖維直線移動，最後均勻的纏繞在模具的表面，另一種是模具不同玻璃纖維或者碳纖維繞模具轉動，均勻的將玻璃纖維或者碳纖維纏繞在模具的表面，以上兩種形式可以根據作業現場的作業條件進行選用；玻璃纖維或者碳纖維需要浸漬樹脂作為粘結劑，樹脂可以選用玻璃纖維或者碳纖維製造船體時常用的環氧樹脂；船體固化時的環境條件需要與纏繞式時同，固化脫模後的艙室結構設置可以參考現有技術中常用的結構，或者根據設計的需要進行具體的艙室結構設置，其進行艙室結構設置時需要從船尾進入船體內部，即船體固化後在尾部脫模，船體的尾部截面尺寸最大，最後完成艙體內部的設置後，對船頭和船尾尾部進行封堵，進而完成船體的整體製造。另外，成型模具也可以採用蠟膜或者使用其他能夠液化或者氣化的材料製造，在脫模時可直接通過加熱的方式將模具液化汽化。
具體的，本發明的造船方法尤其適用於帆船船體的製造。
本發明技術方案中，船體採用整體成型的方式進行製造，在製造過程中，是通過纖維纏繞模具的方式進行成型。相比現有技術中，船體的製造方式還是延續著船體下部、內部船艙結構、船體上蓋這樣的製造順序，雖然船體的生產材料已經從木材、鋼材發展到現在玻璃鋼或碳纖維，但是船體的製造方式還是基本沒有改變，而現有的製造船體的方法由於其製造工藝複雜、製造時間長、需要作業的工人多，導致船體的製造成本居高不下，以帆船為例，高額的船體製造成本，無法降低成品帆船的價格，制約了帆船運動的推廣和普及。而本發明的製造方法能夠使船體一次性成型，大大的提高了生產效率，縮短了船體的製造時間以及製造周期，在本發明的整個製造過程中只需要2-3個人進行操作，操作簡單，節省了人力成本，另外採用本發明整體造船的方法造出來的船體的整體強度高，提高了船體在使用時的安全性能，綜上本發明提出的船體的製造方法，其能夠促進造船的整體成本下降。另外本發明的造船方法也適合快艇、遊艇、漁船等任何船體的生產製造。
在具體實施當中，其中成型模具的船頭端到船尾端需要設置有大於等於0度的脫模斜度；另外成型模具表面需要塗覆有薄膜隔離層。
具體的，由於本發明是將玻璃鋼纖維或者碳纖維纏繞在模具上製造船體的，所以必須考慮到模具的脫模，因此將模具設置成從船頭到尾具有一定斜度的模具，該脫模斜度最佳的是0-3度，例如子彈頭型的模具，即採用本發明製造出來的船體的船尾的截面積要大於等於船頭的截面積；另外由於玻璃鋼纖維或者碳纖維纏需要浸漬環氧樹脂進行粘結，所以為了防止玻璃鋼纖維或者碳纖維纏直接粘結在模具表面，必須在模具的表面設置一層隔離層，考慮到隔離層的成本，可以直接使用塑料薄膜作為隔離層，例如可以使用聚脂薄膜作為隔離層，這樣便於脫模。尤其是針對帆船船體的製造，必須將模具設置一個合適的脫模斜度，其中最佳的為0-3度，最後造出來的帆船船體為子彈狀，而非現有技術中的梭形。本專利雖然犧牲了船體的梭形，但是極大降低了生產成本。
在具體實施當中，其中步驟（2）中纏繞玻璃鋼纖維或者碳纖維時，是通過轉動所述成型模具使玻璃鋼纖維或者碳纖維逐層的纏繞在所述成型模具表面。
如圖2所示，可以在成型模具6的船頭端和船尾端設置轉軸7，然後使成型模具6轉動，之後配合承載纖維的裝置8在成型模具6的側方往復直線運動，這樣可以將玻璃鋼纖維或者碳纖維9均勻的纏在成型模具6的表面，此種方式需要在在封堵船尾的同時將船體前段的軸孔封堵。或者，也可以將成型模具架起，然後通過使玻璃鋼纖維或者碳纖維繞成型模具的方式，將玻璃鋼纖維或者碳纖維纏繞在模具表面。
在具體實施當中，其中步驟（3）採用勻速轉動所述成型模具預定時間的方式，使纏繞在所述成型模具表面的玻璃鋼纖維或者碳纖維所述船體固化；其中，勻速轉動所述成型模具的時間為至少2小時，該最佳時間為大於等於24小時。
具體的，由於玻璃鋼纖維或者碳纖維浸漬有環氧樹脂，所以為了防止環氧樹脂從玻璃鋼纖維或者碳纖維上滴落，需要將成型模具勻速轉動，使樹脂在玻璃鋼纖維或者碳纖維上不至於滴落，並且根據玻璃鋼纖維或者碳纖維纏繞的厚度，即帆船船體的厚度選擇固化時間，其中最佳的也是通用的時間為24小時。
在具體實施當中，其中所述帆船船體的整個製造過程需要在10-40攝氏度環境下完成，該最佳環境溫度為25—35攝氏度
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。