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【连载船体制造】shaw 550的制造过程(含真空树脂成型工艺)-9月7日更新

2013-10-14 10:35 · DIY造船日记
口水鱼 楼主 来自: 新西兰
【9月7日更新--船体及甲板接合(一)】昨天晚上完成了《woodwork:the complete step-by-step manual》的翻译。大约12月份就会出版,是木工的基础书籍,对于造船感兴趣的朋友,可以在出版后先看看那本书。而此前两个月的时间几乎都在做这本书,也没空更新,今天与论坛教主聊天,以为这船烂尾了,于是兴起之下决定提前将船体与甲板接合的部分进行说明

dry fit1.jpg
这张图片拍摄自船体的第一次【试装】。看上去似乎没有任何问题,只需要上胶固定即可。但是事实上,在许多细节都有问题。第一:船体装有结构部件,例如稳向板槽、结构框架、纵梁等等。这些结构部件都与需要与甲板接合,并且在船尾和船首形成密封舱。第二;肋板在切割时,其最高高度便是甲板的侧缘的高度,为了符合设计图,我们必须将其保持在同一水平上。第三,密封舱的部分可能存在缝隙,如何确认并处理缝隙?
dry fit2.jpg
所以我们将甲板重新抬起,然后在舱内塞进一个最小的哥们,进行观察。检查密封舱的密封情况,密封情况的检测方法为,在密封舱内放入一个光源,然后人在另外一侧进行查看,检查是否有透光现象。
dry fit3.jpg
请注意,在船体接合的位置我们只做了一个模具用来增大胶合面积,这种被称为flange的边缘用一层玻璃钢制作,并形成一定的倾角,使其能够将胶水保持在内侧。同时,一旦船体固定上来,flange就会被压平,然后在斜面内缘的胶水便会溢出,且覆盖住胶合面。
第二次试装后,抬起并标划出边缘和内部不兼容的部分,用砂纸打磨平整。
dry fit4.jpg
然后开始切割舱口。圆形的舱口是因为舱顶便是桅杆座,为了使其保证有最大的结构强度并且制作方法相对简单,所以就采用了圆形作为舱口。从空的划线在制作【架板】时的碳纤维时就被标划了出来,由于玻璃钢是透明的,所以在心材上标划的线条不会消失。开孔时,首先使用钻头在线上钻孔,然后用锯条切出小口,最后用曲线锯锯切。
dry fit5.jpg
同时,我们用一堆边角料制作了一个小工具,能够将甲板的缘线刚好与肋板的顶部保持齐平。使其符合设计图的数据。
一切就绪后,准备接合。
joint1.jpg
在flange 上上胶,可以看出这个玻璃钢稍微向内翘起,而边缘则能保持更多的胶水。但是一旦甲板安装上去后,flange就会向下变平,然后胶水从接合的两侧边缘溢出,使接合面保持紧密。
joint2.jpg
在所有的的接合部件上都有这种flange,其目的有两个:1.提高接合时的接合效果。2.增大接合面积。
joint3.jpg
船体开始接合,前后全部软质木材或者PVC泡沫夹紧,并使胶水溢出。
joint4.jpg
尾部,我们从基板的位置上接了一根木材出来,然后用另外一根木材去顶住,将船体向前压靠。
这种压靠或者支撑最好使用木材,因为木材具有一定的韧性,可以弯曲,所以在支撑船体时能够提供一定的保护。
joint5.jpg
接合完成,开始清理边角的毛刺。事实上,当胶水溢出的时候,就可以将边缘全部处理好了。但是在用木条顶住的一些地方会存在一些后续溢出的胶水,所以这些需要最后处理。


2013-9-7 18:11
口水鱼 楼主 来自: 新西兰
【船体及甲板接合(二)】
turn over1.jpg
船体与甲板接合完成后,我们才开始将整个船体翻转过来,进行底部的处理。
turn over2.jpg
首先是刨面,由于木条接合的部位并非全部是严丝合缝的,所以必须将棱角切除。
但是在刨除的过程中要千万注意型线的保护。如何处理型线?首先,在刨切的过程中,不能同一方向连续刨切,这很快就会在船体上形成凹槽。所以,我们在船体,以斜面向前的方式,循序渐进刨切。目的就是为了仅仅移除凸起的部分,而不伤到整体的型线。同时,打磨也使用同样的方法。
turn over3.jpg
使用同样的方法进行打磨。使用的是40目的砂纸。
turn over4.jpg
已经相对光滑了,刨切、打磨,搞了几乎一天。
turn over5.jpg
如何检查你的型线是否被破坏?方法很简单,将一根图中这种的约8mm厚的直木料直接贴在船体上,查看其弯曲度与船体自身的弯曲度是否存在缝隙,如果存在缝隙,那么就检查、思考,并修复。
turn over6.jpg
最后,在船体的修整工作结束后,将用于制作稳向板槽的密度板敲出。
稳向板槽的制作,我们使用的是3块密度板用螺丝钉接合的方式作为模具制作的。然后在内层包上脱模布。
这样,稳向板槽在接合后,可以通过敲击,首先将中间的一块模具敲出,然后剩下的两块就相对简单血多,这种方法在这边叫做Box method。



turn over7.jpg
2013-9-7 18:24
帆船骆驼 来自: 广西南宁
真是厉害:
2013-9-26 01:58
尼采 来自: 广东
这种造船方法非常落后,费时费力。在人工昂贵的现代社会还采用如此传统的工艺,实在让人感到费解。这是让人努力提高类似于木工的水平,还是以体力劳动来提高身体素质?

打磨画图的时间不如把proE学好,再买台国产的数控木工雕刻机(价格在2~5万之间),直接数控加工,误差小,速度快。如果是资金允许,直接用大型cnc加工代木,简单得多。

楼主花钱去国外学木工的精神值得尊敬,但不值得提倡。买2本书就能搞明白的东西,却搞得好像研究核爆炸一样。



2013-10-4 00:37
1
2014-9-13 21:34
请尼采先生也贡献一些造帆船的案例.不胜感激! 
口水鱼 楼主 来自: 新西兰
尼采 发表于 2013-10-4 00:37
这种造船方法非常落后,费时费力。在人工昂贵的现代社会还采用如此传统的工艺,实在让人感到费解。这是让人 ...

这位朋友,学软件我们也学,工业级CNC我们也有,但是书归书,做归做。你若有空,先自己尝试动下手先,就知道:
1.书无法把木工的详细操作经验给阐述清楚,好比你知道风向和帆船之间的关系,但是在实际操作过程中又难以判断风向一样。

2.你所说的2-5万国产CNC机器是三轴CNC,且不能自动更换刀头,主要用来加工肋骨之类的板材,当然,你会说用五轴,五轴则用于立体泡沫模具的成型。但是有两个问题:其一是无法切割条状木材,木工叫纵切割;其二是设备价格昂贵,一台精密度0.01mm的通用五轴加工车床价格就需要上百万,而便宜的二手货也是动则30-50万,不是DIY玩家能承受的。(或许你不知道,木材还要考虑弯曲变形的问题,而海洋板marine plywood这种产品由于采用了类似冷模工艺的手法制作,所以基本无法弯曲,也就难以用于帆船这样的圆底船型)

3.即便目前的美洲杯AC72也无法脱离人工的调整,新西兰CBC中心所使用的为亚太最大的18*6*3.6m的5轴数控,但是也仅仅只能做出模具,玻璃钢的工艺、三明治工艺依然需要人工完成,而一个连最古老的工艺都不懂的员工,是不可能知道玻璃钢糊制过程中如何避免例如:手糊产生气泡、真空出现漏气等等类似的问题。那么结果只能导致你制造出来的船与设计图不符,成为废品,人工若算一天800块人民币,而其中一个错误的操作可能会导致上万块的玻璃钢工艺制作失败。更别提采用什么方面降低船体重量、提高性能。而这些都是从经验中获得,你在书本中无法体会。学校的目的就在于此,从最初级的手工操作开始。

4.我们的造船方法是目前最为通用的方法,关于这点,欢迎你去参观下海外游艇制造厂后再发言。你所说的制造工艺,我不知道如何先进,是以开模具直接脱模生产?还是说你的CNC能搞定一条船?还是说以为游艇和汽车流水线一样,直接机器人生产?而我日常说的国内工艺落后,主要在于材料方面的应用落后,例如:三明治工艺有问题、人工操作的误差、精密配件生产与设计图不符等等。这让我想起,我在和朋友们讨论世界名表时,或许他们和你一样,认为现代机械制造如此发达,为什么那些机械表(特别是有陀飞轮、三问、万年历、月相)的手表却还要采用人工制作?关于这点,你可以自己感受。

5.我在国外所学的不单单是老外做事的专注和谦逊博大的精神,还有制造、手工艺、复合材料化学、游艇设计等实实在在的东西。当然,其中最改变我的就是他们的精神,所以我认为精神反而可贵,而非廉价,若我们的同胞都能懂得“业精于勤”并谦逊学习、先实干后理论的精神的话,我们的民族也将是一个不可推倒的民族。

6.最后,感谢你的留言,几个月来唯一一篇有字数的回复。最后,希望你通篇看完我的文章,我文章中对木工工艺的阐述不多,而对一些我碰到的实际问题说的较多,特别是船体制作流程、玻璃钢工艺、小细节。关于木工的部分,我已经专门翻译了一本书《woodwork:the complete step by step manual》,大约12月至1月份就会出版。我做的,是知识的普及与分享,而非炫耀海外学习的学历或是经历。希望你理解,也能在日后加入我们这个团队。谢谢!
2013-10-4 07:03
1
2016-6-25 06:50
楼主诲人不倦和谦卑的精神非常值得学习!赞!!  详情 回复
2013-10-6 12:58
第一、木工手艺不必舍近求远,劳神废财。 第二、提高真空工艺应该自己(独立)从小尺寸如舵练起,不断总结经验。看别人抽一万条船不如自己独立完成一条。 第三、数控三轴轻松完成板条、肋骨加工,不必拿图放样。  详情 回复
xphnzz 来自: 广东东莞
非常不错的分享,学习了{:soso_e179:}{:soso_e179:}
2013-10-6 10:09
尼采 来自: 广东广州
口水鱼 发表于 2013-10-4 07:03
这位朋友,学软件我们也学,工业级CNC我们也有,但是书归书,做归做。你若有空,先自己尝试动下手先,就知 ...

第一、木工手艺不必舍近求远,劳神废财。
第二、提高真空工艺应该自己(独立)从小尺寸如舵练起,不断总结经验。看别人抽一万条船不如自己独立完成一条。
第三、数控三轴轻松完成板条、肋骨加工,不必拿图放样。
第四、中国人并非如你所说全部马虎了事,高手在民间。
你现在学的都是皮毛,根本没有涉及到力学和强度计算,而这些比你学木工有用得多。
2013-10-6 12:58
1
2016-6-25 07:00
难道草根族自己想DIY一条小帆船还要买一套三轴数控机床么?DIY的乐趣在于过程,如果把过程都交给机器,那不如自己买一条船了,还省时省力....大多想自己DIY造船的人都是玩家,不是厂家!  详情 回复
2013-10-17 13:40
感觉你并不了解木船的制造工艺,这里面是有许多技巧的,另外偶相信高级设计人员也需要知道基本的木工知识,否则他怎么知道自己的设计能不能实现?感谢鱼的分享!偶是收获多多,呵呵。  详情 回复
harpboy 来自: 上海
尼采是哲学家
2013-10-8 00:07
jerry 来自: 北京
非常好的分享,我从中学到很多东西,谢谢口水鱼!希望你能继续
2013-10-14 08:53
口水鱼 楼主 来自: 新西兰
jerry 发表于 2013-10-14 08:53
非常好的分享,我从中学到很多东西,谢谢口水鱼!希望你能继续

不好意思,船体就这样结束了,帆装的问题由于这条船一直没有卖出去,所以我们还没有拿到相关信息。而唯一的一条在使用中的船,也没有资料可以寻找。所以要等许久才能找到新材料了。学校里的船,最后都是出售的,而这个帖子的目的也是普及知识用,所以可能对航行的图片牵涉会比较少。
2013-10-14 10:35
2016-6-25 07:02
楼主已经尽力了!感谢你的热诚分享!!  详情 回复
【9月7日更新--船体及甲板接合(一)】昨天晚上完成了《woodwork:the complete step-by-step manual》的翻译。大约12月份就会出版,是木工的基础书籍,对于造船感兴趣的朋友,可以在出版后先看看那本书。而此前两个月的时间几乎都在做这本书,也没空更新,今天与论坛教主聊天,以为这船烂尾了,于是兴起之下决定提前将船体与甲板接合的部分进行说明

dry fit1.jpg
这张图片拍摄自船体的第一次【试装】。看上去似乎没有任何问题,只需要上胶固定即可。但是事实上,在许多细节都有问题。第一:船体装有结构部件,例如稳向板槽、结构框架、纵梁等等。这些结构部件都与需要与甲板接合,并且在船尾和船首形成密封舱。第二;肋板在切割时,其最高高度便是甲板的侧缘的高度,为了符合设计图,我们必须将其保持在同一水平上。第三,密封舱的部分可能存在缝隙,如何确认并处理缝隙?
dry fit2.jpg
所以我们将甲板重新抬起,然后在舱内塞进一个最小的哥们,进行观察。检查密封舱的密封情况,密封情况的检测方法为,在密封舱内放入一个光源,然后人在另外一侧进行查看,检查是否有透光现象。
dry fit3.jpg
请注意,在船体接合的位置我们只做了一个模具用来增大胶合面积,这种被称为flange的边缘用一层玻璃钢制作,并形成一定的倾角,使其能够将胶水保持在内侧。同时,一旦船体固定上来,flange就会被压平,然后在斜面内缘的胶水便会溢出,且覆盖住胶合面。
第二次试装后,抬起并标划出边缘和内部不兼容的部分,用砂纸打磨平整。
dry fit4.jpg
然后开始切割舱口。圆形的舱口是因为舱顶便是桅杆座,为了使其保证有最大的结构强度并且制作方法相对简单,所以就采用了圆形作为舱口。从空的划线在制作【架板】时的碳纤维时就被标划了出来,由于玻璃钢是透明的,所以在心材上标划的线条不会消失。开孔时,首先使用钻头在线上钻孔,然后用锯条切出小口,最后用曲线锯锯切。
dry fit5.jpg
同时,我们用一堆边角料制作了一个小工具,能够将甲板的缘线刚好与肋板的顶部保持齐平。使其符合设计图的数据。
一切就绪后,准备接合。
joint1.jpg
在flange 上上胶,可以看出这个玻璃钢稍微向内翘起,而边缘则能保持更多的胶水。但是一旦甲板安装上去后,flange就会向下变平,然后胶水从接合的两侧边缘溢出,使接合面保持紧密。
joint2.jpg
在所有的的接合部件上都有这种flange,其目的有两个:1.提高接合时的接合效果。2.增大接合面积。
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船体开始接合,前后全部软质木材或者PVC泡沫夹紧,并使胶水溢出。
joint4.jpg
尾部,我们从基板的位置上接了一根木材出来,然后用另外一根木材去顶住,将船体向前压靠。
这种压靠或者支撑最好使用木材,因为木材具有一定的韧性,可以弯曲,所以在支撑船体时能够提供一定的保护。
joint5.jpg
接合完成,开始清理边角的毛刺。事实上,当胶水溢出的时候,就可以将边缘全部处理好了。但是在用木条顶住的一些地方会存在一些后续溢出的胶水,所以这些需要最后处理。


2013-9-7 18:11
【船体及甲板接合(二)】
turn over1.jpg
船体与甲板接合完成后,我们才开始将整个船体翻转过来,进行底部的处理。
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首先是刨面,由于木条接合的部位并非全部是严丝合缝的,所以必须将棱角切除。
但是在刨除的过程中要千万注意型线的保护。如何处理型线?首先,在刨切的过程中,不能同一方向连续刨切,这很快就会在船体上形成凹槽。所以,我们在船体,以斜面向前的方式,循序渐进刨切。目的就是为了仅仅移除凸起的部分,而不伤到整体的型线。同时,打磨也使用同样的方法。
turn over3.jpg
使用同样的方法进行打磨。使用的是40目的砂纸。
turn over4.jpg
已经相对光滑了,刨切、打磨,搞了几乎一天。
turn over5.jpg
如何检查你的型线是否被破坏?方法很简单,将一根图中这种的约8mm厚的直木料直接贴在船体上,查看其弯曲度与船体自身的弯曲度是否存在缝隙,如果存在缝隙,那么就检查、思考,并修复。
turn over6.jpg
最后,在船体的修整工作结束后,将用于制作稳向板槽的密度板敲出。
稳向板槽的制作,我们使用的是3块密度板用螺丝钉接合的方式作为模具制作的。然后在内层包上脱模布。
这样,稳向板槽在接合后,可以通过敲击,首先将中间的一块模具敲出,然后剩下的两块就相对简单血多,这种方法在这边叫做Box method。



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2013-9-7 18:24
真是厉害:
2013-9-26 01:58
这种造船方法非常落后,费时费力。在人工昂贵的现代社会还采用如此传统的工艺,实在让人感到费解。这是让人努力提高类似于木工的水平,还是以体力劳动来提高身体素质?

打磨画图的时间不如把proE学好,再买台国产的数控木工雕刻机(价格在2~5万之间),直接数控加工,误差小,速度快。如果是资金允许,直接用大型cnc加工代木,简单得多。

楼主花钱去国外学木工的精神值得尊敬,但不值得提倡。买2本书就能搞明白的东西,却搞得好像研究核爆炸一样。



2013-10-4 00:37
1
2014-9-13 21:34
请尼采先生也贡献一些造帆船的案例.不胜感激! 
尼采 发表于 2013-10-4 00:37
这种造船方法非常落后,费时费力。在人工昂贵的现代社会还采用如此传统的工艺,实在让人感到费解。这是让人 ...

这位朋友,学软件我们也学,工业级CNC我们也有,但是书归书,做归做。你若有空,先自己尝试动下手先,就知道:
1.书无法把木工的详细操作经验给阐述清楚,好比你知道风向和帆船之间的关系,但是在实际操作过程中又难以判断风向一样。

2.你所说的2-5万国产CNC机器是三轴CNC,且不能自动更换刀头,主要用来加工肋骨之类的板材,当然,你会说用五轴,五轴则用于立体泡沫模具的成型。但是有两个问题:其一是无法切割条状木材,木工叫纵切割;其二是设备价格昂贵,一台精密度0.01mm的通用五轴加工车床价格就需要上百万,而便宜的二手货也是动则30-50万,不是DIY玩家能承受的。(或许你不知道,木材还要考虑弯曲变形的问题,而海洋板marine plywood这种产品由于采用了类似冷模工艺的手法制作,所以基本无法弯曲,也就难以用于帆船这样的圆底船型)

3.即便目前的美洲杯AC72也无法脱离人工的调整,新西兰CBC中心所使用的为亚太最大的18*6*3.6m的5轴数控,但是也仅仅只能做出模具,玻璃钢的工艺、三明治工艺依然需要人工完成,而一个连最古老的工艺都不懂的员工,是不可能知道玻璃钢糊制过程中如何避免例如:手糊产生气泡、真空出现漏气等等类似的问题。那么结果只能导致你制造出来的船与设计图不符,成为废品,人工若算一天800块人民币,而其中一个错误的操作可能会导致上万块的玻璃钢工艺制作失败。更别提采用什么方面降低船体重量、提高性能。而这些都是从经验中获得,你在书本中无法体会。学校的目的就在于此,从最初级的手工操作开始。

4.我们的造船方法是目前最为通用的方法,关于这点,欢迎你去参观下海外游艇制造厂后再发言。你所说的制造工艺,我不知道如何先进,是以开模具直接脱模生产?还是说你的CNC能搞定一条船?还是说以为游艇和汽车流水线一样,直接机器人生产?而我日常说的国内工艺落后,主要在于材料方面的应用落后,例如:三明治工艺有问题、人工操作的误差、精密配件生产与设计图不符等等。这让我想起,我在和朋友们讨论世界名表时,或许他们和你一样,认为现代机械制造如此发达,为什么那些机械表(特别是有陀飞轮、三问、万年历、月相)的手表却还要采用人工制作?关于这点,你可以自己感受。

5.我在国外所学的不单单是老外做事的专注和谦逊博大的精神,还有制造、手工艺、复合材料化学、游艇设计等实实在在的东西。当然,其中最改变我的就是他们的精神,所以我认为精神反而可贵,而非廉价,若我们的同胞都能懂得“业精于勤”并谦逊学习、先实干后理论的精神的话,我们的民族也将是一个不可推倒的民族。

6.最后,感谢你的留言,几个月来唯一一篇有字数的回复。最后,希望你通篇看完我的文章,我文章中对木工工艺的阐述不多,而对一些我碰到的实际问题说的较多,特别是船体制作流程、玻璃钢工艺、小细节。关于木工的部分,我已经专门翻译了一本书《woodwork:the complete step by step manual》,大约12月至1月份就会出版。我做的,是知识的普及与分享,而非炫耀海外学习的学历或是经历。希望你理解,也能在日后加入我们这个团队。谢谢!
2013-10-4 07:03
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2016-6-25 06:50
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2013-10-6 12:58
第一、木工手艺不必舍近求远,劳神废财。 第二、提高真空工艺应该自己(独立)从小尺寸如舵练起,不断总结经验。看别人抽一万条船不如自己独立完成一条。 第三、数控三轴轻松完成板条、肋骨加工,不必拿图放样。  详情 回复
非常不错的分享,学习了{:soso_e179:}{:soso_e179:}
2013-10-6 10:09
口水鱼 发表于 2013-10-4 07:03
这位朋友,学软件我们也学,工业级CNC我们也有,但是书归书,做归做。你若有空,先自己尝试动下手先,就知 ...

第一、木工手艺不必舍近求远,劳神废财。
第二、提高真空工艺应该自己(独立)从小尺寸如舵练起,不断总结经验。看别人抽一万条船不如自己独立完成一条。
第三、数控三轴轻松完成板条、肋骨加工,不必拿图放样。
第四、中国人并非如你所说全部马虎了事,高手在民间。
你现在学的都是皮毛,根本没有涉及到力学和强度计算,而这些比你学木工有用得多。
2013-10-6 12:58
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2016-6-25 07:00
难道草根族自己想DIY一条小帆船还要买一套三轴数控机床么?DIY的乐趣在于过程,如果把过程都交给机器,那不如自己买一条船了,还省时省力....大多想自己DIY造船的人都是玩家,不是厂家!  详情 回复
2013-10-17 13:40
感觉你并不了解木船的制造工艺,这里面是有许多技巧的,另外偶相信高级设计人员也需要知道基本的木工知识,否则他怎么知道自己的设计能不能实现?感谢鱼的分享!偶是收获多多,呵呵。  详情 回复
尼采是哲学家
2013-10-8 00:07
非常好的分享,我从中学到很多东西,谢谢口水鱼!希望你能继续
2013-10-14 08:53
jerry 发表于 2013-10-14 08:53
非常好的分享,我从中学到很多东西,谢谢口水鱼!希望你能继续

不好意思,船体就这样结束了,帆装的问题由于这条船一直没有卖出去,所以我们还没有拿到相关信息。而唯一的一条在使用中的船,也没有资料可以寻找。所以要等许久才能找到新材料了。学校里的船,最后都是出售的,而这个帖子的目的也是普及知识用,所以可能对航行的图片牵涉会比较少。
2013-10-14 10:35
2016-6-25 07:02
楼主已经尽力了!感谢你的热诚分享!!  详情 回复
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