造船と海洋用製造の競争の激しい世界では、固体積層構造からサンドイッチ複合構造への移行が、過去数十年間で最も重要な進歩でした。このテクノロジーの中心には、コア材料の選択という重要な決定があります。バルサ材や合板などの伝統的な材料には歴史がありますが、現代の工学では、優れた流体力学、寿命、燃料効率を提供する材料が求められています。
これにより、高性能船舶の業界標準が決まりました。 海洋用ボート用フォーム。具体的には、 硬質 、架橋されたPVCフォームコア 、 海洋用構造の強度重量比の最適化を求めるエンジニアにとって最適な材料として浮上しています。
その理由を理解するには 海洋用ボート用フォームは 従来の材料よりも優れており、微細構造に注目する必要があります。連続気泡フォーム (室内装飾品によく使用される) やバルサのような有機コア (水を輸送するように設計された毛細管で構成される) とは異なり、高品質のPVC構造フォームは独立気泡機構を利用しています。
UNION COMPOSITESでは、当社のStruCell®シリーズは、95% を超えるクローズドセル率で設計されています。化学工学の観点から見ると、これは架橋重合プロセスによって実現されます。これにより、半相互侵入ポリマー ネットワークが形成され、次の 2 つの重要な技術的利点が得られます。
疎水性特性: ASTM D2842 試験基準によると、高級PVCフォームの吸水率は 1.5% 未満です。これにより、古いバルサコアの船体によく見られる「水浸し」現象が防止されます。この現象は、コアが水を吸収して船の重量が増加し、最終的には凍結融解サイクル中の水圧によって層間剥離が発生します。
熱安定性: 架橋の性質 PVC構造フォームは 、ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ樹脂の硬化中に発生する発熱温度 (多くの場合、80°C から 100°C 以上に達します) に、崩壊したりガスを放出したりすることなく耐えることができます。
サンドイッチ パネルのコア材の主な機能は I ビームのウェブに似ています。スキン (フランジ) を分離して慣性モーメントを増加させ、それによって重量を大幅に犠牲にすることなく剛性を高めます。
を指定するとき ボート用の海洋用フォーム、エンジニアは特定の機械的特性を探します。
せん断強度と伸び: 船体は動的な衝撃荷重にさらされます。 硬質コアは、破壊せずにエネルギーを吸収するのに十分なせん断伸びを備えていなければなりません。 PVCフォームは剛性と靱性の独自のバランスを提供し、壊滅的なコアのせん断破壊を防ぎます。
樹脂の吸収: 複合材の製造における隠れたコストの 1 つは、樹脂の吸収です。標準的な連続気泡フォームは高価な樹脂を飲み込み、不必要な重量が増加します。 先進的な海洋用 フォームは、樹脂の取り込みを切断面の細胞のみに制限する微細セル構造を特徴としています。 ボート用海洋用StruCell®シリーズなどのこれにより、樹脂と繊維の比率が低下し、複合部品の全体の重量を軽減できます。
疲労耐性: 海洋用環境は周期的です。ボートの船体は、その寿命にわたって何百万回もの負荷サイクルにさらされます。 DNV GL 認定のPVCフォームは、これらの繰り返し応力下でも構造的完全性を維持することがテストされており、時間の経過とともに脆くなり崩れる可能性があるポリウレタン (PU) の代替品よりもはるかに長持ちします。
の多用途性により 軽量複合材料 、容器の異なる領域で異なる密度のフォームを使用して、性能を最適化する密度のグレーディングが可能になります。
高い静水圧や衝撃荷重がかかる領域には、高密度フォーム ( StruCell® P130 または P200 など) が使用されます。これらの密度 (130kg/m³ ~ 200kg/m³) は、衝撃や船体貫通フィッティングの取り付けに耐えるのに必要な圧縮強度を提供します。
水線より上では、船舶の重心を下げるために重量を軽減することが最も重要です。ここでは、ボート用の中密度 海洋用フォーム (P60 または P80 など) が理想的です。合板に比べて上部の重量を大幅に軽減しながら、足の通行によってデッキが曲がるのを防ぐのに十分な剛性を提供します。
非構造パーティションの場合、低密度バリアント (P45) は優れた断熱性と防音性を提供し、キャビンをより静かにし、温度をより安定させます。
コア材料の選択は、船舶の寿命、再販価値、および性能を決定します。有機コアは初期の商品コストが低い可能性がありますが、腐敗、層間剥離、重量による燃料消費量の増加などの長期的なリスクにより、現代の製造には適していません。
DNV GL 認定の ボート用海洋用フォームを利用することで、メーカーは自社の船舶が厳格な国際安全基準を満たしていることを保証します。高速巡視船でも豪華レジャーヨットでも、 硬質 PVCフォームコア は、依然として堅牢で軽量、疎水性の複合構造にとって優れたソリューションです。
UNION COMPOSITESは硬質 PVC発泡ボードおよびStruCell®構造物PVCフォームコアの世界的大手メーカーです。技術データ シートまたは DNV GL 認定の詳細については、当社のエンジニアリング チームにお問い合わせください。