Moja Lađa

Drvogradnja epoksidima

  Drvogradnja epoksidima

Drvo je uvijek u modi, hoću kazati zanimljivo kao materijal za samogradnju. Razlog tomu su danas epoksidne smole, koje su dobar impregnator drva ali i prvorazredno ljepilo. Rezultat toga je da se tradicionalan način spajanja drva može izbječi ako to želimo. Gradnja je uz to bitno pojednostavljena, pa su sada za brodogradnju dovoljna obična, svima dostupna iskustva u obradi drva. Time je znatno proširen krug pojedinaca koji se mogu upustiti u gradnju broda.              
                                       
Kada je započela primjena epoksidne smole, izazvala je pravu eksploziju drvogradnje.Iznađene su i nove, jednostavnije metode sklapanja konstrukcije pa je po cijeni i kvaliteti drvena jahta postala konkurentna stakloplastičnoj. Svi drveni dijelovi trupa, palube i kabine lagani su i jednostavni za rukovanje, tako da osim okretanja trupa, čitav posao može praktički obaviti jedna osoba.

Trup se gradi oko rebara i šablona kako to prikazuje crtež u nastavku. Nakon što je završen, trup se okrene i postavi uspravno a svi privremeni dijelovi (šablone i drugo ako ste koristili) uklone. Nakon toga se stavljaju dijelovi koji dolaze u unutrašnjost trupa kao što su protukobilica, nosači motora, pregradne stijene, sidreni zdenac, postolje jarbola i veći dio unutrašnjeg uređenja. U ovoj fazi odreže se i završetak trupa pod željenim kutem i stavi krmeno zrcalo. Slijedi gradnja palube i krov kabine. Balasna kobilica i kormilo kod jedrilica montiraju se prije spuštanja u vodu kako bi brod bio pristupačan za gradnju do posljednjeg trenutka.

 

Nedostatak ranijih iskustava u brodogradnji i profesionalnih strojeva za obradu drva ne trebaju biti prepreka da se prihvatite samogradnje. Standardni ručni alati, električna bušilica i možda još električna blanjalica dovoljni su za obradu relativno laganih materijala koji će se koristiti. Važno je da alati budu oštri i da ostanu takvi kako bi se postigla kvaliteta izrade. Drugi važan uvjet je suh prostor za rad, u kojem temperatura pri radu s ljepilima ne smije pasti ispod 10 stupnjeva. To znači da možda trebati i grijanje. Najbolji rezultati s epoksidima postižu se pri 18 stupnjeva, pa valja osigurati takve uvjete pri nanošenju i sazrijevanju ljepila jer je to bitno za ovaj način gradnje. Čvrstoća i trajnost gotovog broda ovisit će o kvaliteti ovog posla.

Nema svatko na raspolaganju pravu radionicu, ali uz malo improvizacije može se načiniti zadoljavajuće sklonište, prikladno za gradnju. Ukoliko treba birati između prave radionice daleko od kuće i one improvizirane u blizini, prednost treba dati ovoj drugoj. Takva privremena radionica može se izraditi od plastične folije nategnute preko drvenog okvira. Okvir se načini od tanjih letvica razdvojenih umecima, a može biti različitog oblika, ovisno o potrebama. Folija se može učvrstiti s obje strane okvira, što će dati bolju toplinsku izolaciju ako vam je ona nužna. Prozirne folije osiguravaju i dovoljno danjeg svjetla, a valovite tvrde ploče sigurne su na jakoj kiši i snijegu.

Takva radionica mora biti dovoljno visoka da bi brod mogao uspravno stajati. Samo se trup može okretati izvan radionice, pa zbog toga jedna stranica može biti pomična, a ujedno će poslužiti za ventilaciju po toplom vremenu. Ako je tlo vlažno, može se također izolirati ovakvom folijom i preko nje staviti daske ili ploče radi lakšeg hodanja.

Pri planiranju veličine radionice dobro je predvidjeti i prostor za manji radni stol. Drvo za gradnju broda valja pohraniti na hladnom i suhom mjestu. Improvizirano plastično sklonište nije pravo mjesto jer će se drvo iskriviti po jačem suncu.

Mnoge nezgode pri gradnji posljedica su okliznuća i padova. Stoga je poželjno da ljestve i nogare budu čvrste jer će se graditelj po njima uspinjati i spuštati više stotina puta. Svi električni vodovi i produžni kablovi trebaju biti uzemljeni. Za osvjetljenje najbolje su fluorescentne svjetiljke jer daju jače svjetlo, otpornije su na udar i duže traju.

Rebra se postavljaju na postolje kao što to pokazuje gornji crtež. Postolje mora biti čvrsto, vodoravno postavljeno i čim niže kako bi se lakše radilo. U našem primjeru rebra 6 do 9 prelaze poprečnu gredu pa visinu postolja iznad dna treba prilagoditi takvom slučaju.
                   

Preko sredine postolja nategne se uzica koja će predstavljati središnju liniju. Označe se i položaji rebara na postolju, koristeći podatke o njihovom međusobnom razmaku, prikazane u izvedbenom nacrtu. Moraju biti pod pravim kutem prema središnjoj liniji (crtež 5). Pri radu se koriste čelićni centimetar, a prije nastavka rada provjeri se sveukupna dužina oznaka.

Počinje se postavljanjem rebra 6, odnosno središnjeg rebra kod vašeg nacrta. Lice se poravna s oznakom tako da greda bude prema naprijed. Viskom se provjerava okomitost, a ako treba za podupiranje u okomit položaj koriste se čavli i letvice. Nastavlja se polaganjem ostalih rebara, koristeći predhodnog pri podupiranju. Pritom, rebra od 1 do 6 dolaze tako da poprečnu gredu imaju prema naprijed, a ona od 7 do 12 okrenuta prema natrag. To je važno i ne smije se predvidjeti.

Dio ove faze postavljanja rebara na postolje je i stavljanje pramčane statve sa spojnim koljenom. Oblik i položaj statve iscrtava se ranije . Vrh statve treba biti oslonjen na postolje (crtež 7) a drugi kraj usječen u prvo rebro.
                        

Kobilica, dužnice, laminati

Kada su rebra i pramčana statva postavljeni, slijedi djelomično već pripremljena kobilica. Polaže se u ureze prva tri rebra, spaja sa statvom i tada savija preko ostalih rebara koja se sada mogu također označiti radi ureza. Kobilica se spaja vijcima s maticom samo na pregrade koje se trajno ugrađuju.

Urezi u rebrima za razmene dužnice moraju se najprije kositi. Kut i veličina košenja lako se odredjuju privremenim učvršćenjem dužnica preko tih ureza (crtež 6). Razmene dužnice se dodirno spajaju vjenčanicom, kako je to vidljivo ranije i na crtežu 7. Za učvršćenje se koriste epoksidno ljepilo i čavli, koji će spoj pridržavati u potrebnom položaju.
                              

Zatim se postavljaju i ostale dužnice, s obje strane idući od razme. Prve tri dužnice postave se u svoje ureze na rebru 6 i zatim savijaju prema krmi i pramcu. Nakon toga iduće tri dužnice na isti način.

Na oba završetka trupa neće biti dovoljno mjesta da bi svi krajevi dužnica došli do kraja, stoga bliže kobilici dužnice treba skratiti i spajati ih na nju. Sve dužnice moraju biti podjednako razmaknute. Učvršćuju se vijcima i epoksidom samo ako su trajno ugradivi dijelovi. Donje tri ili četiri dužnice učvrste se samo privremeno tako da nakon što se postave laminirana ojačanja kobilice, unutrašnji dijelovi ostanu dostupni.
                              

Ti se laminati mogu izraditi na dva načina. Prema prvom, snop daščica se zalijepi, savine i stolarskim stegama stisne uz dužnice i kobilicu (crtež 8). Navošteni papir podmeće se ispod dijelova koji se neće lijepiti. Drugi je način da se letvice učvrste vijcima i ljepilom, jedna preko druge za dužnice. No, taj se način primjenjuje kad je trup već okrenut i zatvoren oplatom.

Prednost je prvog načina u tome da se nakon sušenja ljepila laminirana ojačanja skinu, očiste i obrade prije trajnog učvršćenja. Drugi način izgleda lakši, ali su čišćenje i obrada teži. Najbolje je pokušati na prvi način pa ako bude problema primijeniti drugi.


Oplata trupa sastoji se od najmanje tri sloja slijepljena u cjelinu. Oni mogu biti od vodootporne šperploče ili od debljih furnira drva (furniri tanji od 3mm zahtjevali bi veći broj slojeva i toliko više rada, osim ako je riječ o brodu do oko 6 m dužine).

Odabir oplate ovisi o cijeni i veličini trupa. Vodootporna šperploča je u odnosu na furnire skupa ali zato ima malo otpadaka. Pojedine trake se mogu nadovezati kosim spojem i tako dobiti potrebna dužina. Uz to, lako se režu u ravne trake. Za veće brodove gdje je oplata debela 15 i više mm jedino se šperpločom može izbjeći slaganje više od 3-4 sloja.

Furniri su jeftiniji ali imaju dosta otpadaka pa na kraju ne moraju ispasti ništa jeftiniji od šperploče. Osim ako se drvo kupi i izreže po nižoj cijeni. Oplaćivanje tanjim furnirima, koji se mogu često povoljno kupiti, zahtjeva izradu nepotrebno većeg broja slojeva što znači dodatan posao, veći utrošak ljepila i spajalica. Ponekad i veći broj dužnica radi boljeg upora. Samo u nekim slučajevima, gdje su zaobljenja vrlo velika graditelj nema drugog izbora nego da na takvim mjestima koristi furnire. Ponekad se i završni sloj izvodi tankim furnirom kako bi se dobila ljepša površina kao podloga za bezbojni lak. Trake se tada polažu vodoravno i treba ih iskrojiti vrlo precizno. Ovdje ću samo usputno napomenuti da je održavanje trupa bezbojnim lakom vrlo skupo jer zahtjeva često obnavljanje premaza.

Vezivanje

Za ljepljene se koristi epoksidna smola. Ako je vrlo rijetka trebat će i malo punila da se ugusti na okomitim površinama kako bi se spriječilo prejako curenje. Dok se smola ne skrutne, pojedine trake pridržavaju se spajalicama. Za to se koristi električni ili pneumatski pištolj za upucavanje spajalica. Bolje su one šire jer osiguravaju veći pritisak. Spajalice od nehrđajućeg čelika ne treba vaditi prije stavljanja idućeg sloja. No takve su vrlo skupe, teško se nabavljaju i valja ih jače nabijati kako ne bi smetale pri brušenju površine. Veličina spajalica uglavnom ovisi o pritisku koji je potreban da se trake drže na mjestu dok se smola ne skruti. Ako radite furnirima, sve spajalice bi trebalo izvaditi pa i ako su od nehrđajućeg čelika.

Trake

Širina trake ovisi o zaobljenosti trupa. Kod ravnijih dijelova oko pramca trake mogu biti šire nego za dijelove oko krme. No, kako rezanje traka različitih širina zahtjeva više posla, normalno se koriste trake uvijek u istoj širini. Savijanjem trake, na raznim dijelovima trupa, utvrđuje se najprikladnija širina prije rezanja. Za trup jedrilice dužine oko 9 metara obično će biti najpogodnije trake širine 12-15 cm.

Prvi sloj

Prije polaganja oplate, čitavu konstrukciju treba poravnati i zagladiti. Savijanjem trake od 5 mm može se provjeriti da li je sve u redu i da li je negdje potreban popravak.

Uvijek se počinje na najširem dijelu trupa i zatim ide prema naprijed i natrag od te točke. Trake se najlakše savijaju preko dužnica pod kutem od oko 45 stupnjeva. Prva se traka učvršćuje spajalicom kod kobilice i zatim se pažljivo savija prema dolje od jedne do druge dužnice, pazeći da cijelom širinom nalegne na nju. Njen se položaj označi na kobilici i dužnicama. Slijedi postavljanje druge trake. Stavlja se tijesno do prve i privremeno učvršćuje spajalicama. Kada su trake prilično široke, može se dogoditi da slijedeća ne naliježe dobro uz njen rub. U tom je slučaju treba privremeno učvrstiti s razmakom od nekoliko cnetimetara i označiti kako to prikazuje crtež 9. Nakon toga se skida i odreže po označenom. Sada će bolje prilegnuti uz već položenu traku. Graditelj s iskustvom može na taj način montirati i vrlo široke trake.

Kada je na taj način privremeno postavljeno 5 do 10 traka a njihov položaj označen na kobilici i dužnicama, mogu se skinuti pa nanjeti epoksidna smola i sada trajno spojiti spajalicama. Trake debljine 5 i više milimetara treba namazati epoksidom i uz rubove.

Dodirna mjesta kod prvog sloja traka ostat će vidljivi s unutrašnje strane pa ih treba pripasati čim ljepše. Treba paziti da ih višak smole, koja će iscuriti, ne zalijepi za privremena rebra. Dobro je odstraniti s njih i malo materijala. Odstraniti treba i curkove smole po dijelovima trajnih pregrada koje će ostati ugrađene u trup.

Isti se postupak ponavlja s druge strane trupa, tako da se podjednako napreduje s jedne i druge strane. Na kobilici, gdje je prethodno trebalo označiti središnju liniju, trake valja odrezati pod točnim kutem i zalijepiti tako da se poklapaju s oznakom središnje linije. No, trake mogu i prelaziti preko razmene dužnice.

S vanjske, vidljive strane traka, treba obavezno označiti položaj dužnica i pregrada radi kasnijeg spajanja idućeg sloja spajalicama. Prenošenje oznaka vodne linije s rebara i pregrada na oplatu također će uštedjeti dosta posla pri bojenju.

Drugi i treči (finalni) sloj

U osnovi postupak je isti kao s prvim slojem, ali sada je potrebna posebna pažnja kako bi trake u potpunosti nalijegale na prethodni sloj. Tu je važno da epoksidna smola ima pravu gustinu (dodati punila, vidi kasnije). Ako je prerijetka ili ako se nanosi premala količina, ostat će neispunjene površine između slojeva. Ne valja nanositi ni previše jer višak može izazvati uzdignuća. Ipak, bolje je i malo previše nego premalo. Istisnuti višak treba odmah odstraniti i razmazati po trupu gdje će se iskoristiti za slijedeću traku.
                              
Nalijeganje traka jedna uz drugu možda i nije toliko osjetljivo kao kod posljednjeg sloja jer se neće vidjeti. Posljednji sloj treba opet polagati pod pravim kutem na prethodni. Tu se mogu koristiti kraće spajalice i upucavati samo u prethodne slojeve.

Kada se smola skrutne, odreže se višak traka na krmi, zagladi i završi krmeno zrcalo također laminatima, odnosno kako je to navedeno u nacrtu.

Iza toga slijedi finalna obrada trupa. Obavezno treba provjeriti da su svi dodirni spojevi dobri i treba li gdje dodati. Nakon prvog brušenja, elastičnom letvicom dužine 1,5 m povlači se preko cijelog trupa da bi se pronašla eventualna ispupčenja na trupu. Ima li ih označe se olovkom i zatim vrlo pažljivo izravnaju turpijom provjeravajući ponovno letvicom. Tu je potrebna velika preciznost jer sjajni sloj boje na završenom trupu neće imati milosti i otkrit će i najmanje neravnine.

Za finalnu vanjsku obradu trupa postoji nekoliko mogućnosti:

- impregniranje epoksidnom smolom i samo premaz do tri sloja što je odlično za drvo ali ga najmanje možemo preporučiti. Ultravioletno zračenje sunca oduzet će površini sjaj i kvalitetu već za nekoliko sezona, pa treba iznova premazivati. Za trajnu zaštitu epoksidnom smolom u ovakvom slučaju bojenje treba završiti uobičajenom brodskim bojama;

- impregniranje pa plastificiranje tankim slojem platna od oko 100-150 gr/m2 (sve također s epoksidnom smolom). Ovo se smatra najboljim načinom.

- nakon impregniranja epoksidnom smolom nanese se jedno ili dvokomponentna brodska boja. U posljednji namaz epoksida umiješa se malo aluminijskog punila što će osigurati dobro prianjanje završne boje.

Prije skidanja broda s postolja, dobro je izraditi dva nosača na kojima će trup ležati tokom daljnje gradnje. Za mjeru se koristi šablona uzeta s dovršenog trupa dok je još preokrenut.

Što treba znati o epoksidnoj smoli

Epoksidne smole pripremljene za primjenu u brodogradnji, kao što su one od tvrtke West System, da navedem samo jednog od proizvođača, posjeduju dva važna svojstva:

- svojstvo prvorazrednog lijepljenja kojim se postiže vrlo čvrsta konstrukcija trupa, i

- stvaranje površinskog sloja koji sprečava daljnje upijanje vlage pa drvo postaje potpuno stabilan materijal, uz uvjet da je zaštićeno epoksidima sa svih strana.

Zahvaljujući tim svojstvima, jedan prirodan materijal kao što je drvo poprima sve dobre odlike umjetno stvorene plastike, zadržavajući istodobno svoje najbolje prednosti: lakoću, elastičnost, pozitivnu plovnost i jednostavnost obrade.

Naime, osnovni nedostatak drva u brodogradnji je što ono neprekidno radi zbog upijanja i isušivanja vlage i biva podložno napadajima drvotočaca koji ga izjedaju. Kada se površina drva impregnira epoksidnom smolom, zatvaraju se sve pore i više nema upijanja ili gubljenja vlage, pa izrađen i u brod ugrađen drveni dio prestaje raditi (dakle više nimalo ne mijenja oblik), a i drvotočcima je ulazak onemogućen. Elasticitet tako primijenjene smole jednak je elasticitetu drveta pa nema pucanja ili odvajanja.

Impregniranjem drvo postaje praktički drugi materijal, a kako i lijepljeni dijelovi drže gotovo jednako kao i drvo, možda su u pravu oni koji tvrde da je drvogradnja epoksidima zapravo kompozitna gradnja.

U odnosu na poliestersku smolu, od koje se izrađuju stakloplastični brodovi (i većina plastičnih predmeta u širokoj potrošnji), epoksidna smola je skuplja ali znatno čvršća, podnosi višlje temperature i idealno prianja (lijepi se) uz većinu drugih materijala. Kao i poliestersku, aktiviramo je dodavanjem još jedne komponente, tzv. ukrućivačem. Trajanje kemijske reakcije do potpunog sazrijevanja je i razdoblje u kojem je treba primjenjivati.

Postoje dvije vrste ukrućivača: brzi, koji ostavlja graditelju za rad 10-20 minuta i spori u rasponu od 20-30 minuta, sve mjereno pri temperaturi od 21 C. Inače, idealna temperatura za rad s tim smolama je oko 18 C, a kada se spusti na 10 ili manje stupnjeva ne smije se raditi jer se na takvim temperaturama i proces skrućivanja neće završiti. To znači da se epoksidna smola može koristiti samo u toplijem razdoblju godine ili u prostorijama koje se mogu zagrijavati.

Epoksidna se smola priprema samo u količini koja će se potrošiti u predviđenom razdoblju. Priprema je jednostavna: na pet težinskih dijelova smole dodaje se jedan dio ukrućivača, promiješa i smjesa je spremna za rad. Proizvođač isporučuje i kalibrirane dozir-crpke s kojima odmjeravanje smole postaje krajnje jednostavan posao. Za nanošenje se mogu koristiti spužvasti valjci, nazubljene lopatice, četke i kistovi.

Dodavanjem nekoliko vrsta punila prije ukrućivača, znatno se proširuje primjena epoksidne smole. To su razna mikrovlakna, fenolne čestice ili kvarcno brašno kojima se smola ukrućuje u različitim stupnjevima, od osnovne gustoće meda pa do paste tvrdoće kita. Postoje i posebna punila kao što su aluminijske paste, kojima se postiže zaštita površine od ultravioletnog zračenja ali i ostvari odličan temelj za kasnije bojenje, ili pak grafitni prah za impregnaciju dijelova podložnih trenju, npr. kormilo, pomična peraja ili dno regatnih jedrilica.

Epoksidna smola se može koristiti i za plastificiranje armiranim platnima od staklene vune, npr. na mjestima izloženim posebno jakom habanju, ili da bi se izravnala površina od lameliranog furnira. No, ta se platna razlikuju od onih koja se koriste s poliesterskim smolama. Po načinu pletenja i težinama koje se mogu izabrati su slični, ali su ovdje staklena vlakna dodatno obrađena (amino-epoksi-silane finišem) kako bi se poboljšala sposobnost vezivanja.

Prosječan utrošak smole pri impregniranju i lijepljenju iznosi oko 0,5 kg za m2. Punila se stavljaju u količinama od 5-20 posto, osim grafitnog praha koje se dodaje 10 do 30 posto. Pri plastificiranju armiranim platnima utrošak zavisi o debljini, odnosno težini platna.

• < Prev
• Next >