藝術皮劃艇--材料篇：為什麽用木條

國外個人玩家在自家庭院設計制作皮劃艇由來許久，在中國也有類似的產品以同樣的方式生產。木材是極容易獲得的材料。中國的漁船，龍舟，基本都是以木材為基礎建造的。隨著技術的發展，在當下很多的材料都可以建造，但是我們還是會首選木材。同時有很多的技術改善了原始木材造的船艇的問題，比如說開裂，腐蝕等。這樣使得木材造船工藝會更完美、更牢固耐用。

木材是一種天然的復合材料，它是由膠合在一起的纖維素、纖維管和木質素組成。就重量而言，他比鋼更輕。也不像當今大多數的高科技材料那麽容易產生疲勞。在現代木材仍然是用於建造高尖端的競赛帆船和動力船的首選。也用於最新的風力發電機的轉子葉片。現代商業建築的大型結構橫梁也是由木材層壓而成。當妳把木材和現代材料使用粘合劑結合在一起的時候，妳就創造出來一種復合材料，它能保持木材的優異的硬度。

我們使用木材和玻璃纖維材料結合在一起，形成了一種工字鋼結構。外層是玻璃纖維和樹脂混合後的玻璃鋼，中間是木材，內層還是混合的玻璃鋼。這個結構的強度是非常高的。在國內沒有這種材料強度測試數據，我在國外一篇文章中得到了這種混合結構科學的測試數據。J.R.Watson的文章，發表在《Epoxywarks》，編號10，Win-ter 1998，這是我看到的第一個科學測試，它給出了與皮劃艇強度相關的數字。這個文章記錄了雪松木板外層增加上玻璃纖維樹脂後的單位面積強度和時效的最大力矩。

一次我用木條拼合皮劃艇翻過一個小瀑布。瀑布底部有破碎的混凝土，裏面還有鋼筋。我希望皮劃艇底部有足夠的強度，於是我咬緊牙關從上面穿過。但當我把皮劃艇靠岸後檢查損壞情況時，發現只有表面的擦傷。

從那時起，我們進行了適當的測試，幫助評估玻璃鋼混合木條形成的層合板的強度。我們評估並比較了層合板中不同玻璃纖維規格、層數、木條厚度和重量對於剛度和極限強度的影響。結果表明，對於幾種流行的皮劃艇和船舶部件使用的尺寸是合適的。更重要的是，這個測試可以知道在木條結構船體中如何最好地建立強度和剛度。玻璃纖維布鋪設在木條表面形成復合結構，為木板提供橫紋強度。在更傳統的造船方法中，船體內部的加強筋也有這種作用。雖然兩層玻璃纖維布和木板是皮劃艇的合適材料，但對於較大的船體來說是不夠的。提高強度和剛度有三個方法：增加木板厚度；添加多層的玻璃纖維；或使用更硬的玻璃纖維。為了測量這些變量的影響，我們讓300x300毫米大小的西部紅雪松板在短時間內承受高負荷。模擬了船體在巨浪中，擱淺、拖运和下水時所承受的載荷。我們制作了16個雪松玻璃纖維復合樣品，使用WEST SYSTEM牌環氧樹脂將玻璃纖維布粘合到木板上。使用常規的濕鋪程序，讓環氧樹脂在15攝氏度左右固化。我們制作了七個船用膠合板樣品進行比較。我們測試了四種雪松厚度（3/16“、1/4“、5/16”和3/8“），兩種重量的玻璃纖維編織物（4盎司/平方英寸和6盎司/平方英寸）。

接下來，我們精確地對模具樣本進行加權載荷，並用我們的MTS機器測量和記錄載荷和變形度。為了模擬實際的結構應用，機器施加的載荷平行於雪松樣品上的紋理，平行於模壓膠合板上的表面紋理。我們測量了以磅為單位施加的荷載，以及特定荷載點處的變形度，直到板子失效。施加壓力的持續時間相對較短。圖表顯示強度為“失效磅數”，剛度為失效時的“變形英寸數”。用於小船建造的標準尺寸的船用膠合板（帶或不帶玻璃纖維）作為參考列在圖表底部，以供比較。正如所料，當我們加入玻璃纖維布和環氧樹脂時，木板變得更重。然而，令人驚訝的是，重量的增加與強度和剛度的增加有關。數據表明，在不增加重量的情況下，增加布面層數和芯模厚度可以提高木條結構的整體強度。我們發現，在一側用6盎司玻璃布的雪松在承受221磅時失效。在木板兩側都增加6盎司的玻璃纖維，超達到450磅。這個數值超過了單面的一倍以上。可見內外都用玻璃纖維布可以有效的提高獨木舟強度。大多數的失效都發生在木板的張力（底部）側。這些數字並不能充分反映出導致失效所需的能量。我們繼續試驗，讓iMTS壓力機持續地施加力（高達100000磅）。在破碎的那一刻，有一種像步槍射擊的聲音，然後是雪松粉碎和玻璃破碎的聲音。我們在最近的測試中使用了Hydromat測試夾具。它顯示了平紋織物、E-玻璃纖維和3K碳纖維應用於木板一側和兩側的剛度結果。這個數據也揭示了每平方英尺的玻璃鋼重量增加對於強度的影響。通過對這些數據的檢驗，我們可以用更優化的方案來排列木條結構。我們希望這對那些正在考慮使用這種木條配合玻璃纖維的方法來建造皮劃艇的人有一定的參考價值。

以上來源於《Epoxywarks》，編號10，Win-ter 1998

通過這個文章我們了解到木條配合玻璃鋼纖維布建造工藝的強度，另外木條建造皮劃艇還有強大的容錯性。木材加工制作的過程中，很容易修改錯誤，不會因為設計失誤或者加工失誤造成大的問題。即使有問題我們也很容易修改過來。

另外我們選擇木材還有一個非常重要的原因是木材天然美麗的花紋。不管用木頭做皮劃艇有什麽其他好處，它有一個無法比擬的優勢，木頭本身有非常美麗的花紋。玻璃纖維和環氧樹脂的塗層增加了這種美麗。環氧樹脂看起來像厚厚的清漆。以至於在人群中，木質皮劃艇將成為人們關註的焦點。誠然，塑膠不會腐爛，但是木頭被封裝在環氧樹脂和玻璃纖維中也不會腐爛。如果可以多加註意，皮劃艇可以無限期的使用下去，根本不用擔心腐爛的問題。優美的天然紋理叫妳的皮劃艇升級為一件優美的藝術贫�Ｄ静淖匀坏牟粩嗟淖兓�的紋理，還有不同木材的不同顏色的搭配，船體外殼就是妳的畫布了，妳可以自由的設計和搭配，自由的發揮妳的想象力。這是量產級別的皮劃艇完全不具備的優勢，妳建造的不單單是皮劃艇，還是一件藝術贫��

來源：澎逸皮劃艇俱樂部