用环氧树脂灌注船体
对更新、更大船只需求的增加，驱动了美国船只制造商这几年销量的增长。为了推动这一市场反弹，制造商在重新审视用于先进复合材料船只设计的经济有效、环保生产的建造技术和材料。
海运领域发展的业务之一是越来越多地使用新一代闭模成型工艺与先进环氧树脂来生产船体结构。灌注环氧树脂体现了船只的质量及显着提高的性能，同时还消除了挥发性有机化合物（VOC）的排放，以满足美国和欧盟的官方标准。
历史上，制造商生产船只，采用湿法/ 手糊成型法建成一个树脂/ 织物层合板。或者采用较高成本的预浸渍织物来生产复合材料船体的制造方法，该方法生产的船体质量更高、更一致，并且减少了浪费、杂乱和所需的劳力。
船只制造方法通常都基于聚酯纤维（PE）和乙烯基酯（VE）树脂来生产层合板船只结构。这种材料耐水性较强，易于使用，且固化时间短。但是聚酯纤维和乙烯基酯的收缩率较高，有7-10%，会产生讨厌的织物“透印”，引起外观瑕疵。聚酯纤维和乙烯基酯树脂系统的苯乙烯含量都较高，需要特殊的通风系统，以减少工人接触。
灌注环氧树脂
今天，基于灌注工艺和环氧树脂使用性能这两方面的优势，生产厂家用以建造改善水动力性能和速度的轻量船，以及等级A级、即使是黑色船体，表面光洁度也无瑕疵的船体。这种新的工艺为建造比以往任何时候更大体积、更高品质的船只创造了机会。而且此外，采用这种工艺可以改善工作场所的清洁，并且减少挥发性有机化合物排放。
灌注风力叶片和航空航天领域的经验有助于推动在海洋产业这一新的发展趋势。设计工程师增加织物成分，以及实现对树脂流动和灌注速度更好的控制的能力，对船只建造业来说有着极大的好处。此外，如亨斯迈公司等环氧树脂制造商，制备灌注用的新型树脂，代表了相对传统的聚酯纤维和乙烯基酯树脂，其有着显着的改善。这些环氧树脂系统具有更低的粘度和更长的使用周期，经由多点喷射线沿着很长一部分以易于灌注。此外，环氧树脂固化可能比以前放热效应更低，而且在较低温度下，不需要使用高压釜就能进行固化。该树脂具有良好的胶粘剂性能，能很好地胶接在增强结构中所用的胶衣、芯材和织物上。
环氧树脂，作为一类材料，比聚酯纤维和乙烯基酯（PE和VE）结实20%到30%，具有较高的延伸率、抗拉强度和模量/刚度性能。因此，在不影响强度或性能的情况下，船只制造者可以减少用于船体的层合板层数。减少的层数减轻了整个结构的重量，使船体拥有更快的速度，而且减少了燃料消耗。此外，由于环氧树脂具有<2%的固化收缩率，它们可以直接从模具中生产出非常光滑的表面。这显着地减少了通常需要对船体进行的劳动密集型二次加工。
Scout Boat 公司新的LXF420 豪华运动型渔船的船体，采用高性能的亨斯迈先进材料公司的环氧树脂灌注。
环氧树脂也具有改善的抗疲劳性能和抗微裂纹性能。随着时间的推移，这些性质提高了船体的耐用性，而且船体即使暴露在盐水中和紫外光下，外部也拥有良好的表面光洁度。环氧树脂还经受得起渗透性重量增加，因为船体层压板吸收了水分，这会降低船只的速度。
多年来，虽然灌注工艺一直越来越受欢迎，而且在需要的应用中使用环氧树脂，其性能优势是公认的，但在海洋产业中使用灌注环氧树脂才刚刚新兴起来。船只制造商在评估新方法和材料的优势时，可以预期其在改善船体的质量、实现对环境的更好控制和生产能力更经济有效等方面的好处。
Scout公司环氧树脂灌注新的42英尺长的运动渔船
新工艺减轻了重量，提高了水动力性能，改善了黑色船体的外表面。
在2015年春天，Scout Boats, Inc.（位于美国南卡罗来纳州的萨默维尔）推出了新的42英尺长的豪华运动型渔船，船队中大的型号，420LXF，这是近三年来其内部研究和开发的产品，旨在将渔船的性能与美学相融合，设计出高端的中心控制台巡洋舰。该渔船的创新设计之处是其光滑、能够达到镜面抛光度的黑色船体。
在真空袋中，固化环氧树脂灌注的420 LXF 船体。
Scout Boats公司的老板Steve Potts解释说：“我们建造了新的420 LXF型号，以满足并超越客户对我们的期望，使其成为真正新一代的船”。作为这项成果的一部分，Scout Boats 公司将传统的聚酯纤维（PE）和乙烯基酯（VE）树脂开模成型生产船体改成环氧树脂灌注闭模成型生产船体。先进环氧树脂系统生产出刚度更高、强度更高、重量更轻、以及改进的结构稳定性，水动力性能，更高的速度和更好的节约燃料的船体。此外，低收缩环氧树脂生产出等级A级、无瑕疵、黑色的船体表面，比传统的深色聚酯纤维船只需要的保养更少。
当Scout公司管理层开始考虑使用灌注工艺加工新船体时，他们号召Composites One公司（位于美国密苏里州阿灵顿海茨），一家复合材料零部件制造原材料的供应商，为Scout公司的内部设计工程师提供指导。随着项目的继续，Composites One公司也将培养Scout公司构建团队，开发一个真空密封的法兰工具，在一个封闭的模具中灌注树脂。
他们建立了一个试验程序，使用由亨斯迈先进材料公司提供的聚酯纤维、乙烯基酯以及环氧树脂，灌注一条小船的深色硬顶。目标是：比较每种材料的使用和固化性能。
Composites One公司420 LXF项目的技术支持经理Corbett Leach说：“这个项目大的一个挑战是生产黑色的船体，因为黑色的船体很容易看到瑕疵。使用聚酯纤维树脂建造船体往往需要额外添加印染阻滞剂和阻挡层以防止表面变形和瑕疵。此外，建造完成的船体通常需要费时的二次返工和再精制”。420 LXF环氧树脂灌注的黑色船体在脱模后，需要非常少的二次加工——如果真需要的话——从而显着地减少了劳动时间，加快了总体的生产速度。因此决定使用环氧树脂来生产新的LXF420船体。
船体的生产
Scout公司开发了采用乙烯基酯/玻璃纤维/芯材夹层结构的真空密闭模具来生产新船体。为了建造船体，Scout公司构建团队和Composites One公司以聚酯纤维胶衣开始，背面是纤维填充乙烯基酯表层。打磨表层后，放置根据计算机设计的层合板方向预切割的多层干燥的玻璃纤维。将重量轻、硬质泡沫芯材夹在玻璃纤维层合板层与层之间。接着，将增粘粘合剂喷射到所有层，使其固定到适当的位置，直至灌注环氧树脂。为了优化灌注工艺，放置了一层背面是外部流体的剥离层。
准备灌注时，工程安装了一次性真空袋，紧紧固定到模具法兰以防止漏气。然后根据船体将要灌注的区域，加入一系列已数字编码的树脂灌注线。
将环氧树脂和固化剂混合，并使用高输送MVP Patriot泵灌注。为专门用于大型部件而设计的高性能的树脂系统，具有水一样的粘度，可以使树脂流遍层合板。这样可以确保完全润湿增强织物，甚至在阶梯式船体的切口的部分，也没有树脂贫区。灌注后，在室温下将环氧树脂固化，然后在带有电热毯的帆布下保持160° F的温度、八小时进行后固化。
Corbett解释说：“亨斯迈公司新的先进环氧树脂后固化温度可能比以前低。浅色部分甚至可以在室温下固化，并且仍然能够实现高品质。其结果是，工艺控制大化而能源成本小化”。
随着经验的积累，构建团队能够减少所需的灌注线的数量，并且将灌注时间从1到1个半小时缩短到45分钟。他们还开发了闭模灌注成型，比以前采用的开模成型工艺更快。目前，Scout公司生产一个船体的时间在不到一个星期内，完成一个船只的时间在3至3个半周。
Potts补充道：“灌注工艺更进一步的好处是，它比开模成型更加清洁，产生的浪费更少并且减少了挥发性有机化合物的排放。环境的洁净改变了员工的整个心态”。
基于Scout公司新的420 LXF船体中环氧树脂的出色性能，公司已计划通过灌注来建造新的35英尺和32英尺的豪华渔船。而在过去，环氧树脂灌注工艺常常被船只制造者用于单船体项目，Scout公司引领着海洋产业才用灌注来连续地生产船只。
更多详细报道请关注复材网www.cnfrp.com
海运领域发展的业务之一是越来越多地使用新一代闭模成型工艺与先进环氧树脂来生产船体结构。灌注环氧树脂体现了船只的质量及显着提高的性能，同时还消除了挥发性有机化合物（VOC）的排放，以满足美国和欧盟的官方标准。
历史上，制造商生产船只，采用湿法/ 手糊成型法建成一个树脂/ 织物层合板。或者采用较高成本的预浸渍织物来生产复合材料船体的制造方法，该方法生产的船体质量更高、更一致，并且减少了浪费、杂乱和所需的劳力。
船只制造方法通常都基于聚酯纤维（PE）和乙烯基酯（VE）树脂来生产层合板船只结构。这种材料耐水性较强，易于使用，且固化时间短。但是聚酯纤维和乙烯基酯的收缩率较高，有7-10%，会产生讨厌的织物“透印”，引起外观瑕疵。聚酯纤维和乙烯基酯树脂系统的苯乙烯含量都较高，需要特殊的通风系统，以减少工人接触。
灌注环氧树脂
今天，基于灌注工艺和环氧树脂使用性能这两方面的优势，生产厂家用以建造改善水动力性能和速度的轻量船，以及等级A级、即使是黑色船体，表面光洁度也无瑕疵的船体。这种新的工艺为建造比以往任何时候更大体积、更高品质的船只创造了机会。而且此外，采用这种工艺可以改善工作场所的清洁，并且减少挥发性有机化合物排放。
灌注风力叶片和航空航天领域的经验有助于推动在海洋产业这一新的发展趋势。设计工程师增加织物成分，以及实现对树脂流动和灌注速度更好的控制的能力，对船只建造业来说有着极大的好处。此外，如亨斯迈公司等环氧树脂制造商，制备灌注用的新型树脂，代表了相对传统的聚酯纤维和乙烯基酯树脂，其有着显着的改善。这些环氧树脂系统具有更低的粘度和更长的使用周期，经由多点喷射线沿着很长一部分以易于灌注。此外，环氧树脂固化可能比以前放热效应更低，而且在较低温度下，不需要使用高压釜就能进行固化。该树脂具有良好的胶粘剂性能，能很好地胶接在增强结构中所用的胶衣、芯材和织物上。
环氧树脂，作为一类材料，比聚酯纤维和乙烯基酯（PE和VE）结实20%到30%，具有较高的延伸率、抗拉强度和模量/刚度性能。因此，在不影响强度或性能的情况下，船只制造者可以减少用于船体的层合板层数。减少的层数减轻了整个结构的重量，使船体拥有更快的速度，而且减少了燃料消耗。此外，由于环氧树脂具有<2%的固化收缩率，它们可以直接从模具中生产出非常光滑的表面。这显着地减少了通常需要对船体进行的劳动密集型二次加工。
Scout Boat 公司新的LXF420 豪华运动型渔船的船体，采用高性能的亨斯迈先进材料公司的环氧树脂灌注。
环氧树脂也具有改善的抗疲劳性能和抗微裂纹性能。随着时间的推移，这些性质提高了船体的耐用性，而且船体即使暴露在盐水中和紫外光下，外部也拥有良好的表面光洁度。环氧树脂还经受得起渗透性重量增加，因为船体层压板吸收了水分，这会降低船只的速度。
多年来，虽然灌注工艺一直越来越受欢迎，而且在需要的应用中使用环氧树脂，其性能优势是公认的，但在海洋产业中使用灌注环氧树脂才刚刚新兴起来。船只制造商在评估新方法和材料的优势时，可以预期其在改善船体的质量、实现对环境的更好控制和生产能力更经济有效等方面的好处。
Scout公司环氧树脂灌注新的42英尺长的运动渔船
新工艺减轻了重量，提高了水动力性能，改善了黑色船体的外表面。
在2015年春天，Scout Boats, Inc.（位于美国南卡罗来纳州的萨默维尔）推出了新的42英尺长的豪华运动型渔船，船队中大的型号，420LXF，这是近三年来其内部研究和开发的产品，旨在将渔船的性能与美学相融合，设计出高端的中心控制台巡洋舰。该渔船的创新设计之处是其光滑、能够达到镜面抛光度的黑色船体。
在真空袋中，固化环氧树脂灌注的420 LXF 船体。
Scout Boats公司的老板Steve Potts解释说：“我们建造了新的420 LXF型号，以满足并超越客户对我们的期望，使其成为真正新一代的船”。作为这项成果的一部分，Scout Boats 公司将传统的聚酯纤维（PE）和乙烯基酯（VE）树脂开模成型生产船体改成环氧树脂灌注闭模成型生产船体。先进环氧树脂系统生产出刚度更高、强度更高、重量更轻、以及改进的结构稳定性，水动力性能，更高的速度和更好的节约燃料的船体。此外，低收缩环氧树脂生产出等级A级、无瑕疵、黑色的船体表面，比传统的深色聚酯纤维船只需要的保养更少。
当Scout公司管理层开始考虑使用灌注工艺加工新船体时，他们号召Composites One公司（位于美国密苏里州阿灵顿海茨），一家复合材料零部件制造原材料的供应商，为Scout公司的内部设计工程师提供指导。随着项目的继续，Composites One公司也将培养Scout公司构建团队，开发一个真空密封的法兰工具，在一个封闭的模具中灌注树脂。
他们建立了一个试验程序，使用由亨斯迈先进材料公司提供的聚酯纤维、乙烯基酯以及环氧树脂，灌注一条小船的深色硬顶。目标是：比较每种材料的使用和固化性能。
Composites One公司420 LXF项目的技术支持经理Corbett Leach说：“这个项目大的一个挑战是生产黑色的船体，因为黑色的船体很容易看到瑕疵。使用聚酯纤维树脂建造船体往往需要额外添加印染阻滞剂和阻挡层以防止表面变形和瑕疵。此外，建造完成的船体通常需要费时的二次返工和再精制”。420 LXF环氧树脂灌注的黑色船体在脱模后，需要非常少的二次加工——如果真需要的话——从而显着地减少了劳动时间，加快了总体的生产速度。因此决定使用环氧树脂来生产新的LXF420船体。
船体的生产
Scout公司开发了采用乙烯基酯/玻璃纤维/芯材夹层结构的真空密闭模具来生产新船体。为了建造船体，Scout公司构建团队和Composites One公司以聚酯纤维胶衣开始，背面是纤维填充乙烯基酯表层。打磨表层后，放置根据计算机设计的层合板方向预切割的多层干燥的玻璃纤维。将重量轻、硬质泡沫芯材夹在玻璃纤维层合板层与层之间。接着，将增粘粘合剂喷射到所有层，使其固定到适当的位置，直至灌注环氧树脂。为了优化灌注工艺，放置了一层背面是外部流体的剥离层。
准备灌注时，工程安装了一次性真空袋，紧紧固定到模具法兰以防止漏气。然后根据船体将要灌注的区域，加入一系列已数字编码的树脂灌注线。
将环氧树脂和固化剂混合，并使用高输送MVP Patriot泵灌注。为专门用于大型部件而设计的高性能的树脂系统，具有水一样的粘度，可以使树脂流遍层合板。这样可以确保完全润湿增强织物，甚至在阶梯式船体的切口的部分，也没有树脂贫区。灌注后，在室温下将环氧树脂固化，然后在带有电热毯的帆布下保持160° F的温度、八小时进行后固化。
Corbett解释说：“亨斯迈公司新的先进环氧树脂后固化温度可能比以前低。浅色部分甚至可以在室温下固化，并且仍然能够实现高品质。其结果是，工艺控制大化而能源成本小化”。
随着经验的积累，构建团队能够减少所需的灌注线的数量，并且将灌注时间从1到1个半小时缩短到45分钟。他们还开发了闭模灌注成型，比以前采用的开模成型工艺更快。目前，Scout公司生产一个船体的时间在不到一个星期内，完成一个船只的时间在3至3个半周。
Potts补充道：“灌注工艺更进一步的好处是，它比开模成型更加清洁，产生的浪费更少并且减少了挥发性有机化合物的排放。环境的洁净改变了员工的整个心态”。
基于Scout公司新的420 LXF船体中环氧树脂的出色性能，公司已计划通过灌注来建造新的35英尺和32英尺的豪华渔船。而在过去，环氧树脂灌注工艺常常被船只制造者用于单船体项目，Scout公司引领着海洋产业才用灌注来连续地生产船只。
更多详细报道请关注复材网www.cnfrp.com
