本
文
摘
要
主要设计来自于作者rowerwet发布在instructables网站上的教程:Sawfish, the Unsinkable, Lightweight, Foam Kayak, Free DIY Kayak Plans, Anyone Can Build 。获得其同意后进行翻译和修改。
部分内容和步骤根据我在制造时的工具材料和我自己的操作经验进行了修改,并尽可能同时列出原版教程中的制作方法和我自己的制作方法。图片如无特别标注说明,均来自译者/改编者本人的船只制作过程。照片拍摄于不同的国家的若干条不同船只的制作中,所以周围环境或船只本身会有一定区别,无需疑惑。
免责声明:水上运动带有天然的危险性,对安全的留意,包括但不限于:船只本身的可靠性,穿戴救生衣,对周围环境、水流、水下物体、其他船只的关注等,是参与者自身的责任。教程作者,改编者,译者均无法对任何人根据此教程制造的船只以及相应活动的安全负责。只有你们自己能对你们自己的水上活动安全负责。
这份教程是针对被称作皮划艇(Kayak)类型的小船。传统的皮划艇(因纽特人的传统交通工具)是这样的:
图片来自:Wikimedia 作者:Fanny Schertzer GNU Free Documentation License主要结构是木制框架和皮质蒙皮,所以被称为皮划艇。
而现代皮划艇是这样的:
图片来自EK Kayak公司,典型的封闭式 海洋舟(航海艇)典型的开放式皮划艇除了塑料,也有使用胶合板,玻璃钢,碳纤维复合材料,凯芙拉复合材料等不同材料制作的现代皮划艇。皮划艇大致分为两类,开放式(Sit-on-top)和封闭式(Sit-in)。根据具体的设计还有白水艇,航海艇,休闲艇,钓鱼艇等细分类。
除了皮划艇,另外一种常见的水上运动用船只被称作独木舟(Canoe)。其名字来源于一些地区的传统造船方法,将一颗树的内部挖空,雕出船的形状。
传统的挖出式独木舟(dugout canoe) 公有领域图片还有另外一类船只,来自于加拿大的北美原住民,虽然并非使用单根木头建造但由于相似的外形也使用了独木舟(canoe)这一名称。
传统的 加拿大式 白桦树皮独木舟,图片版权Tom Byers http://www.lonewolfcabin.com/tombyers.htm介于传统和现代之间的木条独木舟,现代制作的木条独木舟大多数会使用玻璃纤维环氧树脂复合材料覆盖表面。 Creative Commons CC0玻璃纤维复合材料现代独木舟 Creative Commons CC0不同类型的船只各有特点。通常来说,皮划艇更轻更小,长宽比更大(更容易在水里减小阻力划出较高的速度),更灵活易操纵,但稳定性更差,载重载人更少。独木舟则正好相反。这份教程将会讲解,如何使用尽可能简单的技术与工具,和相对廉价易得的材料(大部分源于常见的建筑装修材料),制造出一条可靠,轻便,维护要求低,可维修的开放式皮划艇。(对于有经验的制作者,对这份设计进行一定修改作出封闭式皮划艇或独木舟也是完全可行的)。主要材料是用于建筑隔热的XPS挤塑泡沫板。
图片来自淘宝成品看起来是这样的:
所需工具:
有金属衬里的大号美工刀,用于切割XPS板材。rowerwet的原版教程上,使用的是手锯。但我在尝试了手锯,电动台锯之后发现,其实美工刀切割更加方便,留下的切口也更整齐干净。不过一定要使用这种带金属衬里的美工刀,纯塑料柄的美工刀在切了一些板之后刀片背面就会嵌入塑料柄开始损坏。另外,需要准备大约一盒备用刀片,刀片很容易在制作过程中变钝,被胶水糊上,或者断掉。如果感觉切割变得更难了,就差不多是时候换个刀片了。这种可以 图片来自淘宝这种纯塑料的不行 图片来自淘宝水泥自流平施工用的消泡滚筒,7寸宽齿高14mm的即可。它的用途是在XPS板材上留下浅坑,以便胶水附着。rowerwet的原版教程上,使用的是一种被称作Warner 250的旧墙纸移除工具,但在美国之外极难买到。根据我自己的经验,消泡滚筒留下的大片浅坑比其他工具留下的少量深坑更加便于制作。图片来自淘宝平板砂纸机/打磨机,用于打磨XPS板材。rowerwet的原版教程里使用了一种被称为shureform ,结构类似刨丝板的手动工具,但在美国之外很难找到。原版教程里也推荐了打磨机,但因为打磨机在北美并不便宜,主要建议使用手动工具。中国的情况有所不同,淘宝上几十块的打磨机就完全够用了。图片来自淘宝(可选)吸尘器,用于清理打磨粉尘和碎屑。功率越大的越好,虽然其他方法也可以清理,但磨下来的XPS粉尘大多带有静电易吸附,吸尘器是最方便的方法。油漆刷子,1寸2寸宽的建议准备七八把,用于涂抹胶水。因为胶水会在刷子上凝固,所以基本上就是一次性的,需要多准备一些。另外还需要一些4寸刷子或者小号滚筒,用来涂油漆。枝剪或铁皮剪刀,用于裁剪木条,在PVC管道上制造齿口等。电钻和8毫米钻头。米尺剪刀,螺丝刀,钳子等常用工具。若干砖头,石头,有水的水桶等,用其重量压住粘合中的XPS板材。C型钳或者F型木工夹子(4个)我用的是F型夹子,比我想象的要便宜许多,50×150的F型夹只有五六块钱一个(现在涨到七块多了)。结构胶胶枪(可选)薄木条,长约一米,宽约3-5厘米,厚约3-5毫米。使用了淘宝上购买的木条。图片来自淘宝所需材料和消耗品:
6片180×60×5厘米高密度XPS板材(以下材料列表均针对制作3.6米长,船底中央宽0.7米的单/双人皮划艇。对于其他尺寸的船,所用材料需要相应调整)。国内的XPS板材标准尺寸是180×60厘米,最厚5厘米。国外的XPS板材标准尺寸是8×4英尺(约2.4×1.2米),最厚2英寸(约5厘米)。XPS板材可以通过稍后介绍的方法拼接起来,所以尺寸的区别不会造成问题,只不过较小的板材需要更多拼接接缝。同样因为可以随意拼接,只要精细使用边角料,5片就足够做出3.6米的船,但第一次还是建议6片。大约4kg聚氨酯胶水。rowerwet的原版教程推荐使用的是一个叫做“Gorilla Glue”(大猩猩胶水)的牌子,在淘宝上虽然可以找到但代购价格十分昂贵。我在购买了许多种淘宝上的国内品牌聚氨酯胶水进行试验后终于发现,来自淘宝商店“粤威家具五金世界”的用于安装铝合金门窗角码的聚氨酯发泡胶是最理想的替代。它和大猩猩胶水一样不含溶剂,不会将泡沫板材溶解,具有相似的发泡性能和发泡程度,可以在粘合的同时填充XPS板材之间的缝隙。唯一的缺点是,其粘稠度比大猩猩胶水稀很多,在涂布胶水时更加方便,但如果操作不慎,多余胶水很容易从较大的XPS板材缝隙之间流走,无法有效粘结板材,造成浪费,流出的胶水如果粘到地上还很难清理。解决方法是尽量不要留下较大的缝隙,在需要用胶水粘结的缝隙中插入削成薄片的XPS进行填充,或者用胶带密封缝隙。虽然我与“粤威家具五金世界”并无商业合作或广告关联,但不建议使用其他类型或商店的聚氨酯胶水,除非你也愿意和我一样在一种种不同的胶水中反复试验。因为聚氨酯胶水一旦开瓶后就会缓慢固化,最后无法使用,建议尽量缩短工期,或者购买两个小瓶胶水而不是一大瓶胶水。外部蒙皮复合材料。XPS板材和聚氨酯粘合点具有较好的抗压能力,但并不具备抗拉能力。只靠XPS船身是无法保证船体的抗拉强度的。为了解决这个问题,需要在船身外包裹一层由纤维+胶水构成的“蒙皮”,承担抗拉性能。我实践了3种不同的方案:棉布+防水白乳胶+外墙乳胶漆(rowerwet的原版方案,也是我推荐初学者使用的方案)需要大约7×2米的纯棉棉布(可用纯棉旧床单代替)或帆布,大约6-7公斤的防水白乳胶,大约4公斤的外墙乳胶漆。rowerwet的原版方案使用的是一种Titebond II牌子的防水白乳胶,同样在淘宝上价格昂贵。但类似的替代品较多,只要不含溶剂,就可以使用。我使用的是东莞市龙大胶粘制品有限公司的LD818防水组装胶。
基本操作方法为:先用防水白乳胶将棉布贴在船体上,完全覆盖,待其完全凝固后再用外墙漆给棉布层上色和密封。这个技术被rowerwet称作Poor Mans Fiberglass(穷人的玻璃纤维,因为是用来代替玻璃纤维覆盖船身的)。棉布或帆布层负责抗拉,XPS材料负责抗压,而白乳胶将两者互相固定,外墙漆负责防水和密封。在玻璃纤维材料和环氧树脂普及之前,类似的材料被广泛使用于船只上。对于这么小的船而言,强度完全够用。如果使用帆布而非薄棉布,粘贴固定会更困难一些,而且需要的胶水和油漆会更多,重量更重,但最后形成的表面会更坚固,更耐穿刺。如果使用薄棉布或床单,所用的胶水和油漆会较少,重量也会有一定优势,但最后船的表面会稍稍软一些。我的第一条船在座位内使用了帆布,其他位置都使用床单/薄棉布。使用下来后发现,船头船尾如果遇上尖利石头,棉布表面容易被戳破(不过不难修补)。我的第二条船则在船头船尾和座舱使用帆布加强,其他位置使用床单/薄棉布。
2. 棉布+防水白乳胶+地坪漆(虽然有一定优点,但不推荐)
白乳胶和棉布部分与上一个方案相同,但使用大约6升的水性环氧树脂地坪漆代替了外墙乳胶漆。优点是水性环氧树脂地坪漆的耐候性和耐磨性显著高于外墙乳胶漆。缺点是水性环氧树脂地坪漆不仅施工更麻烦,涂刷的漆层还薄,难以像外墙乳胶漆那样反复多层涂刷实现光滑的表面。为了确保附着力和节省油漆,在使用环氧地坪漆之前,要先用同一系列的底漆涂布棉布表面,再涂上色漆(6升地坪漆中需要2升底漆,3升色漆和1升面漆)。虽然在作为地坪漆时可以实现比较厚的漆层,但那是靠类似自流平地面的操作方法实现的,在不平整的船体上,只能靠刷子和滚筒涂布,留下的漆层很薄,反复涂抹也很难遮盖船身上的凹陷和帆布纹理,难以像乳胶外墙漆一样形成相对光滑的表面。而粗糙的表面在日后又会带来难以清洁的问题。总之,不推荐。
3. 玻璃纤维布+船用环氧树脂+色浆(实验中)
比较接近专业船只的方案。但施工比较麻烦。玻璃纤维的粉尘如果未经仔细清理,吸入肺部会造成严重伤害,需戴防尘口罩操作。玻璃纤维粉尘仅仅是接触皮肤也会造成 *** 和皮肤破损,通常情况下还需要防尘服。环氧树脂凝固时会放热,容易融化下面的XPS泡沫。优点是成品的强度最高。我的第三条船因为要试验一系列分段拆卸/固定机构,为了确保强度不得不使用了这一方案。实践中,船的不同位置会使用不同材料进行固定。一些较为平整,大面积(纤维布切割少),对刚度要求较高的位置,使用玻璃纤维+环氧树脂。一些较小,需要反复切割纤维布(容易造成粉尘),难以加工的地方,使用帆布+环氧树脂(是的,帆布也可以和环氧树脂一起形成复合材料)。个别对抗拉强度要求特别高的地方,还会使用建筑用碳纤维布+环氧树脂。对于北美,这个方案会非常昂贵。但对于背靠万能淘宝+世界工厂的我们,其实也不算贵。对于3.6米船而言,所需的环氧树脂+玻璃纤维布不过1XX元。对于操作要求较高,仅建议对于复合材料有一定操作经验的人士使用。需要大约5公斤的船用环氧树脂,9米玻璃纤维布,少量帆布,少量碳纤维布(可选)。
烧烤用竹签聚氨酯结构胶和胶枪橡胶手套防尘面具布基胶带PVC管(可选)6毫米伞绳若干米薄PVC板记号笔喷码机油墨清洗剂(主要成分是有机溶剂,似乎是乙酸乙酯。用于清洗工具上或者手上沾上的聚氨酯胶水,可选。注意千万不要让油墨清洗剂和其他有机溶剂接触到聚氨酯船身或板材。)所需配件:
常用的皮划艇配件,配置可选。对于3.6米船,我建议的配置是:
两个侧面把手两个前后把手如果侧面把手带橡皮筋船桨固定器,需要两个钩子如果侧面把手不带橡皮筋船桨固定器,需要1-2个塑料船桨固定器两个9寸舱盖其他的橡皮筋行李固定绳,鱼竿固定器之类的东西可以看需求添加。船舵和脚踏板一类复杂的附件不建议在第一条船上就安装。