自己动手/木船
作者：David Moss
这个项目涉及的设计（布局）可能就是整个过程中最困难的部分。
您的第一个造船项目应该简单且价格低廉，但船在完工后需要有用。这些标准之间的平衡是一个人的决定。互联网是寻找设计时开始的好地方。我发现的一个对免费设计信息有用的网站是http://home.clara.net/gmatkin/design.htm.
在我的例子中，我选择了Hannu Vartiala设计的“Dug”。Hannu的造船厂网站上提供了免费的图纸：http://koti.kapsi.fi/hvartial.
我选择Dug是因为我想要一个简单且价格低廉的造船项目。它由一块胶合板制成，因此价格再低不过了，而且网站上的设计看起来很容易理解。
我修改了设计，使用3mm胶合板而不是6mm胶合板。不仅较薄的胶合板更便宜，而且更轻。它还让我有机会尝试安装舷缘。成品是一艘单人独木舟。我可以独自轻松地拿起并搬运这艘船，它几乎漂浮在湿草地上。它非常适合在澳大利亚昆士兰州默里·达令系统源头附近的浅水河流中钓鱼。
不过，Dug是我的选择。您对第一个造船项目的设计选择可能与众不同。
胶合板是一种人造建筑材料。它通常由奇数层薄木单板组成，这些单板用胶水粘合在一起，交替层的纹理相互垂直。最外层被称为面。由于这些是唯一可见的层，因此每个面的外观都符合标准规范。在澳大利亚，胶合板板材的每个面都用代码字母描述
- A - 高品质外观等级单板，适合透明饰面。
- S - 外观等级单板，允许自然特征，例如节疤，作为装饰特征，须经双方同意。
- B - 适合高质量油漆饰面的外观等级。
- C - 具有坚固表面的非外观等级。所有开孔缺陷，例如节疤孔或裂缝，都已填补。
- D - 允许有开放缺陷的非外观等级。允许有限数量的节疤和节疤孔，最大宽度为75mm。
符合 AS/NZS 2272 标准的船用胶合板具有两个 A 级表面和一个 A 或 B 级芯材。
在美国，一些制造商使用字母代码表示“正面”和相应的数字表示“背面”，例如，澳大利亚的 AB 代码在美国可能指定为 A3。
使用这种分级标准的典型应用是 AA 用于船用胶合板，AD 用于仅可见胶合板正面的墙面覆层，CD 用于结构胶合板地板，DD 用于结构支撑。
用于将单板层粘合在一起的粘合剂对造船者至关重要。有四种标准胶水等级
- A 型粘合剂由酚醛树脂 [PF] 制成，在受控的热量和压力下永久固化。它形成永久性粘合，在潮湿条件、高温或低温下不会变质。它很容易识别，因为它的颜色是黑色的。A 型粘合剂在 AS/NZS 2272 中指定用于船用胶合板。
- B 型粘合剂由三聚氰胺强化脲醛树脂 [MF] 制成，在受控的热量和压力下固化。
- C 型和D 型粘合剂是室内用粘合剂，由脲醛树脂 [UF] 制成，不应用于造船。
造船用胶合板传统上以 8 英尺 x 4 英尺的板材出售。以公制计，它约为 2400mm x 1200mm。
从这些尺寸可以明显看出，即使是建造最简单的船只也需要将胶合板板材连接在一起。
外用级胶合板按照 AS/NZS2271 的标准生产，使用多种材料，包括硬木和装饰性单板贴面，例如非洲桃花心木、白蜡木、柚木或柚木和山毛榉拼花。
它的生产标准与船用胶合板不同，但通常非常适合第一个造船项目。层间使用的胶水与船用胶合板中使用的相同，因此分层不应成为问题。
外用级胶合板可能有一面“良好”，另一面等级较低，例如 AB。我的第一艘船“Dug”是用太平洋枫木外用级胶合板建造的。
船用胶合板是一种工程产品，必须符合已发布的标准。在澳大利亚，相关标准是 AS/NZS2272。在美国、英国和世界其他地区，BS1088 标准可用于指定船用胶合板。这些标准详细说明了船用胶合板组成和性能的几乎所有方面。如果您要建造一艘适航的船只，或者一艘必须符合检验标准的船只，则使用经过认证的船用胶合板至关重要。
在澳大利亚/新西兰单板和粘合剂标准体系中，船用胶合板的分级为AA - A 粘合，并且应该在板材上印有“PAA 认证船用”标签。如果没有印章，则很可能该材料没有通过最终检验。
在澳大利亚，船用胶合板的一些例子是
- 胡桃木松：符合 AS 2272 标准，澳大利亚制造的优质胶合板。
- 加蓬木：符合 BS1088 和 BS3655 标准，重量轻，具有劳氏船级社认证。
- 桃花心木：符合 BS1088 标准，优质胶合板
- 太平洋枫木：符合 BS1088 标准，最经济实惠，但略重。
- Cortech：巴尔沙木芯胶合板，具有非常高的刚度重量比和强度重量比。适用于船体、甲板等。
- 贴面胶合板：具有柚木、白蜡木和非洲桃花心木装饰性贴面的防水胶合板。还有用于船底和甲板的柚木/白蜡木条纹胶合板。
造船用胶合板传统上以 8 英尺 x 4 英尺的板材出售。以公制计，它约为 2400mm x 1200mm。从这些尺寸可以明显看出，即使是建造最简单的船只也需要将胶合板板材连接在一起。
通常使用两种方法将胶合板板材连接在一起
- 对接接头
- 斜接接头
对接接头是迄今为止最容易制造的。它是通过将液体环氧树脂涂抹在要连接的板材的边缘，将它们推在一起并将一块胶合板条粘贴到接缝的一侧或两侧而形成的。
一种变体是使用玻璃纤维胶带而不是胶合板条。环氧树脂固化后，接头比胶合板板材本身更牢固，在压力下，木材会在环氧树脂接头之前失效。
提示：环氧树脂不粘聚乙烯。铺设一层聚乙烯薄膜，例如一次性油漆布，可以避免将您的作品粘到地板上的尴尬，因为在连接板材时会用到胶水。如果聚乙烯不可用，您也可以使用烘焙纸。
放样是将图纸上的尺寸在施工材料上绘制成实物尺寸的过程。
有时设计师会以表格的形式提供必要的尺寸，但有时需要直接从图纸上获取尺寸，并将它们放大到实物尺寸。
首先，标记一条中心线，然后使用直角尺在胶合板上绘制一系列与中心线成 90° 角的站线，以规则的间隔绘制。例如，站线可以每 10 厘米绘制一条。确定中心线两侧每个站线处的距离，并将它们标记在胶合板上作为参考标记。最后，通过参考标记绘制平滑的放样线。可以使用钢尺等直边绘制直线，并使用放样板绘制平滑曲线。将面板钉暂时钉入一些参考标记中，以确保放样板沿着正确的曲线移动，这将很有帮助。
放样过程完成后，放样线将用作从板材中切割部件时的切割导向线。
环氧树脂是使普通人能够进行木船制造的材料。它被用作粘合剂、结构组件以及密封木材以防止其吸收水分。
维基百科有一篇关于环氧树脂的文章，位于 http://en.wikipedia.org/wiki/Epoxy。
木材环氧树脂浸渍技术，或称 WEST 系统，是一种用来密封木船以防止水分侵入的技术。在木材上涂抹一层薄薄的液态环氧树脂，就像涂漆一样。一些环氧树脂在环氧树脂呈液态时被吸收到木材的纹理和孔隙结构中，当它硬化后，木材实际上就会受到防潮屏障的保护。
WEST 系统是一种通用的造船技术，也是一种注册商标，代表由 美国 Gougeon Brothers, Inc. 授权生产的环氧树脂产品品牌。Gougeon Brothers 兄弟在 20 世纪 60 年代后期与 DOW Chemicals 公司共同开发了原始 WEST 系统的环氧树脂涂层。从那时起，环氧树脂系统，包括 WEST 系统品牌，都经历了重大的发展。如今，有各种各样的制造商提供用于木船制造的环氧树脂系统。使用“造船环氧树脂”一词进行网络搜索将返回数千条参考结果，针对您所在位置进行搜索应该会返回足够多的本地环氧树脂制造商，供您选择。
但是，需要提醒您。并非所有环氧树脂配方都适合用来密封木船以防止水分侵入。海洋涂层环氧树脂通常不含有机溶剂或稀释剂。它们可能被称为高固体环氧树脂。原因是，有机分子的尺寸远大于水分子的尺寸。当有机溶剂在固化过程中从液态环氧树脂中蒸发时，离开的分子可能会留下微观的隧道，允许尺寸更小的水分子进入。这降低了它们作为防潮屏障的有效性，使它们不适合用作海洋涂层。
在我建造第一艘木船时，我选择了 Bote Cote，一种由布里斯班的一家公司生产的高固体环氧树脂，布里斯班是我住所最近的大城市。我的选择主要受到方便、质量信誉以及支持本地企业的愿望的影响。您在选择环氧树脂系统时，可能会受到类似因素的影响，但只要您选择一种高质量的、适合用作海洋涂层的环氧树脂，选择权就掌握在您手中。
环氧树脂过程中最关键的部分是将正确量的硬化剂与环氧树脂混合。
分别储存时，硬化剂和树脂将保持液态。当混合在一起时，硬化剂充当催化剂，促使树脂聚合，或在其分子之间形成交联。随着这些分子间的键形成，混合物的粘度增加，最终，在几个小时后，它会固化。反应在之后的几天内会持续进行，因此在涂抹后至少 24 小时内，不要对材料施加过大的压力。
聚合物键形成的速率取决于所用硬化剂的化学性质和环境温度。形成键的反应是放热的，这意味着每次形成新键时都会产生热量。温度越高，键形成得越快，温度也会变得更高，因此新的键形成得更快。热量通常通过传导散逸到周围空气中，因此在混合后，将环氧树脂分散在托盘中，而不是放在罐子里很重要。托盘更大的表面积允许更多的热量散逸，并延长了罐子寿命，即混合物仍然足够稀薄以便有效涂抹的时间。
 | 警告在极端情况下，例如在保温容器（如聚苯乙烯杯）中混合并放置大量环氧树脂，混合物可能会变得足够热而着火。如果您的混合物温度迅速升高，请立即将其分散在托盘中，或将其拿到室外，放在可以安全燃烧的地方。 |
一批环氧树脂的罐子寿命通常约为 45 分钟。一旦一批环氧树脂达到其罐子寿命的结束，就无法再将其涂抹，因此必须将其丢弃。一次混合少量环氧树脂是有意义的。只混合在罐子寿命内能够舒适地涂抹的量，否则您会浪费大量昂贵的环氧树脂。
一些外卖食品店使用的聚乙烯容器是环氧树脂的绝佳混合罐。环氧树脂不会粘在聚乙烯上，因此第二天很容易剥掉硬化的环氧树脂薄层，并重复使用容器。
严格按照制造商关于混合比例的说明进行操作非常重要。在混合物中添加更多或更少的硬化剂不会影响固化时间或罐子寿命，但会降低键的强度。
同样重要的是，要使用制造商推荐的适合您车间环境温度的硬化剂类型。Bote Cote 建议为其环氧树脂系统使用以下硬化剂。
- 快速硬化剂：适用于澳大利亚南部气候和冬季，罐子寿命为 45 分钟，薄膜固化时间为 5-6 小时，温度为 14-16 摄氏度。可在低至 8 摄氏度的温度下使用。
- 标准硬化剂：适用于温暖条件和澳大利亚南部的夏季，罐子寿命为 45 分钟，薄膜固化时间为 5-6 小时，温度为 20-22 摄氏度。
- 热带硬化剂：适用于澳大利亚北部等炎热气候，那里温度很少降至 30 摄氏度以下，并且始终保持高湿度。罐子寿命为 45 分钟，薄膜固化时间为 4-5 小时，温度为 30 摄氏度。
公制换算提示：转到 google.com，在搜索框中输入“20C in F”。
这个巧妙的小技巧也可以用于转换许多其他单位。（您可以尝试一下示例 这里）
一些制造商还会提供硬化剂加速剂。对于 Bote Cote，添加 2% 的加速剂会使反应速度提高一倍（罐子寿命减半），而添加 4% 的加速剂会使反应速度提高 4 倍。加速剂不是硬化剂的替代品，它只是加快了过程。当您有热带型硬化剂的供应，但想在寒冷的冬日将它与环氧树脂一起使用时，这一点非常有用。
无论您选择哪种环氧树脂系统，在混合时都必须严格按照制造商的说明进行操作。
就我而言，混合比例是两份环氧树脂对一份硬化剂。虽然可以使用量杯或重量来将环氧树脂混合成正确的比例，但我决定在购买环氧树脂时购买测量泵。
需要两个手动泵，一个用于环氧树脂，另一个用于硬化剂。这些泵价格低廉（每个约 10 澳元），直接安装在瓶子上，我从来没有后悔过这个决定。混合起来很简单，只需喷一次硬化剂，再喷两次环氧树脂。我强烈建议任何打算建造木船的人使用测量泵。
一旦环氧树脂和硬化剂按正确的比例分配，务必确保它们混合均匀。用扁平的一次性搅拌器小心地搅拌混合物几分钟。一些尺寸合适的薄胶合板边角料是理想的材料。
当环氧树脂完全混合后，许多人会在涂抹之前将其转移到另一个容器中，即使数量太小，不用担心它在混合罐中会放热。这样做是因为，无论您在混合时多么小心，总会有少量的未混合环氧树脂或硬化剂粘附在罐子的侧面或角落深处。如果一滴未混合的树脂滴到您的作品上，就会导致粘性点，永远不会完全固化。墨菲定律规定粘性点将出现在您表面最糟糕的地方。将混合物倒入干净的容器中，用干净的搅拌器最后搅拌一下，是防止环氧树脂中出现不需要的粘性点的廉价保险。
充分混合的环氧树脂是一种非常稀薄的液体。它非常适合涂在木质表面上，但有时其低粘度会带来问题。在水平和垂直表面之间的接缝处形成一道圆滑的过渡，如果没有添加增稠剂，这是不可能的。
环氧树脂制造商销售各种增稠剂。Bote Cote 提供以下填料，可用于在各种情况下增稠环氧树脂
- 高强度填料：高密度玻璃纤维和颗粒填料，适用于最高强度粘接应用，例如双体船横梁、桅杆舱壁、承重横梁等。
- 胶粘剂填料：低成本混合填料，适用于大多数粘接应用，也可用于制作所有圆滑过渡。
- 修整填料：低密度、易于打磨的微球基填料，可以像乳霜一样均匀地涂抹，形成完美的羽状边缘。用于填充和修整。
大多数制造商都提供他们自己的这些填料产品版本。
一些制造商还提供木粉用于增稠环氧树脂。Hannu's Boatyard 是我为我的第一艘船找到建造图纸的地方，他们建议用普通的小麦粉作为有效的环氧树脂增稠剂。我建造“Dug”时就用了这种方法，效果很好。
将环氧树脂充分混合后，只需一次少量地添加所选增稠剂，不断搅拌，直到混合物达到所需的稠度。在满足应用需求的情况下，尽可能少使用增稠剂是有意义的。混合物中的每个增稠剂颗粒都是一个不会与周围环氧树脂形成聚合物键的颗粒。混合物中增稠剂越少，固化后材料的强度就越高。
为了在“Dug”上形成所需的圆滑过渡，我添加了足够量的普通小麦粉，使环氧树脂混合物的稠度达到花生酱的程度。
建造船只时使用的工具包括
- 电动钻
- 电动拼图
- 电动刨
- 随机轨道砂光机
- 手锯
- 手刨
- 手持砂光块
- 夹具（很多）
- 样板条（一根长而直的柔性木条，用于帮助绘制均匀的曲线）
- 直角尺
- 钢尺
- 卷尺
- 颗粒面罩
- 安全眼镜
- 一次性塑料手套
- 密织工作服
颗粒面罩必不可少。造船过程中会进行大量砂光，产生的灰尘对健康不利。木材粉尘本身就不好，再加上环氧树脂粉尘和玻璃纤维粉尘，你肯定想把它挡在肺部之外。你可以在五金店以相当便宜的价格买到一次性纸质颗粒面罩。
安全眼镜强烈推荐。我个人戴着近视眼镜，所以我不用担心专门的安全眼镜。那些有幸不需要戴眼镜的人，在使用环氧树脂和固化剂等化学物质之前，应该考虑购买一副安全眼镜。
当你混合或涂抹环氧树脂时，一次性塑料手套也是一个好主意。有些人会对环氧树脂迅速产生敏感，并发展成皮炎。一次性塑料手套可以从一开始就防止皮肤接触，避免潜在的健康问题。一次性塑料手套可以在大型超市连锁店以便宜的价格买到。
强烈推荐穿着密织工作服，包括长袖和长裤。如果你想进行不止一个造船项目，投资一件浅色棉质工作服可能是明智的。我犯了一个错误，只穿着一条短裤就对玻璃纤维加强的接缝进行砂光。在炎热的昆士兰夏季，当时感觉很舒服，但之后一个多星期都很不舒服，因为灰尘中的玻璃纤维让我很不舒服。从那以后，无论气温如何，我都会穿着长袖的棉质工作服！
缝合粘合是一种使用胶合板和环氧树脂建造复杂三维物体的技术。
缝合粘合方法是由第一位电视“自己动手” (DIY) 专家巴里·巴克内尔 (Barry Bucknell) 大约在 1964 年发明的。维基百科有一篇关于缝合粘合的文章，网址为 http://en.wikipedia.org/wiki/Stitch_and_glue。
首先，在一块胶合板的边缘附近，每隔 10 厘米钻一行小孔。在施工过程中，在另一块胶合板的每块相邻的孔旁钻一个匹配的孔，然后用铜线或塑料扎带将两块胶合板缝合在一起。
将相匹配的部件缝合在一起后，在接缝处涂抹一道环氧树脂圆滑过渡，将部件粘合在一起。在右边的照片中，一块废胶合板的角落经过砂光形成半圆形，用来将增稠的环氧树脂均匀地涂抹成圆滑过渡。
如果你仔细观察照片，你会注意到胶合板相匹配部件的边缘变黑了。这是因为在涂抹增稠的环氧树脂圆滑过渡之前，边缘用少量液体环氧树脂湿润了。未增稠的环氧树脂会渗入胶合板的纹理中，从而提高粘合力。由于增稠的环氧树脂和未增稠的环氧树脂一起固化，它们会形成一个具有很大强度的单一聚合结构。实际上，形成的接缝比胶合板本身更坚固。如果施加足够的力，固化后的木材会先断裂，然后才是接缝处的环氧树脂。
环氧树脂圆滑过渡固化后，去除缝合线。填补孔洞，并添加玻璃纤维带和更多环氧树脂，可以为接缝提供所需的结构强度。
给木船涂漆不仅仅是外观上的效果。油漆是船体结构的重要组成部分。
如果木船没有密封防潮，它会吸收水分，木材会膨胀，并可能造成严重损坏。
如今大多数木船都使用薄薄的一层环氧树脂进行防潮密封。环氧树脂在防潮方面做得很好，但容易受到紫外线 (UV) 损伤。未经保护的环氧树脂会受到阳光中紫外线照射的损害，并在一个季节内开始变质。
幸运的是，大多数外用漆可以提供良好的防紫外线保护，以及额外的防潮渗透保护。
为你的船选择表面漆面是一项复杂的任务。如果你去当地的五金店，询问适合在环氧树脂上使用的油漆，你很可能会得到一个茫然的表情。很少有油漆会明确说明它们可以涂在环氧树脂上。好消息是，大多数油漆都能很好地粘附在环氧树脂上，尽管没有正式的说明。但是，成功取决于表面准备工作。
人们在建造船只的过程中，经常会改变对表面漆面的想法。他们一开始会设想将船体漆成纯色，但在建造过程中，木材的美丽会显露出来，尤其是在使用未增稠的环氧树脂的地方。环氧树脂会形成光滑、透明、有光泽的表面，从而增强木材的纹理。太可惜了，它不能就这样保留下来，但不幸的是，它在暴露于紫外线照射时会很快分解。如果环氧树脂要暴露在阳光下，必须用一层防紫外线漆或清漆进行保护。
一些建议用于海洋用途的表面漆面是
- 标准型船用漆
- 硅酮/醇酸树脂型
- 环氧树脂漆
- 单组份或双组份聚氨酯
- 线性聚氨酯
每种表面漆面都有其自身的优缺点。我的第一个项目选择了乳胶型外用丙烯酸家装漆。它价格相对便宜，能形成光滑的中光泽表面，并能很好地粘附在经 WEST 处理的船体胶合板上。
一些制造商建议在使用他们的产品之前使用蚀刻底漆。这忽略了固化后的环氧树脂是化学惰性的这一事实。蚀刻底漆依赖于化学蚀刻作用，对固化后的环氧树脂没有任何作用。
在固化后的环氧树脂上获得良好的油漆附着力的唯一方法是在涂漆之前轻轻地打磨表面，在表面上形成数百万个微小的划痕。这有利于油漆与表面机械咬合，降低剥落的可能性。
在进行任何修饰工作或涂抹涂料之前，请让最后一层环氧树脂在环境温度高于 20°C 时固化 5 到 7 天，在更冷的温度下固化时间更长。（造船的各个方面都需要大量等待时间）
有些环氧树脂体系会出现胺白化现象，这是一种在固化过程中形成的油性物质。如果选择的环氧树脂体系存在此问题，请在打磨前用沾有水/氨水的抹布或海绵擦拭工作区域。这将消除油性的胺白化，使打磨更容易，并最大程度地减少磨料纸的堵塞。