CN114141120A - 一种船模的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种船模的制作方法，通过采用上述加工制作方法，避免人工手工制作空心船模，大幅节约了人力成本，降低了劳动强度，省时省力，提高了制作空心船模的工作效率，制作成本低；此外，采用石蜡制作实心船模以及树脂制作空心的船模，在试验完成后，可对石蜡及树脂进行熔融后回收，并再次投入使用，循环利用，不仅进一步降低了生产成本，还环保。
Description
技术领域
本发明涉及船模的制作方法。
背景技术
现有用于试验用的船模都是通过人工用木材制作而成，人工成本高，且木工劳动强度大，费时费力；此外，木材为一次性利用，不仅耗费的木材多，而且还不环保。
发明内容
本发明旨在提供一种制作成本低、制作效率高且环保的船模的制作方法。
本发明所述的一种船模的制作方法，包括步骤：
1）将熔融的石蜡浇注到长方体不锈钢模具中，待石蜡冷却后形成与长方体不锈钢模具形状一致的固体状态；
2）采用输入有船模型值的数控切削机床对步骤1）中的固体状态的石蜡进行切削，以得到实心船模；
3）将实心船模置于砂箱中，并在砂箱内印制出凹模，随后将实心船模移出砂箱；
4）采用增材方法，使用自动喷涂机将树脂均匀喷涂至砂箱内的凹模处，以形成所需厚度且与凹模形状一致的船壳；或者采用增材方法，使用自动喷涂机将树脂均匀喷涂至砂箱内的凹模处，以形成厚度较薄且与凹模形状一致的船壳，并在该较薄的树脂层内表面贴敷3D不锈钢钢丝网，且在3D不锈钢钢丝网的空隙中喷涂所需厚度的高强水泥，结合成致密的高强度钢丝混凝土层，以提高船壳的刚度；
5）取出船壳，并将船壳外表面打磨光滑，以获得空心的船模。
本发明所述的一种船模的制作方法，通过采用上述加工制作方法，避免人工手工制作空心船模，大幅节约了人力成本，降低了劳动强度，省时省力，提高了制作空心船模的工作效率，制作成本低；此外，采用石蜡制作实心船模以及树脂制作空心的船模，在试验完成后，可对石蜡及树脂进行熔融后回收，并再次投入使用，循环利用，不仅进一步降低了生产成本，还环保。
具体实施方式
一种船模的制作方法，包括步骤：（1）将熔融的石蜡浇注到长方体不锈钢模具中，待石蜡冷却后形成与长方体不锈钢模具形状一致的固体状态；（2）采用输入有船模型值的数控切削机床对步骤（1）中的固体状态的石蜡进行切削，以得到实心船模；其中，数控切削机床主要读入船模每个肋位在长度方向的数值，以得到刀具纵向进给的距离，同时，还要读入船模横剖面的二维坐标，作为刀具在每个横剖面的运动轨迹控制参数；另外，船模型值属于船舶行业的公知常识，即是很多组三维坐标值，这些坐标值光顺连在一起就形成了船壳的形状；（3）将实心船模置于砂箱中，并在砂箱内印制出凹模，随后将实心船模移出砂箱；在砂箱内印制凹模的方法属于现有技术，即是在装有砂子的箱体内，将实心船模压入砂子中，使实心船模的上表面与周边砂子平齐，随后取出实心船模后，就在砂子中形成了船壳的形状；（4）采用增材方法，使用自动喷涂机将树脂均匀喷涂至砂箱内的凹模处，以形成所需厚度且与凹模形状一致的船壳；或者采用增材方法，使用自动喷涂机将树脂均匀喷涂至砂箱内的凹模处，以形成厚度较薄且与凹模形状一致的船壳，并在该较薄的树脂层内表面贴敷3D不锈钢钢丝网，且在3D不锈钢钢丝网的空隙中喷涂所需厚度的高强水泥，结合成致密的高强度钢丝混凝土层，以提高船壳的刚度；其中，增材方法为现有技术；（5）取出船壳，并将船壳外表面打磨光滑，以获得空心的船模。
步骤（1）中，在熔融的石蜡中加入有PPS工程塑料颗粒，PPS工程塑料颗粒与石蜡调配的体积比例为1：1~2：1，优选2：1。在此体积比例下，才能得到硬度适中且适合于切削的石蜡与PPS工程塑料颗粒的混合物；如果石蜡比例太大，则实心船模的黏性大且硬度不够，不仅不便于切削，还容易发生变形，如果石蜡比例太小，则实心船模的紧密性不够，在切削过程中就容易分解散开，均不利于实心船模的成型。PPS工程塑料颗粒是一种常用的合成树脂，由于PPS工程塑料颗粒与石蜡的熔点相差较大，如果需要将二者分离，可以将二者的混合物加热到100℃后，使石蜡变为液态，采用网孔筛将液态石蜡过滤分离，便于对二者分别回收循环使用，更为环保；此外，PPS工程塑料颗粒的化学稳定性非常好，在200℃以下不溶于任何有机溶剂，不会与石蜡产生溶解反应。
步骤（1）中，PPS工程塑料颗粒的直径为0.3mm~0.5mm，如0.3 mm、0.31 mm、0.32mm、0.33 mm、0.34 mm、0.35 mm、0.36 mm、0.37 mm、0.38 mm、0.39 mm、0.4 mm、0.41 mm、0.42 mm、0.43 mm、0.44 mm、0.45 mm、0.46 mm、0.47 mm、0.48 mm、0.49 mm或者0.5 mm等，优选0.3mm。在此直径下，可确保切削得到的实心船模不会太粗糙以及具有适当硬度，减少后续对实心船模表面光洁处理的工作量；如果PPS工程塑料颗粒直径太大，则切削得到的实心船模会过于粗糙，如果PPS工程塑料颗粒直径太小，则实心船模的硬度就会不足。
步骤（1）中，石蜡与PPS工程塑料颗粒的混合物的浇注温度为70℃~80℃，如70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或者80℃等，优选80℃，在这个温度下，既能保证石蜡是液态的，还能避免PPS工程塑料颗粒老化。
步骤（1）中，石蜡与PPS工程塑料颗粒的混合物浇注完后要不停旋转长方体不锈钢模具，以浇注成均质原材。
步骤（4）中采用树脂形成船壳时，船壳的厚度为3mm~4mm，如3.1 mm、3.2 mm、3.3mm、3.4 mm、3.5 mm、3.6 mm、3.7 mm、3.8 mm、3.9 mm或者4 mm等，优选3mm，船壳厚度在此范围内，不仅能确保船壳的刚度，还能降低对树脂的用量，降低加工成本；且在喷涂树脂时要分层喷涂并分层凝固，从而使形成的船壳的厚度均匀；其中分层喷涂并分层凝固即为喷一层树脂（如0.05mm厚）则停下来，待凝固后，再喷涂第二层树脂，循环往复，直至达到所需厚度为止。
步骤（4）中采用树脂、3D不锈钢管钢丝网以及高强水泥形成船壳时，树脂层厚度为0.8~1.2mm，如0.8 mm、0.9 mm、1 mm、1.1 mm或1.2 mm等，优选1mm，高强水泥层厚度为8mm~12mm，如8 mm、9 mm、10 mm、11 mm或者12 mm等，优选10mm。此种方式的原材料成本更低，大幅降低了加工成本。
步骤（5）中，在空心的船模内部设置木架或者刚性支撑加固件（如可以重复使用的活动卡板，所述活动卡板为现有技术），在空心的船模的球鼻首狭窄区域内填充固态物（如水泥）。通过增加木架或刚性支撑加固件以及在球鼻首狭窄区域内填充固态物，可提高空心船模的刚性和强度，保证后续试验可以正常进行。此外，木架或者刚性支撑加固件是沿空心船模的船宽方向设置，通过在船侧壁打孔，将木架或者刚性支撑加固件与空心船壳通过螺栓等紧固件连接固定。
Claims (10)
1.一种船模的制作方法，其特征在于，包括步骤：
1）将熔融的石蜡浇注到长方体不锈钢模具中，待石蜡冷却后形成与长方体不锈钢模具形状一致的固体状态；
2）采用输入有船模型值的数控切削机床对步骤1）中的固体状态的石蜡进行切削，以得到实心船模；
3）将实心船模置于砂箱中，并在砂箱内印制出凹模，随后将实心船模移出砂箱；
4）采用增材方法，使用自动喷涂机将树脂均匀喷涂至砂箱内的凹模处，以形成所需厚度且与凹模形状一致的船壳；或者采用增材方法，使用自动喷涂机将树脂均匀喷涂至砂箱内的凹模处，以形成厚度较薄且与凹模形状一致的船壳，并在该较薄的树脂层内表面贴敷3D不锈钢钢丝网，且在3D不锈钢钢丝网的空隙中喷涂所需厚度的高强水泥，结合成致密的高强度钢丝混凝土层，以提高船壳的刚度；
5）取出船壳，并将船壳外表面打磨光滑，以获得空心的船模。
2.根据权利要求1所述的一种船模的制作方法，其特征在于：步骤1）中，在熔融的石蜡中加入有PPS工程塑料颗粒，PPS工程塑料颗粒与石蜡调配的体积比例为1：1~2：1。
3.根据权利要求2所述的一种船模的制作方法，其特征在于：步骤1）中，PPS工程塑料颗粒的直径为0.3mm~0.5mm。
4.根据权利要求2所述的一种船模的制作方法，其特征在于：步骤1）中，石蜡与PPS工程塑料颗粒的混合物的浇注温度为70℃~80℃。
5.根据权利要求2所述的一种船模的制作方法，其特征在于：步骤1）中，石蜡与PPS工程塑料颗粒的混合物浇注完后要不停旋转长方体不锈钢模具。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种船模的制作方法，其特征在于：步骤4）中采用树脂形成船壳时，船壳的厚度为3mm~4mm，且在喷涂树脂时要分层喷涂并分层凝固，从而使形成的船壳的厚度均匀。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种船模的制作方法，其特征在于：步骤4）中采用树脂、3D不锈钢管钢丝网以及高强水泥形成船壳时，树脂层厚度为0.8mm~1.2mm，高强水泥层厚度为8mm~12mm。
8.根据权利要求1-5任一项所述的一种船模的制作方法，其特征在于：步骤5）中，在空心的船模内部设置木架或者刚性支撑加固件，在空心的船模的球鼻首狭窄区域内填充固态物。
9.根据权利要求6所述的一种船模的制作方法，其特征在于：步骤5）中，在空心的船模内部设置木架或者刚性支撑加固件，在空心的船模的球鼻首狭窄区域内填充固态物。
10.根据权利要求7所述的一种船模的制作方法，其特征在于：步骤5）中，在空心的船模内部设置木架或者刚性支撑加固件，在空心的船模的球鼻首狭窄区域内填充固态物。
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