14-ти футовый каяк из XPS от проекта до постройки

Все о самостоятельной постройке морских каяков, каноэ, байдарок и других судов. Технология строительства, чертежи лодок, обмен опытом.
Aleh
Сообщения: 257
Зарегистрирован: 13 ноя 2017, 19:14
Reputation: 43
Город: Брест

14-ти футовый каяк из XPS от проекта до постройки

Сообщение Aleh » 23 сен 2018, 02:22

Еще когда работал над одноместным каяком, этапы постройки которого есть на этом форуме, было желание сделать более компактную, небольшого веса, и к тому же с возможностью плавания вдвоем лодку. При анализе возможных вариантов материалов для этого проекта остановился на сэндвичевой конструкции с внешними стеклопластиковыми поверхностями и сердцевиной из экструдированного пенополистирола (XPS). Листы его доступны, обычно имеют габариты 600х1200, он хорошо режется термоструной и фрезеруется. Я из него иногда делал некоторые изделия, поэтому материал знакомый, но для пробы адгезии смолы под этот проект были нарезаны термоструной несколько пластин XPS от 6 до 14 мм толщиной и проклеены с одной стороны стеклотканью. Результат по адгезии оказался положительным, поэтому и дан старт данному проекту.
Длиной лодка задумана около 14 футов длиной и 29-31 дюйма шириной. Обводы будут граненые, из-за особенностей материала здесь тот случай, что чем больше поясьев коруса, тем лучше, поэтому будет 5 поясьев на 1 сторону корпуса и 2 пояса деки. Стыки поясьев и стыки деталей самого пояса здесь будут служить своего рода ребрами жесткости в какой-то мере. По длине 1 пояса будет видимо 3-4 стыка. Толщина нарезанных пластин будет в пределах 11-14 мм, пока еще не определился.
Прикидки по весу лодки - вес деталей из XPS при толщине 14 мм будет около 3 кг, вес ткани при 2 слоях внутри и 3 слоях снаружи около 4 кг, вес смолы 6-7. Получается все вместе около 14-15 кг. Более точно смогу сказать по готовности и анализу компьтерной модели.
Создание самой модели уже начато, порядок работы над ней будет выложен в следующих постах.
xps11.jpg
Нарезанные разной толщины пластины XPS
xps11.jpg (111.58 КБ) 1016 просмотров
xps12.jpg
Пробы со стеклом на эпоксидном связующем
xps12.jpg (169.01 КБ) 1016 просмотров
xps13.jpg
xps13.jpg (124.2 КБ) 1016 просмотров

Aleh
Сообщения: 257
Зарегистрирован: 13 ноя 2017, 19:14
Reputation: 43
Город: Брест

Re: 14-ти футовый каяк из XPS от проекта до постройки

Сообщение Aleh » 23 сен 2018, 04:39

Построение модели каяка. Файл модели каяка будет нужен для анализа формы, создании для него различных деталей, написании программ для ЧПУ по их изготовлению. Здесь будут представлены скрины с экрана компьютера, на этом этапе будет использоваться связка программ Rhinoceros и Grasshopper.
Итак в соответствии с задуманными габаритами и обводами лодки намечены штевни, мидельшпангоут, отмечены точки излома обшивки в соответствии с 5 поясами. Я имел представление, какие обводы корпуса я хочу получить, и согласно этого создавал геометрию на начальном этапе. По точкам намеченным на штевнях и мидельшпангоуте были проведены проекции поясьев обшивки. Они были предварительны и предназначались к дальнейшим корректировкам. Еще раньше в Grasshopper я создал параметрическую модель другого проектируемого каяка, поэтому применяю ее здесь с некоторыми изменениями, т.к. количество поясьев добавилось. Дальше обводы корректировались и соответственно модель автоматом перестраивалась.
penskr5.jpg
Намечены проекции обводов
penskr5.jpg (56.48 КБ) 1003 просмотра
dscr7.jpg
Здесь видно, что линии поясьев, построенные по ним, не имеют плавного изменения кривизны
dscr7.jpg (127.16 КБ) 1003 просмотра
penskr7.jpg
Здесь линии проекций подключены к Grasshopper
penskr7.jpg (100.06 КБ) 1003 просмотра
penskr8.jpg
Начало корректировки. Корректируем положение контрольных точек. Grasshopper в процессе ее перестраивает линии поясьев, шпангоутов
penskr8.jpg (80.97 КБ) 1003 просмотра
penskr15.jpg
Корректируем кривизну линии
penskr15.jpg (23.61 КБ) 1003 просмотра
penskr16.jpg
Она же плавная
penskr16.jpg (41.24 КБ) 1003 просмотра
penskr10.jpg
Обводы в первой итерации откорректированы
penskr10.jpg (50.12 КБ) 1003 просмотра
penskr11.jpg
Сама модель, вернее ее фантом. Но уже можно "запекать" ее и корректировать дальше
penskr11.jpg (89.85 КБ) 1003 просмотра
penskr14.jpg
Запеченные линии обводов. Видно, что имеют слишком много контрольных точек (80). Перестроим, уменьшим их количество до 16. Максимальная разбежка этой линии с предыдущей составляет 6 сотых мм.
penskr14.jpg (41.77 КБ) 1003 просмотра
Последний раз редактировалось Aleh 23 сен 2018, 05:32, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
nebosy
Сообщения: 526
Зарегистрирован: 05 сен 2014, 22:21
Reputation: 60
Город: Самара

Re: 14-ти футовый каяк из XPS от проекта до постройки

Сообщение nebosy » 23 сен 2018, 05:06

Я извиняюсь за своё невежество, но разве эпоксидка не разъедает пенопласт? Был негативный опыт с полиэфиркой, но основа то похожая как и разбавители для этих двух смол.
Ну и Технониколь прямо пишет:
Чтобы использование этого материала оправдало ваши ожидания, необходимо придерживаться некоторых правил. Выбирая клеевой состав, следует принимать во внимание рекомендации изготовителя по поводу их пригодности для обработки плит. Причиной усадки или размягчения плит могут стать следующие органические вещества:
- каменноугольная смола и ее производные;
- средства на водной основе для защиты древесины, содержащие растворители;
- разбавители красок;
- ацетон;
- нефтяной толуол;
- этилацетат.
Каждого человека можно выслушать, но не с каждым стоит разговаривать.©

Aleh
Сообщения: 257
Зарегистрирован: 13 ноя 2017, 19:14
Reputation: 43
Город: Брест

Re: 14-ти футовый каяк из XPS от проекта до постройки

Сообщение Aleh » 23 сен 2018, 05:21

Полиэфирная разъест однозначно, а эпоксидные пенополистирол не разъедают. И на пробах на фото видно это.

Aleh
Сообщения: 257
Зарегистрирован: 13 ноя 2017, 19:14
Reputation: 43
Город: Брест

Re: 14-ти футовый каяк из XPS от проекта до постройки

Сообщение Aleh » 24 сен 2018, 04:58

Идем далее. Переходы от штевней к килю на первоначальной модели были прямыми сегментами. Сейчас их можно заменить сплайнами.
scaglscr35.jpg
scaglscr35.jpg (36.39 КБ) 950 просмотров

Так же ставим несколько шпангоутов (запекаем в Grasshopper). Теперь из всех полученных линий можно получить оболочку корпуса.
scaglscr36.jpg
scaglscr36.jpg (36.87 КБ) 950 просмотров
Дека стоится аналогично корпусу, только поясьев меньше.
scaglscr37.jpg
scaglscr37.jpg (42.82 КБ) 950 просмотров
Остается проделать проемы в деке. Здесь будет два варианта-одноместный и двухместный.
scaglscr38.jpg
scaglscr38.jpg (30.71 КБ) 950 просмотров
scaglscr39.jpg
scaglscr39.jpg (42.44 КБ) 950 просмотров
scaglscr40.jpg
scaglscr40.jpg (43.87 КБ) 950 просмотров
С самими обводами пока все. Но не с моделью. Если бы этот каяк строился из тонкой фанеры, то уже можно получить развертки поясьев для нарезки по нормали, как делает подавляющее большинство производителей КИТов.
scaglscr41.jpg
scaglscr41.jpg (38.07 КБ) 950 просмотров

Но у меня поясья обшивки будут малковаться для прилегания друг к другу на стыках. Это было отработано на предыдущем проекте, там все прилегло очень плотно и те стыки оставалось только проклеить без шпаклевания щелей-их не было. И для этого нужно будет произвести еще ряд построений.

Аватара пользователя
asi2007@ukr.net
Сообщения: 226
Зарегистрирован: 28 авг 2016, 02:02
Reputation: 14
Город: Винница

Re: 14-ти футовый каяк из XPS от проекта до постройки

Сообщение asi2007@ukr.net » 24 сен 2018, 07:10

Aleh - я с удовольствием читаю Вашу тему! Супер! Владение программами - отличная работа. Я вот не смог подобное сделать в Солиде. Похоже Рино более подходит для подобных задач.
Как я понимаю, из за толщины материала придется снимать фаски под углом, то есть подгонять пояс к поясу. А что если делать как шведы, нижнюю поверхность пояса сделать выпуклой полукруглой, а верхнюю с вогнутую. И пояса будут сами подбирать свое место свободно вращаясь в пазу? По крайней мере для деревянного строительства это метод хорош тем, что исключает подрезку и подгонку поясов. И в отличии от варианта с выбранной четвертью не ослабляет материал пояса.

Aleh
Сообщения: 257
Зарегистрирован: 13 ноя 2017, 19:14
Reputation: 43
Город: Брест

Re: 14-ти футовый каяк из XPS от проекта до постройки

Сообщение Aleh » 25 сен 2018, 00:23

Для такого проекта кроме Rhinoceros может применяться солид-их кстати два -Solid Edge и SolidWorks, а так же Alias, Catia, Pro/ENGINEER и еще ряд других. И последние в какой-то мере больше "тяжеловесы", чем Rhino. Например SolidWorks позволяет делать развертки не только поверхности с нулевой толщиной, но и тел, имеющих ее (толщину), учитывая модуль Юнга материала, упругие и пластичные деформации и так далее.
Про скосы на стыках и почему "шведский " способ здесь не нужен.
Стыки поясьев будут делаться по биссектрисе угла сочленения в месте стыка-он меняется по длине пояса естественно. Для того, что-бы в том числе получить этот угол и будут производится дальнейшие построения. Потом будет написана программа для ЧПУ, который режет термоструной и соответственно будут вырезаться детали поясьев, шпангоутов и остальных деталей из пены со всеми скосами на торцах (т.н. малками), стыками отдельных деталей по длине (ориентируюсь пока на сегменты длиной 1200мм). На моем станке с термоструной есть ограничения на наклон струны- по вертикали могу наклонить макс. до 40 градусов, по горизонтали до 60 в каждую сторону. Участков с бОльшими углами на некоторых деталях будет немного, в основном на штевнях, их можно будет доработать фрезой на другом ЧПУ станке.
В принципе у меня продуман весь ход постройки, для некоторых моментов есть еще и варианты. Вообще цель проекта-создание другой альтернативы постройки, кроме фанерных и чисто стеклопластиковых, корпусов лодок. Эта технология будет занимать где то промежуточное положение между теми двумя. Можно будет строить стеклопластиковый корпус без дорогостоящих матриц. Роль пены на этапе постройки будет формообразующая, а затем в изделии будет играть роль заполнителя в "сэндвиче" корпуса. И вес комплекта деталей из пены на такую лодку около 3 килограммов, т.е. их можно отправлять недорого по почте желающим построить такой каяк.
С толщиной пенопластовых деталей определился - ее решено делать 12мм.

Аватара пользователя
asi2007@ukr.net
Сообщения: 226
Зарегистрирован: 28 авг 2016, 02:02
Reputation: 14
Город: Винница

Re: 14-ти футовый каяк из XPS от проекта до постройки

Сообщение asi2007@ukr.net » 25 сен 2018, 01:29

Круто! Мне нравится малый вес. Но наружный слой стекла будет потолще чем для фанеры? Все таки пенопласт не настолко жесток. Во только позавчера два раза наткнулся на притопленные бревна. Лодка стеклопластиковая - выдержала.
У Вас серьезное производство. Респект!

Aleh
Сообщения: 257
Зарегистрирован: 13 ноя 2017, 19:14
Reputation: 43
Город: Брест

Re: 14-ти футовый каяк из XPS от проекта до постройки

Сообщение Aleh » 25 сен 2018, 01:40

Но наружный слой стекла будет потолще чем для фанеры
Конечно потолще. Будет 3 наружных, 2 внутренних слоя стекла разной плотности. Плюс сама сердцевина. Прочности хватит.

Aleh
Сообщения: 257
Зарегистрирован: 13 ноя 2017, 19:14
Reputation: 43
Город: Брест

Re: 14-ти футовый каяк из XPS от проекта до постройки

Сообщение Aleh » 25 сен 2018, 03:40

Придадим корпусу толщину 12мм.
modp3.jpg
Здесь корпус без деки
modp3.jpg (51.28 КБ) 875 просмотров
modp6.jpg
Здесь с декой вместе
modp6.jpg (58.33 КБ) 875 просмотров
modp5.jpg
Проволочно для видимости
modp5.jpg (94.77 КБ) 875 просмотров
Для удобства выбора поверхностей для постройки поясьев возьмем только половину корпуса. Поясья второй половины будут зеркально.
modp2.jpg
Половина корпуса
modp2.jpg (55.07 КБ) 875 просмотров
Построен верхний пояс обшивки с срезами на торцах под нужными углами.
modp4.jpg
Таким получился верхний пояс корпуса
modp4.jpg (135.47 КБ) 875 просмотров

Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 4 гостя