自己動手/木船

作者：David Moss

選擇設計

這個專案的設計（佈局）可能是整個過程中最難的部分。

你的第一個造船專案應該簡單且便宜，但船在完工後必須有用。這些標準之間的平衡是個人決定的。網際網路是尋找設計的好地方。我發現一個對免費設計資訊有用的網站是 http://home.clara.net/gmatkin/design.htm.

在我的情況下，我選擇了 Hannu Vartiala 設計的“Dug”。免費計劃可在 Hannu 的造船廠網站上找到：http://koti.kapsi.fi/hvartial.

我選擇 Dug 是因為我想要一個簡單且便宜的第一個造船專案。它是由單張膠合板製成的，所以沒有更便宜的了，網站上的設計看起來也很容易理解。

我修改了設計，使用 3 毫米膠合板而不是 6 毫米。更薄的膠合板不僅更便宜，而且更輕。它也給了我嘗試安裝舷邊的機會。成品是一艘單人獨木舟。我可以自己輕鬆地拿起和搬運這艘船，它幾乎浮在潮溼的草地上。它非常適合在澳大利亞昆士蘭州默裡達令系統源頭周圍的淺水河流中釣魚。

但 Dug 是**我**的選擇。你自己的第一個造船專案的專案設計選擇可能完全不同。

膠合板

膠合板是一種人造建築材料。它通常由奇數層薄木單板組成，這些單板粘合在一起，相鄰層的紋理方向成 90° 角。最外層被稱為面層。由於這些是唯一可見的層，因此每個面的外觀都符合標準規格。在澳大利亞，膠合板板的每個面都用一個字母程式碼描述

• A — 高質量外觀級單板，適合透明飾面。

• S — 外觀級單板，允許自然特徵（如結節）作為裝飾特徵，但需達成一致。

• B — 適合高質量油漆飾面的外觀級單板。

• C — 非外觀級，具有堅固的表面。所有開放的缺陷（如結節孔或裂縫）都已填補。

• D — 非外觀級，允許開放的缺陷。允許有限數量的結節和結節孔，最大寬度為 75 毫米。

符合 AS/NZS 2272 標準的船用膠合板具有兩個 A 級表面和一個 A 或 B 級芯材。

在美國，一些製造商使用字母程式碼表示“正面”並使用相應的數字表示“背面”，例如，在澳大利亞為 AB 的程式碼在美國可能被指定為 A3。

使用此分級標準的典型應用是 AA 用於船用膠合板，AD 用於僅膠合板正面可見的牆面覆層，CD 用於結構膠合板地板，DD 用於結構支撐。

用於將單板層粘合在一起的粘合劑對於造船工來說至關重要。有四種標準的膠水等級

• A 型粘合劑由酚醛樹脂 [PF] 製成，在受控的熱量和壓力下永久固化。它形成一種永久粘合劑，在潮溼條件、高溫或低溫下不會降解。它很容易透過其黑色識別。A 型粘合劑在 AS/NZS 2272 中指定用於船用膠合板。

• B 型粘合劑由三聚氰胺增強的尿素甲醛樹脂 [MF] 製成，在受控的熱量和壓力下固化。

• C 型和D 型粘合劑是室內用粘合劑，由尿素甲醛樹脂 [UF] 製成，不應在造船中使用。

用於造船的膠合板傳統上以 8 英尺 x 4 英尺的板材出售。在公制中，這約為 2400 毫米 x 1200 毫米。

從這些尺寸可以明顯看出，需要將膠合板板連線在一起才能建造即使是最簡單的船。

外層級膠合板

外層級膠合板按照 AS/NZS2271 標準生產，使用各種材料，包括硬木和裝飾單板飾面，例如非洲桃花心木、白蠟木、柚木，或鑲嵌柚木和山毛櫸。

它不是按照與船用膠合板相同的工程標準生產的，但通常非常適合第一個造船專案。層與層之間使用的粘合劑與船用膠合板中使用的粘合劑相同，因此分層不應成為問題。

外層級膠合板可能有一個“良好”的面，而另一個等級較低，例如 AB。我的第一艘船“Dug”使用太平洋楓木外層級膠合板建造。

船用膠合板

船用膠合板是一種工程產品，必須符合已釋出的標準。在澳大利亞，相關的標準是 AS/NZS2272。在美國、英國和世界其他地區，BS1088 標準可用於指定船用膠合板。這些標準詳細介紹了船用膠合板成分和效能的幾乎所有方面。如果你要建造一艘適航的船，或者一艘必須符合檢驗標準的船，使用經認證的船用膠合板至關重要。

在澳大利亞/紐西蘭單板和粘合劑標準體系中，船用膠合板的分級為AA - A 級粘合劑，並且應在板材上加蓋“PAA 測試船用”印章。如果沒有印章，那麼它很可能是沒有透過最終檢驗的材料。

在澳大利亞，船用膠合板的一些例子包括

• 箍松：AS 2272 標準，澳大利亞製造的優質膠合板。
• 加彭：BS1088 和 BS3655 標準，輕質膠合板，具有勞氏船級社認證。
• 桃花心木：BS1088 標準，優質膠合板。
• 太平洋楓木：BS1088 標準，最經濟但稍微重的膠合板。
• Cortech：巴爾薩木芯膠合板，具有非常高的剛度重量比和強度重量比。用於船體、甲板等。
• 單板膠合板：防水膠合板，飾面為柚木、白蠟木和非洲桃花心木。還有柚木/白蠟木條紋膠合板，用於船底和甲板。

連線膠合板板

用於造船的膠合板傳統上以 8 英尺 x 4 英尺的板材出售。在公制中，這約為 2400 毫米 x 1200 毫米。從這些尺寸可以明顯看出，需要將膠合板板連線在一起才能建造即使是最簡單的船。

兩種方法通常用於將膠合板板連線在一起

• 對接接頭
• 斜接接頭

對接接頭是迄今為止最容易製作的。它透過將液體環氧樹脂塗抹到要連線的板材的邊緣，將它們推在一起，並將一塊膠合板條貼上到接縫的一側或兩側形成的。

一種變體是使用玻璃纖維膠帶而不是膠合板條。一旦環氧樹脂固化，接頭強度就超過了膠合板本身，並且木材將在環氧樹脂接頭之前承受壓力而失效。

提示：環氧樹脂不粘附於聚乙烯。鋪設一張聚乙烯薄膜，例如一次性油漆滴落布，可以避免在連線板材時將工作粘在地板上的尷尬。如果聚乙烯不可用，你也可以為此目的使用烘焙紙。

放樣

放樣是將圖紙上的尺寸從平面圖上提取出來，並繪製在建築材料上的全尺寸部件的過程。

使用放樣板

有時設計師會以表格的形式提供必要的尺寸，但有時需要直接從圖紙上獲取尺寸，並將其放大到實際尺寸。

首先標記一條中心線，然後使用直角尺在膠合板上的中心線以一定間隔繪製一系列基線，基線與中心線成90°。例如，基線可以每 10 釐米繪製一條。中心線兩側每個基線處的距離由圖紙決定，並在膠合板上標記為參考點。最後，透過參考點繪製平滑的放樣線。直線可以使用直尺等直邊工具繪製，而平滑曲線可以使用放樣板繪製。將圖釘臨時釘入一些參考點中，可以幫助確保放樣板沿著正確的曲線。

放樣完成後，放樣線將用作切割導向線，用於從板材上切割部件。

環氧樹脂

環氧樹脂是使普通人能夠建造木船的材料。它可用作粘合劑、結構部件，以及用於密封木材以防止其吸收水分。

維基百科有一篇關於環氧樹脂的文章，地址為：http://en.wikipedia.org/wiki/Epoxy。

WEST 系統

木材環氧樹脂飽和技術，即 WEST 系統，是一種將木船密封以防止水分進入的技術。在木材上塗上一層薄薄的液態環氧樹脂，就像塗漆一樣。當環氧樹脂處於液態時，一些環氧樹脂會被木材的紋理和毛孔結構吸收，當它硬化後，木材便會受到防潮屏障的有效保護。

WEST 系統是一種通用的造船技術，也是一種註冊商標，代表一種由 Gougeon Brothers, Inc. USA 根據許可證生產的環氧樹脂產品。Gougeon Brothers 在 20 世紀 60 年代後期與 DOW Chemicals 合作開發了原始 WEST 系統的環氧樹脂塗層。從那時起，環氧樹脂系統（包括 WEST 系統品牌）已經取得了重大發展。如今，許多製造商提供用於木船建造的環氧樹脂系統。在網路上搜索“船舶建造環氧樹脂”，會返回數千條結果，縮小搜尋範圍，按您的位置進行搜尋，應會返回足夠多的當地環氧樹脂製造商供您選擇。

但需要注意的是，並非所有環氧樹脂配方都適用於將木船密封以防止水分進入。海洋塗層環氧樹脂通常不包含有機溶劑或稀釋劑。它們可能會被描述為高固含量環氧樹脂。原因是，有機分子的體積遠大於水分子的體積。當有機溶劑在固化過程中從液態環氧樹脂中蒸發時，離開的分子可能會留下微小的通道，允許體積更小的水分子進入。這會降低它們作為防潮屏障的有效性，使其不適合用作海洋塗層。

在建造我的第一艘木船時，我選擇了 Bote Cote，這是一種由布里斯班一家公司生產的高固含量環氧樹脂，布里斯班是我住所附近最大的城市。我的選擇主要受便利性、質量信譽以及支援當地企業的願望的影響。您在選擇環氧樹脂系統時，也可能會受到類似因素的影響，但只要您選擇高質量的環氧樹脂作為海洋塗層，選擇權就在您手中。

混合環氧樹脂

環氧樹脂過程中最關鍵的部分是將正確量的固化劑與環氧樹脂混合。

固化劑和樹脂分別儲存時，會保持液態。當它們混合在一起時，固化劑會充當催化劑，使樹脂發生聚合，或在其分子之間形成交聯。隨著這些分子之間的鍵形成，混合物的粘度會增加，最終在幾個小時後會固化。反應會在接下來的幾天內持續進行，因此在塗抹後至少 24 小時內，不要對材料施加過大的壓力。

聚合物鍵形成的速度取決於所用固化劑的化學性質以及環境溫度。形成鍵的反應是放熱的，這意味著每次形成新鍵時都會產生熱量。溫度越高，鍵形成的速度越快，溫度也會隨之升高，因此鍵形成的速度會更快。熱量通常會透過傳導的方式散發到周圍的空氣中，因此在混合後將環氧樹脂攤開在托盤中而不是放在鍋裡很重要。托盤更大的表面積可以使更多的熱量散發，從而延長罐期，即混合物仍然足夠稀薄，可以有效塗抹的時間。

一批環氧樹脂的罐期通常約為 45 分鐘。當一批環氧樹脂的罐期結束時，就無法再進行塗抹，因此必須丟棄。因此，最好一次只混合少量環氧樹脂。只混合在罐期內可以舒適塗抹的量，否則會浪費大量昂貴的環氧樹脂。

一些外賣食品店使用的聚乙烯容器非常適合用作環氧樹脂的混合罐。環氧樹脂不會粘在聚乙烯上，因此第二天可以輕鬆地剝離掉一層薄薄的硬化環氧樹脂，並重復使用容器。

嚴格按照製造商關於混合比例的說明進行操作非常重要。在混合物中新增更多或更少的固化劑不會影響固化時間或罐期，但會降低鍵的強度。

同樣重要的是，要使用製造商為車間環境溫度推薦的固化劑型別。Bote Cote 推薦將以下固化劑與他們的環氧樹脂系統一起使用：

快速固化劑：用於澳大利亞南部氣候以及冬季，罐期為 45 分鐘，在 14-16 攝氏度下，薄膜凝固時間為 5-6 小時。可以在低至 8 攝氏度的溫度下使用。

標準固化劑：適用於較溫暖的氣候以及澳大利亞南部的夏季，罐期為 45 分鐘，在 20-22 攝氏度下，薄膜凝固時間為 5-6 小時。

熱帶固化劑：適用於澳大利亞北部等炎熱氣候，這些地區的氣溫很少降至 30 攝氏度以下，並且始終保持較高的溼度。罐期為 45 分鐘，在 30 攝氏度下，薄膜凝固時間為 4-5 小時。

公制換算提示：訪問 google.com，並在搜尋框中輸入“20C in F”。
此技巧還適用於其他單位的換算。（您可以試用此示例 此處）

一些製造商還提供固化劑加速劑。對於 Bote Cote，新增 2% 的加速劑會使反應速度提高一倍（罐期減半），而新增 4% 的加速劑則會使反應速度提高四倍。加速劑不能替代固化劑，它只是加速了這一過程。如果您有熱帶型固化劑，但在冬季寒冷的天氣中需要將其與環氧樹脂一起使用，這會非常有用。

無論您選擇哪種環氧樹脂系統，在混合時都必須嚴格按照製造商的說明進行操作。

在我的情況下，混合比例為兩份環氧樹脂對一份固化劑。雖然可以使用量杯或稱重法將環氧樹脂混合到正確的比例，但我決定在購買環氧樹脂時購買測量泵。

環氧樹脂系統和玻璃纖維膠帶

需要兩個手動操作的泵，一個用於環氧樹脂，另一個用於固化劑。這些泵的價格很便宜（大約每臺 10 澳元），可以直接安裝在瓶子上，我從未後悔過這個決定。混合非常簡單，只需一泵固化劑對應兩泵環氧樹脂。我強烈推薦使用測量泵給所有打算建造木船的人。

將環氧樹脂和固化劑以正確的比例分配後，必須確保它們徹底混合。使用扁平的、一次性攪拌棒仔細攪拌混合物幾分鐘。一些修剪成合適的尺寸的薄膠合板邊角料是理想的攪拌工具。

當環氧樹脂完全混合後，許多人會將其轉移到另一個容器中，然後再進行塗抹，即使數量太小，不必擔心在混合罐中發生放熱反應。這樣做的原因是，無論您在混合時多麼小心，總會有一些未混合的環氧樹脂或固化劑粘在罐壁上或角落裡。如果一滴未混合的樹脂滴到您的工作表面上，就會導致粘性斑點，永遠無法正確固化。墨菲定律決定粘性斑點會出現在工作表面最糟糕的地方。將混合物倒入乾淨的容器中，並用乾淨的攪拌棒再次攪拌，可以有效防止環氧樹脂中出現不需要的粘性斑點。

增稠環氧樹脂

正確混合的環氧樹脂是一種非常稀薄的液體。它非常適合塗抹在木質表面，但有時它的低粘度會帶來問題。在水平面和垂直面之間的接縫處構建一道加強筋，如果沒有新增增稠劑，是不可能的。

環氧樹脂製造商銷售各種增稠劑。Bote Cote 提供以下填料，可用於在各種情況下增稠環氧樹脂：

高強度填料：一種高密度玻璃纖維和顆粒填料，適用於需要最大強度粘合的應用，例如雙體船龍骨梁、桅杆隔板、承重橫樑等。

膠水填料：一種低成本混合填料，用於大多數粘合應用，以及製造所有加強筋。

修整填料：一種低密度、易於打磨的微球型填料，塗抹時像奶油一樣，邊緣可以完美地羽毛狀過渡。用於填充和修整。

大多數製造商都提供他們自己的這些填料產品版本。

一些製造商還提供木粉，用於增稠環氧樹脂。Hannu's Boatyard（我從該網站獲得第一艘船的圖紙）建議使用普通的小麥粉作為有效的環氧樹脂增稠劑。在建造“Dug”時，我使用了這種方法，效果很好。

將環氧樹脂充分混合後，只需少量新增您選擇的增稠劑，並持續攪拌，直到混合物達到所需的稠度。只要符合應用要求，儘可能使用少量增稠劑。混合物中每顆粒增稠劑都是不與周圍環氧樹脂形成聚合物鍵的顆粒。混合物中增稠劑越少，硬化後的材料強度越高。

我添加了足夠的普通小麥粉，使環氧樹脂混合物的稠度與花生醬一致，以形成“Dug”上所需的填料。

工具

建造船隻時使用的工具包括

• 電動鑽
• 電動拼圖鋸
• 電動刨
• 隨機軌道砂光機

• 手鋸
• 手刨
• 手工砂光塊
• 夾具（很多）
• 放樣板條（一根長而直、靈活的木條，有助於畫出均勻的曲線）
• 三角板
• 鋼尺
• 捲尺

防護裝置

• 顆粒面罩
• 安全眼鏡
• 一次性塑膠手套
• 密織工作服

顆粒面罩必不可少。造船過程中需要大量的砂光作業，產生的粉塵對健康有害。木屑本身就很糟糕，但如果再加上環氧樹脂粉塵和玻璃纖維粉塵，您就更應該避免吸入這些粉塵了。您可以在五金店以相當便宜的價格買到一次性紙質顆粒面罩。

安全眼鏡強烈建議使用。我個人戴著眼鏡，所以不用擔心專門的安全眼鏡。那些幸運地不需要戴眼鏡的人在使用環氧樹脂和硬化劑等化學品之前，應該考慮購買一副安全眼鏡。

一次性塑膠手套在混合或塗抹環氧樹脂時也是一個好主意。有些人會對環氧樹脂迅速產生敏感，導致皮炎。一次性塑膠手套可以防止皮膚接觸，避免潛在的健康問題。一次性塑膠手套可以在大型連鎖超市以便宜的價格買到。

密織工作服，長袖和長褲強烈建議穿著。如果您考慮的不僅僅是一個造船專案，那麼投資一件淺色棉質工作服可能明智。我犯了一個錯誤，只穿著短褲就打磨了玻璃纖維增強的接縫。在炎熱的昆士蘭夏季，這當時非常舒適，但在之後的一週時間裡卻很不舒服，因為粉塵中的玻璃纖維開始發作。從那以後，無論溫度如何，我都會穿著帶袖子的棉質工作服！

縫合粘合

縫合粘合是一種使用膠合板和環氧樹脂建造複雜三維物體的技術。

縫合粘合方法是由第一位電視“自己動手”(DIY)專家巴里·巴克內爾在 1964 年左右開發的。維基百科有一篇關於縫合粘合的文章，地址是 http://en.wikipedia.org/wiki/Stitch_and_glue。

縫合粘合技術

首先，在一塊相互連線的膠合板邊緣附近鑽一排間距約 10 釐米的小孔。在構建過程中，在另一塊與這些孔相鄰的膠合板上鑽一個匹配的孔，然後使用銅線或塑膠紮帶將兩塊膠合板縫合在一起。

將相互連線的部件縫合在一起後，在接縫處塗抹環氧樹脂填料，粘合在一起。在右邊的照片中，一塊邊緣經過打磨、形成一個圓角的廢膠合板被用來將增稠的環氧樹脂均勻地塗抹成填料。

仔細觀察照片，您會注意到相互連線的膠合板邊緣變暗了。這是因為在塗抹增稠的環氧樹脂填料之前，這些邊緣已經用少量液態環氧樹脂浸潤過了。未增稠的環氧樹脂會滲入膠合板的紋理，從而增強粘合力。由於增稠的環氧樹脂和未增稠的環氧樹脂會一起固化，因此它們會形成一個具有極高強度的單一聚合結構。事實上，形成的接縫比膠合板本身還要牢固。如果施加足夠的力，固化後的木材會在接縫處的環氧樹脂之前斷裂。

當環氧樹脂填料固化後，縫合線會被去除。填充孔，並新增玻璃纖維膠帶和更多環氧樹脂，為接縫提供所需的結構強度。

油漆

給木船塗漆不僅僅是裝飾效果。油漆構成了船隻結構的重要組成部分。

如果木船沒有密封防潮，它會吸收水分，木材會膨脹，並造成嚴重的損壞。

如今，大多數木船都用一層薄薄的環氧樹脂來密封防潮。環氧樹脂在密封防潮方面做得非常出色，但容易受到紫外線 (UV) 的損害。未經保護的環氧樹脂會受到陽光中紫外線的損害，並在一個季節內開始退化。

幸運的是，大多數外牆級油漆除了提供額外的防潮保護外，還能很好地抵禦紫外線。

選擇油漆

為您的船隻選擇表面塗層是一個複雜的任務。如果您去當地的五金店並詢問適用於環氧樹脂的油漆，您很可能會得到茫然的眼神。很少有油漆明確說明它們可以塗抹在環氧樹脂上。好訊息是，大多數油漆都能很好地粘附在環氧樹脂上，即使沒有正式的規格。然而，成功取決於表面準備工作。

人們在建造船隻的過程中經常會改變對錶面塗層的看法。他們一開始設想船隻被漆成純色，但在建造過程中，木材的美感展現出來了，特別是在使用未增稠的環氧樹脂的區域。環氧樹脂形成光滑、透明、有光澤的表面，增強了木材的紋理。太可惜了，它不能就這樣保留，但不幸的是，它暴露在紫外線下時會很快分解。如果環氧樹脂暴露在陽光下，必須用一層防紫外線油漆或清漆保護。

一些建議用於海事用途的表面塗層包括

• 標準型船用漆
• 矽酮/醇酸類
• 環氧樹脂漆
• 單組份或雙組份聚氨酯
• 線性聚氨酯

每種表面塗層都有其優點和缺點。對於我的第一個專案，我選擇了一種乳膠型外牆丙烯酸家居漆。它價格相對便宜，形成了光滑的半光澤塗層，並能很好地粘附在船隻的 WEST 處理過的膠合板上。

一些製造商建議在塗抹其產品之前使用蝕刻底漆。這忽略了固化的環氧樹脂是化學惰性的這一事實。蝕刻底漆依賴於化學蝕刻作用，對固化的環氧樹脂沒有任何影響。

在固化的環氧樹脂上實現良好油漆附著力的唯一方法是在塗抹之前輕輕打磨表面，在表面形成數百萬個微小的劃痕。這有助於油漆機械地錨固到表面，減少剝落的可能性。

準備

在進行任何修飾或塗抹塗層之前，如果環境溫度高於 20°C，請讓最後一層環氧樹脂固化 5 到 7 天，在較冷的溫度下，固化時間更長。（造船的各個方面都需要大量等待）

一些環氧樹脂體系會產生胺白化現象，這是一種在固化過程中形成的油性物質。如果您的環氧樹脂體系存在這個問題，請在打磨之前用沾有水和氨水的抹布或海綿擦拭工作表面。這將消除油膩的胺白化現象，使打磨更容易，並減少研磨紙的堵塞。