Důležité:    DF MoNaKo - diskuze    Chat    Členové    Kalendář akcí    Galerie    Partnerské weby

   Můžete se registrovat!    Ukažte obrázky svých modelů!    Jak napsat článek?    Napište nám   

Kategorie článků
Vyhledávání
Model Club MoNaKo
MC MoNaKo

Otevřené sdružení lodních modelářů nejen z celé ČR...
Modelářský klub MoNaKo


Čtenář
Jméno:
Heslo:


Registrace | Info
Zapomenuté heslo

Chat - popovídejte si

Přehledy
Stálé odkazy
RSS

Pokud chcete odebírat naše články přes RSS, do své čtečky RSS kanálů zadejte tuto adresu. Též můžete použít odebírání nových tématpříspěvků z DF.

Vše naráz přímo na plochu svého PC získáte s miniaplikací MoNaKo-Mini:

MoNaKo-Mini

Čtenářské galerie
Zábradlí zádě
Zábradlí na zádi
zobrazení: 2141
známka: 0
Zajímavý odkaz
Thingiverse.com

Všem, kteří si pořídili 3D tiskárnu, by se mohla hodit tato stránka, na které naleznou řadu připravených věcí k tisku (a to i z oblasti lodních modelů).

Historie zajímavých odkazů

Partneři

MoNaKo - ikona

Pokud přidáte ikonu MoNaKa na svůj web, na oplátku přidáme odkaz na Vaše stránky mezi naše partnery.

Správa webu a DF

O tyto stránky se stará: MoNaKo Web Team

Návštěvnost
Mapa přístupů
Licence

Licence Creative Commons

Novinky
04.08.2019:

Pohled vedoucího české reprezentační výpravy na mistrovství světa lodních maket NS 2019 Stanislava Jakeše si můžete přečíst v jím sepsané zprávě.


25.07.2019:

Mistrovství světa lodních maket Naviga NS 2019 v Bánku skončilo již v úterý, avšak k výsledkové listině jsme se dostali až dnes.

 

 Archiv novinek


Lodě

Výroba lodních trupů sekce M - 3. díl

Úvodní obrázek článku K výrobě kompozitového modelu jsou zde použity dvě části negativní formy (viz popis její výroby v minulém dílu). Opět bude použita technologie ručního kladení jednotlivých vrstev.




Po separaci se do formy nastříká akrylátová barva, která nám vytvoří barevnou povrchovou úpravu dle přání kupujícího nebo jako zde, dle představ tvůrce. Jako první se nastříkaly červené pruhy v horní polovině formy, které byly ohraničeny vykrývací krepovou páskou. Ta byla po zavadnutí barvy odstraněna. Následně se obě části formy vystříkaly „základovou“ bílou barvou.

Obrázek v článku
Spodní díl formy, který je vystříkán barvou

U našeho modelu máme jako pojidlo použit stejný epoxid tedy L285 navíc s CNT – Carbon Nano Tube (uhlíkové nano trubičky – zvyšují pevnost materiálu).

Použité materiály na model se liší dle požadavků zákazníka a jeho finančních možností. Protože dnes jsou na trhu materiály o nízkých hmotnostech s vysokou pevností, ale na každých 10 % snížené hmotnosti na materiálu nebo zvýšení pevnosti o 10 %, se cena zvyšuje o 50 % až 100 % u některých tkanin i mnohem více. Nejlevnější jsou skelné tkaniny, ale samozřejmě jsou mezi nimi také značné rozdíly, co se cen a vlastností týče. Cenově dražší následují kevlarové a pak uhlíkové nebo jejich vzájemné kombinace.

V našem případě byly na spodní část trupu modelu lodi, která je nejvíce namáhána, použity vrstvy kompozitu:
1. vrstva skelné tkaniny s gramáží 80 g/m2 (cena 30 Kč/m2)
2. a 3. vrstva jednosměrné uhlíkové tkaniny 100 g/m2 (cena 1500 Kč/m2)
4. vrstva uhlíkové tkaniny 90 g/m2 (cena 1300 Kč/m2)
5. vrstva polyethylenové tkaniny značky Dineema 30 g/m2 (cena 1500 Kč/m2)
6. vrstva skelné tkaniny 80 g/m2

Obrázek v článku Obrázek v článku
Vlevo uhlíková jednosměrná tkanina 100 g/m2, vpravo uhlíková tkanina 160 g/m2

Na horní část trupu modelu lodi, je z důvodu menšího mechanického namáhání skladba kompozitu odlišná:
1. vrstva skelné tkaniny s gramáží 80 g/m2
2. vrstva uhlíková tkanina 160 g/m2
3. vrstva tkaniny značky Dineema
4. vrstva skelné tkaniny 80 g/m2

Při laminování produktu ve formě je nutné dbát na orientaci (vzájemné křížení pod určitým úhlem) jednotlivých vrstev tkaniny. Toto křížení rozhoduje o mechanické tuhosti kompozitového výrobku. Orientace jednotlivých vrstev záleží na zkušenostech zhotovitele.

Postup laminování spodní části trupu
Jako první, se důkladně vymažou všechny hrany formy zahuštěnkou. Tím jednak zpevníme hrany na výsledném výrobku. Ale také si tím zjednodušíme kladení tkaniny, která by se nám do těchto rohů nedostala a pokud by se zde vytvořila vzduchová bublina, velice snadno by se daný roh ulomil. 80 g/m2 skelnou tkaninu budeme mít nachystanou tak, abychom ji mohly nanést v jednom kuse do formy, a pak ji důkladně prosytíme iniciovanou epoxidovou pryskyřicí. Zkušenosti zhotovitele se odrazí na množství použitého epoxidu a výsledné hmotnosti celého produktu. Dále musí zhotovitel dbát na to, aby se mu nevytvářely pod tkaninou vzduchové bublinky, které by celý výrobek znehodnotily.

Uhlíková jednosměrná tkanina je speciální tkanina s vláknovou strukturou typu IMS. Její vlákna směřují jedním směrem a soudržnost tkaniny zajišťuje fólie dodávaná výrobcem. Aby se mohla přenést do formy a oddělit od podpůrné fólie, je nutno ji pečlivě prosytit epoxidem. Zároveň se musí ostré rohy dostatečně vyplnit zahuštěnkou, protože se relativně dosti špatně dostává do těchto míst. To by mohlo mít za následek vznik vzduchových bublin. Protože se dodává v relativně úzkých pásech, tak se klade nadvakrát, aby se jí využilo co nejvíce.

Obrázek v článku Obrázek v článku Obrázek v článku
Kladení vrstvy jednosměrné tkaniny

Po této vrstvě jsou naneseny další dvě vrstvy skelné tkaniny a opět řádně prosyceny epoxidem. Následně jsou odstraněny přečnívající tkaniny přez hranu formy a je provedena kontrola zda se ještě neobjevily vzduchové bublinky. Ty je nutno z vrstev tkaniny vytlačit.

Postup laminování horní části trupu
Je velice shodný s tím na spodní části jen s tím rozdílem, že je použita jiná skladba tkanin.

Obrázek v článku Obrázek v článku
Jasně viditelné tři vrstvy tkaniny použité na horní části modelu

Spojení obou částí formy
Po očištění obou půlek formy se na vnitřní okraj formy v dělící rovině nanese vrstva zahuštěnky na jednu část formy. Následně se forma uzavře druhou polovinou a obě se spojí šrouby. Doba tuhnutí (vytvrzení) kompozitového modelu je zhruba 3 až 5 dnů při pokojové teplotě.

Obrázek v článku Obrázek v článku
Zahuštěnka, sloužící k spojení obou půlek modelu, a zavření a stažení formy pomocí imbusových šroubů

Očištění a osazení modelu
Po vyjmutí z formy je nejprve nutné očistit přebytečný materiál. Následně se začistí hrany. Nyní se dá zkontrolovat, zda se autorovi povedlo kopyto udělat symetricky nebo zda neuhnula samotná forma. Symetričnost je důležitá hlavně na spodní straně lodi, po které model jede, tzv. „trojúhelník“, který je tvořen výstupem hřídele ze dna lodi a končí zrcadlem trupu lodi.

Obrázek v článku Obrázek v článku
Vyznačení teoretického „trojúhelníku“ a čerstvě vyjmutý model z formy

Následně se do lodi vyřízne otvor, kterým se bude do jejího vnitřku ukládat vybavení modelu. Otvor se samozřejmě musí taktéž zabrousit, aby neměl ostré hrany. Další operací je vlepení dvojdílné přepážky převracecí komory dovnitř trupu. Přepážka vytvoří komoru, která slouží pro převrácení modelu zpět do správné polohy, když dojde při jízdě jakýmkoliv způsobem k jeho převrácení dnem vzhůru.

Funkce této komory je následující: jakmile je loď dnem vzhůru, naplní se komora přes vyvrtané otvory vodou a její hmotnost způsobí vychýlení těžiště a otočení lodi. Hmotnost samotné vody v komoře však nestačí, proto se snažíme všechno těžké vybavení uložit na tu stranu, kde je komora (např. baterie). Komora se dává na levou stranu lodě tak, aby k otočení přispěl i kroutící moment pravotočivého hnacího ústrojí (motoru a lodního šroubu).

Obrázek v článku Obrázek v článku Obrázek v článku
Výroba komory, vlepená komora a částečně přilepená motorová přepážka

Po zatuhnutí epoxidu, jimž jsme přepážku zalepili, vyvrtáme na spodní straně modelu (ve dně) co nejblíž přídi lodě otvor, který později bude sloužit k odvzdušnění této komory. Nyní tímto otvorem nalijeme do komory vodu a budeme sledovat, zda těsní nebo nám do útrob lodi kolem přepážky teče voda. V případě, že najdeme všechna místa, kterými nám do lodi teče, vypustíme vodu a necháme loď zcela uschnout. Pak daná místa zalepíme. Jestliže chceme ušetřit čas, do daného otvoru budeme foukat vzduch a poslechem zjišťujeme, zda vzduch nikde neuniká.

Do komory pak uděláme otvory v horní části modelu, kterými do ní bude moci vtéct voda při převržení a další otvor na zrcadle lodi, kterým voda pomocí kinetické síly za jízdy vyteče. V případě, že po vyzkoušení na vodě se nám zdá rychlost přetáčení lodi nedostatečná, vyvrtáme další otvor nebo zvětšíme původní odvzdušňovací otvor ve dně lodi.

Jako další se do lodě vlepí pomocí přípravku současně přepážka motoru a stevena tak, aby byla zaručena jejich souosost v ose trupu modelu (stevena - česky klínek pod trupem lodi s trubkou a ložisky lodního hřídele). Pokračuje vybavení lodi držákem serva kormidla a pouzdrem kormidla s ložisky, které se také zalepí uvnitř modelu. Dále se zalepí trubky vstupu a výstupu vodního chlazení z trupu modelu, které nám slouží k chlazení motoru a regulátoru. Ještě se musí vlepit na horní část trupu konektory elektroinstalace pro bezpečnostní smyčku. Ta umožňuje jak zapnutí modelu, tak i jeho rychlé vypnutí při nějaké poruše. Vzhled této bezpečnostní smyčky a jejího zapojení je zadán přímo v pravidlech NAVIGA. Jako další na loď připevníme držák startovního čísla, způsoby jeho provedení si určí modelář podle dispozic lodi.

Obrázek v článku Obrázek v článku
Vlepený držák hřídele, vtok chlazení a bezpečnostní smyčka
Obrázek v článku Obrázek v článku Obrázek v článku
Stevena

Po této přípravě osadíme loď veškerou elektrovýzbrojí a RC vybavením: motorem, pohonnými bateriemi, RC přijímačem, regulátorem, servem kormidla s táhlem a pákou kormidla. Současně je v modelu provedena příslušná elektrická kabeláž a propojen silikonovými hadičkami vstup chlazení ve dně trupu s regulátorem, motorem a vývodem vodního chlazeni z lodi. K pohonu modelů jsou v současnosti mimo akumulátorů NiMH a LiFePo nejčastěji používané lithium-polymerové akumulátory (LiPo), které mají výhodu ve vysoké kapacitě a relativně dlouhé životnosti, například oproti NiMH. Jejich nevýhodou je však náchylnost k přebití nebo také k podvybití, kdy může akumulátor začít hořet, ale také i vybuchnout.

Nejčastěji je vybavení (akumulátor, regulátor a přijímač) připevněn v modelu lodi suchým zipem. Motor je k motorové přepážce přišroubován, stejně tak je přišroubováno servo kormidla.

IV. Bezpečnost při práci
Samotné pryskyřice a hlavně tužidla a urychlovače jsou silně leptající žíraviny. Je nutné proto dodržovat bezpečnostní předpisy dané výrobci těchto látek a přesně dodržovat i váhové (nebo objemové) poměry při jejich přípravě.

Při práci je nutné chránit zrak ochrannými brýlemi či obličejovým štítem, používat ochranné gumové rukavice. Vhodné je také používat ochrannou zástěru či staré pracovní oblečení (pryskyřice nelze ze šatů vyprat).

Při broušení je vhodné použít respirátor nebo masku se vzduchovým filtrem, to s ohledem na lehké částečky broušených tkanin. Ty jsou při dlouhodobém vdechování dokonce i karcinogenní.

Laminování by mělo být prováděno v dobře větrané místnosti, nesmí se zde kouřit a používat otevřený oheň.

Po ukončení práce musíme dokonale umýt ruce. Práce s pryskyřicemi by se měli vyvarovat alergici.

V. Závěr
Když jsem v roce 2002 začínal soutěžit s modely lodí, měli soutěžící trupy těchto modelů již kompozitové z laminačních epoxidových pryskyřic a skelných vláken. Tento typ trupů jsme museli zastiňovat před sluncem, aby nedošlo teplem k tvarovým deformacím (zkroucení trupu). Stejně tak po nějaké době došlo k prověšení dna těchto modelů sálavým teplem od používaných akumulátorů.

V té době pouze několik domácích a zahraničních špičkových dospělých soutěžících mělo trupy modelů z kombinace uhlíkových a sklených tkanin. Tyto jejich trupy se vyznačovaly proti trupům pouze ze skelných vláken velkou stálostí tvaru trupu a byly i odolnější vůči teplotě. Bohužel, ale díky použitému uhlíku v kompozitu byly velmi křehké. Na soutěžích po vzájemných kontaktech modelů nebo při střetech s bójemi (vyznačujícími soutěžní trať) tak docházelo velmi často k proražení trupu většinou s fatálními následky (většinou se model potopil a došlo k zničení či poškození motoru, akumulátorů a RC vybavení). Tyto trupy bylo velmi problematické také opravovat.

Tento problém s malou pevností trupů byl odstraněn až s příchodem kombinovaných tkanin typu uhlík – aramid (kevlar) a podobně. Dostupnost těchto tkanin umožnilo jejich stále větší použití v celém spektru průmyslu a to snížilo jejich cenu na přijatelnou úroveň i pro naši zájmovou činnost. V současnosti tyto trupy z kombinovaných tkanin tvoří drtivou většinu soutěžních modelů.

Tento vývoj není jen u mého hobby. Takto složené kompozitové materiály se stále více požívají v průmyslu při konstrukci vozidel jak na silnice, tak i železnici, v letectví, při stavbě lodí a ve stavebnictví.

Cenová dostupnost různých složení tkanin a laminačních pryskyřic umožňuje použití těchto materiálů i v téměř domácích amatérských podmínkách při stavbě ultra lehkých letadel, malých lodí a jachet (viz příklad stavba karbonové 6,5m plachetnice našeho jachtaře Milana Koláčka, který se s touto lodí úspěšně zúčastnil soutěže osamělých mořeplavců Transat 6,50 při plavbě z Francie do Brazílie přez Alantik).

Domnívám se, že tyto možnosti budou časem ještě větší s novými druhy tkanin.

VI. Poděkování
Obrázek v článku Zvláštní poděkování patří bratrům Tomáši a Janovi Bubeníkům, kteří mi umožnili sledovat průběh výroby tohoto modelu a uvedli mne do problematiky dnešních kompozitových materiálů.


VII. Použitá literatura a internetové zdroje
J.Baitler a kolektiv: abc lodního modelářství; vydání 1.; Praha; Naše vojsko 1965; 196 stran; D-09-50175; 28-062-65
http://www.volny.cz/zkorinek/vlakna.pdf
www.havel-composites.com
http://pctuning.tyden.cz/navody/upravy-modding/12243-casemodding-kompozitni_zazrak-laminat
http://www.rcmodely.com/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=42&Itemid=65
http://www.spolchemie.cz/produkty-spolchemie.aspx
www.milan-transat.eu

Předcházející díly
Výroba lodních trupů sekce M - 1. díl
Výroba lodních trupů sekce M - 2. díl

Celý seriál vyšel ve zkrácené verzi v RC revue 5 a 6/2013.

Fotogalerie
Fotogalerie

Foto: Michal Foltýn © 2014

Michal Foltýn Na začátek článku

Autor: Michal Foltýn | Vydáno dne 06. 02. 2014 | 7449 přečtení
Počet komentářů: 4 | Přidat komentář
Informační e-mailVytisknout článek
Pridat.eu



Lodě -> Výroba lodních trupů sekce M - 3. díl
Old MoNaKo - články z roku 2006 a starší
Pozvánky
Nejnovější akce

Termíny dalších akcí najdete v Kalendáři akcí.

Reklama
Nejkomentovanější
Soutěže plachetnic Footy 2019
30. 12. 2018
Počet komentářů: 4

Moravský pohár 2018 v Dolním Žlebu
24. 11. 2018
Počet komentářů: 3

Deník z mistrovství světa lodních maket Naviga sekce NS 2019 v Bánku - 7. díl
24. 07. 2019
Počet komentářů: 2

Deník z mistrovství světa lodních maket Naviga sekce NS 2019 v Bánku - 4. díl
21. 07. 2019
Počet komentářů: 2

Vydejte se na Podzimní Lužiny 2018!
03. 11. 2018
Počet komentářů: 1

Last minute pozvánka na Noční Košík 2019
30. 07. 2019
Počet komentářů: 1

Nejčtenější za rok