玻璃钢船舶树脂真空导入技术分析

玻璃钢船舶树脂真空导入技术分析

郑宝吉

秦皇岛耀华玻璃钢股份公司河北秦皇岛066000

摘要：本文简介了新工艺玻璃钢船舶制作工艺———树脂真空导入法的制作工艺、制作流程，而且本文还和传统船舶工艺制作进行了比较，注重展现出工艺与工艺之间的优缺点，并提出此工艺可行度及发展趋势。

关键词：复合材料工艺；树脂真空；玻璃钢船舶

20世纪60年代后期玻璃钢船舶制造的出现打破了传统船舶材料的一度匮乏，这种新兴材料具有重量轻、硬度高、抗氧化性强、塑造型等特点。经过数十载船舶业的发展，玻璃钢这种新型复合材料已经在中小型船艇制造上得到了重要的肯定，尤其近现代以来在游艇、高速艇和旅游客船上得到了大量的使用。玻璃钢船舶制造也有传统的手工制作、模压成型技术，延续到了缠绕、喷射、注射等多种加工工艺，机器制造成型范例也是越来越高。{树脂真空导入法}作为新型制作工艺成为本文主讲技术呈现在文章中。

一、技术工艺制作简介

树脂真空导入法是使用敷增强纤维材料在模具上，之后铺上真空袋抽出整体空气，使其在型腔中形成负压值，从而采用真空产生的压力把不饱和树脂通过提前预先设置好的管路纤维层中去，使树脂浸润透纤维材料，最后充满整个模具，固化后褪去真空袋材质，从而脱模成型得到需要的产品。真空导入工艺是在单面刚性模具内建立一个闭合系统，是一种近些年才引入国内的新型大尺寸船艇成型建造技术。此项技术在1950年出现了专利记录，直到近些年里才刚得可持续发现，这种新型技术在命名上有很多称呼，例如真空导入、真空灌注、真空注射等。

二、工艺技术分析

（一）优点

工艺技术选取的技术是真空导入法。它是一种新型船舶建造工艺技术，主要用来玻璃钢船船舶，与以往过去糊制工艺相比，拥有较强的优势。

1.船体结构强度较大提升

船体结构强度的大大提升，是因为将以往手工糊制工艺替代，引进真空导入工艺。这种新型工艺在船体建造过程中，先平铺敷成船体形状，再将强筋与夹芯结构等镶嵌零件加入进去，这种方式极大提升了船体的整体性。相同材料的情况下，树脂真空导入工艺在硬度、强度、整体性、紧密型等物理特性都比原先手工糊制技术提高百分之三十到百分之五十之间的物理特性。

2.船舶艇体重量控制更加严谨

新兴技术工艺的特点是船舶内含纤维量大，而且孔间缝隙小，产品性能极佳。再加上强度的大幅度提升，将隔层的硬度提高，大大提升了抗压抗疲劳性能，确保了安全性能的提升，在相同的硬度、性能、结构情况下。选取新型工艺建造船舶不仅能够有效减轻船舶的吃水深度，还有减轻结构重量从而做到不浪费资源，合理利用，优化配置，当选用铺层设计方案下，新型工艺能够比传统手工工艺更加省时省料，能节省工艺树脂总量的百分之三十，不仅成本变少，同时减少资源浪费，大大将树脂损耗降低百分之五。

3.船舶产品质量得到有效控制

新型工艺比传统手工工艺，减少了手工的制作，更多是精密机器的制作，不仅减少了手工的麻烦，节省时间，同时还将工作人员的误差大大缩减，增强严谨性，科技的飞速的发展，给船舶工业带来极大地便利条件，使得与原始船舶质量受人工因素影响减少。在船舶建造时有着很强的一致性，首先将特定好的树脂量导入模具中，遵照能量守恒定律，按照规定好的定量注入船舶的增强纤维用量，同时树脂比需按照规定制定，是百分之三十到百分之五十之间，传统手工工艺糊制船体含量为百分之五十到百分之七十之间。所以说，新型树脂真空导入法在船舶的均匀性和重复性方面上大大增强。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。

4.工厂生产环境得到有效改善

真空导入工艺是一种闭模工艺，整个施工过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，VOC（挥发性有机化合物）排放不超过5×10－6的标准，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施工人员的身心健康。

三、工艺技术的缺点

当然目前真空树脂导入工艺也有一定的缺点。

（一）施工工艺较为复杂

真空导入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，在树脂导入前必须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，合格。

（二）生产成本较为偏高

真空导入工艺对纤维材料的渗透性要求较高，多采用连续毡、单向布，单位成本高。同时在建造施工过程中需要使用到真空泵、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，所以生产成本比手糊工艺要高。但产品越大，这个差别就会越小。

四、工艺存在一定风险

真空导入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。目前一般船厂为了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真空成型。

五、系统故障和警告的处理

故障一般指系统发生严重错误，如船电丢失、PDC中断连接、无法正常记录、麦克风检测没有通过等。警告一般指和系统连接的设备错误，如某些串口数据丢失等。当一个单元同时也是被记录的一个项目被有意关闭时，例如雷达或者计程仪，系统将会自动产生一个警告。当航行数据记录仪出现故障和警告时，会发出报警声音提醒相关人员进行处理。任何警告都预示着系统存在异常情况，操作人员应按照故障警告的处理程序进行处理，必要时寻求公司支持直至故障得到解决。

六、结束语

树脂导入技术作为一种新型的船舶制作成型制造工艺，在这个工艺中对特别是制作主尺度较大、航速较高、强度较强的船舶方面，有着不可替代的重要位置，其在整个玻璃钢船舶制造中技术中有其不可替代的作用。随着近现代真空树脂导入技术的不断改进完善，和原材料的成本降价，导致市场一片大好，玻璃钢船舶制作业必定会由于社会需求逐步向机械成型工艺过渡，树脂真空导入技术必将在更多的工厂得到广泛应用，树脂真空导入技术必定会得到更好的完善。

参考文献：

[1]刘汉运.12米游艇真空导入技术探讨[J].玻璃钢，2016（03）

[2]袁琪.玻璃钢船舶树脂真空导入技术分析[J].江苏船舶，2013（03）

[3]王胜龙.面向游艇艇体的真空导入成型工艺系统技术研究[D].哈尔滨工业大学，2012