自己动手/木船

作者：David Moss

选择设计

这个项目的设计（布局）可能是整个过程中最难的部分。

你的第一个造船项目应该简单且便宜，但船在完工后必须有用。这些标准之间的平衡是个人决定的。互联网是寻找设计的好地方。我发现一个对免费设计信息有用的网站是 http://home.clara.net/gmatkin/design.htm.

在我的情况下，我选择了 Hannu Vartiala 设计的“Dug”。免费计划可在 Hannu 的造船厂网站上找到：http://koti.kapsi.fi/hvartial.

我选择 Dug 是因为我想要一个简单且便宜的第一个造船项目。它是由单张胶合板制成的，所以没有更便宜的了，网站上的设计看起来也很容易理解。

我修改了设计，使用 3 毫米胶合板而不是 6 毫米。更薄的胶合板不仅更便宜，而且更轻。它也给了我尝试安装舷边的机会。成品是一艘单人独木舟。我可以自己轻松地拿起和搬运这艘船，它几乎浮在潮湿的草地上。它非常适合在澳大利亚昆士兰州默里达令系统源头周围的浅水河流中钓鱼。

但 Dug 是**我**的选择。你自己的第一个造船项目的项目设计选择可能完全不同。

胶合板

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，这些单板粘合在一起，相邻层的纹理方向成 90° 角。最外层被称为面层。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格。在澳大利亚，胶合板板的每个面都用一个字母代码描述

• A — 高质量外观级单板，适合透明饰面。

• S — 外观级单板，允许自然特征（如结节）作为装饰特征，但需达成一致。

• B — 适合高质量油漆饰面的外观级单板。

• C — 非外观级，具有坚固的表面。所有开放的缺陷（如结节孔或裂缝）都已填补。

• D — 非外观级，允许开放的缺陷。允许有限数量的结节和结节孔，最大宽度为 75 毫米。

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”并使用相应的数字表示“背面”，例如，在澳大利亚为 AB 的代码在美国可能被指定为 A3。

使用此分级标准的典型应用是 AA 用于船用胶合板，AD 用于仅胶合板正面可见的墙面覆层，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于造船工来说至关重要。有四种标准的胶水等级

• 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。它形成一种永久粘合剂，在潮湿条件、高温或低温下不会降解。它很容易通过其黑色识别。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增强的尿素甲醛树脂 [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，由尿素甲醛树脂 [UF] 制成，不应在造船中使用。

用于造船的胶合板传统上以 8 英尺 x 4 英尺的板材出售。在公制中，这约为 2400 毫米 x 1200 毫米。

从这些尺寸可以明显看出，需要将胶合板板连接在一起才能建造即使是最简单的船。

外层级胶合板

外层级胶合板按照 AS/NZS2271 标准生产，使用各种材料，包括硬木和装饰单板饰面，例如非洲桃花心木、白蜡木、柚木，或镶嵌柚木和山毛榉。

它不是按照与船用胶合板相同的工程标准生产的，但通常非常适合第一个造船项目。层与层之间使用的粘合剂与船用胶合板中使用的粘合剂相同，因此分层不应成为问题。

外层级胶合板可能有一个“良好”的面，而另一个等级较低，例如 AB。我的第一艘船“Dug”使用太平洋枫木外层级胶合板建造。

船用胶合板

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，相关的标准是 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。这些标准详细介绍了船用胶合板成分和性能的几乎所有方面。如果你要建造一艘适航的船，或者一艘必须符合检验标准的船，使用经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 级粘合剂，并且应在板材上加盖“PAA 测试船用”印章。如果没有印章，那么它很可能是没有通过最终检验的材料。

在澳大利亚，船用胶合板的一些例子包括

• 箍松：AS 2272 标准，澳大利亚制造的优质胶合板。
• 加蓬：BS1088 和 BS3655 标准，轻质胶合板，具有劳氏船级社认证。
• 桃花心木：BS1088 标准，优质胶合板。
• 太平洋枫木：BS1088 标准，最经济但稍微重的胶合板。
• Cortech：巴尔萨木芯胶合板，具有非常高的刚度重量比和强度重量比。用于船体、甲板等。
• 单板胶合板：防水胶合板，饰面为柚木、白蜡木和非洲桃花心木。还有柚木/白蜡木条纹胶合板，用于船底和甲板。

连接胶合板板

用于造船的胶合板传统上以 8 英尺 x 4 英尺的板材出售。在公制中，这约为 2400 毫米 x 1200 毫米。从这些尺寸可以明显看出，需要将胶合板板连接在一起才能建造即使是最简单的船。

两种方法通常用于将胶合板板连接在一起

• 对接接头
• 斜接接头

对接接头是迄今为止最容易制作的。它通过将液体环氧树脂涂抹到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形成的。

一种变体是使用玻璃纤维胶带而不是胶合板条。一旦环氧树脂固化，接头强度就超过了胶合板本身，并且木材将在环氧树脂接头之前承受压力而失效。

提示：环氧树脂不粘附于聚乙烯。铺设一张聚乙烯薄膜，例如一次性油漆滴落布，可以避免在连接板材时将工作粘在地板上的尴尬。如果聚乙烯不可用，你也可以为此目的使用烘焙纸。

放样

放样是将图纸上的尺寸从平面图上提取出来，并绘制在建筑材料上的全尺寸部件的过程。

使用放样板

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，并将其放大到实际尺寸。

首先标记一条中心线，然后使用直角尺在胶合板上的中心线以一定间隔绘制一系列基线，基线与中心线成90°。例如，基线可以每 10 厘米绘制一条。中心线两侧每个基线处的距离由图纸决定，并在胶合板上标记为参考点。最后，通过参考点绘制平滑的放样线。直线可以使用直尺等直边工具绘制，而平滑曲线可以使用放样板绘制。将图钉临时钉入一些参考点中，可以帮助确保放样板沿着正确的曲线。

放样完成后，放样线将用作切割导向线，用于从板材上切割部件。

环氧树脂

环氧树脂是使普通人能够建造木船的材料。它可用作粘合剂、结构部件，以及用于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，地址为：http://en.wikipedia.org/wiki/Epoxy。

WEST 系统

木材环氧树脂饱和技术，即 WEST 系统，是一种将木船密封以防止水分进入的技术。在木材上涂上一层薄薄的液态环氧树脂，就像涂漆一样。当环氧树脂处于液态时，一些环氧树脂会被木材的纹理和毛孔结构吸收，当它硬化后，木材便会受到防潮屏障的有效保护。

WEST 系统是一种通用的造船技术，也是一种注册商标，代表一种由 Gougeon Brothers, Inc. USA 根据许可证生产的环氧树脂产品。Gougeon Brothers 在 20 世纪 60 年代后期与 DOW Chemicals 合作开发了原始 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）已经取得了重大发展。如今，许多制造商提供用于木船建造的环氧树脂系统。在网络上搜索“船舶建造环氧树脂”，会返回数千条结果，缩小搜索范围，按您的位置进行搜索，应会返回足够多的当地环氧树脂制造商供您选择。

但需要注意的是，并非所有环氧树脂配方都适用于将木船密封以防止水分进入。海洋涂层环氧树脂通常不包含有机溶剂或稀释剂。它们可能会被描述为高固含量环氧树脂。原因是，有机分子的体积远大于水分子的体积。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小的通道，允许体积更小的水分子进入。这会降低它们作为防潮屏障的有效性，使其不适合用作海洋涂层。

在建造我的第一艘木船时，我选择了 Bote Cote，这是一种由布里斯班一家公司生产的高固含量环氧树脂，布里斯班是我住所附近最大的城市。我的选择主要受便利性、质量信誉以及支持当地企业的愿望的影响。您在选择环氧树脂系统时，也可能会受到类似因素的影响，但只要您选择高质量的环氧树脂作为海洋涂层，选择权就在您手中。

混合环氧树脂

环氧树脂过程中最关键的部分是将正确量的固化剂与环氧树脂混合。

固化剂和树脂分别储存时，会保持液态。当它们混合在一起时，固化剂会充当催化剂，使树脂发生聚合，或在其分子之间形成交联。随着这些分子之间的键形成，混合物的粘度会增加，最终在几个小时后会固化。反应会在接下来的几天内持续进行，因此在涂抹后至少 24 小时内，不要对材料施加过大的压力。

聚合物键形成的速度取决于所用固化剂的化学性质以及环境温度。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，键形成的速度越快，温度也会随之升高，因此键形成的速度会更快。热量通常会通过传导的方式散发到周围的空气中，因此在混合后将环氧树脂摊开在托盘中而不是放在锅里很重要。托盘更大的表面积可以使更多的热量散发，从而延长罐期，即混合物仍然足够稀薄，可以有效涂抹的时间。

一批环氧树脂的罐期通常约为 45 分钟。当一批环氧树脂的罐期结束时，就无法再进行涂抹，因此必须丢弃。因此，最好一次只混合少量环氧树脂。只混合在罐期内可以舒适涂抹的量，否则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非常适合用作环氧树脂的混合罐。环氧树脂不会粘在聚乙烯上，因此第二天可以轻松地剥离掉一层薄薄的硬化环氧树脂，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固化剂不会影响固化时间或罐期，但会降低键的强度。

同样重要的是，要使用制造商为车间环境温度推荐的固化剂类型。Bote Cote 推荐将以下固化剂与他们的环氧树脂系统一起使用：

快速固化剂：用于澳大利亚南部气候以及冬季，罐期为 45 分钟，在 14-16 摄氏度下，薄膜凝固时间为 5-6 小时。可以在低至 8 摄氏度的温度下使用。

标准固化剂：适用于较温暖的气候以及澳大利亚南部的夏季，罐期为 45 分钟，在 20-22 摄氏度下，薄膜凝固时间为 5-6 小时。

热带固化剂：适用于澳大利亚北部等炎热气候，这些地区的气温很少降至 30 摄氏度以下，并且始终保持较高的湿度。罐期为 45 分钟，在 30 摄氏度下，薄膜凝固时间为 4-5 小时。

公制换算提示：访问 google.com，并在搜索框中输入“20C in F”。
此技巧还适用于其他单位的换算。（您可以试用此示例 此处）

一些制造商还提供固化剂加速剂。对于 Bote Cote，添加 2% 的加速剂会使反应速度提高一倍（罐期减半），而添加 4% 的加速剂则会使反应速度提高四倍。加速剂不能替代固化剂，它只是加速了这一过程。如果您有热带型固化剂，但在冬季寒冷的天气中需要将其与环氧树脂一起使用，这会非常有用。

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。

在我的情况下，混合比例为两份环氧树脂对一份固化剂。虽然可以使用量杯或称重法将环氧树脂混合到正确的比例，但我决定在购买环氧树脂时购买测量泵。

环氧树脂系统和玻璃纤维胶带

需要两个手动操作的泵，一个用于环氧树脂，另一个用于固化剂。这些泵的价格很便宜（大约每台 10 澳元），可以直接安装在瓶子上，我从未后悔过这个决定。混合非常简单，只需一泵固化剂对应两泵环氧树脂。我强烈推荐使用测量泵给所有打算建造木船的人。

将环氧树脂和固化剂以正确的比例分配后，必须确保它们彻底混合。使用扁平的、一次性搅拌棒仔细搅拌混合物几分钟。一些修剪成合适的尺寸的薄胶合板边角料是理想的搅拌工具。

当环氧树脂完全混合后，许多人会将其转移到另一个容器中，然后再进行涂抹，即使数量太小，不必担心在混合罐中发生放热反应。这样做的原因是，无论您在混合时多么小心，总会有一些未混合的环氧树脂或固化剂粘在罐壁上或角落里。如果一滴未混合的树脂滴到您的工作表面上，就会导致粘性斑点，永远无法正确固化。墨菲定律决定粘性斑点会出现在工作表面最糟糕的地方。将混合物倒入干净的容器中，并用干净的搅拌棒再次搅拌，可以有效防止环氧树脂中出现不需要的粘性斑点。

增稠环氧树脂

正确混合的环氧树脂是一种非常稀薄的液体。它非常适合涂抹在木质表面，但有时它的低粘度会带来问题。在水平面和垂直面之间的接缝处构建一道加强筋，如果没有添加增稠剂，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：一种高密度玻璃纤维和颗粒填料，适用于需要最大强度粘合的应用，例如双体船龙骨梁、桅杆隔板、承重横梁等。

胶水填料：一种低成本混合填料，用于大多数粘合应用，以及制造所有加强筋。

修整填料：一种低密度、易于打磨的微球型填料，涂抹时像奶油一样，边缘可以完美地羽毛状过渡。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（我从该网站获得第一艘船的图纸）建议使用普通的小麦粉作为有效的环氧树脂增稠剂。在建造“Dug”时，我使用了这种方法，效果很好。

将环氧树脂充分混合后，只需少量添加您选择的增稠剂，并持续搅拌，直到混合物达到所需的稠度。只要符合应用要求，尽可能使用少量增稠剂。混合物中每颗粒增稠剂都是不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，硬化后的材料强度越高。

我添加了足够的普通小麦粉，使环氧树脂混合物的稠度与花生酱一致，以形成“Dug”上所需的填料。

工具

建造船只时使用的工具包括

• 电动钻
• 电动拼图锯
• 电动刨
• 随机轨道砂光机

• 手锯
• 手刨
• 手工砂光块
• 夹具（很多）
• 放样板条（一根长而直、灵活的木条，有助于画出均匀的曲线）
• 三角板
• 钢尺
• 卷尺

防护设备

• 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。造船过程中需要大量的砂光作业，产生的粉尘对健康有害。木屑本身就很糟糕，但如果再加上环氧树脂粉尘和玻璃纤维粉尘，您就更应该避免吸入这些粉尘了。您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。

安全眼镜强烈建议使用。我个人戴着眼镜，所以不用担心专门的安全眼镜。那些幸运地不需要戴眼镜的人在使用环氧树脂和硬化剂等化学品之前，应该考虑购买一副安全眼镜。

一次性塑料手套在混合或涂抹环氧树脂时也是一个好主意。有些人会对环氧树脂迅速产生敏感，导致皮炎。一次性塑料手套可以防止皮肤接触，避免潜在的健康问题。一次性塑料手套可以在大型连锁超市以便宜的价格买到。

密织工作服，长袖和长裤强烈建议穿着。如果您考虑的不仅仅是一个造船项目，那么投资一件浅色棉质工作服可能明智。我犯了一个错误，只穿着短裤就打磨了玻璃纤维增强的接缝。在炎热的昆士兰夏季，这当时非常舒适，但在之后的一周时间里却很不舒服，因为粉尘中的玻璃纤维开始发作。从那以后，无论温度如何，我都会穿着带袖子的棉质工作服！

缝合粘合

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·巴克内尔在 1964 年左右开发的。维基百科有一篇关于缝合粘合的文章，地址是 http://en.wikipedia.org/wiki/Stitch_and_glue。

缝合粘合技术

首先，在一块相互连接的胶合板边缘附近钻一排间距约 10 厘米的小孔。在构建过程中，在另一块与这些孔相邻的胶合板上钻一个匹配的孔，然后使用铜线或塑料扎带将两块胶合板缝合在一起。

将相互连接的部件缝合在一起后，在接缝处涂抹环氧树脂填料，粘合在一起。在右边的照片中，一块边缘经过打磨、形成一个圆角的废胶合板被用来将增稠的环氧树脂均匀地涂抹成填料。

仔细观察照片，您会注意到相互连接的胶合板边缘变暗了。这是因为在涂抹增稠的环氧树脂填料之前，这些边缘已经用少量液态环氧树脂浸润过了。未增稠的环氧树脂会渗入胶合板的纹理，从而增强粘合力。由于增稠的环氧树脂和未增稠的环氧树脂会一起固化，因此它们会形成一个具有极高强度的单一聚合结构。事实上，形成的接缝比胶合板本身还要牢固。如果施加足够的力，固化后的木材会在接缝处的环氧树脂之前断裂。

当环氧树脂填料固化后，缝合线会被去除。填充孔，并添加玻璃纤维胶带和更多环氧树脂，为接缝提供所需的结构强度。

油漆

给木船涂漆不仅仅是装饰效果。油漆构成了船只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，并造成严重的损坏。

如今，大多数木船都用一层薄薄的环氧树脂来密封防潮。环氧树脂在密封防潮方面做得非常出色，但容易受到紫外线 (UV) 的损害。未经保护的环氧树脂会受到阳光中紫外线的损害，并在一个季节内开始退化。

幸运的是，大多数外墙级油漆除了提供额外的防潮保护外，还能很好地抵御紫外线。

选择油漆

为您的船只选择表面涂层是一个复杂的任务。如果您去当地的五金店并询问适用于环氧树脂的油漆，您很可能会得到茫然的眼神。很少有油漆明确说明它们可以涂抹在环氧树脂上。好消息是，大多数油漆都能很好地粘附在环氧树脂上，即使没有正式的规格。然而，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涂层的看法。他们一开始设想船只被漆成纯色，但在建造过程中，木材的美感展现出来了，特别是在使用未增稠的环氧树脂的区域。环氧树脂形成光滑、透明、有光泽的表面，增强了木材的纹理。太可惜了，它不能就这样保留，但不幸的是，它暴露在紫外线下时会很快分解。如果环氧树脂暴露在阳光下，必须用一层防紫外线油漆或清漆保护。

一些建议用于海事用途的表面涂层包括

• 标准型船用漆
• 硅酮/醇酸类
• 环氧树脂漆
• 单组份或双组份聚氨酯
• 线性聚氨酯

每种表面涂层都有其优点和缺点。对于我的第一个项目，我选择了一种乳胶型外墙丙烯酸家居漆。它价格相对便宜，形成了光滑的半光泽涂层，并能很好地粘附在船只的 WEST 处理过的胶合板上。

一些制造商建议在涂抹其产品之前使用蚀刻底漆。这忽略了固化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，对固化的环氧树脂没有任何影响。

在固化的环氧树脂上实现良好油漆附着力的唯一方法是在涂抹之前轻轻打磨表面，在表面形成数百万个微小的划痕。这有助于油漆机械地锚固到表面，减少剥落的可能性。

准备

在进行任何修饰或涂抹涂层之前，如果环境温度高于 20°C，请让最后一层环氧树脂固化 5 到 7 天，在较冷的温度下，固化时间更长。（造船的各个方面都需要大量等待）

一些环氧树脂体系会产生胺白化现象，这是一种在固化过程中形成的油性物质。如果您的环氧树脂体系存在这个问题，请在打磨之前用沾有水和氨水的抹布或海绵擦拭工作表面。这将消除油腻的胺白化现象，使打磨更容易，并减少研磨纸的堵塞。