Склеивать или сваривать? Мнение специалистов компании “Orca Inflatables”

Для сборки надувных лодок лучшими материалами считаются резинотканевые полотнища, сваренные или склеенные по лекалам. По сути дела, все резинотканевые материалы в настоящее время – композитные пластики (ПВХ, неопрен, хипалон) и называют их “резинотканевыми” по уже устоявшейся традиции.

Иногда ткани в слоистых полотнищах – простые термоусадочные пластики, другие же – пластики с управляемой термической усадкой.

Если ткань внутри слоя пластика придает композитному материалу прочность на растяжение, то пластиком материал от этого быть не перестает. Значение слова “пластик” очень точно характеризует основные свойства “резинотканевых” материалов: прежде всего они не прекращают деформироваться, пока не снята нагрузка. На это способны только пластики.

Термопластики под действием напряжений деформируются сильнее, чем термоусадочные пластики. Материал покрытия тканевой основы, в данном случае, не имеет принципиального значения.

Ответственность за процесс деформирования материала несет его тканевая основа, расположенная внутри слоя покрывающего пластика. Нейлон (термопластик) способен растягиваться сильнее, и несколько больше сопротивляется касательным напряжениям. Полиэстер (термоусадочный пластик) меньше растягивается, а потому требуется меньшее давление воздуха внутри баллона для поддержания формы лодки в целом.

Касательные напряжения также характеризуют один из видов прочности материала. В общем случае, полиэстеровые резинотканевые материалы могут в действительности иметь более высокое сопротивление касательным напряжениям, чем материалы с нейлоновыми тканями.

Процесс вулканизации

В настоящее время для вулканизации материалов с покрытием из термопластиков применяются две технологии: сварка волнами сверхвысокой частоты и вулканизация горячим воздухом. Оба эти процесса нагревают свариваемые части материала для их соединения.

Эти процессы требуют приложения давления к контактирующим поверхностям, чтобы они соединились. Поэтому общим требованием к вулканизации является приложение давления и температуры. Но все пластики имеют разную температуру плавления, и как следствие – разные пластики вулканизировать очень сложно.

Сварка СВЧ-излучением выполняется на прессе, пригружающем сразу большую площадь материала. Приготовленные к сварке отрезки материала выкладываются на столе пресса. Для управления процессом сварки используются специально изготавливаемые штампы или лекала. После сближения плит пресса, включается излучатель СВЧ-волн, которые проходят между штампом и столом и выполняют сварку материала, находящегося в зоне излучения.

СВЧ-волны нагревают материал, а приложенное прессом давление обеспечивает соединение отрезков материала по форме, соответствующей штампу. Такая сварка выполняется быстро. Лучше всего СВЧ-сварка выполняется на однородных, бестканевых материалах из винила или уретановых соединений. Дело в том, что ткань рассеивает волны высокой частоты, снижая эффективность разогрева материала.

Большинство производителей лодок сваривают однородные материалы именно так. Однако подобную технологию нельзя рекомендовать для соединения некоторых термопластиков, поскольку они являются плохими проводниками электротоков. К примеру, практически невозможно соединить СВЧ-сваркой изделия из полиэтилена. Причина – абсолютная неспособность полиэтилена проводить ток и его исключительная непрозрачность для радиоволн высокой частоты.

Вулканизация горячим воздухом используется для соединения участков материала, на которые подается горячий воздух.

Форсунки установлены так, что протягивающаяся между двумя роликами материя подвергается воздействию струй горячего воздуха. В процессе протягивания материала между направляющими роликами все свариваемые поверхности нагреваются и соединяются.

Давление со стороны роликов и нагрев воздухом заставляют материалы расплавляться и соединяться. Через стандартные ролики могут протягиваться отрезы материала самой различной формы. Так, разные по форме отрезки, соединяясь, могут в итоге приобрести форму надувной лодки.

В общем, такой процесс тоже протекает быстро. Здесь нет ограничений, предъявляемых для сварки высокочастотным излучением, хотя в этом случае персонал должен владеть весьма высокими навыками работы.

Процесс склеивания

Технология склеивания включает в себя несколько стадий: подготовка, нанесение клея и соединение поверхностей вместе. По сравнению с ранее описанными технологиями, в склеивании – на две операции больше, что существенно удорожает этот процесс, поскольку в этом случае привлекается дополнительная рабочая сила.

Качество клееного соединения определяется твердостью (жесткостью) подготовленного материала, качеством подготовительной обработки поверхностей, а также влиянием внешних условий.
Детали в процессе склеивания могут перемещаться даже на большие расстояния, а также могут храниться, ожидая окончательной сборки и т.п. Подготовительный процесс наиболее продолжителен и именно здесь человеческая ошибка может проявиться, причем, как в подготовке поверхностей к склейке, так и в нанесении клея.

Это одна из основных причин удорожания технологии склеивания. В общем случае, необходимо отметить, что качество клеевого соединения, при соблюдении всех технологических требований, практически не отличается от сварного. Недаром большинство производителей все навесное оборудование, как и прежде, на судно только наклеивает.

Что лучше?

Итоговым результатом большинства полемик специалистов может служить тот неоспоримый аргумент, что чем меньше операций включает в себя эта технология, тем меньше места остается для человеческого фактора, то есть для ошибки.

В компании “Orca Inflatables” применяются оба процесса. Однако, сегодняшнее состояние технологии позволяет специалистам компании использовать процесс вулканизации свариваемых поверхностей только для изготовления длинных продольных швов.

Если в процессе склейки случится брак, то он никогда не повлияет на сохранность воздуха в баллонах лодки, что могло бы снизить безопасность людей на воде. Поэтому скрупулезное выполнение технологических норм гарантирует отсутствие рекламаций как на качество клеевых, так и на качество сварных соединений. Контролируемый компьютером, процесс вулканизации лишен неравномерностей, неизбежно присущих процессам склеивания.

Поскольку вулканизация обеспечивает прочность соединений на 3-5% выше, по сравнению со склеиванием, то большинство специалистов считает, что именно вулканизация должна рассматриваться как предпочтительный способ изготовления надувных лодок.

Основные прочностные и деформационные свойства свариваемых материалов практически не изменяются, причем при использовании новой технологии нет необходимости учитывать деформационные и прочие свойства клеящего слоя. Добавьте к этому экономию на стоимости рабочей силы и получите однозначно наилучший метод соединения резинотканевых изделий.