Proceso de fabricacin de una lancha

INTRODUCCIONHoy en da se vuelve complejo hacer una lancha de pura madera puesto que no es sencillo encontrar los tipos de madera necesarios para tener un resultado ptimo, es por eso que los astilleros trabajan lanchas reforzadas con fibra de vidrio (PFRV).En este trabajo se describir el proceso de elaboracin del casco macho y hembra de una lancha, as mismo los materiales que se usaran junto con sus caractersticas fsicas y mecnicas. Tambin se especificara las herramientas necesarias para llevar a cabo todo el proceso a desarrollar y las funciones de cada una de las herramientas.

Lista de materiales: Fibra de vidrio Resina de polister Gelcoat Topcoat Catalizador Cera Compuesto para pulir Acetona Estireno Espuma de poliuretano Poli estireno expandida Remaches Madera contrachapada Lminas de vinilo Tubos de PRFVNombreProp. FsicaProp. MecnicaIlustracin

Fibra de vidrio

El material de hilos cortados, son filamentos de 15 a 50 mm de largo, unidos por medio de un ligante de alcohol polivinilico (APV) soluble en estireno.Para construir la lancha de 4,5 m se necesitan 300 para la capa primara en vez de velo de superficie y 400 para las dems capas. Como medida preventiva es muy importante mantener este material sexo y libre de contaminacin. Las fibras ms delgadas recin fabricadas son las ms fuertes debido a que las fibras ms delgadas son ms dctiles. Cuanto ms rayada est la superficie, menor ser la tenacidad resultante. Debido a que el vidrio tiene una estructura amorfa, sus propiedades son las mismas a lo largo y a lo ancho de la fibra. La humedad es un factor importante en la resistencia a la traccin. La humedad es fcilmente absorbida, y puede empeorar las grietas microscpicas y los defectos superficiales, y disminuir la tenacidad.

Resina de polister

Hay un material que se le llama polister orto ftlico (es un tipo de resina de polister) y es de uso general. Al mezclarlo con 1% de perxido de metil-etil cetona, normalmente tiene un tiempo de uso de gel de 8 a 15 minutos, y cuando se alacena en oscuridad por debajo de 25 C este tipo de resina puede durar hasta 6 meses. Si se almacena en temperaturas normales se ver reducida a 3 o 4 meses.Resistencia Traccin (Mpa)50 75

Resistencia Flexin (Mpa)80 150

Mdulo Flexin (Mpa)3500 4500

Gelcoat y topcoat

LA fecha de fabricacin de este material viene impresa en la etiqueta del recipiente, y su tiempo de caducidad viene siendo igual al de la resina de polister. Este material se vende sin color pero se le puede aadir color si as se desea. Antes de su aplicacin se tiene que mezclar con cuidado y a poca velocidad con un 10% de colorante y para ello se tiene que usar un taladro con un accesorio especial para batir. Despus se le agregara un 2% de endurecedor como mximo.Para hacer topcoat, se tiene que mezclar el gelcoat preparado con 4% de cera y este se seca al contacto con el aire, por eso se usa como capa de acabado.-Muy buen brillo-Alta resistencia al rallado-Flexibilidad-Resistencia al ataque de disolventes

Endurecedor o catalizador

Este material se usa para conseguir el curado del polister. Es muy corrosivo y se tiene que tomar precauciones para su uso, como gafas de seguridad y guantes de goma para proteccin.Cuando se mezcla este material con la resina se produce una reaccin qumica y genera calor (exotermia). Cualquier derrame de este producto y al contacto con otro material puede causar un incendio.

Cera

Cuando se prepara un molde que se usa para cubrirlo con fibra de vidrio, se tiene que poner primero una cantidad moderada de cera de alta calidad, la cual se tiene que pulir con un trapo limpio hasta conseguir mucho brillo.Para preparar un molde nuevo se aplicaran entre 5 y 10 placas de cera. Tambin se puede usar el alcohol polivinilico pero si se tiene un molde de buena calidad no se necesitara, con tan solo un ligero encerado y pulimiento se pueden conseguir mejores resultados.Debe ser slida a 20C (68F), ser cristalina, fundir arriba de 40C (140F) sin descomposicin por su consistencia y solubilidad dependen de la temperatura para poder pulirse con la aplicacin de una fuerza pequea

Compuesto para pulir

Este material se fabrica en distintos grados: grueso, fino y superfino. Se usa cuando se requiere conseguir un nuevo acabado de alto brillo en un molde o si se est reparando algn casco de PRFV. Para poder aplicar este material primero se tiene que lijar la superficie con agua y papel de grano entre 240 y 1200

Acetona

Es un solvente lquido que se usa mucho para disolver y eliminar el polister de brochas, rodillos, etc. antes de que se ponga duro. Se tiene que usar proteccin adecuada como guantes, puesto a que tiene repercusiones en el cuerpo en un simple contacto directoLa acetona en estado puro es inerte a la oxidacin de aire bajo condiciones de ambiente normal. Puede reaccionar violentamente en ocasiones de forma explosiva especialmente en recipientes confinados.

Estireno Lquido incoloro de aroma dulce que se evapora fcilmente. Nombre sistemtico: etenilbenceno Frmula molecular C8H8 Densidad: 909,00 kg/m Masa molar: 104,15 g/mol Nmero CAS 100-42-5 Punto de fusin -30 C Punto de ebullicin a temperatura normal: 145C. Solubilidad: Prcticamente insoluble enagua(1%), y soluble en algunos lquidos. Densidad: 0.909 g/cm, en agua Viscosidad 0,762 cP a 20 C

Es un componente normal de la resina de polister y puede usarse para disminuir la viscosidad del polister y el gelcoat. Aunque tambin es necesario para el proceso de curado, no se debe aplicar nunca ms de un 5% de este producto puesto que podra causar un desequilibrio y podra debilitar el laminado final. Adems este producto tambin es eficaz para la limpieza de moldes.

Espuma de poliuretano

Puede emplearse en el interior de bancos u otras cavidades huecas de flotacin. Para fabricar la espuma se usan 2 lquidos, A y B, disponibles en latas separadas y se mezclan en cantidades iguales para conseguir la expansin y el curado adecuados. Normalmente, 1.6 kg de mezcla liquida se expande hasta formar un pie cubico de espuma (28.3 litros aprox.). Tambin se puede encontrar este producto en forma de bloques y lminas.

Es hipo alergnica y anti-moho. Adems, la espuma de poliuretano tienepropiedades maleables, lo que le permite ser moldeada o cortada para adaptarse a una forma deseada. Tienecualidadesfuertemente aislantes y tambin una buena absorcin de impactos.

Poli estireno expandido (estiro espuma)

Tambin se usa como material de flotacin. Es la espuma ms barata que existe y se vende en forma de bloques y lminas. Sin embargo el material puede daarse fcilmente con los solventes y se funde al contacto con acetona, estireno o gasolina, y por esta razn es muy recomendable aislarlo con plstico a prueba de solventes.

Densidad, kg/m 16Resistencia a la tensin, kg/cm 138Resistencia al cortante, kg/cm 138Resistencia a la flexin, kg/cm 207Resistencia a la compresin, kg/cm 70Resistencia trmica, W/mC .0375

Remaches

Son de cuerpo de aluminio natural, clavo en acero bajo en carbono.Resistencia (N) 530 - 670

Madera contrachapada

Dureza o resistencia al corte, que depender de la mayor o menor cohesin entre sus fibras.Flexibilidad, es la facilidad para ser curvadas en el sentido de su longitud, sin romperse ni deformarse.Densidad o peso especfico, se define como la relacin entre el peso de la muestra y su volumen, medidos con el mismo grado de humedad.Resistencia a la comprensinResistencia a la traccinResistencia al cizallamientoResistencia a la torsin

Lminas de viniloEs una placa de PVC espumado muy ligero y resistente, no crea hongos, resistente al agua, de fcil limpieza, no se astilla, no se rompe, puede termo formarse, taladrarse, cortarse en figuras, es auto extinguible.

-Presenta esfuerzo mnimo de deformacin (valor yield).

-Dilatacin

Tubos de PRFVLos plsticos reforzados son un material flexible pero a su vez,muy resistente mecnicamente. Sometido a un esfuerzo de traccin,se deforma proporcionalmente, o sea, que cumple con la Ley de Hooke,con la particularidad de que la rotura se produce sin presentar fluencia previa.Su peso especfico (1.8 Kg/dm3) es mucho menor que el de los materialestradicionales, lo que hace que el PRFV. Posea una alta resistencia especfica. Esfuerzo a la tensin 32000-6000 psi Esfuerzo a la flexin 20000-40000 psi Esfuerzo al impacto 40-50 Conductividad trmica 1.2 - 2

Pasos a seguir para la construccin de una lancha1.- Obtener los materiales mencionados.2.- Informarse del proceso de laminado para aplicarlo ms adelante.3.- Conseguir o crear la estructura del bote con madera de contrachapado.4.- Se lija y se limpia la estructura de madera.5.- Se sella ponindole remaches y de esa forma tener una estructura fuerte.6.- Se aplica la primera capa de fibra de vidrio por medio de laminado a todas las partes.7.- Ahora se le ponen varias capas de masilla.8.- Le ponemos una capa de topcoat o pintura de 2 componentes.9.- Se perfilan todas las partes del molde macho y se colocan con cuidado para que todas encajen.10.- Se aplica la primera capa de gelcoat y se espera un tiempo de 3 a 6 horas para aplicar la 2da y lo mismo con la tercera.11.- Se pone resina en la estructura para despus aplicar capaz de fibra de vidrio con laminado12.- Colocamos los tubos de PRFV para reforzar la estructura y luego se lamina con 5 capas13.- Se encera el molde macho terminado, despus una capa de gelcoat y posteriormente las capas de fibra de vidrio con laminado14.- se refuerza la estructura por dentro usando espuma de poliuretano y tubos de PRFV luego se laminan. 15.- El espacio vaco de flotacin se llena con espuma de poliuretano y luego se le vierte poliuretano lquido16.- Despus se le colocan los componentes finales como los sujetadores, motor, etc. 17.- La lancha tras ponerle el sistema para el motor y desage estar terminada.

APLICACIN BASICA DEL LAMINADO1.- El molde se preparara aplicando cera desmoldeante y pulimentado. El paso que sigue en la fabricacin de una embarcacin de PRFV es la preparacin y aplicacin de gelcoat. Ya que apropiado con un rodillo, brocha o pistola pulverizadora. El grosor de gelcoat debera de ser entre .4 y .8 mm y se puede medir usando un medidor de pelcula hmeda, que se puede conseguir con el proveedor del gelcoat, aunque un medidor de espesor tambin se puede hacer con una pieza de metal.En la capa inicial de gelcoat deber estar totalmente curada antes de empezar la laminacin y es preferible esperar tres o cuatro horas para que el curado se realice por completo. Si no se espera el tiempo debido para el laminado se corre peligro de que el polister ablande el gelcoat y lo arrugue.Para conseguir un buen trabajo de laminado se debe comenzar en cuanto pasen las 4 horas de espera. Esta regla tambin se emplea en el caso del tiempo abierto del polister, para asegurar un buen enlace primario entre las capas laminadas. Debern tomarse medidas de precaucin para evitar la contaminacin de la superficie de gelcoat.Todos los materiales necesarios se deben preparar antes de empezar a laminar sobre el gelcoat. La resina para la fibra de vidrio deber removerse completamente a temperatura ambiente antes de poner el endurecedor, todos los pasos necesarios para construir una capa de laminado debern completarse rpidamente, ya que solo se puede trabajar con esta mezcla durante un periodo de 10 a 15 minutos.2.- Solo se mezclara la cantidad de polister y endurecedor que se vaya a aplicar al material de fibra de vidrio en el tiempo disponible. Es probable que una pequea cantidad de polister mezclado en un recipiente grande.3.- Sera necesario seguir los pasos iniciales establecidos en la descripcin y manejo de materiales y asegurarse de que se usa la cantidad incorrecta de endurecedor para conseguir un buen curado.

4.- La primera capa se compone de resina y un material de 300 g. No deber existir ningn abultamiento o contaminacin de gelcoat curado antes de empezar el proceso de laminado. Es esencial eliminar con cuidado las burbujas de aire y que la primera capa se cure durante un periodo de 4 a 6 horas. Cuando se trata la capa primara, es importante que el material de fibra de vidrio haya sido rasgado en vez de cortado, y los trozos del material se deben colocar lado con lado, sin solaparse uno con otros.

5.- Desde el punto de vista de control de calidad, es muy importante mantener una inspeccin visual continua y rigurosa para detectar cualquier signo de contaminacin. Si la fibra de vidrio queda demasiado empapada, el laminado tomara un color blanco.6.- En la construccin de una lancha solo se usara material de hilos cortados por su facilidad de empleo, en vez de tela tejida. Una cuestin importante a la hora de laminar es montar cada capa en el intervalo de tiempo apropiado. Se permitir que el laminado se enfrie despus del proceso de curacin antes de empezar con las 2 capas siguientes, pero el trabajo deber terminarse en un ida.

PROCESO DE CONSTRUCCION DEL MOLDE MACHOEl molde macho se forma por varias partes separadas, que puede ser de madera, yeso, metal o cualquier otro material que sea resistente al monmero de estireno. Es muy importante saber que la superficie del molde hembra es un reflejo del molde macho. Entre ms lisa sea la superficie del molde macho mejor se ver el acabado de la embarcacin y su aspecto externo. Cuando se usa un material poroso como madera o yeso, es importante terminar el molde macho con una pintura de 2 componentes que sea resistente al estireno. Es posible conseguir fcilmente una estructura estable usando madera contrachapada, o planchas de fibra, en la construccin de las cuadernas, como se muestra en el dibujo tcnico (plantilla del molde macho)

Los listones de madera que se ponen horizontalmente a lo largo de la superficie del molde macho pueden ser de distintas clases o dimensiones. En este ejemplo, se han usado planchas de madera de 12 mm de ancho y 45 mm de alto para la superficie relativamente plana de los lados de la embarcacin y de 12 mm de ancho por 30 mm de alto para la supercicie mas curvada, donde los lados se convierten en los bajos de la embarcacin.Estas planchas se fijan con pequeos clavos, horizontalmente y a intervalos de 5 a 10 cem, a todo lo largo de la eslora de la embarcacin, justo donde los bloques de madera se han aadido sobre las cuadernas.La diferencia de altura entre los listones de 45 mm y de 30 mm deber nivelarse aproximadamente antes de empezar a colocar el contrachapado. Estas planchas (del tipo fancyply) de 3 mm se sujetaran a los listones diagonalmente, a fin de conseguir una superficie ms estable y, tambin por que se adaptan mejor a la forma del pantoque. Adems de clavos, se usara un poco de pegamento para sujetar las planchas.

En esta foto se muestra la plantilla del molde macho terminado y lista para ponerle las planchas de madera horizontales. Los bloques de madera se sujetan al permetro de cada cuaderna, los cuales proporcionan una base mejor para los tornillos que sostienen a los listones en su lugar.Lo que se aprecia debajo del molde macho se le llama astillero, y se usa para colocar la estructura encima, el astillero se atornilla al suelo todo para darle mayor estabilidad y facilita el trabajo al momento de aplicarle fuerza lijndolo o ponindole masilla.

Aqu se muestra la perspectiva de la estructura con todos los listones colocados en el lugar que le corresponde. El siguiente paso consiste en empezar a fijar los tablones o planchas de contrachapado sobre los listones en forma diagonal.

En algunas ocasiones, los listones (tiras de madera) se colocan ms separados y se usa un revestimiento ms grueso de contra chapado. Cuando se hace algo de este tipo se tiene que reducir el grosor de la estructura en la misma proporcin para compensar el grosor adicional. Una vez que el contrachapado est colocado firmemente, se nivelara y alistara la superficie usando papel lija:

Una vez que se ha terminado de lijar, se tiene que sellar y limpiar la superficie de madera, preparndola para la capa de laminado. (Nota: si solo se va a construir un molde empra a partir de este, o si se va a aplicar pintura de dos componentes, no ser necesario aplicar la capa de laminado de fibra de vidrio.) :

En este caso y para garantizar la resistencia y estabilidad del molde macho, se le aplicara una capa de material de fibra de vidrio de 300 o 450 g. A continuacin. Se le aplicara varias capas de masilla sobre su superficie y se proceder a lijar para quitarle cualquier defecto en las formas.En la siguiente fotografa se muestra el molde macho casi listo para cubrirlo con el gelcoat, solo le falta ponerle las quillas laterales. Para esto se usara masilla de diferentes colores para distinguir o localizar fcilmente cualquier imperfeccin. Despus para conseguir una superficie ms uniforme se lijara a mano.

Ahora, para obtener un acabado apropiado de alto brillo, se le pondr una capa de topcoat o pintura de dos componentes. Si le ponemos topcoat, esta se deber lijar al agua, empezando con granulados de 240 y terminando con granulados de 1000 a 1200. Con esto lograremos que el molde del casco tome mucho brillo y pulimentado con ser.

En esta fotografa vemos que se ha laminado las abrazaderas de acero en el casco para mantener los laterales en posicin. Adems, se pegaran lminas de vinilo antideslizante granulado.

Todas las partes del molde macho se perfilan y colocan con cuidado para garantizar que cada una de las partes laminadas del bote resultante encaje. En esta fotografa se muestra la colocacin del banco de popa, que contiene un paol. Adems, se le aplicara sobre este molde la primera capa negra de gelcoat para moldes, para que est lista para construir el molde hembra de la cubierta.

CONSTRUCCION DEL MOLDE HEMBRALa vida til y el valor de un molde hembra vienen determinados principalmente por la calidad de la superficie del molde macho. Si fuera necesario realizar mejoras o reparaciones en la superficie del molde hembra una vez que se separa del macho, se perder tiempo. Solo ser necesario abrillantar o pulir despus de cada uso, y as poder fabricar productos a partir de dicho molde en periodos de tiempo ms cortos.

Deber emplease gelcoat genuino para moldes sobre el molde macho con preferencia a un gelcoat normal de color negro, ya que aquel es generalmente ms duro que el normal y puede alcanzar un grado superior de brillo, aparte de contraerse menos. Se tiene que hacer una capa de 3 manos de gelcoat, con un periodo de curado de 3 a 6 horas entre cada una de ellas. Cuando se hayan aplicado todas las capas se dejara que el gelcoat cure durante un periodo de 3 a 6 horas y despus se aplicara una capa de superficie.

La primera capa de material fino de fibra de vidrio, o velo de superficie, tendr que colocarse con cuidado, trabajando sobre ella para eliminar todo el aire atrapado, y dejar que se cure por separado. Si no se dispusiera de material fino, tambin se podr emplear un material de 300 g, o usar ambos mojados.Es importante aplicar una buena capa de resina a la superficie del molde hembra antes de colocar el material de superficie, a fin de garantizar que ste se impregna desde abajo, expulsando el aire hacia fuera.Es preferible que los bordes rasgados del material se unan cuidadosamente, como se muestra en este ejemplo, en vez de superponer los bordes cortados.La ltima capa de cera deber dejarse secar durante 12 horas como mnimo. Despus de este periodo de secado, se aplicar una capa de cera para moldes y se dejar secar durante al menos 4 horas. A continuacin, se extender una fina pelcula de agente desmoldeante de APV, usando una gamuza, una bayeta tipo Wettex o un material similar. Dicha gamuza o trapo se empapar de una solucin de APV, se escurrir con cuidado y se aplicar ligeramente para conseguir una pelcula fina y uniforme.

Esta foto muestra cmo se colocan refuerzos hechos con tubos de PRFV preformados usando masilla, para laminarlos despus con 5 capas de material de 450 g, como mnimo.Estos complementos mejoran enormemente la rigidez del molde hembra sin aadir demasiado peso.

Aqu se muestra el molde hembra terminado, con los refuerzos colocados y una cuna debajo de l.

CONSTRUCCION DE LA EMBARCACIONEl molde se prepara con cera, se le aplican dos capas de gelcoat, despus se aade una capa primaria de laminado y por ltimo se le aplica el laminado de las capas principales.

El espejo de popa se refuerza aadiendo dos placas de contrachapado de 18 mm cada una, formando juntas un espesor de 36 mm.Cualquier orificio de desage del pocete del motor deber quedar bien sellado para evitar que el agua entre en contacto con el contrachapado.

La cubierta se fortalece laminando refuerzos sobre ella, como se muestra en la fotografa de abajo. Tambin se puede usar madera contrachapada, espuma de poliuretano y tubos de PRFV preformados como moldes para refuerzos de PRFV. Otra opcin consiste en fabricar un sndwich con espuma estructural.

El espacio de flotacin debajo de la zona de almacenaje podr rellenarse de espuma de poliuretano. Y los bordes se han amolado en preparacin para el laminado.

Se vierte poliuretano en el espacio de flotacin. El volumen correcto de espuma que se necesita para rellenar el espacio deber calcularse con cuidado. Las instrucciones del fabricante con respecto a la temperatura, proporcin de la mezcla e ndice de expansin de la espuma debern comprenderse y seguirse atentamente.

Si se pesa la embarcacin, podr calcularse la cantidad de polister y fibra de vidrio usada durante su construccin.En la embarcacin terminada, el paol de popa se cierra con una escotilla estanca a la intemperie.Se aadir una placa de refuerzo hecha de acero o aluminio para proporcionar adicional para el motor.

Se fijarn pernos en U de acero inoxidable de ocho (8) mm en la proa y en el espejo de popa.

El tapn de desage se fija en el espejo de popa con dos tornillos de cabeza cnica de pulgada del nmero 8.Durante el montaje, dicho tapn deber sellarse completamente con compuesto fijador.

En aguas tranquilas, ser suficiente usar un motor fueraborda 5 CV. En lugares en que prevalezcan corrientes ms fuertes es preferible utilizar un motor de 10 CV. La placa de cavitacin deber estar en lnea con el fondo del espejo de popa, como se muestra a la izquierda

Esta es la imagen de la lancha terminada.

HERRAMIENTAS

La cinta adhesiva de dos tamaos diferentes se usa para separar dos colores distintos de gelcoat en el casco durante la construccin, o para aisalr un rea que necesita ser reparada esta cinta tambin puede ser til para asegurar una cubierta de plstico que se use como proteccin contra el polvo o lluvia. Las esptulas con mango se usan para extender la masilla.Las paletas de acero blando mas anqchas, se usam em trabajos de carrocera de vehculos pero tambin sirven para el bote.

El cuchillo o navaja con ojas adicionales pueden usarce para cortar refuerzos de material seco o el laminado de los bordes.Los destornilladores se usan para montar tacos de hacer y tapones de drenaje.El material tambin se puede cortar con tijeras o rasgarse cuidadosamente con la manoUn cicnel es til para eliminar abultamientos y hembras curadas de fibra de vidrio.

Los mazos de caucho son tiles para golpear con cuidado los moldes y ayudar al des moldeado.Un martillo es ms conveniente para introducir cuas de madera alrededor del borde del molde.Las llaves de rosca se usan para montar pernos y tuercas en la defensa, asi como los tacos, pernos de ojo y en forma de U.Una llave inglesa es tambin conveniente para sostener los pernos y turcas mientras se aprietan.

Una sierra para madera se puede emplear para cortar espuma y una sierra para metales se puede usar para cortar el laminado curado y pernos de acero inoxidable.Un taladro mecanico con un juego de brocas helicoidales y brocas de paletas de varios tamaos para abocardar pernos de 6mm en las defensas de madera. Los accesorios de sierra perforadora de metal duro se usan con el taladro para hacer orificios.

Las pulidoras elctricas de disco se usan para lijar partes daadas, aunque tambin se usan para pulir el laminado antes del montaje. Adems se le puede poner discos de caucho para usar con papel de lija de granulado 40. De la misma forma, tambin se le puede poner discos de carborundo para cortar y lijar, tambin usarlos para seccionar y pulir el laminado curado as como para cortar pernos de acero inoxidable.

Las lijadoras de banda se usan para lijar antes de una reparacin y para poder lijar rincones de difcil acceso.Una sierra mecnica con una hoja de metal duro laminado es para cortar tanto como madera y laminado de PRFV.

CONCLUSIONEl proceso de elaboracin de una lancha no es muy complicado sin embargo se tiene que estar bien concentrado y atento para llevar cada paso y tener un producto con la calidad que se desea. Fue necesario analizar distintas fuentes para conocer ms sobre la elaboracin de una lancha y existen varios mtodos sin embargo se escogi el de laminado y se detall cmo se lleva a cabo este mtodo antes de hacer mencin de el en el proceso de elaboracin de los moldes hembra y macho.